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1、第第5章章 排水管渠的排水管渠的材料、接口及基础材料、接口及基础2023/4/131管渠的断面形式2023/4/132排水管渠的断面形式需满足的要求：v在静力学方面，管道必须有较大的稳定性，在承受各种荷载时是稳定和坚固的。v在水力学方面，管道断面应具有最大的排水能力，并在一定的流速下不产生沉淀物。v在经济方面，管道单长造价应该是最低的。v在养护方面，管道断面应便于冲洗和清通淤积2023/4/133常见形式：v圆形v半椭圆形v马蹄形v矩形v梯形v蛋形v综合管道等2023/4/134(1)圆形；(2)半椭圆形；(3)马蹄形；(4)拱顶矩形；(5)蛋形；(6)矩形；(7)弧形流槽的矩形；(8)带低流
2、槽的矩形；(9)梯形2023/4/135v圆形断面v有较好的水力性能，在一定的坡度下，指定的断面面积具右最大的水力半径，因此流速大，流量也大。v此外，圆形管便于预制，使用材料经济，对外压力的抵抗力较强，若挖土的形式与管道相称时，能获得较高的稳定性，在运输和施工养护方面也较方便。因此是最常用的一种断面形式。2023/4/136v半椭圆形断面v在土压力和活荷载较大时，可以更好地分配管壁压力，因而可减小管壁厚度。在污水流量无大变化及管渠直径大于2m时，采用此种形式的断面较为合适。2023/4/137v马蹄形断面v其高度小于宽度。在地质条件较差或地形平坦，受受纳水体水位限制时，需要尽量减少管道埋深以降
3、低造价，可采用此种形式的断面。v又由于马蹄形断面的下部较大，对于排除流量无大变化的大流量污水，较为适宜。但马蹄形管的稳定性，需依靠还土的坚实度，要求还土坚实稳定度大，若还土松软，两侧底部的管壁易产生裂缝。2023/4/138v蛋形断面v由于底部较小，从理论上看，在小流量时可以维持较大的流速，因而可减少淤积，适用于污水流量变化较大的情况、但实际养护经验证明，这种断面的冲洗和清通工作比较困难。加以制作和施工较复杂，现已很少使用。v矩形断面v可以就地浇制或砌筑，并按需要将深度增加，以增大排水量。2023/4/139v低流槽v不少地区在矩形断面的基础上，将渠道底部用细石混凝土或水泥砂浆做成弧形沉槽，以
4、改善水力条件。也可在矩形渠道内做低流槽。这种组合的矩形断面是为合流制管道设计的睛天时污水在小矩形槽内流动，以保持一定的充满度和流速，使之能够免除或减轻淤积程度。v梯形断面v适用于明渠，它的边坡决定于土壤性质和铺砌材料。2023/4/1310综合管道v综合管道(也可称作综合管线廊道)指埋设于道路下，用于容纳二种以上公用设施管线的构筑物及其附属设备。v容纳的管线类型有电力电缆、通信电缆光缆)、给水管线、燃气管线、供热管线、排水管线(雨水、污水)、电车电缆以及其它特殊管线。2023/4/13112023/4/13122023/4/1313综合管道基本上由下述几部分构成：v(1)本体：包括管道的一般地
5、段和特殊地段；v(2)一般地段：标准断面地段v(3)特殊地段：支线、电缆接头位置、进物孔、进人孔等v(4)通风口及出入口v(5)附属设备：排水、通风、照明、防火安全等设备。2023/4/1314(1)干线综合管道；(2)支线综合管道。v(1)干线综合管道v 干线综合管道是介于输送原站(如水厂、发电厂、燃气制造厂等)至支线综合管道间的管道，它不是直接为沿管道地区服务为目的的管道，因此大多设置于车行道下，目前修建的综合管道，大部用于这种类型。v 对干线综合管道的要求有：必须能稳定且大量的输送；具有高度的安全性；兼顾而且同时可以直接供应到使用量较大的用户；尽量减少干线综合管道的内空断面；管理及维护力
6、求简化等。综合管道类型2023/4/1315v(2)支线(配给线)综合管道v 支线综合管道是介于干线综合管道及直接用户间的管道，容纳各种管线的支管，大多设置于人行道下，支管再与接户线衔接，提供用户各项要求。v支线综合管道的特点有：内空断面较小；特殊设备不多；施工费用较少；管理及维护较为复杂，不能直接供应大用户等。2023/4/1316v建造埋设较浅的综合管道，大多采用明挖开槽后再敷设预制管道，或在现场基坑内浇筑廊道结构的方法施工。v建造埋设较深的廊道又不允许挖开地面时，一般可采用盾构法（采用盾构机开挖地层，并在其内装配管片衬砌或挠注挤压混凝土衬砌）、新奥法（传统矿山法）或顶进法施工。综合管道施
7、工2023/4/1317优点v(1)将各种地下埋设的管线，集中规划设施于一条共同的管廊中，可避免沿线用户无规划的乱用地下空间，减少因埋设、维修管线而导致道路反复挖掘，保持交通顺畅。v(2)为各种管线综合管理和利用先进的监视系统进行综合管理提供可能，各种管线管理方便、准确，能及时发现隐患，及时维护管理，提高管线的安全性和稳定性，提高城市的安全度v (3)综合管道结构具有一定的坚固性，能抵御一定程度的冲击荷裁作用，具有较好的防灾v性能，在战时尤为重要，可以保证水、电、煤气，通讯等城市命脉的安全。2023/4/1318v(4)由于架空线进入综合管道，改善了城市景观和提高城市的安全性，同时又避免了架空
