排水工程

城市排水管网系统工程第一章概论在城市中，人们在日常生活和生产中会产生大量的污水，降雨和冰雪融化也会带来大量的水流，这些都应得到有效的处理和及时的排放，这就需要有一整套的对城市污水、雨水进行有组织地收集、输送、处理、利用和排放的工程设施系统，这就是城市的排水系统。

而处于规划、设计、施工在建过程中的排水系统，就是排水工程。

可以这样说，相对于其实体结构而言，我们称之为排水工程，相对于其功能作用而言，则称之为排水系统。

排水工程通常由排水管网、污水处理厂和排放出水口组成。

排水管网是收集和输送废水的设施，包括排水设备、检查井、灌渠、水泵站等工程设施。

污水处理厂是处理净化废水的设施，包括城市及工业企业污水厂（站）中的各种处理构筑物等。

出水口是使废水排入水体并与水体很好混合的工程设施。

第二章排水管网系统第一节排水分类城市排水大致可分为三类，即天然降水、生活污水和工业废水。

其中，排入污水排水系统的生活污水、工业废水称为城市污水。

一、天然降水天然降水即大气降水，包括液态降水和固态降水，通常是指雨水或融化的冰雪水。

由于天然降水时间集中，径流量很大，特别是暴雨，必须设法及时排除，否则会积水成灾，影响人们的生活和生产。

降落的雨水一般比较清洁，但初期降落的雨水径流会携带着大气中、地面和屋面上的各种污染物质，污染程度相当严重，应予以控制。

另外，冲洗街道和消防用水，由于其性质和雨水相似，也并入雨水。

通常，雨水不需处理，可直接就近排入水体。

二、生活污水生活污水是人们在日常生活中使用过的水，主要包括住宅、公共场所、机关、学校、医院、商店及其他公共建筑和工厂的生活间、洗浴、洗涤、冲厕等用后排出的水，它主要来自卫生间、浴室、厨房、洗衣房等处。

生活污水中含有较多有机物和病源微生物等污染物质，在收集后经过处理才能排入水体、灌溉农田或再利用。

三、工业废水工业废水是指工矿企业在生产过程中使用过的水，工业废水水质随工厂生产类别、工艺过程、原材料、用水成分生产管理水平不同而有较大差异。

根据污染程度的不同，工业废水又分为生产废水和生产污水两类。

生产废水是指在使用过程中受到轻度污染或仅水温增高的水，如冷却用水，通常经简单处理后即可在生产中重复使用，或直接排放水体。

生产污水是指在使用过程中受到较严重污染的水，这种水中含有大量有机物、重金属及化学有毒物质，具有危害性。

生产污水必须经过有效的处理方可再利用或排放，这对于保护社会环境、净化美化城市、维护自然生态和谐平衡、促进国民经济的可持续发展，都具有重要和深远的意义。

不同的工业废水所含污染物质有所不同，如冶金、建材工业废水含有大量无机物，食品、炼油、石化工业废水所含有机物较多，另外，不少工业废水含有的物质是工业原料，具有回收利用价值。

第二节排水体制城市雨、污水的汇集排除方式，称为排水体制，排水体制可分为分流制和合流制两种基本形式，是针对污水与雨水的合与分而言的。

城市污水通常是指排入城市排水管道系统的生活污水和工业废水的混合物。

在合流制排水系统中，还可能包括截留入城市合流制排水管道系统的雨水。

城市污水实际上是一种混合污水，其性质变化很大，随着各种污水的混合比例和工业废水中污染物质的特性不同而异。

城市污水需经过处理后才能排入天然水体、灌溉农田或再利用。

一、分流制排水系统将生活污水、工业废水和天然降水用两个或两个以上各自独立的排水管（渠）系统分别汇集和输送，这种方式称为分流制排水系统。

通常是雨水和污水两个排水系统。

排除生活污水、工业废水或城市污水的系统称为污水排水系统，排除雨水的系统称为雨水排水系统。

二、合流制排水系统将生活污水、工业废水和雨水采用同一管网系统汇集和输送，这种方式称为合流制排水系统。

合流制排水系统又可分为直泄式合流制和截流式合流制两种形式。

直泄式合流制排水系统是最早出现的合流制排水系统，是将欲排出的混合污水不经处理就近直接排入天然水体。

因污水未经无害化处理而直接排放，会使受纳水体遭受严重污染。

许多老城市几乎都是采用这种排水系统。

这种系统所造成的污染危害很大，要改成分流制需重建一套管网系统，这就需要在旧城区进行较大规模的破土开挖施工，难度很大，为此便出现了一种新型的合流体制——截流式合流制排水系统。

