常州市富民景园二期室外给排水管网工程设计 9页

'学号：常州大学毕业设计（论文）文献综述（2012届）题目常州市富民景园二期室外给排水管网工程设计学生张星星学院环境与安全工程专业班级给水081（怀）校内指导教师郭迎庆专业技术职务副教授校外指导老师陈建军专业技术职务工程师二○一一年十二月 题目：常州市富民景园二期室外给排水管网工程设计一、前言1课题研究的意义，国内外研究现状和发展趋势1.1课题研究的意义在目前的城市建设中,许多开发项目,都是因成片开发,而称为小区,这就要求有相应的基础配套工程,而作为小区建设主要基础配套工程之一的给水排水管道工程,而室外给排水管道工程又直接关系到建筑中设施正常使用，如何选取数据和计算,将直接关系到小区开发建设的经济效益和社会效益。因此必须合理正确地加以设计，从技术可行性、经济合理性等层面综合考虑。本课题为常州市富民景园二期室外给排水管网工程设计，常州位居长江之南、太湖之滨，拥有丰富的河网水系、充沛的水资源总量，可部分地区水质状况较差，为了常州的可持续发展，近年来常州在节约用水、改善水质、保护水资源方面做了大量工作，做好该课题的研究，将对常州市节水做出一定的贡献，更能为小区居民提供安全，可靠，经济的生活用水[1]。1.2国内外研究现状国内现状：目前，我国大部分城市的给排水管网运行管理水平较低，很多城市仍然沿用传统的、依靠纸图甚至老工人记忆和经验的管理模式。尽管随着计算机技术的普及和发展，不少城市对给排水管网数据进行了信息化处理，但通常其信息化和专业化程度都比较低，多采用ＡutoCAD、Ｅxcel等格式的单个文件分块存储管网数据，无法体现给排水管网的复杂网络特征，不能为给排水管网设计及安全运行提供科学的决策支持[2]。国外现状：西方发达国家对给排水管网有足够的重视，电子计算机在城市管网优化和管网平差中得到普及，大大的提高了工作的效率与计算的精度，而且发达国家已经建立了涉及规划设计、咨询、管理等城市给水排水管网系统信息化行业人员培养体系,已经培养了一大批专业技术人员。欧盟的水信息研究生培养项目、Hydro-Europe项目以及Hydro-Asia项目,已经构建出新的城市给水排水管网系统信息化建设人才培养模式 给水排水管网系统信息化建设和管理体系比较完善[3]。1.3发展趋势国际上水系统信息化研究、开发和建设正处于高速发展期。人才培养、软件开发与硬件平台集成、数据准备与管理等均得到了快速发展,推动了城市给水排水管网系统设计方法的更新和进步,形成了比较成熟的城市给水排水管网系统信息化建设体系。随着我国城市化进程的加快和信息化技术的普及,城市给水排水管网系统信息化建设已经进入了历史最好的发展时期,为我国从事给水排水管网系统信息化建设研究工作的科技人员、软件开发与咨询服务的高新企业和给水排水管网建设与管理企业提供了良性展的机遇。 2课题的研究目标、内容和拟解决的关键问题2.1课题的研究目标依据提供的小区底图和设计基础资料，结合专业知识和设计规范进行室外给水、消防、污水、雨水管网设计，并用CAD绘制设计图纸。2.2课题的研究内容本设计依据总图专业提供的总平面图进行设计，设计对象为常州市富民景园二期室外给排水管道及其附属构筑物。该小区总占地面积约为33648m2，总建筑面积65702m2，绿地率为35%，户均人口3.2人，总户数605户。室内给排水设施齐全，每户给水设计当量均为4。居民生活用水量标准为260升/人.天。采用城市自来水为供水水源，引入两路自来水管在小区内形成环状管网，供应小区生活及消防用水，市政给水管接入处的最低水压0.28MPa。小区内建筑为二类建筑，小区排水体制采用雨污分流制，雨、污水收集后最终接入小区外的市政雨、污水干管。污水管起点埋深设为1.00m，雨水管起点埋深设为0.90m。暴雨强度公式中设计重现期为2年，地面集水时间5分钟，小区综合径流系数取0.70。小区地势较为平坦，地质条件良好，冬季室外最大冻土深度为10cm。