给水排水工程设计第十章

1、第十章第十章 城市污水管道系统的城市污水管道系统的 规划设计规划设计 10.1 设计资料的调查及设计方案的确定设计资料的调查及设计方案的确定 10.2 污水设计流量的确定污水设计流量的确定 10.3 污水管道系统的布置污水管道系统的布置 10.4 污水管道的水力计算污水管道的水力计算 10.5 排水泵站排水泵站 10.6 排水管材及管道附属构筑物排水管材及管道附属构筑物 10.1设计资料的调查及设计方案的确定设计资料的调查及设计方案的确定 污水管道系统的设计是依据批准的当地城镇和工污水管道系统的设计是依据批准的当地城镇和工业企业总体规划及排水工程总体规划进行的。设计的业企业总体规划及排水工程总

2、体规划进行的。设计的主要内容是根据确定的设计方案，在适当比例的总体主要内容是根据确定的设计方案，在适当比例的总体布置图上，布置图上，划分排水流域划分排水流域，布置管道系统布置管道系统；根据设计；根据设计人口数、污水量标准，人口数、污水量标准，计算污水设计流量计算污水设计流量；进行污水；进行污水管道水力计算，管道水力计算，确定管道断面尺寸、设计坡度、埋设确定管道断面尺寸、设计坡度、埋设深度深度；确定污水管道在道路横断面上的位置确定污水管道在道路横断面上的位置；绘制；绘制管管道平面图和纵剖面图道平面图和纵剖面图。 10.1.1 设计资料的调查设计资料的调查 作好污水管道系统的规划设计必须以可靠的资

3、作好污水管道系统的规划设计必须以可靠的资料为依据。设计人员接受设计任务后，需作一系列料为依据。设计人员接受设计任务后，需作一系列的准备工作。一般应先了解、研究设计任务书或批的准备工作。一般应先了解、研究设计任务书或批准文件的内容，弄清本工程的范围和要求，然后赴准文件的内容，弄清本工程的范围和要求，然后赴现场踏勘，分析、核实、收集、补充有关的基础资现场踏勘，分析、核实、收集、补充有关的基础资料。进行料。进行污水管道系统设计污水管道系统设计时，通常需要有以下几时，通常需要有以下几方面的基础资料方面的基础资料。 (一一) 有关明确任务的资料有关明确任务的资料 凡进行城镇或工业企业的排水工程新建、改建

4、凡进行城镇或工业企业的排水工程新建、改建和扩建工程的设计，一般需要了解与本工程有关的和扩建工程的设计，一般需要了解与本工程有关的城镇或工业企业的总体规划以及道路交通、给水排城镇或工业企业的总体规划以及道路交通、给水排水、电力电讯、防洪、燃气、园林绿化等水、电力电讯、防洪、燃气、园林绿化等各项专业各项专业工程的规划工程的规划。这样可进一步明确本工程的设计范围。这样可进一步明确本工程的设计范围、设计期限、设计人口数；拟用的排水体制；污水、设计期限、设计人口数；拟用的排水体制；污水处置方式；受纳水体的位置及防治污染的要求；主处置方式；受纳水体的位置及防治污染的要求；主要公共建筑和其它污水量大的排放口

5、的位置、高程要公共建筑和其它污水量大的排放口的位置、高程、排放特点；各类污水量标准及其主要水质指标；、排放特点；各类污水量标准及其主要水质指标；道路等级、宽度、纵坡；与给水、电力电讯、防洪道路等级、宽度、纵坡；与给水、电力电讯、防洪等其它工程设施可能的交叉等以及工程投资情况。等其它工程设施可能的交叉等以及工程投资情况。 (二二)有关自然因素方面的资料有关自然因素方面的资料 1地形图地形图 进行大型排水工程设计时，在初步设计阶段要进行大型排水工程设计时，在初步设计阶段要求有设计地区和周围求有设计地区和周围2530km范围的总地形图，比范围的总地形图，比例尺为例尺为1: :100001: :250

6、00，等高线间距，等高线间距12m。 中小型排水工程设计，要求有设计地区总体布置中小型排水工程设计，要求有设计地区总体布置图，城镇可采用比例尺图，城镇可采用比例尺1: :50001: :10000，等高线间距，等高线间距12m；工厂可采用比例尺；工厂可采用比例尺1: :5001:2000，等高线间距，等高线间距为为0.52m。在施工图阶段，要求有比例尺。在施工图阶段，要求有比例尺1:5001:2000的街区平面图，等高线间距的街区平面图，等高线间距0.5lm；设置排水；设置排水管线的道路平面图，比例尺管线的道路平面图，比例尺1:2001:1000；拟建排水；拟建排水泵站和污水厂址，以及穿越河流

7、、铁路等障碍物处的泵站和污水厂址，以及穿越河流、铁路等障碍物处的地形图要求更加详细，比例尺通常采用地形图要求更加详细，比例尺通常采用1:100l:500，等高线间距，等高线间距0.5lm。 2气象资料气象资料 包括设计地区的气温包括设计地区的气温(平均气温、极端最高气温和平均气温、极端最高气温和最低气温最低气温)；风向和风速；降雨量资料或当地的雨量公；风向和风速；降雨量资料或当地的雨量公式；日照情况。式；日照情况。 3水文资料水文资料 包括接纳污水的河流流量、流速、水位记录，水包括接纳污水的河流流量、流速、水位记录，水面比降，洪水情况和河水水温、水质分析化验资料。面比降，洪水情况和河水水温、水

8、质分析化验资料。 4地质资料地质资料 主要包括设计地区的地表组成物质的类别及其承载主要包括设计地区的地表组成物质的类别及其承载力；地下水的分布，水量、水质和水位；地震等级等。力；地下水的分布，水量、水质和水位；地震等级等。 (三三) 有关工程情况的资料有关工程情况的资料 包括道路的现状或规划，如道路等级，路面宽度包括道路的现状或规划，如道路等级，路面宽度及材料；地面建筑物和地铁、其它地下建筑的位置和高及材料；地面建筑物和地铁、其它地下建筑的位置和高程；给水、排水、电力电讯电缆、煤气等各种地下管线程；给水、排水、电力电讯电缆、煤气等各种地下管线的位置；本地区建筑材料、管道制品、电力供应的情况的位

