给水工程11-12课时水管 管网附件和附属构筑物

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钢管、镀锌管、铸铁管、铜管。
塑料管材包括:
(1)硬聚氨乙烯管(UPVC)管 (2)聚乙烯管( PE管) (3)聚丁烯管道
(4)交联聚乙烯(PEX)管
(5)聚丙烯共聚物 PP-R、 PP-C管
复合材料
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第9章:水管、管网附件和附属构筑物
9.1.1
1.
铸铁管
连续铸铁管 ① 性能: 有较强的耐腐蚀性。但质地较脆,抗冲击和抗震能力较 差,重量较大,且经常发生接口漏水,水管断裂和爆管事故 ,给生产带来很大的损失。 ② 接口形式:承插式和法兰式。
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第9章:水管、管网附件和附属构筑物
水管可分为金属管(铸铁管和钢 管等)和非金属管(预应力钢筋混凝 土管、玻璃钢管、塑料管等)和复合 材料三大类。 水管材料的选择取决于 承受的水压、外部载荷、埋管条件、 供应情况等。

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第9章:水管、管网附件和附属构筑物
目前常用的金属管主要有:

(3)支墩后背必须为原形土,支墩与土体应紧密接触
,倘若空隙需用与支墩相同材料填实。

(4)支撑水平支墩后背的土壤,最小厚度应大于墩底 在设计地面以下深度的3倍。
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第9章:水管、管网附件和附属构筑物
9.3.2 支墩
垫油毡一层
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1--1剖面图
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第9章:水管、管网附件和附属构筑物
Q q qs l
城镇中用水量标准不同的区域应分别计算比流量。




建筑地区的管线;只有一侧配水的管线,长 度按一半计算。
街坊 街坊 街坊
干管总长度不包括穿越广场、公园等无 街坊 街坊 公园
街坊
街坊
街坊




沿线流量:干管有效长度与比流量的 乘积。
ql qs l
按管道长度计算的比流量不能反映供 水人数和用水量的差别,可采用按面积计 算比流量的方法。
1
2 1
2 图9-2
图9-1 1--麻丝 承插式接头 2--膨胀性填料
法兰式接头
1--螺栓;2--垫片
第9章:水管、管网附件和附属构筑物
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法兰式接头
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第9章:水管、管网附件和附属构筑物
2.

球墨铸铁管
性能: 既具有灰铸铁管的许多优点,而且机械性能有很大提 高,其强度是灰铸铁管的多倍,抗腐蚀件能远高于钢管, 因此是理想的管材。球墨铸铁管的重量较轻,很少发生爆 管、渗水和漏水现象,可以减少管网漏损率和管网维修费 用。 ② 接口形式: 球墨铸铁管采用推入式楔形胶圈柔性接口、也可用法 兰接口。

9.3 阀门井
管网附属构筑物


管网中的附件一般是安装在阀门井内。阀门井的平面尺寸, 取决于水管直径以及附件的种类和数量。但应满足阀门操作 和安装拆卸各种附件所需的最小尺寸。井的深度由水管的埋 设深度确定。 井底到水管承口或法兰盘底的距离至少为0.1m,法兰盘和 井壁之间的距离宜大于0.15m,从承口外缘到井壁的距离应 在0.3m以上,以便于接口施工。 阀门井一般用砖砌,也可以用石砌或者钢筋混凝土建造。 直径小的阀门可以用阀门套筒,直径大的,用阀门井。地下 水位较高处的阀门井,井底和井壁应不透水,在水管穿越井 壁处应保持足够的水密性。阀门井应有抗浮的稳定性。
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第9章:水管、管网附件和附属构筑物 9.2.3 排气阀和泄水阀
排气阀使管线投产时或检修后通水时,管内空气可经 此阀排除,平时用以排出从水中释出的气体。 泄水阀排除水管中的沉淀物以及检修时放空水管内的 存水。
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第9章:水管、管网附件和附属构筑物
9.2.4 消火拴
9.3.3

