《城市给排水管道工程》课程设计 24页

徐州工业职业技术学院《城市给排水管道工程》课程设计设计计算说明书姓名设计题目C镇污水管网工程规划所属系部环境工程系班级给排水111学号指导教师李秀芳24\n摘要本设计的题目是某镇排水管网规划设计,进行了污水管网的规划设计。其中，污水管网采用正交式布置形式。为了保护环境，防止自然水体的进一步恶化，推进该地区经济的持续发展，因此要求建设排水管渠，对该地区污水进行收集、处理，排水口在河流下游。关键词污水管网剖面图污水管道设计流量水力计算24\n目录1.摘要22.目录33.正文43.1概述43.1.1设计任务43.1.2设计依据43.1.3城市概况及自然条件43.1.4现有给排水工程概况53.2方案比选63.2.1工程规模63.2.2系统/体制选择63.2.3管道定线63.3设计计算73.3.1污水处理厂场址选择73.3.2流量及水力计算83.3.3设备及构筑物选型224.设计总结235.参考文献2424\n3.正文3.1概述3.1.1设计任务某镇污水管网工程规划(380人/公顷)3.1.2设计依据污水管网设计根据确定的设计方案,在适当比例的总体布置图上划分排水流域，布置管道系统；根据设计人口数污水量标准，计算污水设计流量；进行污水管道水力计算，确定管道断面尺寸、设计坡度、埋设深度；确定污水管道在道路横断面上的位置；绘制管道平面图和纵断面图。3.1.3城市概况及自然条件1、地理位置某镇位于江苏省西北部，地处苏、鲁、皖三省交界，介于北纬340°24′37″～340°56′9″、东经116°21′16″～116°51′52″之间。2、地形地貌城区属黄泛冲击平原，地势低洼平坦。地面高程一般在205-212m之间，东南面略高于西北面，地面坡降为1/3000—1/7000。3、地质城区大地构造位于山东台背斜与河淮台向斜交界部位。构造属黄河下游苏、鲁、豫、皖一带新生界凹陷区边缘。按国家地震裂度区划分，城区基本烈度为7度。最大冻土层深度0.24m.24\n4、地下水主城区海拔较低，平均在38.3～41.5m左右，地下水位较浅，但水质差。地下水源主要分布于松散沉积层，该沉积层较厚，深度达300m以上，共分五个承压含水组，储水量为15～20m3/Km2，可供开采的是第二、三层承压含水岩组，深埋分别为80～120m和200m左右，地下水流向为西西南至北北东。5、气候属暖温带半湿润季风气候区，四季分明，日照充足，年平均气温在15℃左右，最冷月（一月）平均气温零下1.5℃左右；最热月（七月）平均气温27.9℃左右。年平均降水量630.44mm左右，无霜期200天左右。3.1.4现有给排水工程概况该城市为中小型城镇，城市不分区，人口密度均为380/ha，城中企业有三家，建筑层数均以6层计算。另外，城市的最大冻土层深度0.24m,地下水埋深平均为分别为80～120m和200m左右。考虑到城镇的发展以及周边自然水体的状况，为了保护水体，考虑在该城市重新铺设排水管网并建立污水处理厂。24\n3.2方案比选3.2.1工程规模某镇占地约公顷，人口约为17649人，企业3家。现为其整个城区铺设污水管网以及相关的污水处理厂等基础设施，由于，城区地形比较平坦，略向一边倾斜，所以采用正交式铺设。工程规模属于中小型的城镇管网铺设。3.2.2系统/体制选择选择正交式污水管网3.2.3管道定线定线原则：应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最区域的污水能自流排出。排水管网的布置原则既要使管道工程量为最小，又要使水流畅通节省能量。（1）支管、干管、主干管的布置要顺直，水流不要绕弯。（2）充分利用地形地势，最大可能采用重力流形式，避免提升。（3）在起伏较大的地区，应将高区系统与低区系统分离，高区不宜随便跌水，应直接重力流入污水厂，并尽量减少管道埋深。至于个别低洼地区应局部提升，做到高水高排。24\n（4）尽量减少中途加压站的个数。如果遇山岗尽量采用隧洞方式。若须经过土壤不良地段，应根据具体情况采用不同的处理措施，以保证地基与基础有足够的承载能力。当污水管道无法避开铁路、河流或其它地下建（构）筑物时，管道最好垂直穿过障碍物，并根据具体情况采用倒虹管、管桥或其它工程设施。若各种管线布置发生矛盾，处理的原则是，新建让已建的，临时让永久的，小管让大管，压力管让重力管，可弯让不可弯的，检修次数小让检修次数多的。3.3设计计算3.3.1污水处理厂场址选择在城市总体规划中，在污水厂的总体设计时，对具体厂址的选择，仍须进行深入的调查研究和详尽的技术经济比较，应遵循下列各原则：（1）厂址与规划居住区公共建筑群的卫生防护距离应根据当地具体情况，与有关部门协商确定，一般不小于300米。（2）厂址应在城市集中供水水源的下游至少500米。（3）厂址应尽可能少占农田或不占良田，且便于农田灌溉和消纳污泥。（4）厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。（5）厂址应设在地形有适当坡度的城市下游地区，使污水有自流的可能，节约动力消耗。（6）厂址应考虑汛期不受洪水的威胁。（7）厂址的选择应考虑交通运输、水电供应地质、水文地质等到条件。（8）厂址的选择应结合城市总体规划，考虑远景发展，留有充分的扩建余地。24\n本设计中污水处理厂布置在该市的西南角，位于主导风向的下风向，城市河流的下游，靠近岸边，周围300m内无居住区。见城市污水系统总平面图，其依据是：①常年主导风向为北风和西北风。夏季主导风向为北风。厂址选在城市的西南角，可以减小污水处理厂所产生臭气对城市环境的影响。②污水厂建在河流的下游，这样避免对城市取用水水质的影响。③污水厂布置在地势较低处，有利于污水管道的重力流动，故设在河流下游的岸边。3.3.2流量及水力计算污水管道设计规定：1.