给排水工程(第5章).ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,5,章,排水管渠系统的附属构筑物,及排水管渠材料,5.1,倒虹管,排水管渠遇到河流、山涧、洼地或地下构筑物等障,碍物时，不能按原有坡度埋设，而是,按下凹的折线,方式从障碍物下通过，这种管道称为倒虹管。,倒虹管,5.1,倒虹管,5.1.1,倒虹管组成,进水井,下行管,平行管上行管,出水井,倒虹管,1.0m,5.1,倒虹管,5.1.2,倒虹管设计规定,（,1,）通过河道的倒虹管，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,。通过障碍物的倒虹管，,尚应符合与该障碍物相交的有关规定。,（,2,）最小管径宜为,200mm,；,（,3,）管内设计流速,应大于,0.9m/s,，并应,大于进水管内的流速,，,当管内设计流速不能满足上述要求时，应增加定期冲洗措,施，冲洗时流速不应小于,1.2m/s,；,5.1,倒虹管,（,4,）倒虹管的管顶距规划,河底距离,一般,不宜小于,1.0 m,，通,过航运河道时，其位置和管顶距规划河底距离应与当地,航运管理部门协商确定，并设置标志；,（,5,）在进水井或靠近进水井的上游管渠的检查井中宜设置,事故排出口,。当需要检修倒虹管时，可以将污水通过事故,排出口直接排入河流。,（,6,）倒虹管进水井的前一检查井，应设置,沉泥槽,。,（,7,）倒虹管的上下行管与水平线夹角不大于,30,度。,5.1,倒虹管,5.1.3,倒虹管,水力计算,污水在倒虹管内的流动是依靠上下游管道中的水面高差；,（进、出水井的水面高差）,该高差用来克服污水通过倒虹管时的阻力损失；,阻力损失包括：,沿程水头损失：,局部水头损失：,总水头损失：,5.1,倒虹管,式中：,i,倒虹管每米长度的阻力损失；,L,倒虹管的总长度（,m,）；,局部阻力系数包括进口、出口、转弯处）；,v,倒虹管内水流速度（,m/s,）。,初步估算时，局部阻力损失,H,f,按沿程阻力损失,H,L,的,5%,10%,计算；,倒虹管长度大于,50 m,时，采用,5%,；等于或小于,50 m,时，采用,10%,。,5.1,倒虹管,进水井和出水井的水面高差,H,：,H=H,1,+,（,0.05,0.10,）,m,5.1,倒虹管,例：已知最大流量为,340 L/s,，最小流量为,120 L/s,，倒虹管长为,50 m,，共,4,只,15,弯头，倒虹管上游管流速为,1.0,m/s,，下游,管流速为,1.24,m/s,；确定进水井和出水井的水面高差,H,。,解：,（,1,）采用两条倒虹管，每条倒虹管的最大设计流量,340/2=170,L/s,；,查水力计算图得到倒虹管管径,D=400 mm,，水力坡度,i=0.0065,，,流速,v=1.37,m/s,。,最小流量时，只使用一条倒虹管，此时流速为,1.0,m/s,0.9,m/s,。,5.1,倒虹管,（,2,）倒虹管沿程水头损失：,=0.006550=0.39,（,m,）,（,4,）倒虹管全部水头损失：,H,1,=H,f,+H,L,=0.039+,0.39=0.429,（,m,）,(5),倒虹管进、出水井水面高差：,H=H,1,+0.10=0.429+0.10=0.529,（,m,）,H,f,=0.10 0.39=0039,（,m,）,（,3,）倒虹管局部水头损失（,按沿程阻力损失的,10%,计算,）：,5.2,排水管渠的断面形式及材料,5.2.1,排水管渠断面形式,5.2.1.1,排水管渠断面应满足的要求,（,1,）静力学,管道必须有较大的,稳定性,，在承受各种荷载时稳定而坚固。