排水管道作业

《排水管路工程》大作业

已知某城镇居住区街坊人口密度为400人/ha，污水量标准为140L/(人·d)；工厂的生活污水设计流量为8.24L/s，淋浴污水设计流量为6.84L/s，生产污水设计流量为26.4L/s；工厂废水排出口的地面标高为43.50m，管底埋深为2.20m，土壤冰冻线最大深度为0.75m，河岸堤坝顶标高40.00m。试确定如下内容：

1.进行该街坊污水管道系统的定线

2.根据街坊平面图将街坊依次编号并计算其面积

3.划分设计管段，计算各管段设计流量

4.进行从工厂排出口到污水厂的各管段的水力计算

5.按适当的比例在图纸上绘制管段的平面图和主干管的纵剖面图

解:

1-1.根据要求对该街坊污水管道系统进行定线和编号，如图所示：

分析说明：

①．定线原则：

一般情况下，污水管道沿着道路铺设，易于管道的维修和养护。此外，管道定线还应该考虑道路的宽度和交通的繁忙程度，居住区和工业区的近远期规划以及分期建设的安排。根据具体的条件，设计出一条合理经济的管线。

②．布置形式：

采用围坊式布置管线，因为该区地势自西至东成自然倾斜，利用该地势条件，可以有效的使管道中的污水自然下流而无需提升。此外，该区的建筑特征也极其适合选用围坊式管线埋设。

1-2.根据街坊平面图计算各区域面积：

⑴=⑵=300 x 250=75000m2=7.5ha

⑶=600 x 320=192000m2=19.2ha

⑷=⑸=300 x 200=60000m2=6ha

⑹=⑺=⑻=⑼=⑽=⑾=⑿=⒀=⒁=320 x 200=64000m2=6.4ha

1-3.划分设计管段，计算各管段的设计流量

工厂的总设计流量=8.24+6.84+26.4=41.48L/s

比流量q0=400x140/86400=0.65L/s

总变化系数K总=2.7/Q0.11

1-4.进行从工厂排出口至污水厂的各管段的水力计算

⑴．地面坡度的计算

1-2：（43.50-43.00）/200=0.0025

2-3：（43.00-42.30）/300=0.0023

3-4：（42.30-41.70）/320=0.0019

4-5：（41.70-41.20）/320=0.0016

5-6：（41.20-40.06）/320=0.0019

6-7：（40.60-40.00）/300=0.0020

⑵．管段计算

1-2：Q=50.53L/s i=0.0025

分析：

D=350mm(当D取300mm时，不能满足要求),当取最小流速v=0.6m/s时，查图可知不符合。取h/D=0.65，读图可知v=0.76m/s，此时的坡度i=0.0024，与地面坡度相当,故下端的管底埋深不可能小于最小埋深。

设计管段上端管底高程：43.50-2.20=41.30m

设计管段下端管底高程：41.30-0.0024x200=40.82m

设计管段上端水面高程：41.30+0.35x0.65=41.53m

设计管段下端水面高程：40.82+0.35x0.65=41.05m

设计管段上端覆土厚度：2.2-0.35=1.85m

设计管段下端覆土厚度：43.00-40.82-0.35=1.80m

2-3：Q=58.25L/s i=0.0023

分析：

①．D=350mm时，取最小流速v=0.6m/s时，不满足。故取h/D=0.65,查表可得v=0.88m/s,i=0.0034,管道坡度大于地面坡度,故埋深不会小于最小埋深。

设计管段上端管底高程：40.82m

设计管段下端管底高程：40.82-0.0034x300=39.80m

设计管段上端水面高程：40.82+0.35x0.65=41.05m

设计管段下端水面高程：39.80+0.35x0.65=40.03m

设计管段上端覆土厚度：43.00-40.82-0.35=1.83m

设计管段下端覆土厚度：42.30-39.80-0.35=2.15m

②．D=400mm时，取最小流速v=0.6m/s时，不满足。故取h/D=0.65，有v=0.67m/s,i=0.0017，管道坡度小于地面坡度。

采用管顶平接

设计管段上端管底高程：40.82-0.05=40.77m

设计管段下端管底高程：40.82-0.0017x300-0.05=40.26m

设计管段上端水面高程：40.77+0.40x0.65=41.03m

设计管段下端水面高程：40.26+0.40x0.65=40.52m

设计管段上端覆土厚度：43.00-40.77-0.40=1.83m

设计管段下端覆土厚度：42.30-40.26-0.40=1.64m

经对比分析可知，以上两种方案均满足要求，但是方案2明显减小了施工量，故选择方案2

3-4：Q=76.05L/s i=0.0019

分析：

D=400mm时，取最小流速v=0.6m/s时，不满足。故取h/D=0.65，有v=0.87m/s,i=0.0026，管道坡度大于地面坡度,故埋深不会小于最小埋深。

设计管段上端管底高程：40.26m

设计管段下端管底高程：40.26-0.0026x320=39.43m

设计管段上端水面高程：40.26+0.40x0.65=40.52m

设计管段下端水面高程：39.48+0.40x0.65=39.74m

设计管段上端覆土厚度：42.30-40.26-0.4=1.64m

设计管段下端覆土厚度：41.70-39.48-0.40=1.82m

D=450mm时，取最小流速v=0.6m/s时，不满足。故取h/D=0.65，有v=0.68m/s,i=0.0014，管道坡度小于地面坡度。

采用管顶平接

设计管段上端管底高程：40.26-0.05=40.21m

设计管段下端管底高程：40.21-0.0014x320=39.76m

设计管段上端水面高程：40.21+0.45x0.65=40.50m

设计管段下端水面高程：39.76+0.45x0.65=40.05m

设计管段上端覆土厚度：42.30-40.21-0.45=1.64m

设计管段下端覆土厚度：41.70-39.76-0.45=1.49m

经对比分析可知，以上两种方案均满足要求，但是方案2明显减小了施工量，故选择方案2

4-5：Q=97.34L/s i=0.0016

D=450mm时，取最小流速v=0.6m/s时，不满足。故取h/D=0.65，有v=0.90m/s,i=0.0025，管道坡度大于地面坡度。

设计管段上端管底高程：39.76m

设计管段下端管底高程：39.76-0.0025x320=38.96m

设计管段上端水面高程：39.76+0.45x0.65=40.05m