某小區排水管網設計-資料下載頁

【導讀】排水系統的功能·······················································

　　

【正文】 :能通暢、及時地排走城鎮或工廠匯水面積內的暴雨徑流量；盡量利用池塘、河浜受納地面徑流，最大限度地減少雨水管道的設置；利用地形就近排入水體；考慮采用明渠，應結合具體條件確定；避免設置雨水泵。 充分利用地形，就近排入水體。包括幾方面：地形坡度較大時，雨水干管宜布置在地面標高較低處；地形平坦時，雨水干管宜布置在排水流域的中間，減少支管長度；當雨水管渠接入池塘或河道時，采用分散出水口式的管道布置；當河流水位變化很大時，或管道出 口離水體較遠，采用集中出水口式的管道布置；地形起伏較大時，雨水干管宜布置在地形低處或溪谷線上；雨水管渠系統宜采用正交式布置形式，分散布置雨水出水口；若雨水出水口距常水位較遠，或雨水排水需泵站提升時，雨水出水口宜相對集中；雨水泵站前的適當位置宜設調節池。 根據城市規劃布置雨水管道。通常應根據建筑物的分布、道路布置、街區內部的地形等布置雨水管道。雨水管道的平面布置與豎向布置應考慮與其它地下構筑物的協調配合。使街區內絕大部分雨水以最短距離排入街道低側的雨水管道。平行道路布設， 且宜布置在人行道或草地帶下，而不宜布置在快車道下。道路寬度大于 40m 時，可考慮在道路兩側分別設置雨水管道。 平面和豎向布置應考慮與其它地下構筑物 (包括各種管線及地下建筑物等 )在相交處相互協調。在有池塘、坑洼的地方，可考慮雨水的調蓄。 合理設置雨水口，使地面雨水排除通暢。雨水口應根據地形以及匯水面積確定。一般來說，在道路交叉口的匯水點、低洼地段、道路直線段一定距離處（ 25～ 50m）均應設置雨水口。 雨水管渠應采用明渠或暗管，應結合具體條件確定。在城市市區或工廠內，雨水管道采用暗管；在城郊，可考慮采用 明渠；在每條雨水干管的起端，應盡可能采用道路邊溝排除路面雨水；建筑密度較高，交通量較大，雨水管道一般應采用暗管；地形平坦地區，埋設深度或出水口深度受限制地區，可采用蓋板渠排除雨水；建筑密度較低，交通量較小的地方，可考慮采用明渠，以節省工程費用，降低造價。但明渠容易淤積，滋生蚊蠅，影響環境衛生；在每條雨水干管的起端，應盡可能采用道路邊溝排除路面雨水；雨水暗管和明渠銜接處需采皖西學院本科畢業論文（設計） 第 22 頁 取一定的工程措施，以保證連接觸良好的水力條件。 雨水布管原則 (1) 充分利用地形，就近排入水體。 規劃雨水管線時，首先按照地形劃 分排水區域，進行管線布置。根據分散和直接的原則， 盡量利用自然地形坡度，多采用正交式布置，以最短的距離重力流排入附近的河流、湖泊等會匯水區域。一般不設泵站。 (2) 根據街區及道路規劃布置雨水管道。 通常應根據建筑物的分布、道路的布置以及街坊或小區內部的地形、出水口的位置等布 置雨水管道，是街坊和小區內大部分雨水以最短的距離排入雨水管道。所以就需要對某一排水區域進行劃分，使其匯水更加的方便和直接。 (3) 合理布置雨水口，保證路面雨水舒暢排除。 雨水口的布置應根據地形和匯水面積確定，以使雨水不至漫過路口。一 般在道路交叉口 的匯水點、低洼地段均應設置雨水口。 (4) 采用明渠與暗管相結合的方式。 在城市市區，建筑密度較大、交通頻繁地區。