9、置；本地区建筑材料、管道制品、电力供应的情况和价格；建筑、安装单位的等级和装备情况等。和价格；建筑、安装单位的等级和装备情况等。 污水管道系统设计所需的资料范围比较广泛，为污水管道系统设计所需的资料范围比较广泛，为了取得准确可靠充分的设计基础资料，设计人员必须到了取得准确可靠充分的设计基础资料，设计人员必须到现场进行实地调查勘测，必要时还应去提供原始资料的现场进行实地调查勘测，必要时还应去提供原始资料的气气象、水文、勘测等部门查询。将收集到的资料进行象、水文、勘测等部门查询。将收集到的资料进行整理分析，补充以至修改。整理分析，补充以至修改。 10.1.2 设计方案的确定设计方案的确定 在掌握了

10、较为完整可靠的设计基础资料后，设在掌握了较为完整可靠的设计基础资料后，设计人员根据工程的要求和特点，提出了不同的设计计人员根据工程的要求和特点，提出了不同的设计方案。这些方案除满足相同的工程要求外，在技术方案。这些方案除满足相同的工程要求外，在技术经济上是互相补充、互相对立的。因此必须对各设经济上是互相补充、互相对立的。因此必须对各设计方案深入分析其利弊和产生的各种影响。分析时计方案深入分析其利弊和产生的各种影响。分析时，对一些带，对一些带方针政策性的问题，必须从社会及国民经济发展的方针政策性的问题，必须从社会及国民经济发展的总体利益出发考虑。比如，城镇的生活污水与工业总体利益出发考虑。比如，

11、城镇的生活污水与工业废水是分开处理还是合并处理的问题；废水是分开处理还是合并处理的问题；城市污水是城市污水是分散成若干个污水厂还是集中成一个大型污水厂进分散成若干个污水厂还是集中成一个大型污水厂进行处理的问题；城市排水管网建设与改造中体制的行处理的问题；城市排水管网建设与改造中体制的选择问题；污水处理程度和污水排放标准问题；设选择问题；污水处理程度和污水排放标准问题；设计期限的划分与相互结合的问题等。计期限的划分与相互结合的问题等。 此外，还应从各方案内部与外部的各种自然的、此外，还应从各方案内部与外部的各种自然的、技术的、经济的和社会方面的联系与影响出发，综合技术的、经济的和社会方面的联系与

12、影响出发，综合考虑它们的利与害。进行方案比较与评价的步骤和方考虑它们的利与害。进行方案比较与评价的步骤和方法是：法是： (一一) 建立方案的技术经济数学模型建立方案的技术经济数学模型 建立主要技术经济指标与各种技术经济参数、各建立主要技术经济指标与各种技术经济参数、各种参变数之间的函数关系。也就是通常所说的目标函种参变数之间的函数关系。也就是通常所说的目标函数及相应的约束条件方程。由于排水工程技术问题的数及相应的约束条件方程。由于排水工程技术问题的复杂性，基础技术经济资料匮乏等原因，建立技术复杂性，基础技术经济资料匮乏等原因，建立技术经济数学模型多数情况下较为困难。同时在实际工经济数学模型多数

13、情况下较为困难。同时在实际工作中对已建立的数学模型也存在应用上的局限性与作中对已建立的数学模型也存在应用上的局限性与适用性。当前在缺少合适的数学模型的情况下，可适用性。当前在缺少合适的数学模型的情况下，可以凭经验选择合适的参数。以凭经验选择合适的参数。 (二二) 解技术经济数学模型解技术经济数学模型 这一过程为优化计算的过程。从技术经济角度这一过程为优化计算的过程。从技术经济角度讲，首先必须选择有代表意义的主要技术经济指标讲，首先必须选择有代表意义的主要技术经济指标为为评价目标，其次正确选择适宜的技术经济参数，以评价目标，其次正确选择适宜的技术经济参数，以便在最好的技术经济情况下进行优选。由于

14、实际工便在最好的技术经济情况下进行优选。由于实际工程的复杂性，有时可采用用各种近似计算方法，如程的复杂性，有时可采用用各种近似计算方法，如图解法、列表法等。图解法、列表法等。 (三三) 方案的技术经济评价方案的技术经济评价 根据技术经济评价原则和方法，在同等深度下根据技术经济评价原则和方法，在同等深度下计算出各方案的工程量、投资以及其它技术经济指计算出各方案的工程量、投资以及其它技术经济指标，然后进行各方案的技术经济评价。标，然后进行各方案的技术经济评价。 (四四) 综合评价与决策综合评价与决策 在上述分析评价的基础上，对各设计方案的技在上述分析评价的基础上，对各设计方案的技术经济、方针政策、

15、社会效益、环境效益等作出总术经济、方针政策、社会效益、环境效益等作出总的评价与决策，以确定最佳方案。综合评价的项目的评价与决策，以确定最佳方案。综合评价的项目或指标，应根据工程项目的具体情况确定。或指标，应根据工程项目的具体情况确定。 进行方案比较与评价的步骤只反映了技术经济分进行方案比较与评价的步骤只反映了技术经济分析的一般过程，实际上各步之间有时是相互联系的，析的一般过程，实际上各步之间有时是相互联系的，有时根据问题的性质或者受条件限制时，不一定非要有时根据问题的性质或者受条件限制时，不一定非要依次逐步进行，而是可以适当省略或者是采取其它办依次逐步进行，而是可以适当省略或者是采取其它办法。