图1 截流式合流制排水系统截流式合流制排水系统是在原有的直泄式合流制排水系统的基础上，增建一条或多条截流主干管，将原有的各个独立的合流干管出口接入截流主干管中，在截流主干管与合流干管的交汇处设置溢流井，对混合污水进行调节分流排放。

睛天时，混合污水经截流干管进入污水处理厂，处理后再排放；雨天降雨量较大时，当混合污水超过设计截流量时，其超过部分经溢流井溢出直接排入天然水体，以防造成城市街道积水成灾，其余部分仍进入污水处理厂处理排放。

溢流井的作用是，当进入管道的城市污水和雨水的总量超过管道的设计流量时，多余的雨水（实际上是城市污水和雨水的混合物）就会经溢流井排出，而不能向截留干管的下游转输。

截留总干管的下游通常是市政污水处理厂。

截流式合流制排水系统是改造旧城区合流制排水系统常用的方式。

这种系统比直泄式合流制排水系统有所进步，但仍有部分混合污水未经处理直接排放，成为水体的污染源而使水体遭受污染。

第三节排水系统的组成排水系统是由排水管（渠）道系统和污水处理系统组成的。

1、排水管（渠）道系统排水管（渠）道系统又称排水管网，主要作用是收集、输送、排放雨、污水，它由一系列的管（渠）道和附属构筑物组成。

（1）排水管（渠）道排水管（渠）道是由一系列的支管（渠）和干管（渠）组成，在合流制的排水系统中，雨水和污水流在同一管网中，在分流制的排水系统中，污水和雨水分别在各自的管网系统中，下面主要介绍分流制的排水管（渠）道。

①污水支管（渠）。

其作用是收集来自庭院小区污水管道系统的污水或工厂企业集中排除的污水，将其输送至污水干管。

②污水干管（渠）。

作用是汇集污水支管的污水，输送至污水主干管。

③污水主干管（渠）。

作用是收集各污水干管的污水，输送至污水处理厂。

④雨水支管（渠）。

作用是收集来自雨水口的雨水并输送至雨水干管。

⑥雨水干管（渠）。

作用是汇集雨水支管的雨水，并就近排入自然水体。

（2）附属构筑物排水管（渠）道的附属构筑物主要有检查井、雨水口、出水口（事故排出口）、溢流井、跌水井、泵站等。

①检查井主要的作用是便于检修人员由此上下，对井或排水管道进行检查、掏挖、疏通等维护工作。

检查井在管道线路上每间隔一段距离设置一座，它的上口开在道路或人行道上，用井盖盖严。

②雨水口又叫进水口、雨水进水井等，一般设在道路两侧，顶部大多是格栅型铸铁井篦，利用道路的横坡和纵坡收集雨水，经过支管排入检查井、雨水干管。

③出水口（事故排出口）是污水排入天然环境或天然水体的管（渠）道的终端口。

出水口大都设置在排水管（渠）道系统的终点，是雨水或污水向外部水体排入的最后出口。

事故排出口是指在污水排水系统中某些易于发生故障例如停电等的设施前，如在总泵站的前面，所设置的临时使用性永久出水口，仅在发生事故时，污水才通过事故排出口直接排入天然环境或天然水体。

