市政工程基础给水排水工程4.pptx

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1、7.1 雨水管网布置1充分利用地形，就近排入水体（1）基本原则：雨水管渠应尽量利用自然地形坡度布置，要以最短的距离靠重力流将雨水排入附近的池塘、河流、湖泊等水体中。（2）当地形坡度较大时，雨水干管布置在地形低处或溪谷线上；当地形平坦时，雨水干管布置在排水流域的中间，以便于支管接入，尽量扩大重力流排除雨水的范围。2尽量避免设置雨水泵站 当地形平坦，且地面平均标高低于河流的洪水位标高时，需将管道适当集中，在出水口前设雨水泵站，经抽升后排入水体。尽可能使通过雨水泵站的流量减到最小，以节省泵站的工程造价和经常运行费用。v 雨水管道应平行道路敷设，宜布置在人行道或绿化带下，不宜布置在快车道下，以免积水时

2、影响交通或维修管道时破坏路面。当道路大于40 m时，应考虑在道路两侧分别设置雨水管道。4采用明渠或暗管的选择 （1）暗管：在城市市区或厂区内，由于建筑密度高，交 通量大，一般采用暗管排除雨水。 特点-卫生条件好、不影响交通，造价高。（2）明渠：在城市郊区，建筑密度较低，交通量较小的地方，一般考虑采用明渠。 特点-造价低；但明渠容易淤积，孳生蚊蝇，影响环境卫生，且明渠占地大，使道路的竖向规划和横断面设计受限，桥涵费用也增加。 在地形平坦、埋设深度或出水口深度受限制的地区，可采用暗渠（盖板渠）排除雨水5合理布置雨水口，保证路面雨水顺畅排除 雨水口的布置应根据地形和汇水面积确定，以使雨水不致漫过路口

3、。 一般在道路交叉口的汇水点、低洼地段均应设置雨水口。此外，在道路上每隔2550 m也应设置雨水口。12 此外，在道路路面上应尽可能利用道路边沟排除雨水，为此，在每条雨水干管的起端，通常利用道路边沟排除雨水，从而减少暗管长度约100150 m，降低了整个管渠工程的造价。3126雨水出水口的布置（1）分散出水口分散出水口： 当管道将雨水排入池塘或小河时，水位变化小，出水口构造简单，宜采用分散出水口。分散出水口。就近排放管线短、管径小，造价低。 （2）集中出水口式集中出水口式： 当河流等水体的水位变化很大，管道的出水口离常水位较远时，出水口的构造就复杂，因而造价较高，此时宜采用集中出水口式集中出水

4、口式布置形式。7排洪沟的设置 对于傍山建设的城市和厂矿企业，为了消除洪水的影响，除在设计地区内部设置雨水管道外，尚应考虑在设计地区周围或超过设计地区设置排洪沟，以拦截从分水岭以内排泄下来的洪水，并将其引入附近水体，以保证城市和厂矿企业的安全。7.2 雨水管网设计与计算 雨水管渠系统是由雨水口、雨水管渠、检查井、出水口等构筑物组成的一整套工程设施。 雨水管渠系统的任务就是及时汇集并排除暴雨所形成的地面径流，以保障人民的生命安全和正常生产。1 1确定当地的暴雨强度公式或暴雨强度曲线；确定当地的暴雨强度公式或暴雨强度曲线；2 2划分排水流域，进行雨水管渠的定线；划分排水流域，进行雨水管渠的定线；3

5、3划分设计管段，计算各设计管段雨水设计流量；划分设计管段，计算各设计管段雨水设计流量；4 4进行管渠的水力计算，确定各设计管段的管径、进行管渠的水力计算，确定各设计管段的管径、 坡度、标高及埋深。坡度、标高及埋深。5 5绘制管渠平面图及纵剖面图。绘制管渠平面图及纵剖面图。一、雨水管渠设计的主要内容包括一、雨水管渠设计的主要内容包括二、雨量分析与暴雨强度公式二、雨量分析与暴雨强度公式（一）雨量分析： 1降雨量 降雨量是指降雨的绝对量，是用降雨深度 H（mm）表示，也可用单位面积上的降雨体积（L/ha）表示。在研究降雨时，很少以一场雨为对象，而常用单位时间表示： （1）年平均降雨量：指多年观测所得

6、的各年降雨量的平均值。 （2）月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量的平均值。 （3）年最大日降雨量：指多年观测所得的一年中降雨量最大一日的绝对量。 3降雨强度（暴雨强度） 降雨强度是指某一连续降雨时段内的平均降雨量，即单位时间的平均降雨深度，用 i表示。iHt（mm/min） 在工程上统计的降雨多属暴雨性质，故称暴雨强度，常用单位时间内单位面积上的降雨体积 q（L/sha）表示。q与 i之间的换算关系为：q167i式中 167换算系数。暴雨强度是描述暴雨特征的重要指标，也是确定雨水设计流量的重要依据。在任一场暴雨中，暴雨强度是随降雨历时变化的。所取的降雨历时长，则与该历时相对应的暴雨强度将

