设计、管道的充满度、设计流速、设计管径和坡度、管材等几个方面概述。
关键词:排水管道、设计、管材
一、排水管道布置原则
(一)按雨污分流原则进行排水系统设计。
(二)充分结合现状,管道主要沿道路和较宽巷道敷设。
(三)结合区域规划、法定图则,既要保证流域内各区的污水顺利收集,又要有利于其它市政工程规划的实施,竖向设计充分考虑管线综合要求。
(四)和周边道路改造工程及其他工程相結合。
(五)充分考虑工程实施中可能给周边环境带来的影响,尽量选择管道建设过程对交通和周边环境影响小的施工方案。
(六)对原有管道系统尽量保留利用,同时又要满足雨污分流。
(七)对合流的建筑单体排水立管进行改造,通过增加独立的屋面排水立管,实现建筑排水分流制。
二、排水管道竖向设计
(一)管道的竖向设计主要考虑以下几个方面:
(二)应合理控制雨、污水管道起点埋深,给其他管道预留充裕的敷设空间,同时避免干管埋深过深,增加工程造价。
(三)根据规范要求,并尽量结合现状地形,采用合理的管径及坡度,减少管道埋深,降低工程造价。
(四)管顶最小覆土深度,应根据管材强度、外部荷载、土壤冰冻深度和土壤性质等条件,结合当地埋管经验确定。管顶最小覆土深度宜为:人行道下0.6m,车行道下0.7m。
(五)污水支管的埋深应保证沿途现状所有的接入点及小区内的污水管道的污水能顺利接入,且能够满足汇入截污干管的高程要求。
(六)污水管在穿越现状河道及沟渠时,应尽量保证从河道及沟渠底部穿过,避免使用泵站提升和采用倒虹管。
三、排水管道设计充满度
雨水管渠按满流设计,污水管渠的管道设计最大充满度可见下表。
污水管渠的最大设计充满度比《室外排水设计规范》(GB50014-2006)2016版,降低了0.10。降低最大充满度的主要目的是为了使污水量留有余地,同时可减少堵塞。经计算,在较小坡度的情况下,充满度比国家规范降低0.10,可预留过水量30%~20%。其中DN400污水管可预留约29%;DN500~DN900污水管可预留约24%;DN1000~DN1500污水管可预留约20%。
四、排水管道设计流速
如果污水较长时间处于低速流动状态,固体杂质就会沉积在管底,因此管道设计时应保证水流速度能够冲走并携带沉积的固体杂质。如果管道流速过大,水流将对管道产生冲刷,降低管道寿命。
根据《室外排水工程设计规范》(GB50014-2006)2014版的规定,排水管道的最大设计流速金属管道为10m/s,非金属管道为5.0m/s。污水管道的最小设计流速为0.6m/s,雨水管道在满流时最小流速为0.75m/s,最大流速为5.0m/s。
五、排水管道设计管径和坡度
(一)设计坡度
设计坡度的确定影响管道的埋深、管径以及管道流速,最终影响工程投资和运行维护费用。
设计根据现场地面坡度,合理确定管道的设计坡度,均大于规范要求管道最小流速对应的最小设计坡度和小于最大流速对应的最大设计坡度。
(二)设计管径
小区内部起点位于巷道内,虽然服务范围相对较小,但瞬时变化较大,且容易堵塞,需合流选择设计管径。污水管和雨水管的设计管径选取如下:
1、起点管径:污水管径为DN400,雨水管为DN400;
2、连接管:由住户接入污水管的连接管采用DN200,雨水口与雨水管的连接管采用DN300;
3、排水立管改造:排水立管改造一般采用DN100;
4、其余管道按计算确定。
5、非计算管径管段排水能力复核
六、管材选择
排水管网是一项重要的城市基础设施,因此管材的选用必须符合本工程的具体工程条件、功能性、安全性及使用年限等方面的要求。
(一)对管材的要求
1、 排水管渠必须具有足够的强度,以承受外部荷载和内部的水压。
2、排水管渠必须具有抗污水中杂质的冲刷和磨损的作用。也应有抗腐蚀的性能,特别对有些腐蚀性的工业废水。
3、排水管渠必须不透水,以防止污水渗出或地下水渗入,而污染地下水或腐蚀其它管线和建筑物基础;
4、排水管渠的内壁应整齐光滑,使水流阻力尽量减小;
5、排水管渠应尽量就地取材,并考虑到预制管件及快速施工的可能,减少运输和施工费用。
(二)排水管材类型
根据排水工程的特点,排水管道的管材的要求如下:
1、按照建设部文件《建设部推广应用和限制禁止使用技术》,被淘汰的管材不能采用。
2、排水管道必须具有足够的强度,以承受外部荷载和内部的水压,并应具有能抵抗污水中杂质的冲刷和磨损的作用。
3、为防止污水或地下水的浸蚀,排水管材还应具有抗腐蚀性能。
4、排水管道必须不透水,以防止污水渗出或地下水渗入。污水从管中渗出,将污染地下水及附近的水体,或破坏管道及附近房屋的基础。地下水渗入管道,不仅降低管道的排水能力,而且将增加污水泵站及处理构筑物的负荷。
5、排水管道的内壁应整齐光滑,以减小水流阻力,使排水通畅。
6、排水管道应就地取材,并考虑到预制管件及快速施工的可能,以节省管道的造价及运输和施工费用。
(三)管材确定
结合现场施工条件,对社区支路、巷道,建筑密集区域,由于居住人口集中,施工场地狭小,为了减少项目在施工过程中对周边居民出行的影响,考虑使用HDPE排水管。对于市政道路、社区内道路较宽的支路、主巷道,施工条件好,为保证管网系统安全可靠,考虑采用钢筋混凝土管。
故对于施工条件狭窄区域的小管径排水管(管径≤DN600),采用HDPE管,对于无车辆通行片区埋地排水管道环刚度不小于SN8,其他片区地排水管道环刚度不小于SN12.5。
对于大管径(管径≥DN800)的排水管道及施工条件较好的市政路、社区内主巷道,推荐采用Ⅱ钢筋混凝土排水管。为有效防止渗漏,施工中采用橡胶圈承插柔性接口。
对于建筑排水立管,硬聚氯乙烯UPVC排水管在工程使用中具有铸铁排水管无可比拟的优越性,如具有良好的物理化学性能和排水性能、管材轻、施工方便、经济美观等优点。因此,对于建筑排水立管本次推荐采用UPVC排水管,环刚度环刚度不小于SN8。
七、结语
管网的设计过程要从成本控制、施工操作简便等多方面综合考虑,实现有限的投资下最大经济效益、社会和环境效益。