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管道工程技术网上辅导材料3
第3章 排水管材及附属构筑物
【教学基本要求】
通过学习，要求学生熟悉各种排水管材、接口、基础的特点及适用条件，同时掌握排水管渠上各种附属构筑物的作用、构造以及设置要求，以获得正确选择和应用的能力。
【学习重点】
1、排水管材的要求；各种排水管材的特点及适用
2、管道接口方式的特点及其适用条件；管道基础的组成；各种管道基础及其适用条件
3、排水管渠附属构筑物的作用、构造及设置要求
4、排水泵站的种类及其组成
【内容提要和学习指导】
3.1　排水管渠的材料及断面
1.　排水管渠对材料的要求
足够的强度、能抵抗水中杂质的冲刷、磨损及腐蚀的能力、有较好的抗渗性能、有良好的水力条件，内壁应整齐光滑、就地取材。
2.　常用的排水管材
管材
混凝土管和钢筋混凝土管
塑料排水管
钢管
陶土管
特点
制作方便、造价低、耗费钢材少，在室外排水管道中应用广泛。缺点是抵抗酸、碱浸蚀及抗渗性能较差、管节短、接头多、施工复杂，在地震区或淤泥土质地区不宜敷设。
表面光滑、水力条件好、水头损失小、耐腐蚀、不易结垢、重量轻、加工接口方便、漏水率低等优点，因此在排水管道工程中已得到应用和普及。但塑料管质脆、易老化。
耐高压、耐震动、重量轻、单管的长度大和接口方便，但价格较高、抵抗酸碱腐蚀及地下水浸蚀的能力差。
耐磨损，抗腐蚀，适用于排除酸废水或管外有浸蚀性地下污水管道。但质脆易碎，不能承受内压，接口较多，目前较少采用。
接口
承插
承插、粘结和法兰
焊接或法兰接口

3.2 排水管道的接口与基础

1. 排水管道的接口
柔性接口：允许管道纵向轴线交错3～5mm或交错一个较小的角度，而不致引起渗漏。常用有橡胶圈接口。在土质较差、地基硬度不均匀或地震地区采用，具有独特的优越性。
刚性接口：不允许管道有轴向的交错，但比柔性接口造价低，适于承插管、企口管及平口管的连接。常用的刚性接口有水泥砂浆抹带接口和钢丝网水泥砂浆抹带接口。刚性接口抗震性能差，用在地基比较良好，有带形基础的无压管道上。
半柔半刚性接口：介于刚性接口及柔性接口之间，使用条件与柔性接口类似。常用预制套环石棉水泥(或沥青砂浆)接口，这种接口适用于地基较弱地段，在一定程度上可防止管道沿纵向不均匀沉陷而产生的纵向弯曲或错口，一般常用于污水管道。
2. 排水管道的基础
（1）土弧基础：适用于无地下水且原土能挖成弧形的干燥土壤，管径小于600mm的混凝土管、钢筋混凝土管、陶土管，管顶覆土厚度在0.7～2.0m的街坊污水管线，不在车行道下的次要管道及临时性管道。
（2）砂石基础：适用于无地下水、坚硬岩石地区，管径小于600mm的混凝土管、钢筋混凝土管、陶土管，管顶覆土厚度在0.7～2.0m的排水管道。
（3）混凝土枕基：适用于干燥土壤雨水管道及不太重要的污水支管上，常与素土基础或砂垫层基础同时使用。　　　　　　　　　
（4）混凝土带形基础：适用于各种潮湿土壤，以及土质较差、地下水位较高和地基软硬不均匀的排水管道，无地下水时可在槽底原土上直接浇混凝土基础。有地下水时常在槽底铺卵石或碎石垫层，然后在上面浇混凝土基础。
3.3 排水管渠系统上的附属构筑物
1．检查井
设置位置：管道交汇处、转弯处、管径或坡度改变处、跌水处以及直线管段上每隔一定距离处。
组成：井底(包括基础)、井身和井盖(包括井盖座)。
　　材料：井底一般采用混凝土，基础采用碎石、卵石或采用混凝土。井底宜设半圆形或弧形流槽。
　　井身国外多采用钢筋混凝土预制，近年来，我国已开始采用混凝土预制检查井，目前则多采用砖砌，以水泥砂浆抹面。
　　接入检查井的支管(接入管或连接管)管径大于300mm时，支管数不宜超过3条。
井盖一般采用铸铁或钢筋混凝土材料，在车行道上一般采用铸铁。井盖座采用铸铁、钢筋混凝土或混凝土材料制作，近年来一些新型材料的井盖已经面世。