7、小于短历时对应的暴雨强度。在推求暴雨强度公式时，降雨历时常采用5、10、15、20、30、45、60、90、120 min 9个时段。在分析暴雨资料时，必须选用对应各降雨历时的最大降雨量。由于在各降雨历时内每个时刻的暴雨强度也是不同的，所以计算出的各历时的暴雨强度称为最大平均暴雨强度。4降雨面积和汇水面积（1）降雨面积是指降雨所笼罩的面积，即降雨的范围。（2）汇水面积是指雨水管渠汇集雨水的面积，用 F表示，以公顷或平方公里为单位（ha或km2）。 任一场暴雨在降雨面积上各点的暴雨强度是不相等的，但在城镇雨水管渠系统设计中，设计管渠的汇水面积较小，一般小于100 km2，其汇水面积上最远点的集水

8、时间不超过60 min到120 min，这种较小的汇水面积，在工程上称为小汇水面积。在小汇水面积上可忽略降雨的非均匀分布，认为各点的暴雨强度都相等。 5降雨的频率和重现期频率Pmnn100100NmPnPmNMn100M每年选入的平均雨样数这一定义是假定降雨观测资料年限非常长，可代表降雨的整个历史过程。但实际上是不可能的，只能取得一定年限内的暴雨强度值，因而n是有限的。按上式求得的暴雨强度的频率，只能反映一定时期内的经验，不能反映整个降雨的规律，故称为经验频率。因此，水文计算常采用公式 计算年频率，用公式 计算次频率。观测资料的年限愈长，经验频率出现的误差也就愈小。PmNn1100PmNMn1

9、100PNm式中 P 暴雨强度的重现期（a）； N 资料记录的年限（a）； m 等于或大于某特定值的暴雨强度出现的次数。PPn1重现期 P与年频率 Pn互为倒数，即qAcPtbn16711lg式中 q 设计暴雨强度（L/sha）； P 设计重现期（a）； t 降雨历时（min）；A1、c、b、n ：地方参数，根据统计方法计算确定。 我国给水排水设计手册第5册收录了我国若干城市的暴雨强度公式，统计时可直接选用。目前尚无暴雨强度公式的城镇，可借用附近气象条件相似地区城市的暴雨强度公式。1地面径流：在地面沿地面坡度流动的雨水，称为地面径流。雨水管渠就是收集雨水地面径流量。2径流系数1降雨量径流量时间

10、余水量余水率时间地面渗水量入渗率1降雨强度q大，地面径流量也大降雨强度q=入渗率，余水率=0，由于地面积水仍有地面径流。 影响径流系数的因素主要有汇水面积的地面覆盖情况、地面坡度、地貌、建筑密度的大小、路面铺砌等。此外，还与降雨历时、暴雨强度及暴雨雨型有关。要精确确定 值，难度较大。目前在雨水管渠设计中，通常采用按地面覆盖种类确定的经验数值。径流系数值aviiFFaviiFF21mtt （3）折减系数 m的确定折减系数 m的提出原因如下： 1）雨水管渠按满流设计，但降雨时，管渠中的水流并非一开始就达到设计流速，而是随着降雨历时的增长逐渐达到设计流速的。这样，按公式算出的管渠内流行时间 t2将比

11、实际时间偏小。考虑到以上两个原因，在设计降雨历时计算时引入了折减系数m，延缓了管内流行时间，使之更接近于实际情况，并达到折减管段设计流量，减小管渠断面尺寸的目的。规范规定：暗管 m =2，明渠 m =1.2，在陡坡地区的暗管 m1.22。1121FqQ （L/s）21232FFqQ （L/s） 321343FFFqQ （L/s） 4321454FFFFqQ （L/s）Qv21321IRnv第八章 排水管渠及附属构筑物 排水管渠的断面形式要求 静力学上，具有一定的抗荷载能力，坚固稳定， 抗压抗折，不破裂、不变形 水力学上，尽可能大的排水能力，不淤积，不沉淀 经济上，造价低 管理维护上，便于疏通、

12、清洗 排水管渠的断面形式 圆形半椭圆形马蹄形水力特性好排水能力大抗压能力强便于预制节省材料 抗压能力强节省材料用于污水流量大且变化小管径大于2m 高度小于宽度可减小埋深造价低、易淤积适用大流量、变化小、出水位置受限制 排水管渠的断面形式 矩形水力条件差可现场预制适用于排洪沟等明渠或路面狭窄地区 梯形只适用于明渠 蛋形下部窄流量小时流速也较大不淤积清通养护方便 排水管渠材料的要求 具有一定的强度，抗压抗折 抗冲刷、耐磨损 有抗腐蚀，浸蚀能力 不透水 内壁光滑、阻力小 货源充足、价格便宜 常用的排水管渠 混凝土和钢筋混凝土管陶土管金属管砖石浆砌或钢混大型管渠石棉水泥管其他管渠,包括木管,竹管,塑料