④溢流井用于截流式合流制排水系统中，设置在合流干管与截流主干管的交汇处，对于合流的城市污水和雨水在一定情况下起分流的作用。

即睛天时，污水全部流入污水处理厂；雨天降水量超过设计截流量时，超过部分的污水和雨水经溢流井直接排入水体，其余部分仍进入污水处理厂处理。

⑤跌水井是上下游管道有很大落差处设置的检查井。

由于地形地势的影响，坡度较大，为了限制管内流速不至于太大，采用的管道坡度将会小于地面坡度，为了保证下游管段的最小覆土厚度和减少上游管段的埋深，排水管（渠）道在某地段的高程落差很大（一般为超过1m）时，则需要在此设置一个具有水力消耗作用的检查井，即为跌水井。

跌水井有阶梯式和溢流式等。

⑦泵站：排水管（渠）道一般按重力流设计，即采用一定的坡度让水从高往低向流。

在地势平坦的地区，排水管（渠）的埋深随着管线的延长而需逐渐加深，由于受土质、地下水及施工技术等条件限制，管（渠）的埋设不能无限度地加深，当管道埋深达到允许最大埋深时，这时上、下游管道宜采用提升泵站衔接，这就需要在排水管网系统上设置泵站来提升，排水泵站就是提升城市排水的设置构筑，有雨水泵站和污水泵站之分。

2.污水处理系统对原污水、污水厂生成污泥进行净化处理已达到一定质量标准（以便污水的利用或排放）的一系列构筑物及附属建筑物的整合体称为污水处理厂。

对于城市常称为市政污水处理厂或城市污水处理厂，在工厂中常称企业废水处理站。

城市污水处理厂一般设置在城市河流的下游地段，并与居民点或公共建筑保持一定的卫生防护距离。

①污水处理的方法污水处理就是采用各种技术将污水中的污染物质分离出来，或者将其转化为无害的物质，使污水得到净化。

污水处理的方法有物理法、化学法和生物法三种。

②.污水处理构筑物污水处理厂就是由一个个的污水处理构筑物组成的，污水流经这一个个构筑物，就得到一步步的处理净化，直至排放。

这些构筑物包括：格栅、沉砂池、沉淀池、曝气池、生物滤池等。

我们所学专业是市政（应用）专业，现在主要是讲市政排水管网的施工，市政排水管网的设计我们就不讲了。

下面我们先讲雨污水排水管道工程施工第三章排水管道工程第一节概述排水管道必须具有足够的强度，以承受外外部的荷载和内部的水压，并保证运输和施工中不致破裂。

排水管道还应具有抵抗雨污水中杂质冲刷和磨损的作用，也应该具有抗腐蚀的能力，以免在污水或地下水的侵蚀作用下很快损坏。

排水管道必须不透水，以防止污水渗出或地下水深入。

排水管道内壁应光滑，使水流阻力尽量减小。

第二节排水管材市政排水管道常用管材有钢筋混凝土管，陶土管、塑料排水管及金属管四种。

一般在专业生产厂家预制生产。

一、钢筋混凝土管钢筋混凝土管是目前我国大多数城市在排水工程中使用的最广泛的一种管材，通常有三种管口形式：平口式、企口式和承插式。

钢筋混凝土管制造方便，而且可以根据抗压的要求无压管、低压管、预应力管等，其主要缺点是抗酸侵蚀、碱侵蚀及渗透的性能较差，管节短、接头多、施工复杂。

另外大管径的自重大，搬运不方便。

在地震强度大于8度的地区及饱和松砂、淤泥或淤泥土质、冲填土质的地区不已敷设。

二、陶土管陶土管也叫缸瓦管，一般口径较小，它是用粘土、石英砂和耐火材料，经过研细、调和、制坯、烘干、高温焙烧等过程制成的。

根据需要可制成无釉或单面釉陶土管，还可以制成特种耐酸陶土管。

带釉的陶土管内外壁光滑，水流阻力小，抗渗性好、耐腐损，抗腐蚀，适用于排除含酸碱的废水或含侵蚀性地下水的排水管道。

但陶土管质脆易碎，抗压强度低，不宜敷设在松土层或埋设较深的地方。

此外，管节短，需要较多的接口，增加施工麻烦和费用。

由于陶土管耐酸抗腐蚀性好，适用于排除酸性废水，或管外有侵蚀性地下水的污水管道。