位于路面上的井盖，宜与路面持平；位于绿化带内的井盖，不宜低于地面。
2．跌水井
当管道中流速过大及遇有障碍物必须跌落通过处，管道布置在地形陡峭的地区，并垂直于等高线布置，按设计坡度将要露出地面处，则须设置跌水井，但在管道转弯处不宜设置。
3．水封井
当检查井内具有水封设施，以便隔绝易爆、易燃气体进入排水管渠，使排水管渠在进入可能遇火的场地时不致引起爆炸或火灾，这样的检查井称为水封井。
4．雨水口
作用：雨水管渠上或合流制管渠上收集雨水的构筑物。
设置：应保证能迅速、有效地收集地面雨水，常设置在交叉路口、路侧边沟的一定距离处以及没有道路边石的低洼地方,防止雨水漫过道路造成道路及低洼地区积水而妨碍交通。
道路上雨水口间隔距离宜为25～50m(视汇水面积大小定)，当道路纵坡大于0.02时，雨水口的间距可大于50m，在低洼和易积水的地段，应根据需要增加雨水口的数量。
组成：进水篦、井筒和连接管三部分。
材料：井筒采用砖砌或钢筋混凝土制成，深不宜大于1m(有冻胀地区可适当加大)，井底根据需要设置沉泥槽，遇到特殊情况需要浅埋时，应采取加固措施。
雨水口以连接管与街道排水管渠的检查井相连。连接管长度不宜超过25m。在同一连接管上串联的雨水口不宜超过3个。
5．连接暗井
雨水口以连接管与街道排水管渠的检查井相连。当排水管直径大于800mm，也可在连接管与排水管连接处不另设检查井，而设连接暗井。
6．截流井
在截流式合流制管渠系统中，通常在合流管渠与截流干管的交汇处设置截流井，截流井是截流干管上最重要的构筑物。
7.　倒虹管
倒虹管包括：进水井、下行管、平行管、上行管和出水井等部分。
在进行倒虹管设计时应注意以下几个方面：
1．确定倒虹管的路线时，应尽可能与障碍物正交通过，以缩短倒虹管的长度，并应符合与该障碍物相交的有关规定。
2．选择通过河道的地质条件好的地段、不易被水冲刷地段及埋深小的部位敷设。
3．穿过河道的倒虹管一般不宜少于两条，通过谷地、旱沟或小河的倒虹管可采用一条。
4．倒虹管水平管的管顶距规划的河底一般不宜小于1.0m，
5．倒虹管宜设置事故排出口。
6．倒虹管的进出水井内应设闸槽或闸门。倒虹管进出水井的检修室净高宜高于2m。进出水井较深时，井内应设检修台，其宽度应满足检修要求。
污水在倒虹管内的流动是依靠上、下游管道中的水位差(进出水井的水位高差)进行的，该高差用来克服污水流经倒虹管的阻力损失，要求进出水井的水位高差H稍大于全部阻力损失值H1，其差值一般取0.05～0.10m。
8．出水口
淹没式出水口：污水出水口一般采用淹没式
非淹没式出水口：雨水出水口主要采用非淹没式
常见的出水口有江心分散式、一字式和八字式出水口，出水口与水体岸边联接处采取防冲加固措施，以砂浆砌块石做护墙和铺底，在冻胀地区，出水口应考虑用耐冻胀材料砌筑，出水口的基础必须设在冰冻线以下。
9．防潮门
临海城市为防止海水倒灌，在排水管道出口上游的适当位置设装有防潮门的检查井。临河城市的排水管渠，为防止高水位时河水倒灌，有时也采用防潮门。
防潮门一般用铁制，维护时必须经常去除防潮门上的防潮杂物。
3.4 排水泵站
1.　排水泵站的分类
污水泵站：设置于污水管道系统中或设置于城市污水处理厂内，用以抽升城市污水。
雨水泵站：设置于雨水管道系统中或城市低洼地带，用以提升或排除城区雨水。
合流泵站：设置于合流制排水系统中，用以排除城市污水和雨水。
污泥泵站：设置于城市污水处理厂内，用以抽送污泥。
中途泵站：为了解决排水干管埋深过大而设置的。
终点泵站：将排水系统末端所汇集的污水抽送到城市污水厂或将处理后污水排入水体。
2. 排水泵站的组成
排水泵站的主要组成部分包括：泵房、集水池、格栅、辅助间及变配电室等。
3.　排水泵站的型式
合建式：布置紧凑，建筑面积小，造价低
分建式：集水池深度大，施工困难时
圆形：外墙受力条件比矩形泵房好，便于施工，造价较低
矩形：对水泵机组布置和管路布置比较有利