,（,2,）水力学,管道断面应具有最大的排水能力，并在一定流速下不易,产生沉淀物。,5.2,排水管渠的断面及材料,（,4,）养护方面,管道造价低。,（,3,）经济性,管道断面应便于冲洗和清通，没有淤积。,5.2,排水管渠的断面及材料,5.2.1.2,排水管渠断面形式,（,1,）圆形,圆形断面有最大的水力半径；,在一定的坡度下，圆形断面流速最大，流量也大；,圆形管节省材料；,对外压力的抵抗力强，稳定性好；,养护方面也较方便。,最常用的一种断面形式。,5.2,排水管渠的断面及材料,（,2,）半椭圆形,在外部荷载较大时，可以更好地,分配管壁压力,，可减小管壁厚度。,在污水流量无大变化，管渠直径大于,2m,时，,采用半椭圆形断面较合适。,5.2,排水管渠的断面及材料,（,3,）马蹄形,马蹄形断面，其高度小于宽度。,在地质条件差或地形平坦地区，需要尽量减小管道埋深，,可采用马蹄形断面。,这种断面下部尺寸较大，适宜,输送流量变化不大,的大流量,污水。,5.2,排水管渠的断面及材料,（,4,）蛋形,蛋形断面底部较小，在小流量时，可以维持较大的流速，因而可以减小,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,清通工作较困难，并且制作和施工,复杂，现很少采用这种断面形式。,5.2,排水管渠的断面及材料,（,5,）矩形,矩形断面可以就地浇制或砌筑，并,按需要将深度增加，以增大排水量。,在矩形断面的基础上，底部做成,弧形,流槽,，以改善水力条件,。,或在矩形渠道内做成,低流槽,，可用于,合流制管道系统。,晴天,时，污水在小,矩形槽内流动，以保证一定的流速，,减轻淤积的程度。,5.2,排水管渠的断面及材料,（,6,）梯形,梯形断面适用于,明渠,。,5.2,排水管渠的断面及材料,5.2.2,排水管渠材料,（一）,混凝土管,和钢筋混凝土管,混凝土管管径一般,450mm,，,长度多为,1m,。,当管道埋深较大，或敷设在土质不良,地段，,管径大于,400mm,时,通常采用,钢筋混凝土管,。,混凝土管和钢筋混凝土管便于就地取材，制造方便。,但抗酸碱侵蚀及抗渗性能差，管节短、接头多，施工复杂。,特点,：,5.2,排水管渠的断面及材料,（二）陶土管,陶土管由塑性粘土制成。,陶土管最大直径达到,800mm,，一般在,400mm,以内，管段长度在,1m,以内。,带釉的陶土管内外壁光滑，水流阻力小，,不透水性好，耐磨损，耐酸抗腐蚀好，,适用于排除酸性废水。,但陶土管质脆易碎，不宜远运；抗弯抗拉强度低，不宜敷设,在松土中或埋深较大的地方；管节短、接头多，施工麻烦。,特点,：,5.2,排水管渠的断面及材料,（三）金属管,金属管有铸铁管和钢管。,金属管坚固，抗压，抗震，抗渗性能好；内壁光滑，水流阻力小；每节管道长度大，接头少，施工方便；,但价格高，并且抗酸碱腐蚀能力差。,室外排水管道很少采用金属管。,只有在,排水管道承受高压,或,对渗漏要求特别高,的场合才采用金属管。,如,排水泵站的出水管，倒虹管；靠近给水管道和房屋基础,的排水管；施工困难的地区（地下水位高、流砂严重）。,特点,：,5.2,排水管渠的断面及材料,（四）塑料管,塑料管道是我国目前重点推广应用的化学建材之一。,（,1,）塑料管的优点,塑料管属于柔性管，抗压、抗冲击；,塑料管内壁光滑，输送液体时摩阻明显小于混凝土管；,塑料管粗糙系数为,0.01,，混凝土管粗糙系数为,0.013,，,在相同条件下，塑料管的输水量比混凝土管提高近,30%,；,5.2,排水管渠的断面及材料,塑料管耐腐蚀性强，抗酸碱，密封性好，耐老化，使用寿命,长达,50,年；,塑料管适应温度范围广，在,-80,60,温度范围内不冻裂，,不膨胀渗漏；,塑料管质量轻、长度大、接头少、连接方便、施工快捷；,塑料管价格相对较高，但国内外实践经验证明，在正确设,计和合理施工的情况下，采用塑料排水管的,总造价,接近于,混凝土排水管。