2.3课题拟解决的关键问题（1）分析设计基础数据。（2）给水、污水、雨水管道系统的平面布置。（3）给水、污水、雨水管道设计流量计算和水力计算。（4）给水、污水、雨水管道设计系统上的某些附属构筑物。（5）给水、污水、雨水管道在街道断面上位置的确定。（6）运用AUTOCAD分别绘制给水、污水、雨水管线平面布置。2.4给排水综合管网的设计要点[4]1、热水、消防等有压管道均设于地下车库顶板下。2、水管道设于车库顶覆土层内。3、管道优先布置,并与其他管道全盘考虑;化粪池分散布置。4、设计采用暗沟与管道结合方式收集排放。二、设计方案的确定1方案的原理、特点与选择依据1.1给水管网1.1.1给水管网的布置要求（1）设计居住小区给水系统时应充分利用城镇给水管网水压。（2）在严重缺水地区或无合格原水地区可采用分质给水系统。（3）多层建筑居住小区应采用生活和消防共用的给水系统。 （4）高、多层建筑混合居住小区应采用分压给水系统其中高层。（5）建筑部分给水系统应根据高层建筑的数量、分布高度、性质管理和安全等情况经技术经济比较后确定，采用分散、分片、集中或集中调蓄增压给水系统。（6）城镇给水管网的水量、水压能满足小区给水要求时，应采用直接给水方式。城镇给水管网的水量、水压周期性或经常不足时，应根据城镇供水条件、小区规模和用水要求、技术经济、社会和环境效益等综合评价确定给水方式。1.1.2给水管道的布置与敷设给水管道与建筑物基础的水平净距管径：100mm～150mm时不宜小于1.5m；管径50mm～75mm时不宜小于1m;生活给水管道与污水管道交叉时给水管应敷设在污水管道上面且不应有接口重叠；当给水管道敷设在污水管道下面时下面时，给水管的接口离污水管的水平净距不宜小于1m,给水管道的埋设深度应根据土壤的冰冻深度、外部荷载、管材强度与其他管道交叉等因素确定，给水管道一般敷设在未经扰动的原状土层上，对于淤泥和其他承载力达不到要求的地基，应进行基础处理；敷设在基岩上时应铺设砂垫层[5]。1.1.3.设计用水量计算[6]（1）最大小时用水量：Q=n*q*k/24000(m3/h)N—小区设计人数(人)；Q—单位用水定额(L/人·d)；K—时变化系数；Q—最大小时生活用水量（m3/h）。（2）最大秒生活用水量Q＝F﹡V＝πD2 V／4（m3/s）；F—管道截面面积（m2）； V—水流速度（m/s）；1.1.4管材选择正如人们的生活质量不断更新一样,给水管材也盼来了它朝气蓬勃的更新换代时代,在国家政策的支持下使得大批新型给水塑料管材相继涌现,由于建筑给水塑料管材比传统金属管具有重量轻、耐腐蚀、卫生安全、水流阻力小、安装方便等特点,给水塑料管以其特有的优点迅速成为镀锌钢管的首选替代管材[7]。居住小区给水管道材料的选择，应根据供水水压、外部荷载、土壤性质、施工维护和材料供应等条件确定。管径小于等于70mm,应采用镀锌钢管,管径大于70mm,应采用承插式铸铁管,小区干管从城镇给水管道接出处；小区支管从小区干管接出处；接户管从小区支管接出处；环状管网需调节和检修处；阀门应设在阀门井内。在寒冷地区的阀门井应采取保温防冻措施。在人行道，绿化地的阀门可采用阀门套筒。在城镇消火栓保护不到的建筑区域，应设室外消火栓，消火栓设置要求应符合现行的《建筑设计防火规范》的规定；居住小区公共绿地和道路需要洒水时，可设洒水栓，洒水栓的间距不宜大于80m。 1.2排水管网1.2.1排水体制的选择居住小区内,一般有不同的建筑组团,6层～7层的多层组团,11层～12层的小高层组团,高层组团,还有会所及地下停车库等配套用房,必须结合居住小区的建筑布局,统一规划设置水池、水泵房、生活废水与雨水收集处理站、化粪池等给排水构筑物。小区内有各种管线:给排水管道、天然气管道、电气管沟等,只有合理规划,才能避免或减少各种管线的交叉,使管道系统水力性能最有利,同时节约投资,方便运行管理[8]。