管线穿越障碍物
当给水管线通过铁路、公路和河谷时,必须采用一定的措施。 管线穿过铁路时,其穿越地点、方式和施工方法,应严格按照 铁路部门穿越铁路的技术规范。根据铁路的重要性,采取以下 措施:穿越临时铁路或一般公路,或非主要路线且水管埋设较 深时,可以不设套管,但应尽量将铸铁管接口放在两股道之间 ,并用青铅接头,钢管则应有相应的防腐措施;穿越较重要的 铁路或交通频繁的公路时,水管须放在钢筋混凝土套管内,套 管直径根据施工方法而定,大开挖施工时应比给水管直径大 300mm,顶管法施工时应较给水管的直径大600mm。穿越铁 路或公路时,水管管顶应在铁路路轨底或公路路面以下1.2m左 右。管道穿越铁路时,两端应设检查井,井内设阀门或排水管 等。
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第9章:水管、管网附件和附属构筑物
9.2.2 止回阀
止回阀是限制压力管道中的水流朝一个方向流动的阀门。阀 门的闸板可绕轴旋转。水流方向相反时,闸板因自重和水压 作用而自动关闭。止回阀一般安装在水压大于196KPa的泵 站出水管上,防止因突然断电或其他事故时水流倒流而损坏 水泵设备。
Q(L/s) 236.9 312.2 506.1 696.5 960.1
1272.3 1641.5




5.6
水头损失计算
流量和水头损失的关系:
l V2 hij H i H j d 2g 8 2 5 lq 2 alq2 sq 2 D g
a:管段的比阻值;i:管段的长度; q管段流量;s:水管摩阻。
ql qt
qt ql qs l 1 ql
ql




为了便于管网计算,a值通常统一采用a=0.5, 即将沿线流量折半作为管段两端的节点流量, 在解决工程问题时,已经足够精确。




5.4 管段计算流量
管段的计算流量也即流量分配。
计算流量(即流量分配)实际包括该管段两侧 的沿线流量和通过该管段输送到以后管段的 转输流量。 管网的流量分配就是确定管网中各管段的 流量。节点流量求出后,就可进行管网的流 量分配,依此确定各管段的流量和管径。
Q q qs F




管网中除最末端的管段外,其他任一管段 的流量都由两部分组成,一部分是本管段沿程 配水产生的流量,即沿线流量,另一部分是通 过该管段输送到下游管段的流量,称为转输流 量。
ql qt
qt ql qs l




节点流量:沿线流量只有概念上的意 义,在水力计算时应将沿线流量按适当比 例分配到两各节点,成为节点流量。沿线 流量转换成节点流量的原则是:管段的水 头损失相同。
0.6~0.9 0.9~1.4




经济流速:Q一定,在资金偿还期内,管网的造 价和管理费用之和为最小时相应流速为经济 流速. 经济管径: 如果Q一定,由经济流速制定的管 径叫经济管径. 经济流量:如果DN一定,由经济流速决定的管 段通过的流量叫经济流量.
在重力条件下,把△H用完所得管径为经济管 径.




树状管网的管段流量具有唯一性。
8 8 5 27 4 14 6 3 5 5
33
6
6 2 7 17 2 7
6
3 3 12 4 5 4
泵站
77 34 2
26
5




环状管网满足连续性条件的流量分配方 案可以有无数多种。(经济性、可靠性)
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59 57 33 30 17 12 15
58
14
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第9章:水管、管网附件和附属构筑物
9.1.4 玻璃钢管
特点:耐腐蚀,不结垢,能长期保持较高的输水能力 ,强度高,粗糙系数小。重量轻,便于运输和施工。但价 格较高,几乎和钢管相接近。
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玻璃钢管
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第9章:水管、管网附件和附属构筑物
9.1.5 塑料管
特点:具有强度高、表面光滑、不易结垢、水头损失 小、耐腐蚀、重量轻、加工和接口方便等优点,但是管材 的强度较低,膨胀系数较大、用作长距离管道时,需考虑 温度补偿措施。 (1)硬聚氨乙烯管(UPVC)管 (2)聚乙烯管( PE管)




3. 海曾—威廉公式
10.67 q1.852l h 1.852 4.87 C D
水管种类 塑料管 新铸铁管、涂沥青或水泥的铸铁管 混凝土管、焊接钢管 旧铸铁管和旧钢管 海曾-威廉系数C 150 130 120 100




4. 柯尔勃洛克公式
1
k 2.51 2 lg( ) 3.71D Re
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第9章:水管、管网附件和附属构筑物
9.1.2
1.
钢管
性能: 能耐高压、耐振动、重量较轻、单管的长度大和接口方便 ,但承受外荷载的稳定性差,耐腐蚀性差,管壁内外都需 有防腐措施,并且造价较高。 2. 接口形式:焊接或法兰接口。 9.1.3 预应力和自应力钢筋混凝土管 特点:造价低,抗震性能强,管壁光滑,水力条件好 ,耐腐蚀,爆管率低,但重量大,不便于运输和安装。
均匀流基本公式:
V C Ri
C:谢才系数;R:水管的水力半径=D/4; i:单位管段长度的水头损失,或水力坡度。