16、比如，可省略建立数学模型与优化计算步骤，根法。比如，可省略建立数学模型与优化计算步骤，根据经验选择适宜的参数。据经验选择适宜的参数。 经过综合比较后所确定的最佳方案即为最终的设经过综合比较后所确定的最佳方案即为最终的设计方案。计方案。10.210.2 污水设计流量的确定污水设计流量的确定 污水管道及其附属构筑物能保证通过的污水最大污水管道及其附属构筑物能保证通过的污水最大流量称为污水设计流量。流量称为污水设计流量。污水设计流量包括污水设计流量包括生活污水生活污水和和工业废水工业废水两大类。两大类。 10.2.1 居住区生活污水设计流量居住区生活污水设计流量 1.1.居住区生活污水量标准居住区生

17、活污水量标准 居住区生活污水量标准，是指在居住区生活污水量标准，是指在居住区污水排水居住区污水排水系统设计系统设计中所用的中所用的每人每日所排出的平均污水量每人每日所排出的平均污水量。第一分区第一分区 第二分区第二分区 第三分区第三分区第四分区第四分区 第五分区第五分区室内有给排水卫生设备室内有给排水卫生设备,但无水冲但无水冲式厕所式厕所20403045406540702540室内有给排水卫生设备室内有给排水卫生设备,但无淋浴但无淋浴设备设备5590609565100651005590室内有给排水卫生设备和淋浴设备室内有给排水卫生设备和淋浴设备90125100140 110150 120160

18、 100140室内有给排水卫生设备室内有给排水卫生设备,井有淋浴井有淋浴和集中热水供应和集中热水供应130170140180 145185 150190 140180污水量标准污水量标准居住区生活污水量标准居住区生活污水量标准 (平均日平均日)卫生设备情况卫生设备情况25401020室内无给排水卫生设备,从集中给室内无给排水卫生设备,从集中给水龙头取水, 由室外排水管道排水水龙头取水, 由室外排水管道排水102010252035表表10-1我国我国GBJl4-87GBJl4-87室外排水设计规范室外排水设计规范 注注： 1.表列数值已包括居住区内小型公共建筑物表列数值已包括居住区内小型公共建筑

19、物的污水量。但属全市性的独立公共建筑的污水量未包的污水量。但属全市性的独立公共建筑的污水量未包括在内括在内。 2.在选用表列各项水量时在选用表列各项水量时 , 应按所在地的分区应按所在地的分区 , 考考虑当地气虑当地气 候候、居住区规模、生活习惯及其它因素。、居住区规模、生活习惯及其它因素。 3.第一分区包括：黑龙江、吉林、内蒙古的全部第一分区包括：黑龙江、吉林、内蒙古的全部，辽宁的大部分，河北、山西、陕西偏北的一小部分，辽宁的大部分，河北、山西、陕西偏北的一小部分， 宁夏偏东的部分。宁夏偏东的部分。 第二分区包括：北京、天津、问北、山东、山第二分区包括：北京、天津、问北、山东、山西、陕西的大

20、部分西、陕西的大部分甘肃、宁夏、辽宁的南部甘肃、宁夏、辽宁的南部，河南河南的北部，的北部，青海偏东和江苏偏北的一小部分。青海偏东和江苏偏北的一小部分。 第三分区包括第三分区包括：上海上海 , 浙江的全部浙江的全部 , 江西、安江西、安徽、江苏的大部分，福建北部徽、江苏的大部分，福建北部 , 湖南、湖北的东部湖南、湖北的东部，河南南部。，河南南部。 第四分区包括第四分区包括：广东、台湾的全部。广西的大广东、台湾的全部。广西的大部分，福建、云南的南部。部分，福建、云南的南部。 第五分区包括第五分区包括：贵州的全部，四川、云南的大部贵州的全部，四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部分，湖南、湖北的西部

21、 , 陕西和甘肃在秦岭以南的地陕西和甘肃在秦岭以南的地区区 ，广西偏北的一小部分。广西偏北的一小部分。 4.其他地区的生活污水量标准，根据当地气候和其他地区的生活污水量标准，根据当地气候和人民生活习惯等具体情况，可参照相似地区的标准确人民生活习惯等具体情况，可参照相似地区的标准确定。定。 居住区生活污水量标准应根据城市排水现状资居住区生活污水量标准应根据城市排水现状资料料 , 按城市的近、远期规划年限并综合考虑各影响因按城市的近、远期规划年限并综合考虑各影响因素确定。一般可按表素确定。一般可按表10-1中规中规定定采用。在选用生活污采用。在选用生活污水量标准时，应注意与本城市采用的水量标准时，

22、应注意与本城市采用的用水量标准用水量标准相协相协调。调。 有些城市的设计部门，除将排水量特别大的工有些城市的设计部门，除将排水量特别大的工业企业单独计算外，对市区内居住区业企业单独计算外，对市区内居住区(包括公共建筑、包括公共建筑、小型工厂在内小型工厂在内)的污水量按的污水量按比流量比流量计算。比流量是指计算。比流量是指从从单位面积单位面积上排出的平均日污水流量。上排出的平均日污水流量。 2. 设计人口设计人口 设计人口设计人口指污水排水系统设计期限终期的规划指污水排水系统设计期限终期的规划人口数，是计算污水设计流量的基本数据。计算污人口数，是计算污水设计流量的基本数据。计算污水管道服务的设计

23、人口，常用水管道服务的设计人口，常用人口密度与服务面积人口密度与服务面积相乘相乘得到。得到。人口密度人口密度表示人口分布的情况，是指住表示人口分布的情况，是指住在单位面积上的人口数。若人口密度所用的地区面在单位面积上的人口数。若人口密度所用的地区面积包括街道、公园、运动场、水体等在内时，该人积包括街道、公园、运动场、水体等在内时，该人口密度称做口密度称做总人总人口密度口密度。若所用的面积只是街区内的建筑面积时，该。若所用的面积只是街区内的建筑面积时，该人口密度称做人口密度称做街区人口密度街区人口密度；在规划或初步设计时，；在规划或初步设计时，计算污水量是根据总人口密度计算。而在技术设计或计算污