13、管,玻璃钢管等(1)混凝土和钢筋混凝土管 优点： 制造方便，成本低，抗压能力强，适用于大管径 缺点： 抗酸、碱和浸蚀能力低；抗渗透性能低；管节 短，接头多，施工困难；重量大，搬运不便 乘插式企口式平口式(2)陶土管特点：内外壁光滑；不透水性能好，耐磨损、抗腐蚀；强度低，抗压抗折能力差，管径较小，一般在300mm以下适用条件：居民区室外排水管、工业废水中 (3)金属管(钢管 和铸铁管)特点：成本高，较少采用；抗高压、抗渗透能力强；内壁光滑，阻力小；长度大，接头少；抗酸、碱腐蚀和抗地下水浸蚀能力低，需作防腐处理适用条件：震区，对渗透要求高的地区 特点：现场浇筑，抗压、抗震、抗腐蚀能力强，无法预制适

14、用条件：大管径，管径大于2.0m (4)砖石浆砌或钢混大型管渠(5)石棉水泥管特点：表面光滑、不透水；抗腐蚀性强；重量轻；质脆，易折断，不耐磨损 (6)其他管渠:木,竹,塑料,玻璃钢等管渠材料的选择管渠材料应尽可能就地取材，便于供应和运输考虑管材的造价根据输送水质情况，进行比较选择考虑管材的适用条件排水管渠接口的要求 足够的强度 不透水 抗腐蚀、浸蚀 具有一定的弹性 排水管渠接口的分类柔性接口：允许有3-5mm的纵向交错或较小的角度。适用于地基 软硬不一、受力不均匀，震区等地。但施工复杂，造 价高。如沥青卷材、橡胶圈刚性接口：不允许有相对的位移。适用于地基条件好的地区，施 工简单，应用广泛，如

15、水泥砂浆接口半柔半刚性接口：介于柔性和刚性之间，如石棉水泥接口 排水管渠基础的组成管道管座基础垫层地基排水管渠基础的种类砂土基础 适用于土壤条件非常好、无地下水的地区，管道直径小于600mm，管顶覆土厚度在0.7-2.0m之间的管道，不在车行道下的次要管道及临时性管道。混凝土枕基 建在管道接口处。适用于土壤条件较好、无地下水的地区，是一局部基础。混凝土带形基础 沿管道全长敷设。适用土壤条件差、震区、重要管道处。按管座的形式，分为90度、135度、180度三种管座基础 排水管渠附属构筑物-雨水口雨水口的作用: 收集雨水的构筑物雨水口的组成进水箅: 通常为铸铁制，也有混凝土制。一般一个平箅雨水口可

16、排泄1520L/s的地面径流量。进水箅设在道路交叉口、低洼地、路侧边沟等处，间距2550m 井筒: 通常采用砖砌结构，或钢筋混凝土浇制，深度小于1.0m。其形式有带沉泥井的和不带沉泥井的两种 连接管: 连接管的管径大于200mm，坡度大于0.01，长度小于25m。在同一连接管上雨水口的个数不多于3个 排水管渠附属构筑物-检查井 为了便于对管道进行检查和清通，必须设置检查井。检查井一般设在管渠交汇、转弯、管渠尺寸或坡度改变、跌水等处以及相隔一定距离的直线管渠上 检查井的组成井底: 基础为卵石、碎石或混凝土浇筑，井底为半圆形或弧形，水力条件好，减小阻力 井身: 砖砌结构，水泥砂浆抹面。通常为圆形，

17、在大管径交汇处，可用矩形、扇形 井盖: 为铸铁或混凝土制。为防止雨水流入，通常高于地面 排水管渠附属构筑物-倒虹管 穿越河流、洼地、铁路、地下构筑物时，需按下凹的折线方式敷设管道，称为倒虹管。倒虹管由进水井、下行管、平行管、上行管和出水井组成 倒虹管设计时注意事项 进水井应设事故排出口，堵塞时污水有出路 倒虹管与河流等障碍物尽量垂直布置，减小距离 倒虹管布置时，一般并列设置两条 倒虹管与河床底的垂直距离不小于0.5m防止倒虹管淤积措施 设计流速规定为1.21.5m/s，最小不能小于0.9m/s 在进水井设置冲洗措施，冲洗流速大于1.2m/s 进入进水井前，应设置沉积槽 上行与下行管与水平夹角不应大于30度 最小管径为200mm 在进水井中设置闸门，以调节流量 在虹吸管内设置防沉装置1. 城市给水系统由哪些部分组成？2. 排水系统的体制有哪几种？各有何特点？3给水管网布置的基本形式有几种？论述各自特点？4简要说明排水管网的布置形式及各自特点？5污水管道在检查井中的衔接方法有哪几种？衔接原则 是什么？6污水管道为何按非满流设计？7. 雨量分析包括哪几个要素？各自的含义是什么？8. 城市给水排水工程总体规划包括哪些内容？