隨著我國(guó)工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快,帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越引起重視,尤其是對(duì)于城市污水的處理尤為關(guān)注,而市政污水管網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)與居民生活息息相關(guān)的公用工程,同時(shí)也是城市規(guī)劃建設(shè)的重要組成部分,市政污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)作為管網(wǎng)建設(shè)的前期工作顯得尤為重要。但因?yàn)槲覈?guó)市政污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)還有所不足,故而在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中還有大量需要商榷完善的要點(diǎn)難點(diǎn),值得我們?nèi)ヌ骄糠治觥?/span>
1 市政污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算分析:
1.1 污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)
(1)管徑。管徑對(duì)污水管道水力計(jì)算的約束反映在兩個(gè)方面,其一是規(guī)定了zui小管徑;其二是管徑的遞增或遞減方式,由于管道規(guī)格的限制,在計(jì)算過(guò)程中,管徑的遞增或遞減是非連續(xù)均勻的。
(2)流量。市政污水網(wǎng)設(shè)計(jì)過(guò)程中,在確定管徑時(shí),需要注意各種管徑對(duì)應(yīng)的zui小流速時(shí)所通過(guò)的流量為zui小流量。當(dāng)管段設(shè)計(jì)流量小于某一管徑的zui小流量時(shí),只能選小一級(jí)的管徑。但不能小于其zui小管徑。
(3)充滿度。污水管道按部分滿流計(jì)算。每種管徑都有相應(yīng)的充滿度上限值。以zui大和zui小充滿度為約束條件,選用設(shè)計(jì)充滿度,可以*的確定管徑,達(dá)到優(yōu)化目的。
?。?)流速。管段的設(shè)計(jì)流速介于zui小流速(0.6m/s)和zui大流速(金屬管10m/s,非金屬管5m/s)之間。不同管徑的圓形鋼筋混凝土管,在相應(yīng)的zui大充滿度下的zui大流速是不同的。
?。?)坡度。規(guī)范中規(guī)定了zui小管徑的zui小設(shè)計(jì)坡度。為保證管道的運(yùn)行和維護(hù)管理,也應(yīng)考慮確定各種管徑的zui大設(shè)計(jì)坡度。在平坦地區(qū)污水管道的水力坡度應(yīng)用zui小設(shè)計(jì)坡度約束,而地形坡度大的地區(qū)則應(yīng)用zui大設(shè)計(jì)坡度約束。
(6)埋深。管道起點(diǎn)的zui小埋深,根據(jù)管道通過(guò)地區(qū)的地質(zhì)條件設(shè)定;當(dāng)管道坡度小于地面坡度時(shí),為保證下游管段的zui小覆土厚度和減少上游管段的埋深,應(yīng)采用跌水連接。
?。?)管段銜接方式。污水管道在檢查井處的連接方式,一般有水面平接和管頂平接兩種方式。不管哪種方式連接,均不應(yīng)出現(xiàn)下游管段上端的水面高于上游管段下端的水面、管端標(biāo)高,且應(yīng)盡量減少下游管段的埋深。
1.2 優(yōu)化思想
(1)選取盡可能小的設(shè)計(jì)流速。當(dāng)水力半徑不變,管底坡度與流速的平方成正比,即減小流速能更大幅度地減小管底坡度和埋深。關(guān)于設(shè)計(jì)流速的約束條件很多,在滿足所有設(shè)計(jì)流速的約束條件的前提下,選擇一個(gè)盡可能小的設(shè)計(jì)流速是對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行*化選擇的重要內(nèi)容,在程序設(shè)計(jì)中很容易實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)流速過(guò)小,污水流動(dòng)緩慢,其中的懸浮物容易沉淀淤積;反之,設(shè)計(jì)流速過(guò)高,產(chǎn)生對(duì)管壁的沖刷,使得管材損壞嚴(yán)重,管道的使用壽命降低。
?。?)選取盡可能大的設(shè)計(jì)充滿度。優(yōu)化選擇接近zui大設(shè)計(jì)充滿度的方法,不僅可以減少管材耗量,而且還可以在一定程度上減小管底坡度和埋深。