24、水量是根据总人口密度计算。而在技术设计或施工图设计时，一般采用街区人口密度计算。施工图设计时，一般采用街区人口密度计算。 3. 变化系数变化系数 城市生活污水量逐年、逐月、逐日、逐时都在变城市生活污水量逐年、逐月、逐日、逐时都在变化，是不均匀的。但是，在城市污水管道规划设计中化，是不均匀的。但是，在城市污水管道规划设计中, 通常都假定在一小时内污水流量是均匀的。因为通常都假定在一小时内污水流量是均匀的。因为管道有一定容量，这样假定不致影响运转。管道有一定容量，这样假定不致影响运转。日变化系数日变化系数 Kt = 最高日污水量最高日污水量 平均日污水量平均日污水量时变化系数时变化系数 Ks =最

25、高日最高时污水量最高日最高时污水量 最高日平均时污水量最高日平均时污水量总变化系数总变化系数平均日污水量平均日污水量 Kz = Kt * Ks总变化系数总变化系数 Kz2.321.81.71.61.51.41.31.240生活污水量总变化系数生活污水量总变化系数2005001000 1500污水平均日流量污水平均日流量 ( 升升/秒秒 )70100515表表10-2 污水量变化系数随污水流量的大小而不同。污水污水量变化系数随污水流量的大小而不同。污水流量愈大，其变化幅度愈小，变化系数较小流量愈大，其变化幅度愈小，变化系数较小；反之则反之则变化系数较大。生活污水量总变化系数一般按表变化系数较大。

26、生活污水量总变化系数一般按表10-2采用。当污水平均日流量为表中所列污水平均日流量采用。当污水平均日流量为表中所列污水平均日流量中间数值时，其总变化系数可用内插法求得。中间数值时，其总变化系数可用内插法求得。 4. 居住区生活污水量的计算居住区生活污水量的计算 城市污水管道规划设计中需要确定居住区生活污城市污水管道规划设计中需要确定居住区生活污水的水的最高日最高时污水流量最高日最高时污水流量 ,常由平常由平均日污水量与总变均日污水量与总变化系数求得。化系数求得。1) 居住区平均日污水量的计算居住区平均日污水量的计算QP =qo*N/ (24* 3600）式中式中QP -居住区平均日污水量升居住

27、区平均日污水量升 / 秒秒 ； qo - 居住区生活污水量标准升居住区生活污水量标准升 / 人人日日 ； N - 居住区规划设计人口数居住区规划设计人口数 ( 人。人。 由于表由于表 10-1 中未包括全市性的独立公共建中未包括全市性的独立公共建筑的污水量筑的污水量 ,因此这部分污水量应单独计因此这部分污水量应单独计算。算。 式中式中 Q1-居住区最高日最高时污水量居住区最高日最高时污水量 ( 升升 / 秒秒 ； Kz-总变化系数总变化系数 , 按按 Qp 查表查表 10-2； NgNg- 某类公共建筑生活污水量单位的数量某类公共建筑生活污水量单位的数量 , , 相当相当 于用水量单位。其含义

28、见表于用水量单位。其含义见表 3-23-2。 qgqg- 某类公共建筑某类公共建筑生活生活污水量污水量标准标准，按表按表3-23-2生活生活 用水量用水量标准标准采用采用( (升升/ /日日. . 污水量污水量单位的数量单位的数量) ); ; K KH H- 小时变化系数，按表小时变化系数，按表3-23-2采用。采用。Q1=Qp*Kz+Ng*qg*KH 24*36002) 最高日最高时污水量的计算最高日最高时污水量的计算 为了便于计算有些城市的设计部门制定相应的综合为了便于计算有些城市的设计部门制定相应的综合性指标。这项指标也称为污水的面积比流量性指标。这项指标也称为污水的面积比流量 , 是指

29、是指城市城市单位面积单位面积(包括公共建筑及小型工厂包括公共建筑及小型工厂)每日排出的污水量每日排出的污水量。 10.2.2 工业企业生活污水量的计算工业企业生活污水量的计算 工业企业职工的生活污水量标准应根据车间性质确工业企业职工的生活污水量标准应根据车间性质确定，一般采用定，一般采用25352535升升/ /人人班，时变化系数为班，时变化系数为 2.53.02.53.0。淋浴污水量标准按表淋浴污水量标准按表4-24-2淋浴用水量中规定确定。淋浴污淋浴用水量中规定确定。淋浴污水在每班下班后一小时均匀排出。水在每班下班后一小时均匀排出。Q2=25*3.0A1+35*2.5A2+40A3+60A

30、4 8*3600 3600 工业企业生活污水量用下式计算工业企业生活污水量用下式计算 : 式中式中 Q2- 工业企业职工的生活污水量工业企业职工的生活污水量(升升 / 秒秒)； A1- 一般车间最大班的职工总人数一般车间最大班的职工总人数(人人) ； A2- 热车间最大班的职工总人数热车间最大班的职工总人数(人人) ; A3- 三、四级车间最大班使用淋浴的人数三、四级车间最大班使用淋浴的人数(人人) ； A4- 一、二级车间最大班使用淋浴的人数一、二级车间最大班使用淋浴的人数(人人)。 工业企业废水量通常按工厂或车间的工业企业废水量通常按工厂或车间的日产量日产量和和单位产品的废水量单位产品的废

31、水量计算计算 , 其计算公式其计算公式为：为： Q3=m*M*K总总 3600*T 式中式中 Q3 - 工业废水量工业废水量(升升 / 秒秒); m - 生产单位产品排出的平均废水量生产单位产品排出的平均废水量(升升/ 单位产品单位产品); T - 每日生产的小时数每日生产的小时数 ( 小时小时 ); K总总- 总变化系数。总变化系数。10.2.3 工业废水量的计算工业废水量的计算 工业废水量也可按生产设备的数量和每一设备单工业废水量也可按生产设备的数量和每一设备单位时间排出的废水量计算。位时间排出的废水量计算。 10.2.4 城市污水量的计算城市污水量的计算 在城市污水管道系统规划设计中，城