應采用暗管排除雨水，盡管造價高，但是 衛生情況好，養護方便，不影響交通；在城市郊區或建筑密度低、交通量小的地方可采用明渠，以節省工程費用。 (5) 出水口的位置。 當匯水水體離流域很近，水體的水位變化不大，洪水位低于流域地面標高，出水口的建 筑費用不大時，宜采用分散出口，使雨水盡快排放，反之，則應該采用集中出口排放方式，本設計中采用分散出口排放。 (6) 調蓄水體的布置。 充分利 用地形，選擇適當的河湖水面作為調蓄池，以調節洪峰流量，減低溝道設計流量 減少泵站的設計數量。 (7) 排洪溝的設置。 城市中靠近山麓建設的中心區、居住區、工業區，除了應設雨水管道外，還應考慮在規 劃地區周圍設置排洪溝。 設計管段與沿線匯水面積的劃分 設計管段 雨水管渠的設計管段的劃分應使設計管段范圍內地形變化不大，管段上下端流量變化不多，無大流量交匯，一般以 100200m左右為一段，如果管段劃得較短，則計算工作量增大，劃得太長，設計方案不經濟。根據管道的具體位置，在管道轉彎處、管徑或坡 度改變處，有支管接入處或兩條以上管道交匯處以及超過一定距離的直線管段上都應設置檢查井。兩個檢查井之間流量沒有變化且預計管徑和坡度也沒有變化的管段定為設計管段，設計管皖西學院本科畢業論文（設計） 第 23 頁 段上下游端點的檢查井設為節點。 沿線匯水面積的劃分要根據實際地形條件而定。當地形平坦時則根據就近排除的原則，把匯水面積按照周圍管渠的布置用等分角線劃分；當有適宜的地形坡度時，則按照雨水匯入低側的原則劃分，按地面雨水徑流的方向劃分匯水面積。 本設計中，南岸與北岸的地勢均有適宜的坡度而且向一邊傾斜，故按照雨水匯入低側的 原則，按地面雨水徑流方向劃分匯水面積，考慮到實際施工情況，將設計管段對應的街區及其周圍附屬街道的總面積作為該管段的匯水面積。具體的雨水管道布置、設計管段的劃分以及匯水面積的劃分見雨水管道平面布置圖。 雨水設計流量計算 雨水流量計算及徑流系數的取值 FqQ ???? 式中 Q —— 雨水設計流量 (L/s)； ψ —— 徑流系數，其值小于 1； F —— 匯水面積 (ha)； q —— 設計暴 雨強度 (L/s﹒ ha)； 地面徑流系數的值與匯水面積上的地面材料性質、地形地貌、植被分布、建筑密度、降雨歷時、暴雨強度及暴雨雨型有關。 在雨水管渠的設計中，通常按地面材料性質確定徑流系數的經驗數值。我國排水設計規范中的有關徑流系數ψ的取值見表 。 表 徑流系數ψ值 地面種類 ψ值 各種屋面，混凝土和瀝青路面 大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面 級配碎石路面 干砌磚石和碎石路面 非鋪砌土路面 公園和綠地 然而匯水面積是由各種性質的地面覆蓋所組成，在整個匯水面積上它們各自占有一定的比例，隨它們占有的面積比例的變化，ψ值也不同。所以，如果匯水面積由徑流系數不同的皖西學院本科畢業論文（設計） 第 24 頁 地面組合而成。整個匯水面積上的平均徑流系數 av? 值是按各類地面面積用加權平均法計算得出。 i iFFav?? ?? ? 式中 iF —— 匯水面積上各類地面的面積 (ha)； i? —— 相應于各類地面的徑流系數； F —— 全部匯水面積 (ha)。 實踐中，計算平均徑流系數時要分別確定總匯水面積上的地面種類及其相應面積，計算工作量較大，而且可能還得不到所需要的準確數據。所以在工程設計中采用 “區域綜合徑流系數”。區域綜合徑流系數的建議值見下表 。 