居住小区排水体制（分流制或合流制）的选择，应根据城镇排水体制、环境保护要求等因素综合比较确定；新建居住小区下列情况宜采用分流制排水系统；城镇排水系统为分流制（包括远期规划改造为分流制）；小区或小区附近有合适的雨水排放水体；小区远离城镇为独立的排水体系；居住小区内的排水需进行中水回用时，应设分质、分流排水系统。1.2.2排水量确定[9]现就分流制体制的排水量确定进行分析。（1） 污水设计总流量Q（L/s）Q=Q1+Q2+Q3其中：Q1为居住区生活污水设计流量（L/s）。按下式计算Q1=n×N×Kz / (24×3600)n----污水定额（L/(人*d)），含居民生活污水定额和综合生活污水定额，可按当地用水定额的80%~90%采用。N ----设计人口数Kz----生活污水量总变化系数。Q2为工业企业内生活污水量、淋浴污水量（L/s）。Q3为工业企业的工业废水量（L/s）。工业废水量级及其总变化系数应根据工艺特点确定，并与国家现行的工业用水量有关规定协调。（2） 雨水设计流量Q（L/s）按下式计算：Q=F×q×ψ其中：F为汇水面积（ha），其划分应结合地形坡度、汇水面积的大小及雨水管道布置等情况划定。地形较平坦时，可按就近排入附近雨水管道的原则划分汇水面积；地形坡度较大时，应按地面雨水径流的水流方向划分汇水面积。ψ为径流系数。按《室外排水设计规范》有关规定计取。q为设计暴雨强度（L /（s* ha））。按下列公式计算：q=167A1（1+ClgP）/（t+b）n式中 t---降雨历时（min）。t=t1+mt2，t1为地面集水时间，一般取5~15min；m为折减系数，暗管取2，明渠取1.2；t2为管渠内雨水流行时间[10]。 1.2.3管材选用室外无压排水管一般很少采用金属管，只有当排水管道需要承受较高压力或对渗漏要求严格的地方（如污水泵站的进水管和出水管等）才采用金属管材。较为常见的为混凝土及钢筋混凝土管，近几年，双壁波纹管、HDPE高密度缠绕管等也在室外排水工程中得到较为广泛的应用。近年来，塑料管的开发和利用在我国取得很大的进展。塑料管具有耐化学腐蚀强，水流阻力小，重量轻，运输安装方便等优点，使用塑料管还可以节省钢材，节约能源，因此，受到广大用户和设计者的青睐。但值得注意的是，有些场合是不适合用塑料管材的。而且，各种塑料管材结构性能和特点各异，我们应该根据设计使用场所的特点，选择合适的塑料管材[11]。1.2.4管线高程控制一般来说，从上至下管线顺序依次为电力管(沟)、电讯管(沟)、煤气管、给水管、热力管、雨水管、污水管。此次设计电力管(沟)一般深为1.2m左右，电讯管沟深为1.3m，将煤气管控制在1.4m左右，给水管覆土控制在1.0m左右，而将雨、污水管起点覆土控制在1.5m左右，在高程上使各管线基本相互错开。此外按照抗震鉴定加固要求室外给水、排水工程设施的抗震鉴加固工作，以避免室外给水、排水工程设施在地震时遭受严重破坏和造成严重次生灾害，保障人民生命财产和重要生产设备的安全，室外给水、排水工程设施，在遭遇相当于抗震鉴定加固烈度的地震影响时，其建筑物（包括构筑物）一般不致倒塌伤人或砸坏重要生产设备，经修理后仍可继续使用；管网震害控制在局部范围内，一般不致造成严重灾害[12]。1.2.5设计时需注意的问题（1） 钢筋混凝土管接口选择。（2） 管线间距控制。（3）管线高程控制。总的来说，室外给排水管道工程设计是一个实践经验与能动性相结合的过程。在满足规范要求的同时，要根据实际情况，因地制宜、因时制宜，尽量做到经济合理[13]。2设计步骤（1）分析本课题的依据及参数。（2）确定设计方案。（3）根据采用的方案进行给水、排水、消防管网的布置及绘制草图。（4）给排水管网水力计算：①室外给水管网及消防管网设计计算；②室外雨污水管网系统设计计算；（5）绘图:①室外给水、消防、污水、雨水管网平面图；②室外给水、消防、污水、雨水主干管纵断面图； ③室外给水、消防、污水、雨水管线综合图；（6）编制说明书（包括目录、摘要、前言、设计原始资料、各系统方案选择计算、小结、主要参考文献等）[14]。