32、市污水量通在城市污水管道系统规划设计中，城市污水量通常是将上述几项污水量累加计算常是将上述几项污水量累加计算 ：Q=Q1+Q2+Q3 式中式中 Q -城市污水管道设计污水流量城市污水管道设计污水流量(升升 / 秒秒)。 工业废水量工业废水量 Q3中中 , 凡不排入城市污水管道的工业凡不排入城市污水管道的工业废水量废水量均均不予计算。不予计算。 10.3 污水管道系统的布置污水管道系统的布置 10.3.1 污水管道系统平面布置污水管道系统平面布置 规划设计城市排水管道系统规划设计城市排水管道系统 , 首先要在城市总平面首先要在城市总平面图上进行管道系统平面布置图上进行管道系统平面布置 , 也称为

33、排水管道系统的定也称为排水管道系统的定线。定线工作主要是确定管道的平面位置和水流方向。线。定线工作主要是确定管道的平面位置和水流方向。 污水管道污水管道平面布置平面布置 , 一般按先确定一般按先确定主干管主干管、再定、再定干干管管、最后定、最后定支管支管的顺序进行。在城市排水总体规划中的顺序进行。在城市排水总体规划中, 只决定污水主干管、干管的走向与平面位置。在详细规只决定污水主干管、干管的走向与平面位置。在详细规划中划中 , 还要决定污水支管的走向及位置。还要决定污水支管的走向及位置。 在污水管道系统的布置中，要尽量用最短的管线，在污水管道系统的布置中，要尽量用最短的管线，在在顺顺坡的情况下

34、使埋深较小，把最大面积上的污水送往坡的情况下使埋深较小，把最大面积上的污水送往污水处理厂或水体。污水处理厂或水体。 ( (一）影响污水管道系统平面布置的主要因素一）影响污水管道系统平面布置的主要因素 （1 1）城市地形和水文地质条件。）城市地形和水文地质条件。 （2 2）城市的远景规划）城市的远景规划 , , 竖向规划和修建顺序。竖向规划和修建顺序。 （3 3）排水体制、污水处理厂及出水口的位置。）排水体制、污水处理厂及出水口的位置。 （4 4）排水量大的工业企业和大型公共建筑的分）排水量大的工业企业和大型公共建筑的分布情况。布情况。 （5 5）街道宽度及交通情况。街道宽度及交通情况。 （6

35、6）地下管线和其它地下及地面障碍物的分布）地下管线和其它地下及地面障碍物的分布情况。情况。 (二二) 污水管道系统平面布置的原则污水管道系统平面布置的原则 ( (1 1) )根据城市地形特点和污水处理厂、出水口的根据城市地形特点和污水处理厂、出水口的位置位置, 利用地形利用地形, 先布置先布置主干管主干管和和干管干管。城市污水主干。城市污水主干管和干管是污水管道系统的主体。污水主干管一般布管和干管是污水管道系统的主体。污水主干管一般布置在排水区域内地势较低的地带置在排水区域内地势较低的地带, 沿集水线或沿河岸等沿集水线或沿河岸等敷设敷设 , 以便支管、干管的污水能自流接入。以便支管、干管的污水

36、能自流接入。 (2)污水干管一般沿城市道路布置。通常设置在污污水干管一般沿城市道路布置。通常设置在污水量较大或地下管线较少一侧的人行道、绿化带或慢水量较大或地下管线较少一侧的人行道、绿化带或慢车道下。当道路宽度大于车道下。当道路宽度大于40米时米时 , 可以考虑在道路两侧可以考虑在道路两侧各设一条污水干管各设一条污水干管 , 这样这样 , 可以减少过街管道可以减少过街管道 , 便于施便于施工、检修和维护管理。工、检修和维护管理。 (3)污水管道应尽可能避免穿越污水管道应尽可能避免穿越河河道、铁路、地道、铁路、地下建筑或其他障碍物。也要注意减少与其他地下管下建筑或其他障碍物。也要注意减少与其他地

37、下管线交叉。线交叉。 (4)尽可能使污水管道的坡降与地面坡度一致尽可能使污水管道的坡降与地面坡度一致 , 以减少管道的埋深。为节省工程造价及经营管理费以减少管道的埋深。为节省工程造价及经营管理费 , 要尽可能不设或少设中途泵站。要尽可能不设或少设中途泵站。 (5)管线布置应简捷管线布置应简捷, 要特别注意节约大管道的要特别注意节约大管道的长度。要避免在平坦地段布置流量小而长度大的管道长度。要避免在平坦地段布置流量小而长度大的管道。因为流量小。因为流量小, 保证自净流速所需要的坡度较大保证自净流速所需要的坡度较大, 而使而使埋深增加。埋深增加。 ( (三三) ) 城市污水管道系统的一般平面形式城

38、市污水管道系统的一般平面形式 (1) (1) 污水干管的布置形式按干管与地形等高线的污水干管的布置形式按干管与地形等高线的关系分为关系分为平行式平行式和和正交式正交式两种。两种。平行式平行式布置的特点是布置的特点是污水干管与等高线平行污水干管与等高线平行, ,而而主干主干管则与等高线基本垂直管则与等高线基本垂直, ,如图如图10-110-1所示。适用于地形所示。适用于地形坡度较大的城市坡度较大的城市, ,这样可以减少管道埋深这样可以减少管道埋深, ,改善管道的改善管道的水力条件水力条件, ,避免采用过多的跌水井。避免采用过多的跌水井。 正交式正交式布置适用于地形比较平坦布置适用于地形比较平坦,