1. 舍维列夫公式(适用于旧铸铁管和旧钢管)
当V 1.2 m / s时:
V i 0.00107 1.3 D 当V 1.2 m / s时:
V2 0.867 0.3 i 0.000912 1.3 (1 ) D V V2 K 0.00107 1.3 D




D-V-Q,以靠近为原则 DN(m m) V(m/s) 100 150 200 250 300 400
0.84 0.94 1.09 1.23 6.59 16.6 34.2 60.4
1.27 1.43 89.9 19.7
Q(L/s)
DN(m 450 500 600 700 800 900 1000 m) V(m/s) 1.49 1.59 1.79 1.81 1.91 2.00 2.0
19 18
27 24
12 10
12 13
19
24 8
5
16
9
9 7
14
11
10
6 5
8
13

W W


W

W M1
1 p C t 100
1 p C t 100
M1 0 De D 0 Ve
V
管径 (mm)
平均经济流速 (m/s)
D=100~400 D≥400
(3)聚丁烯管道
(4)交联聚乙烯(PEX)管 (5)聚丙烯共聚物 PP-R、 PP-C管
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第9章:水管、管网附件和附属构筑物
ABS
PE
PP
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UPVC
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第9章:水管、管网附件和附属构筑物 9.2 管网附件
9.2.1 阀门
调节管线中的流量或水压。阀门的布置要数量少而调度 灵活。主要管线和次要管线交接处的阀门常设在次要管线上 。
消火栓分地上式和地下式,一般 后者适用于气温较低的地区。地 上式消火栓一般布置在交叉路口 消防车可以驶近的地方。地下式 消火栓安装在阀门井内。
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950 >1 m 650~1
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第9章:水管、管网附件和附属构筑物
9.3.1
给水排水工程
Water Supply and Drainage Engineering
王成贤 2013年9月




5.3Leabharlann Baidu
沿线流量和节点流量
沿线流量是指供给该管段两侧用户所需的流量 。节点流量是从沿线流量折算得出的,并且假设是 在节点集中流出的流量。在管网水力计算过程中, 应首先求出沿线流量和节点流量。 比流量:为简化计算,而将除去大用户集中流 量以外的用水量均匀地分配在全部有效干管长度上 ,由此计算出的单位长度干管承担的供水量。
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第9章:水管、管网附件和附属构筑物
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第9章:水管、管网附件和附属构筑物


9.3.2 管道支墩
设计原则 (1)当管道转弯角度<10°时,可以不设置支墩。 (2)管径>600mm管线上,水平敷设时应尽量避免选 用90°弯头,垂直敷设时应尽量避免使用45°以上的 弯头。




水管材料和配件 管网附件 管网附属构筑物 调节构筑物
第9章:水管、管网附件和附属构筑物
第一节 水管材料和配件

1. 2. 3. 4. 5.
一、按照水管工作条件,水管性能应满足下 列要求: 有足够的强度,可以承受各种内外载荷; 水密性,它是保证管网有效而经济地工作的 重要条件; 水管内壁面应光滑以减小水头损失; 价格较低,使用年限较长,并且有较高的防 止水和土壤侵蚀能力; 水管施工简便,工作可靠。
具体应用时查表5-2,5-3. P40
2




2. 巴甫洛夫斯基公式(适用于混凝土管、钢 筋混凝土管和渠道)
C 1 Ry n
y 2.5 n 0.13 0.75( n 0.10) R
C:谢才系数;n:管壁粗糙系数,混凝土管和钢 筋混凝土管一般采用0.013~0.014;R:水力半径。 对于混凝土管和钢筋混凝土给水管,当 n<0.02时,y值可采用1/6。 具体应用时查表5-4. P41
水管种类 粗糙系数k(mm) 0.05~0.125 0.50 0.05 0.125 0.03~0.04 0.04~0.25 0.01~0.03
涂沥青铸铁管 涂水泥铸铁管 涂沥青钢管 镀锌钢管 石棉水泥管 离心法钢筋混凝土管 塑料管
第9章:水管、管网附件和附属构筑物
第9章:水管管网附件和附属构筑物 主要内容
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