三、阶段性设计计划、设计目标与应用价值1.进度安排周次工作内容检查方式11-14完成外文翻译翻译内容审核15-18文献资料检索，撰写文献综述检查参考文献，综述内容评阅1-3室外给水及消防系统方案的比选及设计方案审核及设计计算结果4-5毕业实习完成实习报告，现场讲解并提问考核6-9雨、污水系统方案的比选，完成雨、污水管网系统设计方案审核及设计计算结果10-12应用CAD绘制室外给水、消防、污水、雨水管网平面图、主干管纵断面图及管线综合图完成图纸绘制，图纸审阅13-16撰写设计计算说明书完成设计计算说明书的撰写，审查定稿并按规定格式排版打印17-18说明书定稿，答辩完成所有设计内容，毕业答辩并归档2.设计任务及完成目标1．通过调查研究、查阅文献和搜集资料，撰写文献综述和开题报告。2．阅读与课题内容有关的外文文献至少一篇并翻译（外文翻译不能少于2万印刷字符，约合5000汉字）。3．设计（论文）能反映出已掌握了较强的专业技能和研究设计方法。4．能独立操作使用软件或根据课题需要编程、输入和排版。5．规范绘制设计（论文）图表。6．规范撰写毕业设计说明书（论文）。3.应用价值小区设计注重体现可持续发展思想,以人为核心,加大科技含量。合理的分配和使用各项资源,努力满足现代都市人对精神物质质量提出的更高要求。它将建成一个配有区域网络,配套设施齐全的跨世纪生态型智能化住宅小区[15]。本课题为常州市富民景园二期室外给排水管网工程设计，研究好该课题将对小区室外给排水有更充分地认识，是贯彻以人为本、注重环保的世纪，随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，给排水技术这支奇葩将会绽放得更加绚丽多彩。 四、参考文献[1]张利平，夏军；胡志芳.中国水资源状况与水资源安全问题分析[J].《长江流域资源与环境》，2009，18（2）：117-118.[2]周玉文.城市给水排水管网系统信息化建设面临的挑战与机遇[J].《中国给水排水》2008，8.[3]J.Houhou,B.S.Lartiges,E.Montarges-Pelletier,J.Sieliechi,J.Ghanbaja,A.Kohler，Sources,nature,andfateofheavymetal-bearingparticlesinthesewersystem，ScienceoftheTotalEnvironment407(2009)6052–6062.[4]张静，马龙.大型住宅小区的给排水综合管网设计[J].陕西建筑.20084.[5]居住小区给水排水设计规范[M]（CECS57：94）.[6]严煦世，范瑾初主编.《给水工程》（第四版）[M].北京：中国建工出版社，1999.[7]李自安，朱旭.浅析广州某花园小区给排水[J].《西南给排水》，2008，28（4）：34-35.[8]张以兵.居住小区给排水设计与规划[J].《四川建材》，2008，4-（2）：285-286.[9]孙慧修主编.《排水工程》第四版[M]上册.中国建筑工业出版社，1999年.[10]杜庆，马国新.小区给排水管网工程的设计[J].山西机械，2001，10（1）：140-143.[11]史淑静.给排水设计若干问题探讨[J].《中国高新技术企业》[J].2009，10：1-2.[12]程庆萍,大型住宅小区的室外给排水设计,《黑龙江科技信息》；[13]张建.主编.建筑给水排水工程[M].重庆大学出版社，2002.[14]王春玲.高层住宅小区室外给排水工程设计实例分析[J].《中国给水排水》200733.[15]陈涓涓，罗忠民.上海高档住宅小区给排水设计.《江西化工》.20044.五、指导教师审阅意见签名年月日 '