39、 ,略向一边倾斜略向一边倾斜的城市。的城市。污水干管与地形等高线基本垂直污水干管与地形等高线基本垂直, , 而而主干管主干管布置在城市较低的一边布置在城市较低的一边, ,与等高线基本平行与等高线基本平行, ,如图如图10-210-2所示。所示。 图图 10-1 污水干管平行式布置污水干管平行式布置1-污水处理厂污水处理厂; 2-主干管主干管; 3 -干管干管; 4 -支管支管图图 10-2 污水干管正交式布置污水干管正交式布置1 -污水处理厂污水处理厂； 2 -主干管；主干管；3 -干管干管；4 -支管支管 (2)污水支管的布置形式分为污水支管的布置形式分为低边式低边式、穿坊式穿坊式和和围坊式

40、围坊式。 低边式低边式布置将污水支管布置在街坊地形较低的布置将污水支管布置在街坊地形较低的一边一边 , 如图如图 10-3()所示。这种布置形式的特点是管所示。这种布置形式的特点是管线较短线较短 , 在城市规划中采用较多。在城市规划中采用较多。 围坊式围坊式布置将污水支管布置在街坊四周布置将污水支管布置在街坊四周 , 如图如图 10-3(b)所示。这种布置形式适用于地势平坦的大型所示。这种布置形式适用于地势平坦的大型街坊。街坊。 穿坊式穿坊式的污水支管穿过街坊的污水支管穿过街坊 , 而街坊四周不设污而街坊四周不设污水支管水支管 , 如图如图 10-3(C)所示。这种布置管线较短所示。这种布置管

41、线较短 , 工工程造价较低程造价较低 , 但只适用于新但只适用于新村村式街坊。式街坊。图10-3（a) 低边式低边式图10-3（b) 围坊式围坊式图10-3（c) 穿坊式穿坊式 10.3.2 污水管道的具体位置污水管道的具体位置 (一一)污水管道在街道上的位置污水管道在街道上的位置 污水管道一般沿道路敷设并与道路中心线污水管道一般沿道路敷设并与道路中心线平行平行。当道路宽度大于。当道路宽度大于 40 米且两侧街坊都需要米且两侧街坊都需要向支管排水时向支管排水时 , 常在道路两侧各设一条污水管道常在道路两侧各设一条污水管道。在交通频繁的道路上应尽量避免污水管道横。在交通频繁的道路上应尽量避免污水

42、管道横穿道路以利维护。穿道路以利维护。 米米米米图图10-4 10-4 城市街道下管线的布置城市街道下管线的布置1 1雨水管；雨水管；2 2雨水口；雨水口；3 3电车电缆；电车电缆；4 4热力管；热力管；5 5污水管；污水管；6 6给水管；给水管；7-7-燃气管；燃气管；8 8通讯电缆；通讯电缆；9 9电缆电缆米米米米图图10-5 10-5 某工业区道路下管线的布置某工业区道路下管线的布置1 1雨水管；雨水管；2 2电缆；电缆；3 3生活污水管；生活污水管；4 4化工污水管；化工污水管；5 5给水管；给水管；6 6燃气管；预留生活污水管；燃气管；预留生活污水管；8 8预留给水管；预留给水管；9

43、 9原油管；原油管；1010预留燃气管预留燃气管 城市街道下常有多种管道和地下设施。这些城市街道下常有多种管道和地下设施。这些管道和地下设施相互之间、以及与地面建筑之间管道和地下设施相互之间、以及与地面建筑之间 , 应当很好地配合。应当很好地配合。 污水管道与其它地下管线或建筑设施之间的污水管道与其它地下管线或建筑设施之间的相互位置相互位置 , 应满足下列要求应满足下列要求 : （1）保证在敷设和检修管道时互不影响保证在敷设和检修管道时互不影响 ; （2）污水管道损坏时）污水管道损坏时，不致影响附近建筑物及不致影响附近建筑物及基础，不致污染生活饮用水。基础，不致污染生活饮用水。 污水管与其它地

44、下管线或建筑设施的水平和垂污水管与其它地下管线或建筑设施的水平和垂直最小净距，应根据两者的类型、直最小净距，应根据两者的类型、标标高、施工顺序高、施工顺序和管道损坏的后果等因素，按管道综合设计确定，和管道损坏的后果等因素，按管道综合设计确定，参照表参照表 10-3 采用。采用。垂直净距垂直净距(米米)名称名称水平净距水平净距(米米)垂直净距垂直净距(米米)管道基础深于建筑管道基础深于建筑物基础时物基础时 一般不小于一般不小于2.5米米(压力管不小于压力管不小于5地上杆柱地上杆柱(中心中心)1.51.5管道基础浅于建筑管道基础浅于建筑物基础时物基础时按计算确定按计算确定,但不但不小于小于3米米道

45、路侧石道路侧石边缘边缘1.51.5给水管径小于或等给水管径小于或等于于200毫米时毫米时不小于不小于1.5米米给水管径大于给水管径大于200毫米时毫米时不小于不小于3米米与生活给水管道交与生活给水管道交叉时叉时不小于不小于0.4米米0.150.15电车路轨电车路轨2.02.01.01.0低压低压架空管架架空管架基础基础2.02.0中压中压油管油管1.501.500.250.25高压高压压缩空气管压缩空气管1.501.500.150.15特高压特高压氧气管氧气管1.501.500.250.250.150.15乙炔管乙炔管1.501.500.250.250.50.5电车电缆电车电缆0.500.50