最大设计充满度(1-1)管径D（mm）最大设计充满度h/D200~3000.55350~4000.65500~9000.70≥10000.752.最小坡度：管径300mm的最小设计坡度000.3。3.设计流速：最小设计流速是保证管道内不致发生淤积的流速。污水管道的最小流速定为0.6m/s.金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为5m/s.。（1）最小管径：24\n①厂区内的工业废水管、生活污水管、街坊内的生活污水管200mm。②城市街道下的生活污水管300mm。（2）覆土：①冰冻要求：在0.7m以上（本设计无冰冻要求）。②最大覆土：不宜大于6m。③理想覆土：在满足各方面要求的前提下，争取维持在1~2m。④荷载要求：最小覆土在车行道下一般不小于0.7m。（3）连接：①管道在检查井内连接。②管道管径相同时的连接方式用水面平接，管径不同时用管顶平接。③在任何情况下进水管底不得低于出水管底，若出现三条管段连接的情况，选择出水管管内底标高低的一条管段连接。（4）坡度骤变的处理：①管道坡度骤然变陡，可由大管径变小管径。②当D=200~300mm时，只能按生产规格减小一级。③当D≥400mm时，应根据水力计算确定，但减小不能超过二级。④管道坡度骤然变缓，应逐渐过渡。（5）小管核算：①24\n当有公建筑物位于管线始端时，应加入该集中流量进行满流复核。②流量很小而地形又较平坦的上游支线，可采用非计算管段，采用最小管径，按最小坡度控制。（6）溢流：污水管道在进入泵站或处理厂前，当条件允许时，可设事故溢流口，但必须取得当地有关部门的同意。（7）在充满度过高的管段、跌水井、大浓度污水接入的井位以及污水管线上每隔500m左右的井位处宜设通风管。街区面积表街区编号街区面积ha街区编号街区面积ha街区编号街区面积ha街区编号街区面积ha街区编号街区面积ha10.49210.58410.09610.44810.6220.17220.47420.35620.62820.4430.42230.36430.13630.62830.6240.72240.44440.38640.62840.6250.64250.45450.39650.86850.6260.35260.44460.94660.57860.6270.2270.54470.41670.40870.5480.52280.48480.33680.34880.6490.42290.39490.24690.57890.36100.23300.29500.56700.57900.36110.35310.36510.37710.57910.54120.35320.36520.48720.78920.5424\n130.44330.37530.48730.48930.54140.64340.43540.41740.48150.81350.37550.33750.34160.44360.31560.24760.48170.45370.23570.37770.48180.69380.35580.49780.48190.32390.35590.6790.67200.42400.3600.62800.622）污水流量的计算该地区的服务人口数为：N=PF=380*41.877=17649Cap(B)污水平均日流量：查表得，居住区生活污水设计流量按下式计算：24\n(E)居住区人口密度p2=380cap/ha,居民生活污水定额n=207L/cap.d则每ha街区面积的生活污水平均流量（比流量）为：(F)q0=380*207/86400=0.91L/s•ha-1工业企业用（污）水量（L/S）(1-3)企业119.1企业213.5企业38.8(G)污水管道设计流量计算管段编号居民区生活污水量集中流量管段设计流量街区编号街区面积/ha比流量/L/s•ha-1本段流量L/s传输流量L/s合计平均流量L/s总变化系数设计流量L/s本段流量L/s传输流量L/s设计流量L/s123456789101112130—16,70.2,0.350.910.500.000.502.301.150.000.000.001.151—213,140.44,0.650.911.000.501.502.303.450.000.000.003.452—316,150.44,0.820.911.151.502.652.306.100.000.000.006.103—40.3,0.37,0.44,0.540.911.502.654.152.309.550.000.000.009.5524\n33,34，26,2712—134,5,11,120.35,0.54,0.64,0.710.912.040.002.042.304.690.000.000.004.6913—417,180.69,0.690.911.262.043.302.307.590.000.000.007.594—524,250.32，0.450.910.707.458.152.1417.440.000.000.0017.4414—152,3,9,100.31,0.23,0.18,0.420.911.030.001.032.302.390.000.000.002.3915—519,20,230.43,0.33,0.370.911.031.032.072.304.730.000.000.004.735—622,29,300.4,0.48,0.290.911.0610.2211.282.0723.350.000.000.0023.3516—61,80.52,0.50.910.930.000.932.302.130.000.000.002.136—721,280.48,0.580.910.9612.2113.172.0326