污水管道设计参数

污水管道设计参数

集团文件版本号：(M928-T8-M248-WU2669-I26-DQ586-M1988)

全国民用建筑工程设计技术举措给水排水2003.第

含有油脂的废水〔包括经过隔油池的废水〕不得流入化粪池,以防 影响化粪池的腐化效果.

1〕设计充满度

设计流量下,污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称为设计 充满度〔或水深比〕.当h/D二1时称为满流；h/D〈l称为非满流.

我国?室外排水设计标准?规定,污水管道应按非满流进行设计, 对管道的最大设计充满度有相应的,污水管道设计充满度指的是 h/D.对于明渠,设计标准还规定了设计超高〔即渠中水面到渠顶或渠道 翼墙顶的高度〕不小于

0. 2m.各种管道的允许最大设计充满度在?室外 排水设计标准?〔GB 50014-2006 〕中有明确的规定.

在计算配置污水管道的管径时,管道的设计流量中不包括淋浴或短 时间内忽然增加的污水量,但当管径小于或等于300mm时,应复核当其 满流时是否能满足设计流量的通过要求.

2〕设计流速

对应于设计流量、设计充满度的管道内的水流平均速度叫做设计流 速.为了预防管道中产生淤积或冲刷,设计流速不宜过小或过大,最好 在最大和最小设计流速范围之内.最小设计流速是保证管道内不致发生 淤积的流速.?室外排水设计标准?〔GB 50014-2006〕规定了污水管

道在设计充满度下的最小设计流速定为0. 6m/So含有金属、矿物固体或 重油杂质的生产污水管道,其最小设计流速宜适当加大,其值要根据试 验或调查研究决定.明渠的最小设计流速为0.4m/s.最大设计流速与管 材相关,是保证管道不因长期剧烈冲刷而缩短运行寿命的流速.通 常,金属管道的最大设计流速为lQm/s,非金属管道的最大设计流速为5 m/s,更为具体的规定参见?室外排水设计标准?〔GB 50014-2006 〕.

3〕最小管径

在污水管道系统的上游局部,由于设计污水流量很小,假设根据流量 计算,那么管径会很小,而管径过小极易堵塞；此外,采用较大的管径, 可选用较小的坡度,使管道埋深减小,因此,为了养护工作的方便,常 规定一个允许的最小管径.在街区和厂区内污水管道最小管径为DN200, 街道下为DN300.

在污水管道系统上游的管段,由于管段效劳的排水面积较小,因而 设计流量较小,按此设计流量计算得出的管径会小于最小管径,这时应 采用最小管径值.一般可根据最小管径在最小设计流速和最大充满度情 况下能通过的最大流量值,计算出设计管段效劳的排水面积.假设计算管 段的效劳排水面积小于此值,即可直接采用最小管径而不再进行管道的 水力计算.这种管段称为不计算管段.对于这些不计算管段,当有适当 的冲洗水源时,可考虑设置冲洗井〔类似于污水检查井〕.

4〕最小设计坡度

在污水管道设计时,应尽可能减小管道敷设坡度以降低管道埋深.

但管道坡度造成的流速应等于或大于最小设计流速,以预防管道内产生 淤积和沉淀.因此,将相应于管道内流速为最小设计流速时的管道坡度 叫做最小设计坡度.

不同管径的污水管道有不同的最小坡度.管径相同的管道,因充满 度不同,其最小坡度也不同.在给定设计充满度条件下,管径越大,相 应的最小设计坡度值越小.通常对同一直径的管道只规定一个最小坡 度,以满流或半满流时的最小坡度作为最小设计坡度.?室外排水设计 标准?(GB 50014-2006 )只规定了最小管径对应的最小设计坡度,街坊 内污水管道的最小管径为DN200 ,相应的最小设计坡度为0. 004；街道 下为DN300,相应的最小设计坡度为0. 003o假设管径增大,相应于该管 径的最小坡度由最小设计流速保证.

5)污水管道埋设深度

污水管道的埋设深度通常指管道的内壁底到地面的距离.管道外壁 顶部到地面的距离称为覆土厚度.管道埋深是影响管道造价的重要因 素,是污水管道的重要参数.在实际工程中,同一直径的管道,采 用的管材、接口和根底形式均相同,因其埋设深度不同,管道单位长度 的工程费用相差较大.因此,合理地确定管道埋深对于降低工程造价是 十分重要的.在土质较差、地下水位较高的地区,假设能设法减小管道埋 深,降低工程造价的效果尤为明显.

为了降低造价,缩短施工期,管道埋设深度愈小愈好.但覆土厚度 应有一个最小的限值,否那么就不能满足应对管道上方可能出现荷载的要 求.这个最小覆土厚度限值称为最小覆土厚度.