46、直接埋直接埋0.5;穿管穿管0.15明渠渠底明渠渠底0.500.50涵洞基础底涵洞基础底0.150.151.51.5水平净距水平净距(米米)煤气管道煤气管道建筑物建筑物给水管给水管名称名称排水管排水管乔木乔木与乔木中心距离不小于与乔木中心距离不小于1.5米米0.150.15热力管沟热力管沟电力电缆电力电缆通讯电缆通讯电缆1 11.51.52 25 51.51.51.01.01.01.0遇现状高大乔木时遇现状高大乔木时,不小于不小于2米米排水管与其他管线排水管与其他管线(构筑物构筑物)的最小净距的最小净距铁路铁路沿单行铁路沿单行铁路敷设时距路敷设时距路堤坡脚或路堤坡脚或路堑坡顶不小堑坡顶不小于于

47、5米米轨底轨底1.20.150.15 (二二)污水管道埋设深度的确污水管道埋设深度的确定定 管道的埋深管道的埋深是指是指从地面到管道内底的距离从地面到管道内底的距离。管道。管道的的覆土厚度覆土厚度则指则指从地面到管道外顶的从地面到管道外顶的 距离距离。如图。如图 10-6所示。污水管道的埋深对于工程造价和施工影响很大所示。污水管道的埋深对于工程造价和施工影响很大。 管道埋深愈大管道埋深愈大 , 施工愈困难施工愈困难 , 工程造价愈高。显然工程造价愈高。显然 , 在满足技术要求的条件下，管道埋深愈小愈好。但是在满足技术要求的条件下，管道埋深愈小愈好。但是 ,管道的覆土厚度有一个最小限值，称为管道

48、的覆土厚度有一个最小限值，称为最小覆土厚度最小覆土厚度 , 其值取决于下列三个因素其值取决于下列三个因素 : 图图10-6 管道埋深管道埋深与与覆土厚度覆土厚度 （1）在寒冷地区）在寒冷地区 , 必须防止管内污水冰冻和因土必须防止管内污水冰冻和因土壤冰冻膨胀而损坏管道。壤冰冻膨胀而损坏管道。 生活污水的水温一般较高，而且污水中的有机物生活污水的水温一般较高，而且污水中的有机物质分解还会放出一定的热量。在寒冷地区，即使冬季，质分解还会放出一定的热量。在寒冷地区，即使冬季，生活污水的水温一般也在生活污水的水温一般也在10C左右，污水管道内的左右，污水管道内的流水和周围的土壤一般不会冰冻，从而无需将

49、管道埋流水和周围的土壤一般不会冰冻，从而无需将管道埋设在冰冻线以下。室外排水设计规范规定，没有保温设在冰冻线以下。室外排水设计规范规定，没有保温措施的生活污水管道及温度与此接近的工业废水管道措施的生活污水管道及温度与此接近的工业废水管道，其内底面可埋设在冰冻线以上其内底面可埋设在冰冻线以上0.15米。有保温措施或米。有保温措施或水温较高的污水管道水温较高的污水管道, 其管底在冰冻线以上的标高还可其管底在冰冻线以上的标高还可以适当提高。以适当提高。 (2)必须防止管壁被交通车辆造成的动荷载压坏。必须防止管壁被交通车辆造成的动荷载压坏。 为了为了防止车辆等动荷载损坏管壁防止车辆等动荷载损坏管壁，管

50、顶应有足够的覆管顶应有足够的覆土厚度。管道的最小覆土厚度与管道的强度、荷载大土厚度。管道的最小覆土厚度与管道的强度、荷载大小及覆土密实程度有关。我国室外排水设计规范规定小及覆土密实程度有关。我国室外排水设计规范规定，污水管道在车行道下的最小覆土厚度不小于污水管道在车行道下的最小覆土厚度不小于 0.7 米米 ; 在非车行道下在非车行道下，其最小覆土厚度可以适当减小。其最小覆土厚度可以适当减小。 (3)必须满足管道与管道之间的衔接要求。必须满足管道与管道之间的衔接要求。 城市污水管道多为城市污水管道多为重力流重力流，所以管道必须有一所以管道必须有一定的坡度。在确定下游管段埋深时就应该考虑上游定的坡

51、度。在确定下游管段埋深时就应该考虑上游管段接入的要求。在气候温暖管段接入的要求。在气候温暖, ,地势平坦的城市地势平坦的城市，污污水管道最小覆土厚度往往决定于管道之间衔接的要水管道最小覆土厚度往往决定于管道之间衔接的要求。求。 住宅排水管的出户管住宅排水管的出户管, ,其其最小埋设深度最小埋设深度通常采用通常采用 0.550.650.550.65米，因而污水支管起端的埋深一般不小于米，因而污水支管起端的埋深一般不小于0.60.70.60.7米。街道污水管起点埋深（见图米。街道污水管起点埋深（见图 10-710-7）。）。H=h+il+ZH=h+il+Z1 1+Z+Z2 2+h+h 式中式中 H

52、-H-街道污水管起点的最小埋深（米）；街道污水管起点的最小埋深（米）； h- h-街坊污水支管起端的埋深（米）；街坊污水支管起端的埋深（米）； i i、l l-街坊污水支管和连接管的坡度街坊污水支管和连接管的坡度和和长度长度（米）；米）； Z1- Z1-街道污水管检查井的地面标高（米）；街道污水管检查井的地面标高（米）； Z2-Z2-街坊污水支管（或住宅排水管的出户管）起街坊污水支管（或住宅排水管的出户管）起 端检查井的地面标高（米）；端检查井的地面标高（米）； h- h-街道污水管底与接人的污水支管的管底高差街道污水管底与接人的污水支管的管底高差 ( (米米) )。 对于一个具体管段对于一个

53、具体管段 , 按上述决定最小埋深的三个条按上述决定最小埋深的三个条件可以得出三个不同的埋深限制数值，其中件可以得出三个不同的埋深限制数值，其中最大值最大值即是即是该管段的最小埋深。该管段的最小埋深。 在排水区域内在排水区域内，对管道系统的埋设深度起控制对管道系统的埋设深度起控制作用的点称为作用的点称为控制点控制点。各条管道的起端、离污水厂。各条管道的起端、离污水厂或出水口最远、最低的是整个排水管道系统的控制或出水口最远、最低的是整个排水管道系统的控制点。因此点。因此，在规划设计时在规划设计时，应注意减少控制点管道应注意减少控制点管道的埋深的埋深，通常采用的措施有通常采用的措施有: :（1 1）