8、线与绿化的矛盾，减少园林绿化修枝工作，维护城市绿化，改善市容，提高城市的环境质量。v(5)敷设综合管道内的管线由于不直接与土壤、地下水、道路结构层的酸碱物质接触，可减少腐蚀，延长管线使用寿命。v(6)能根据远期规划容量设计与建设综合管道，从而能满足管线远期发展需要。由于管线增设、扩容较方便，能适应长期的分阶段建设计划，管线建设资金可分期投资。2023/4/1319应注意的问题v地下综合管道的优点早巳得到公认，然而至今仍未得到应有的发展，除少数国家(如瑞典)外，多数城市地下公用设施系统的综合化程度还比较低，主要的制约因素是造价高，和综合化相适应的投资与管理体制不够健全。2023/4/1320v需
9、开展以下几方面工作：v (1)地下综合管道的建设应与城市的发展密切结合起来。对于旧城区，由于地下管线的错综复杂性，并不勉强修建综合管道；对于新建城区，可以把地下综合管道的建设与高速道路和地铁的建设同步实施，与街道的拓宽和改建同时进行v (2)应制定合理的投资政策，按照多投资多受益的原则合理确定各系统的投资比例和运行后应承担的义务。v (3)应对廊道内部空间实行合理分配，严格按照技术要求敷设管线，以确保安全，同时还应设置排风机、排水泵、配电盘、照明用具等。廊道内部应有足够宽的检修通道和良好的通风条件，通道过长时设置机动小车等。2023/4/1321v(4)应充分发挥地下构筑物的抗灾性能，在廊道结
10、构和管线敷设等方面加强抗震措施和防振措施，使之在发生自然灾害时能不受或少受破坏，这样对于整个城市抗灾能力的提高和灾后的迅速恢复都有重要的意义。v(5)为确保公用设施系统的安全，应有良好的综合管道监视系统。2023/4/1322管管 材材2023/4/1323对管材的要求v1.足够的机械强度v2.抗腐蚀性能v3.防渗性能v4.光滑内壁v5.材源充足，价格低廉2023/4/1324给水系统常用管材v我国城市给水系统多采用铸铁管、钢管、石棉水泥管、自应力水泥管、预应力钢筋混凝土管等，近期还采用预应力混凝土钢筒管(PCCP)、硬聚氯乙烯塑料管(UPVC)、玻璃纤维强热固性树脂夹砂管(RPMP)以及较小
11、口径的聚丙烯管(PP)和聚乙烯管(PE)等。2023/4/1325给水系统选用的管材 编号系统名称水质要求管道材料接口1生产、生活及消防用水生活饮用水地上：热镀锌钢管丝扣连接地下：球墨铸铁管橡胶圈柔性接口2纯水纯水SUS304氩弧焊3工业用水浊度2NTU热镀锌钢管丝扣或法兰连接4生产冷却水循环冷却热镀锌无缝钢管法兰连接2023/4/13262023/4/1327排水系统选用的管材 编号系统名称管道材料接口严密性试验1生活污水UPVC管粘接口灌水2氢氟酸废水同上同上同上3一般生产废水同上同上同上4生产冷却回水球墨铸铁管橡胶圈柔性接口同上2023/4/1328陶土管承插口陶土管，齿纹口陶土管202
12、3/4/1329v分类：单面釉、双面釉、无釉v接口：承插口、平口、齿纹口v规格：普通管DN300,L有效=800mm 耐酸管DN100时，现场加工螺纹困难，安装极不方便。v法兰连接对孔对锁操作复杂，安装速度慢，法兰成本高。v焊接连接安装速度慢，焊接操作需要专业焊工，电焊高温烧损涂敷层后，管道内涂层修补非常困难。v承插连接适合于铸铁管道，应用已有很长历史。2023/4/1377塑料管热熔对接过程 法兰连接焊接2023/4/1378排水管道的基础2023/4/1379v组成：地基、基础和管座3个部分v地基是指沟槽底的土壤部分。它承受管子和基础的重量、管内水重、管上土压力和地面上的荷载。基础组成20
13、23/4/1380v基础是指管子与地基间经人工处理过的或专门建造的设施，其作用是将管道较为集中的荷载均匀分布，以减少对地基单位面积的压力，或由于土的特殊性质的需要，为使管道安全稳定的运行而采取的一种技术措施，如原土夯实、混凝土基础等。v管座是管子下侧与基础之间的部分，设置管座的目的在于它使管子与基础连成一个整体，以减少对地基的压力和对管子的反力。管座包角的中心角愈大，基础所受的单位面积的压力和地基对管子作用的单位面积的反力愈小。2023/4/1381常用的管道基础v1砂土基础v砂土基础包括弧形素土基础及砂垫层基础2023/4/1382v2混凝土枕基v混凝土枕基是只在管道接口处才设置的管道局部基础2023/4/1383v3混凝土带形基础v混凝土带形基础是沿管道全长铺设的基础。v按管座的形式不同可分为90。、135。、180。三种管座基础。v这种基础适用于各种潮湿土壤，以及地基软硬不均匀的排水管道，管径为2002000mm，无地下水时在槽底老土上直接浇混凝土基础。有地下水时常在槽底铺1015mm厚的卵石或碎石垫层，然后才在上面浇混凝土基础。v当管顶覆土厚度在0.72.5m时采用90。管座基础。管顶覆土厚度为2.64m时用135。基础。疆土厚度在416m时采用180。基础。在地震区，土质特别松软，不均匀沉陷严重地段，最好采用钢筋混凝土带形基础。2023/4/1384