.670.000.000.0026.677—835,420.36,0.380.910.6713.1713.842.0227.950.000.000.0027.9517—1840,41.46,450.34,0.3,0.94,0.10.911.530.001.532.303.520.000.000.003.5218—1952,53,580.5,0.49,0.340.911.211.532.742.306.300.000.000.006.3021—2231,32,390.36,0.37,0.450.911.070.001.072.302.470.000.000.002.4722—1938,43,440.14,0.36,0.390.910.811.071.882.304.320.000.000.004.3219—2050,51,570.38,0.57,0.370.911.204.625.822.2212.920.000.000.0012.9224\n23—2036,370.23,0.310.910.490.000.492.301.130.000.000.001.1320—848,49,55,560.34,0.34,0.25,0.260.911.086.317.392.1716.030.000.000.0016.038—947,540.41,0.410.910.7521.7722.521.9243.240.000.000.0043.2424—2586,86,92,930.54,0.63,0.20.911.250.001.252.302.8719.100.0019.1021.9725—2671,78,790.49,0.57,0.670.911.571.252.822.306.500.0019.1019.1025.6026—2772,64,650.79,0.86,0.630.912.072.824.892.3011.260.0019.1019.1030.3629—3090,91,83,840.63,0.54,0.630.911.640.001.642.303.7713.500.0013.5017.2730—2769,76,770.49,0.49,0.570.911.411.643.052.307.020.0013.5013.5020.5227—2862,63,700.63,0.57,0.630.911.677.949.612.1120.280.0032.6032.6052.8731—3281,82,890.36,0.44,0.630.911.300.001.302.302.998.800.000.0011.7932—2867,74,750.35,0.49,0.570.911.281.302.582.305.940.008.808.8014.7428—960,61,680.4,0.44,0.630.911.3412.1913.532.0327.470.0041.4041.4068.879—1059,660.57,0.630.911.1036.0537.151.8167.240.0041.4041.40108.6410—1173,800.63,0.490.911.0237.1538.171.8169.090.0041.4041.40110.4924\n11—12870.540.910.4938.1738.661.8169.970.0041.4041.40111.37污水管道水力计算表管段编号0—11—22—33—412—13管段长度L/m87.09105.2172.52192.08194.69设计流量q/L/m1.153.456.109.554.69管段直径D/mm200.00200.00200.00200.00200.00管段坡度i/‰4.004.004.004.004.00管内流速v/m/s0.430.450.510.580.47充满度h/D0.270.300.400.510.32h/m0.050.060.080.100.06降落量iL/m0.350.420.660.770.78地面标高/m上端212.20211.50211.20210.50210.00下端211.50211.20210.50209.60209.40水面标高/m上端210.25209.90209.50208.85208.03下端209.86209.48208.84208.08208.25管内底标高/m上端210.20209.84209.42208.75208.00下端209.85209.42208.76207.98207.22埋设深度/m上端2.001.661.791.752.00下端1.651.241.130.982.81管壁厚度/m0.100.100.100.100.10覆土厚度/m上端1.801.461.591.551.80下端1.451.040.930.782.61管顶标高/m上端210.40210.04209.61208.95208.20下端210.05209.76208.95208.18207.4224\n12—1313—44—514—1515—55—616—6194.6971.74141.86159.2199.34177.83196.264.697.5917.442.394.7323.352.13200.00200.00300.00200.00200.00300.00200.004.004.003.004.004.003.004.000.470.560.660.420.440.650.410.320.440.430.280.310.500.280.060.890.130.560.060.150.060.780.290.430.630.390.530.39210.00209.40209.40209.70209.60209.40209.10209.