?。?)檢查井內(nèi)管段銜接時(shí)盡可能減小。污水管道的銜接。在污水管道系統(tǒng)中,為了滿足管道銜接和養(yǎng)護(hù)管理的要求,通常在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及支管接入的地方設(shè)置檢查井。在檢查井中必須考慮上下游管道銜接時(shí)的高程關(guān)系:盡可能提高下游管道的高程,以減少管道的埋深,降低造價(jià);避免在上游管段中形成回水而造成淤積。
?。?)以全局優(yōu)化的思想指導(dǎo)設(shè)計(jì)的選擇。為了使整個(gè)工程系統(tǒng)為*這個(gè)全局利益,往往要求工程系統(tǒng)中的某些局部(或子系統(tǒng))利益做出一定的犧牲。盡可能減小所計(jì)算管段的坡度、埋深和管徑等,這不僅能減小該管段的工程造價(jià),而且還對(duì)減小其下游各管段的坡度和埋深也做出了貢獻(xiàn)、也是對(duì)排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算的全局優(yōu)化做出了貢獻(xiàn)?!?/span>
2 市政污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn):
2.1 交樁設(shè)計(jì)交樁指的是建設(shè)單位給施工單位交代軸線控制點(diǎn)、水平控制點(diǎn)的過(guò)程。
交樁設(shè)計(jì)是污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中必須重視的要點(diǎn)之一。在污水管網(wǎng)工程中,交樁設(shè)計(jì)是確保各施工點(diǎn)定位準(zhǔn)確的基礎(chǔ),也是是確定管網(wǎng)實(shí)際分布的重要環(huán)節(jié)。交樁設(shè)計(jì)需要注意標(biāo)高點(diǎn)、中心點(diǎn)與污水管網(wǎng)工程的要求高度一致,至少要對(duì)這些點(diǎn)進(jìn)行3 次以上的勘測(cè),這不僅僅是后期施工的精度保證,更是污水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)初期的命門所在。
2.2 溝槽設(shè)計(jì)市政污水網(wǎng)中需要重點(diǎn)注意溝槽設(shè)計(jì)。因?yàn)闇喜壑苯佑绊懙轿鬯芫W(wǎng)系統(tǒng)的水流運(yùn)輸走勢(shì),而且也影響到整個(gè)工程投入使用后的工作效率,因此,需要做好溝槽設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō),溝槽設(shè)計(jì)包括兩部分:放線設(shè)計(jì)和開(kāi)挖設(shè)計(jì)。
(1)放線設(shè)計(jì),放線有利于確保管網(wǎng)的線路尺寸,再設(shè)計(jì)的時(shí)候,需要按照建設(shè)單位提供的交樁點(diǎn)及相關(guān)的土質(zhì)資料來(lái)編制放線方案。其中尤其需要注意中心線、底寬灰線及放坡寬度三點(diǎn)。中心線是指交樁點(diǎn)設(shè)計(jì)中心線,它的偏離是嚴(yán)格有限定的;底寬灰線即為了設(shè)計(jì)不同管道型號(hào)寬度所做的設(shè)計(jì)要求,一般要求適當(dāng)放大底部寬度以防管道鋪設(shè)時(shí)溝槽寬度不足;放坡寬度不同于前兩者,其對(duì)于具體的土質(zhì)有著明確的規(guī)定,主要是為了防止溝槽塌方等事故的發(fā)生,此外放坡寬度設(shè)計(jì)還應(yīng)滿足溝槽回填的需要。
(2)開(kāi)挖設(shè)計(jì),如果開(kāi)挖設(shè)計(jì)不恰當(dāng),容易導(dǎo)致拖延工程進(jìn)度,嚴(yán)重者還會(huì)影響到整個(gè)工程的質(zhì)量。開(kāi)挖設(shè)計(jì)主要包括三點(diǎn):一是土層厚度的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)土層厚度參數(shù)時(shí)要適當(dāng)放寬尺寸,zui多可以保留允許200mm 以防止土層的受損;二是支護(hù)體系的設(shè)計(jì),這是保證污水管網(wǎng)抗壓抗塌的保障;三是槽壁形式的設(shè)計(jì),槽壁的形式與溝槽的穩(wěn)定有重要關(guān)聯(lián),且對(duì)于管道鋪設(shè)的穩(wěn)定有一定的影響,應(yīng)當(dāng)根據(jù)管道型號(hào)和當(dāng)?shù)貙?shí)際地質(zhì)情況來(lái)設(shè)計(jì)具體形式。
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