表 區域情況 區域綜合徑流系數值 區域情況 區域綜合徑流系數值 城市市區 城市市區 本設計取綜合徑流系數值為 暴雨強度公式及各參數的取值 暴雨強度公式： 1 nA (1 C lg P )q (t b)?? ? 式中 q――設計暴雨強度 P――設計重現期 (a)； t――降雨歷時 (min)； 1A ， C， b， n――地方參數，根據統計方法進行計算確定。 本設計采用如下公式計算： 0. ( 1 lg P )q ( t 7 )?? ? （ 1）設計重現期的選取 暴雨強度隨重現期變化而變化。重現期大，則 暴雨強度大，相應的雨水設計流量大，管渠的斷面相應大，有利于防止地面積水，但工程造價高。反之重現期低，則暴雨強度皖西學院本科畢業論文（設計） 第 25 頁 小，雨水設計流量小，管渠斷面小。這樣工程造價低，但可能會發生排水不暢、地面積水，或對城市生活及生產造成危害。 根據匯水地區性質、地形特點和氣候特征等因素確定。同一排水系統中可采用同一重現期或不同重現期。重現期一般選用 ～ 3a，重要干道、重要地區或短期積水即能引起較嚴重后果的地區，一般選用 3～ 5a，并應與道路設計協調。特別重要地區和次要地區可酌情增減。 本設計中選擇 P=3a。 （ 2）集水時間的計 算 對管道的某一設計斷面來說，集水時間 t 由地面集水時間 t1和管內流行時間 t2兩部分組成： t =t1 + mt2 式中 t —— 降雨歷時 (min)； t1—— 地面集水時間 (min)，視距離長短、地形坡度和地面鋪蓋情況而定，一般采用 5～ 15 min； m—— 折減系數，暗管 m=2，明渠 m=，在陡坡地區，暗管 m=～ 2； t2－管渠內雨水流行時間 (min)。 ?? vLt 602 式中 L —— 各管段的長度 (m)； v —— 各管段滿流時的水流速度 (m/s)； 60—— 單位換算系數， 1min=60s。 設計中選擇 t1=10min。 （ 3）折減系數的選取 引進折減系數是因為實際上實際雨水管道并非一直滿流，當某一管道斷面上達到“洪峰”流量時，該斷面的上游管道可能處于非滿流狀態，管道中的空間對水流可以起到緩沖和調蓄作用是洪峰流量斷面上的水流由于水位升高而使上游的來水流動減緩，是雨水在管段中的實際平均流速是 小于理論設計值。而且，一個設計管段上的匯集水量是沿該管段長度方向分散接入的，并非其上游節點的集中流量，在該管段的設計流量條件下，發生滿管流的斷面的上游管道中的水流應是非滿管流的狀態。因此，管道中的流行時間會比按滿管流計算的流行時間 t2大得多，因此， m又被稱為容積利用系數。 根據《室外排水設計規范》得知：暗管： m=2，明渠： m=。在陡坡地區，暗管的 m=。 皖西學院本科畢業論文（設計） 第 26 頁 在本設計中，選取 m=2。 雨水管道水力計算 雨水管道設計參數 （ 1）設計充滿度 雨水較污水清潔，對環境的污染較小，加上暴 雨徑流大，而相應的較高設計重現期的暴雨強度歷時一般不會很長，且從減小工程投資的角度來講，雨水管渠允許溢流。所以雨水管道設計充滿度按滿流考慮，即 h/D＝ 1，明渠則應有等于或大于 的超高。街道邊溝應有等于或大于 的超高。 （ 2）設計流速 ①最小設計流速 為了避免雨水所夾帶的泥沙等無機物，在管道內沉淀下來而堵塞管渠所用的最小設計流速應大于污水管道，滿流時管道內的最小設計流速為 ，一般明渠內的最小設計流速為 。 ②最大設計流速 為了防止管壁的沖刷損壞，影響及時排水，雨水 管道的設計流速不得超過一定的限度。對雨水管渠的最大設計流速規定為；金屬管最大流速為 10m/s；非金屬管最大流速為 5m/s。 (3) 最小坡度 規范規定，街道下的雨水管道，最小管徑為 300mm，相應的最小坡度為 ；街坊內部的雨水管道，最小管徑一般采用 200mm，相應的最小坡度為 。 (4)最小管徑 為保證管內不發生淤積，雨水管內的最小坡度應按最小流速計算確定。在街區內，一般不宜小于 ，在街道下，一般不宜小于 ，雨水口連接管的最小坡度不小于 。 (5) 覆土厚度 覆土厚度要 求同污水管。本設計中滿足最小覆土厚度不小于 。 雨水管道的銜接 雨水管道一般采用管頂平接。管頂平接是指在水力計算中，使上游管段終端和下游管段起端的管頂標高相同。一般不同管徑時采用。 管道水力計算 本設計中雨水管道的取材采用鋼筋混凝土管道排水，粗糙系數 n＝ 。 計算時需先定起點管的埋深或管底標高，因為雨水管道銜接采用管頂平接，計算起始管段下端的管頂標高，即為下端管段上端的管頂標高，通過計算可確定其埋深。具體計算皖西學院本科畢業論文（設計） 第 27 頁 過程詳見附表四。 雨水管道采用非淹沒式出流，根據原始資料， 河流常年最高洪水位 143米，常水位 米。雨水管道的終點埋深在常年最高洪水位之上，所以雨水的順暢排放無影響。 雨水管道平面圖和干管縱剖面圖 繪制方法類似于污水管道設計圖紙的繪制，詳見附圖。 皖西學院本科畢業論文（設計） 第 28 頁 致謝 畢業設計即將結束，在老師的指導和同學的幫助之下，學生對于道路設計有了更多新的認知，對路基路面 設計有了更深一步的認識，對路基路面綜合設計的整體脈絡了解得更加的清晰透徹。通過畢業設計，學生對自己大學四年以來所學的知識有更多的認識。 畢業設計，幫助我們總結大學四年收獲、認清自我。同時，還幫助我們改變一些處理事情時懶散的習慣。從最開始時的搜集資料，整理資料，到方案比選，確定方案，再到著手開始進行路基工程、路面工程和路線排水的設計，每一步都是環環相扣，銜接緊密，其中任何一個步驟產生遺漏或者疏忽，就會對以后的設計帶來很多的不便。 學生的動手能力和資料搜集能力在設計中也得到提升。畢業設計中很多數值、公式、 計算方法都需要我們去耐心地查閱書籍，瀏覽資料，設計中需要用到輔助設計軟件的地方，也需要我們耐心的學習。掌握其使用的要領，運用到設計當中去。最后匯總的時候，需要將前期各個階段的工作認真整理。 畢業設計結束了，通過設計，學生深刻領會到基礎的重要性，畢業設計不僅僅能幫助學生檢驗大學四年的學習成果，更多的是畢業設計可以幫助我們更加清楚的認識自我，磨練學生的意志與耐性，這會為學生日后的工作和生活帶來很大的幫助。 皖西學院本科畢業論文（設計） 第 29 頁 參考文獻 [1] 孫慧修．主編．《排水工程》 . 上冊第四版．中國建筑工業出版 社． 1999 [2] 嚴熙世，劉遂慶．主編．《給水排水管網系統》．中國建筑工業出版社． 2020 [3] 張智，蔣紹階，張勤．《給水排水科學與工程專業畢業設計指南》．中國水利水電出版社． 2020 [4] 嚴熙世，范瑾初．主編．排水工程．中國建筑工業出版社． 1999 [5] 嚴啟海．主編．《城市給水排水》．第二版．中國水利水電出版社． 2020 [6] 《室外排水設計規范》（ GB500142020）