,硬质聚氯乙烯管（,UPVC,）,5.2,排水管渠的断面及材料,（,2,）常用的排水塑料管,目前在我国应用的塑料管主要是硬质聚氯乙烯（,UPVC,）管；,聚氯乙烯管具有强度较高、刚性较大、材料价格比较低等优点；,聚氯乙烯材料的流动性和热稳定性比较差，生产大口径,管材比较困难，目前国内生产的,UPVC,排水管管径绝大部,分在,DN600,以下。,UPVC,管耐低温性能差，严寒地区极易脆裂。,5.2,排水管渠的断面及材料,聚乙烯管（,PE,）,PE,管材已成为继,PVC,之后，世界上消费量第二大的塑料管材。,近,10,年来，国际上聚乙烯管的发展速度明显快于聚氯乙烯管。,聚乙烯流动性好、热稳定性高，注塑成型聚乙烯热熔管件,比较容易；聚乙烯管连接时方便可靠。聚乙烯管具有独特,的柔韧性，抗震性好，适宜用于地震地区。,按密度分：低密度聚乙烯,LDPE,、中密度聚乙烯,MDPE,；,高密度聚乙烯,HDPE,；,5.2,排水管渠的断面及材料,螺旋缠绕管,双壁波纹管,按结构分：单层实壁管、双壁波纹管、螺旋缠绕管,；,最大直径达到,DN1200,最大直径达到,DN3000,5.2,排水管渠的断面及材料,玻璃钢夹砂管（,RPM,）,玻璃钢由玻璃纤维和合成树脂制作的材料。,耐腐蚀、重量轻、,强度高、输送流量大、,安装方便、工期短和,综合投资低。,特点：,自学：,检查井、跌水井、水封井、溢流井、跳跃井、,冲洗井、雨水口、出水口的结构和功能。,混凝土,钢筋混凝土,混凝土是由,水泥,、,砂,、,石,和,水,所组成，另外还常加入,适量的掺合料和外加剂。,砂、石起骨架作用，称为骨料；,水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。,水泥浆硬化后，将骨料胶结为一个坚实的整体,.,由水泥、粒料级配、加水拌和而成混凝土，在其中加入,一些抗拉钢筋，在经过一段时间的养护，达到建筑设计,所需的强度。,钢筋和混凝土是两种全然不同的建筑材料：,钢筋的比重大，不仅可以承受压力，也可以承受拉力；,但其造价高，保温性能很差。,混凝土的比重较小，能承受压力，但不能承受拉力；,价格比较便宜，但是却不坚固。,钢筋混凝土的诞生，解决了这两者的缺陷问题，并且保留了它们原来的优点，使得钢筋混凝土成为现代建筑物建造的首选材料。,管道综合造价比较表,管径,钢筋混凝土管,玻璃钢夹砂管,双壁波纹管,中空壁缠绕管,金属内增强波纹管,DN600,923.57,元,/m,1042.71,元,/m,1099.00,元,/m,1145.97,元,/m,DN800,1350.29,元,/m,1509.99,元,/m,1595.55,元,/m,1760.53,元,/m,1413.78,元,/m,DN1000,1890.55,元,/m,2010.75,元,/m,2835.15,元,/m,1673.55,元,/m,DN1200,2042.66,元,/m,2583.28,元,/m,3783.39,元,/m,3021.32,元,/m,DN1500,2725.70,元,/m,3781.04,元,/m,5447.11,元,/m,4331.38,元,/m,注：各种管材单价参照深圳地区,2005,年,3,季度信息价以及各厂家报价；,比较中考虑了二次搬运、地下水抽排、沟槽支护、管道基础以及管沟回填等,诸多方面因素，管道埋深统一按,4m,计算。,