40209.40208.50209.60209.40208.90208.90208.03207.51207.05208.33207067.00206.64207.16208.25207.11206.62207.70206.53206.11206.01208.00207.22206.92207.63207.05206.49207.10207.22206.93206.49207.07206.49205.96205.962.002.182.481.972.552.912.002.812.472.012.532.942.962.940.100.100.100.100.100.100.101.801.982.181.772.352.611.802.612.271.712.332.742.662.74208.20207.42207.22207.83207.25206.79207.30207.42207.13206.79207.27206.69206.26206.1124\n管段编号6—77—817—1818—1921—22管段长度L/m143.12140.12139.50181.5073.31设计流量q/L/m26.6727.953.526.302.47管段直径D/mm300.00300.00200.00200.00200.00管段坡度i/‰3.003.004.004.004.00管内流速v/m/s0.670.700.460.520.45充满度h/D0.270,270.260.270.25h/m0.810.810.520.540.50降落量iL/m0.420.420.560.730.29地面标高/m上端208.90208.30210.70209.60210.60下端208.30207.70209.60209.50210.40水面标高/m上端206.77206.33209.22208.66209.10下端206.34206.91208.66207.94208.60管内底标高/m上端205.96205.52208.70208.12208.60下端205.54205.10208.14207.40208.10埋设深度/m上端2.942.782.001.482.00下端2.762.601.442.102.30管壁厚度/m0.100.100.100.100.10覆土厚度/m上端2.642.481.801.281.80下端2.462.301.241.902.10管顶标高/m上端206.26205.82208.90208.32208.80下端205.84205.40208.34207.60208.3024\n22—1919—2023—2020—88—924—25145.64155.42148.12184.23151.34187.764.3212.921.1316.0343.2421.97200.00300.00200.00300.00300.00300.004.003.004.003.003.003.000.480.630.450.640.750.660.260.350.250.370.670.460.520.700.501.112.011.380.580.460.590.740.450.56210.40209.60209.50209.00208.10212.30209.60209.00209.00208.10207.80211.40208.62208.10208.10208.06207.11211.68207.92207.67207.66206.21206.66211.12208.10207.40207.60206.95205.10210.30207.40206.97206.97205.10204.65209.742.302.201.842.053.002.002.201.972.033.003.151.660.100.100.100.100.100.102.101.901.641.752.701.702.001.671.832.702.851.36208.30207.70207.80207.25205.40210.60207.60207.27207.17205.40204.95210.04管段编号25—2626—2729—3030—2727—2824\n管段长度L/m104.47165.31200.09105.46142.31设计流量q/L/m25.6030.3617.2720.5252.87管段直径D/mm300.00300.00300.00300.00400.00管段坡度i/‰3.003.003.003.002.50管内流速v/m/s0.690.730.630.660.77充满度h/D0.530.570.410.430.54h/m0.160.710.120.130.21降落量iL/m0.310.490.600.310.35地面标高/m上端211.40211.10211.30211.20210.20下端211.10210.40211.20210.50208.80水面标高/m上端209.87210.11209.42208.82208.89下端209.55209.62208.82208.80208.54管内底标高/m上端209.72209.40209.30208.70208.68下端209.41208.69208.70208.69208.33埋设深度/m上端1.681.702.002.501.52下端1.691.711.501.811.10管壁厚度/m0.100.100.100.100.10覆土厚度/m上端1.381.401.702.201.12下端1.391.411.201.510.70管顶标高/m上端210.02209.70209.60209.00209.07下端209.71208.99209.00208.99208.7331—3232