54、增加管道的强度增加管道的强度；(2(2）如为防止冰凉如为防止冰凉, ,可以加强管道的保温措施可以加强管道的保温措施; ;（3)3)如为保证最小覆土厚度如为保证最小覆土厚度, ,可以填土提高地面高程可以填土提高地面高程; ;（4)4)必要时设置提升泵站必要时设置提升泵站, ,减少管道埋深。减少管道埋深。 除考虑管道的最小埋深外除考虑管道的最小埋深外，也应考虑污水管道的也应考虑污水管道的最大埋深。管道的最大埋深决定于土壤性质、地下水最大埋深。管道的最大埋深决定于土壤性质、地下水位及施工方法等。在干燥土壤中一般不超过位及施工方法等。在干燥土壤中一般不超过7878米米 ; ; 在地下水位较高、流砂严重

55、、挖掘困难的地层中通常在地下水位较高、流砂严重、挖掘困难的地层中通常不超过不超过5 5米。当管道埋深超过最大埋深时米。当管道埋深超过最大埋深时，应考虑设置应考虑设置 污水泵站等措施污水泵站等措施，以减少管道的埋深。以减少管道的埋深。 10.3.3 10.3.3 污水管道的衔接污水管道的衔接 为了满足衔接与维护的要求，在污水管道中，为了满足衔接与维护的要求，在污水管道中，通常要设置检查井。在检查井中，上下游管道的衔通常要设置检查井。在检查井中，上下游管道的衔接必须满足两方面的要求接必须满足两方面的要求:(:(1)1)要避免在上游管道中要避免在上游管道中形成回形成回水；水；(2(2) )要尽量减少

56、下游管道的埋设深度。要尽量减少下游管道的埋设深度。 污水管道的衔接方法污水管道的衔接方法( (如图如图10-810-8所示所示) ), ,通常采通常采用的有用的有水面平接法水面平接法和和管顶平接法管顶平接法。 水面平接水面平接法法如图如图10-8(10-8()所示所示, ,是指污水管道水力是指污水管道水力计算中计算中, ,使使上、下游管段在设计充满度的情况下上、下游管段在设计充满度的情况下, ,其水其水面具有相同的高程面具有相同的高程。水面平接。水面平接法法一般用于一般用于相同口径的相同口径的污水管道的衔接污水管道的衔接。由于城市污水流量是变化的。由于城市污水流量是变化的, ,管道中管道中水面

57、也将随着流量的变化而变化。较小管道中的水面水面也将随着流量的变化而变化。较小管道中的水面变化比大管道中变化比大管道中的的要大要大, ,因此因此, ,当口径不相同的管道采当口径不相同的管道采用水面平接法衔接时用水面平接法衔接时, ,难免在上游管道中形成回水。难免在上游管道中形成回水。 图图10-810-8污水管道的衔接方法污水管道的衔接方法图图10-810-8污水管道的衔接方法污水管道的衔接方法 管顶平接法如图管顶平接法如图 10-8(b)所示所示 , 是指污水管道水力是指污水管道水力计算中计算中 , 使使上下游管道的管顶内壁位于同一高程上下游管道的管顶内壁位于同一高程。采。采用管顶平接用管顶平

58、接 , 可以避免在上游管段产生回水可以避免在上游管段产生回水 , 但是但是 , 增加了下游管道的埋深。管顶平接法一般用于增加了下游管道的埋深。管顶平接法一般用于不同口不同口径管道的衔接径管道的衔接。 城市污水管道一般都采用管顶平接法城市污水管道一般都采用管顶平接法。在坡度较。在坡度较大的地段大的地段 , 污水管道可采用阶梯连接或跌水井连接。污水管道可采用阶梯连接或跌水井连接。 城市污水管道下游管段的水面和管底都不应高城市污水管道下游管段的水面和管底都不应高于上游管段的水面和管底。于上游管段的水面和管底。 污水支管与干管交汇处污水支管与干管交汇处 , 若支管管底高程与干若支管管底高程与干管管底高

59、程的高差较大时管管底高程的高差较大时 , 需在支管上设置跌水井需在支管上设置跌水井 , 经跌落后再接入干管经跌落后再接入干管 , 以保证干管的水力条件。以保证干管的水力条件。 10.3.4 10.3.4 泵站的设置地点泵站的设置地点 在排水管道系统中，由于地形条件等等因素的影在排水管道系统中，由于地形条件等等因素的影响，通常可能需设置响，通常可能需设置中途泵站中途泵站，局部泵站局部泵站和和终点泵站终点泵站。当管道埋深接近最大埋深时，当管道埋深接近最大埋深时，为提高下游管道的管位为提高下游管道的管位而设置的泵站而设置的泵站，称为中途泵站。若是将低洼地区的污，称为中途泵站。若是将低洼地区的污水抽升

60、到地势较高地区管道中；或是将高层建筑地下水抽升到地势较高地区管道中；或是将高层建筑地下室、地铁、其它地下建筑的室、地铁、其它地下建筑的污水抽送到附近管道系统污水抽送到附近管道系统所设置的泵站所设置的泵站称局部泵站。称局部泵站。 此外，污水管道系统终点的埋深通常很大，而污此外，污水管道系统终点的埋深通常很大，而污水处理厂的处理构筑物因受受纳水体水位的限制，一水处理厂的处理构筑物因受受纳水体水位的限制，一般需埋深很浅或设置在地面上，因此需设置泵站般需埋深很浅或设置在地面上，因此需设置泵站将污将污水抽升至处理构筑物水抽升至处理构筑物，这类泵站称为终点泵站或总泵，这类泵站称为终点泵站或总泵站。站。 泵