污水管道的最小覆土厚度,一般应满足下述三个因素的要求：

(1)必须预防管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道.?室外排 水设计标

准?(GB 50014-2005 )规定：无保温举措的生活污水管道或水 温与生活污水接近的工业废水管道,管内底最高可埋设在冰冻线以上 0.15m处.有保温举措或水温较高的管道,管底在冰冻线以上的距离可以 加大,其数值应根据该地区或条件相似地区的经验确定.

(2)必须预防管壁因地面荷载而受到破坏.埋设在地面下的污水管 道承受

着管顶覆盖土壤静荷载和地面上车辆运行产生的动荷载.为预防 管道因外部荷载影响而损坏,首先要注意管材质量,另外必须保证管道 有一定的覆土厚度.?室外排水设计标准?(GB 50014-2006 )规定,在 车行道下管顶最小覆土厚度一般不小于0. 7m；在管道保证不受地面荷载 损坏时,最小覆土厚度可适当减小.

(3)必须满足街区污水接入支管衔接的要求.为了使住宅和公共建 筑内产

生的污水能以重力流的形式顺利排入街道污水管网,就必须保证 街道污水管道接入支管的连接点高程低于或等于街坊污水支管在该连接 点高程,而街坊污水支管上游起点高程又必须低于或等于建筑物污水出 户管高程.在气候温暖且地势平坦地区,这一点对于确定街道管网起点

的最小埋深或覆土厚度是很重要的.从安装技术方面考虑,要使建筑物 首层卫生设备的污水能顺利排出,污水出户管的最小埋深一般采用0. 5- 0.7 m,所以街坊污水管道起点最小埋深也应有0.6-0. 7m.根据街坊污水 管道起点最小埋深值,可计算出街道管网起点的最小埋没深度.

对每一个具体管道,从上述三个不同的因素出发,可以得到三个不 同的管底埋深或管顶覆土厚度值.这三个数值中的最大一个值就是这一 管道的允许最小覆土厚度或最小埋设深度.

当管道的坡度大于地面坡度时,管道的埋深就愈来愈大,尤其在地 形平坦的地区更为突出.埋深愈大,那么管道的造价愈高,施工期也愈 长.允许的管道埋深最大值称为最大允许埋深.该值确实定应根据管 材、地下水位埋深、技术经济指标及施工方法而定,一般在枯燥土壤 中,最大埋深不超过7-8m：在多水、流沙、石灰岩地层中,一般不超过 5mo当超过最大埋深时,应考虑建设提升泵站,以减小下游管道埋深.

6〕污水管道的衔接

污水管道系统中的检查井是清通维护管道的设施,也是管道的 衔接设

施.一般在管道管径、坡度、高程、方向发生变化及管道交汇 时,必须设置检查井以满足结构衔接和维护治理的需要.在检查井中 上、下游管段必须有较好的衔接,以保证管道顺利运行.

水面平接是指在管道水力计算中,使上游管段〔通常管径不大于

下游管段〕终端和下游管段〔通常管径会等于或大于上游管段〕起端的设计 水面高程〔山管内底高程和设计充满度推求所得〕在检查井内保持齐平, 即上游管段终端与下游管段起端的水面高程相同.由于上游管段的水面 变化较大,水面平接时在上游管段中易形成回水,对份道的排水顺畅性 不好,而且高程推算复杂.

管顶平接是指在水力计算中,使供水设备上游管段终端和下游 管段起

端的管顶高程相同.采用管项平接时,由于下游管段的管径通常 会等于或大于上游管段的管径〔通常是100mm 〕,采用管顶平接就不至于 使上游管段内产生回水现象,且高程推算大为简化.所以此法现在在工 程的设计实践中被广泛采用.

但是,采用管顶平接时下游针段的埋深将增加.这对于平坦地 区或埋

设较深的管道,有时是不适宜的,应采用水面平接的方法.

无论采用哪种衔接方法,下游管段起端的水面和管底高程都不 得高于

上游管段终端的水面和管底高程.

在地形坡度较大地区,为了管内流速不至于太大,采用的 管道坡

度将会小于地面坡度.为了保证下游管段的最小覆土厚度和减少 上游管段的埋深,可根据地面坡度采用跌水并连接,如图1T9所示.

在地势平坦地区,管道坡度大于地面坡度,当管道理深到达允 许最大

埋深时,必须减小下游管道埋深,这时上、下游管道宜采用提升 泵站衔接.

在旁侧支管与干管交汇处,支管接人干管的转弯角度,与下游

管道的夹角一般应大于90° ,以预防在上游管道中产生回水.支管接人 交汇检查井时,应预防与干管底有较大落差,假设落差缺乏1m,可在支管 上设斜坡;假设落差大于1m以上,可在支管上设跌水井跌落后再接人与干 管的交汇并,以保证于管有良好的水利条件.