—2828—99—1010—1111—12203.75107.21188.31198.32204.3234.2124\n11.7914.7468.87108.64110.49111.37300.00300.00400.00500.00500.00500.003.003.003.003.003.003.000.570.620.901.021.041.050.330.380.590.530.550.560.100.110.230.260.270.280.610.320.560.590.610.10208.80208.70208.80207.50207.40207.30208.70208.80207.50207.40207.30207.10206.89206.30207.00205.57204.98204.38206.28205.98205.54204.98204.37204.28206.80206.19205.87205.31204.71204.10206.19205.87205.31204.72204.10204.002.002.512.932.192.693.202.512.192.192.683.203.100.100.100.100.100.100.101.702.212.531.692,192.702.211.891.792.182.702.60207.10206.49206.27205.81205.21204.60206.49206.17205.71205.22204.60204.50l排水管道的材料、接口及基础（1）管材：由于该地区地质条件良好，采用钢筋混凝土圆管24\n（1）接口：主干管、干管采用钢丝网水泥砂浆抹带接口，支管采用水泥砂浆抹带接口，该地区地质情况良好，可以采用刚性接口（2）基础：由于接口采用刚性接口，所以基础采用混凝土带形基础，管座型式分为90°、135°、180°，其中当管顶覆土厚度在0.7~2.5m时采用90°管座基础;管顶覆土厚度在2.6~4m时用135°基础；当覆土厚度在4.1~6m时采用180°管座基础。l污水管渠的出水口污水管出水口一般采用淹没式，以使污水与水体较好地混合，必要时污水出水口可以长距离分散伸入水体，以使混合更充分，同时要征得航运部门的同意。根据设计资料，最低水位86.5m，出水口要低于86.5m。3.3.3设备及构筑物选型l检查井排水系统中设置检查井，主要用于连接管渠和定期检查清通。检查井通常设在管渠交汇、转弯、尺寸或坡度改变、跌水以及相隔一定距离的直线管渠上。直线管渠上检查井之间的距离如下表：24\n污水、雨水管道上检查井间距管别管径或暗渠净高（mm）最大间距（m）常用间距（m）污水管道≤400500~9001000~140040507520~3535~5050~60检查井一般采用圆形，由井底、井深和井盖三部分组成，建筑材料主要有混凝土、砖、石或钢筋混凝土。l跌水井跌水井是设有消能设施的检查井。跌水井的设置条件：当遇到下列情况且跌差大于1m时应设跌水井：①管道中的流速过大，需要加以调节处理；②管道垂直于陡峭地形的等高线布置，按照原定坡度将要露出地面处；③接入较底的管道处；④管道遇到地下障碍物，必须跌落通过处；⑤当淹没排放时，在出口前设一个井。l出水口24\n在江河边设置出水口时，应保持与取水构筑物，游泳区及家畜饮水区有一定距离，同时也应不影响下游居民点的卫生和饮用。出水口的位置和形式应取得当地卫生监督、水体管理和交通管理等部门同意。污水管渠的出水口一般采用淹没式，以使污水与水体较好地混合，必要时污水出水口可以长距离分散伸入水体，以使混合更充分，同时要征得航运部门的同意。雨水出水口可以采用非淹没式，其底标高最好在水体最高水位以上，一般在常水位以上，以避免水体倒灌。4.设计总结两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中我遇到了各种各样的困难，数据的处理,CAD的操作等等。但是通过与和同学们相互探讨，相互学习，很多问题都迎刃而解了。无论是从知识还是到与人相处，我都从中获益良多。这次课程设计是我们专业课程知识综合应用的首次实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。通过这次管网设计，综合运用本课程的理论和生产实际知识进行一次实际训练从而培养和提高了我的独立工作能力，巩固与扩充了给水排水设计课程所学的内容，掌握了管网设计的一般方法和步骤，懂得了怎样确定布管方案，了解了布管的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。24\n在这次设计过程中，体现出自己单独设计管网的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。同学们的相互探讨，互相补充，让我从中发现了更多的实际存在的问题，而不仅限于理想化状态的可操作性。感谢李秀芳老师的认真指导，使我们能顺利完成这次课程设计，感谢同学们的帮助，使我能完成这次课程设计。5.参考文献1．中华人民共和国国家标准，城市给水工程规划规范GB50282-98计划出版社2.中华人民共和国国家标准，城市排水工程规划规范GB50318-2000计划出版社3.中华人民共和国国家标准，《室外给水设计规范》计划出版社4．中华人民共和国国家标准，《室外排水设计规范》计划出版社5．《给水排水设计手册》城镇给水、城镇排水册，中国建筑工业出版社6．张志刚，《给水排水工程专业课程设计》，化学工业出版社，20047．李亚峰尹士君，《给水排水工程专业毕业设计指南》，化学工业出版社，20048.汪翙，《给水排水管网》化学工业出版社9.严煦世，《给水工程》建筑工业出版社10.孙慧修，《排水工程》（上）建筑工业出版社24