城市水工程概论第三讲

1、给排水管道系统主讲 牛晓君河南省淮阳的古城下，发掘出公元前2800年埋下 的陶制排水管，比公元前2500年埃及发现的排水沟 早300年河南省发掘出公元前45004000的陶排水管道陕西西安出土秦代五角形陶制排水渠，在皇宫内出现 了明渠和暗渠相结合的排水系统，秦始皇陵出土。唐代长安建造了较为完整的排水系统隋唐长安城大街两侧或一侧均有用于排泄用水、污水的水沟，宽度均在2.5米以上。而众多坊里街巷之间，排水沟密如蛛网，将雨水、污水及时排除城外。外郭城壕除在军事上具有防御功能之外，还用以排泄城区雨水。 陶排水管道新石器时代龙山文化（距今4000-5000年）河南省淮阳县平粮台出土公元前 2350213

2、0 秦代阿房宫遗址附近 一、排水工程的发展历史秦代阿房宫遗址附近汉长安城长乐宫汉长安城长乐宫发现了一组完整的排水设施，由两座沉淀池和数段圆形或五角形排水管道组成，两个沉淀池有管道相通，进出水管道高低计算精准，从房顶下来的雨水先汇入庭院中的沉淀池中，待杂物沉淀后，清水最后通过压在半地下通道下面的双排水管排到建筑之外，保证排水管道不被堵塞，只需定时清理沉淀池。排水系统的概念：排水系统的概念：指为保护环境而建设的一整套用于收集、输送、 处理和利用污水的工程设施。 排水系统的内容：排水系统的内容：一是污水的收集、输送部分排水管网二是污水的处理、利用部分污水处理本课程内容排水系统的功能与组成排水管网系统

3、的功能与组成排水管网系统类型与体制保护环境免受污染，使城市免受污水之害和洪水之灾促进工农业生产，保证城市可持续性发展保护人民的身体健康与正常生活污水的概念：污水的概念：在使用过程中受到了不同程度的污染，改变了原来的化学成分和物理性质的水，叫污水。按来源分生活污水工业废水降水（降雨和降雪）城市污水水量保障水质保障水压保障污水的类型：污水的类型：主要功能排水系统的组成：排水管网系统+废水处理系统排水管网系统的功能与特点排水管网系统的功能与特点1.2 1.2 排水管网系统的功能与组成排水管网系统的功能与组成保护环境免受污染，使城市免受废水之害和洪水之灾。承担废水收集、输送、高程和压力调节和水量调节任

4、务；功能特点（1）分散性（2）连通性（3）传输性（4）扩展性（5）隐蔽性排水管网系统的构成排水管网系统的构成城市边界干管支管污水厂主干管废水收集设施排水管网排水调节池提升泵站废水输水管渠废水排放口1.2 1.2 排水管网系统的功能与组成排水管网系统的功能与组成排水管网系统的构成排水管网系统的构成（1）废水收集设施（2）排水管网（3）排水调节池（4）提升泵站（5）废水输水管（6）废水排放口1.2 1.2 排水管网系统的功能与组成排水管网系统的功能与组成生活污水收集设施生活污水收集设施 雨水收集设施雨水收集设施坡地洼地排水管网排水管网排水调节池排水调节池排水系统体制的概念：排水系统体制的概念：生活

5、污水、工业废水和雨水可以采用一个管渠 来排除，也可以采用两个或两个以上独立的管 渠来排除，污水的这种不同排除方式所形成的 排水系统，称为排水体制。 排水系统体制的分类：排水系统体制的分类：合流制：分流制：混合制：直排式、完全截流式和部分截流式三种、不完全分流制完全分流制既有分流制也有合流制的排水系统合流制和分流制的比较：合流制和分流制的比较：环保方面：环保方面：全部截流式合流制对环境的污染最小；部分截 留式合流制雨天时部分污水溢流入水体，造成 污染；分流制在降雨初期有污染。 造价方面：造价方面：合流制管道比完全分流制可节省投资20%40%， 但合流制泵站和污水处理厂投资要高于分流制， 总造价看

6、，完全分流制高于合流制。而采用不 完全分流制，初期投资少、见效快，在新建地 区适于采用。 维护管理：维护管理：合流制污水厂维护管理复杂。晴天时合流制管 道内易于沉淀，在雨天时沉淀物易被雨水冲走， 减小了合流制管道的维护管理费。 排水管网系统的规划布置布置原则与形式污水管网布置雨水管(渠)网布置废水综合治理和区域排水系统排水管网系统的布置原则与形式排水管网系统的布置原则与形式按总体规划、实际情况，进行方案比较；按总体规划、实际情况，进行方案比较；利用地形，就近排入水体，管线最短、埋深最小；利用地形，就近排入水体，管线最短、埋深最小；协调好与其他管道关系、衔接问题；考虑施工、运行和维护方便；考虑施

7、工、运行和维护方便；近远期相结合，尽可能安排分期实施。顺序：排水区域 、体制、干管 、支管；正交式正交式城市边界排水流域分界线干管干管干管排水系统的布置形式排水系统的布置形式43424140截流式截流式城市边界排水流域分界线干管干管干管污水处理厂主干管43424140排水系统的布置形式排水系统的布置形式平行式平行式城市边界干管干管干管污水处理厂主干管干管4745434148464442排水系统的布置形式排水系统的布置形式分区式分区式城市边界排水流域分界线干管干管污水处理厂污水泵站排水系统的布置形式排水系统的布置形式分散式分散式城市边界排水流域分界线干管干管干管干管干管污水处理厂灌溉灌溉4342

8、4140排水系统的布置形式排水系统的布置形式环绕式环绕式城市边界排水流域分界线干管干管干管干管干管污水处理厂43424140排水系统的布置形式排水系统的布置形式污水管网布置污水管网布置定线的定义：定线的定义： 在总平面图上确定管道的位置位置和走向走向。（1）确定排水区界与划分排水流域；（4）支管布置与定线；（2）选择污水厂和出水口的位置；（5）确定控制点、需要提升的区域及设置泵站的位置；（3）干管布置与定线；规划布置的主要内容：规划布置的主要内容：划分排水区域与排水流域划分排水区域与排水流域排水区界是污水排水系统规划的界限。排水流域是指在排水区界内，按照一定要求所划分的不同排水区域。（1）地形

9、（等高线：分水线等）；（2）地面的大型障碍物或铁路；（3）面积大小。划分依据选择污水厂和出水口的位置选择污水厂和出水口的位置污水厂位置的选择：污水厂位置的选择：污水厂在河流下游，越过所有水源，与居民区300米以上的卫生防护距离，不被洪水淹没，在夏季主导风向的下风向。出水口位置的选择：越过所有水源，与居民区保持卫生防护距离，在夏季主导风向的下风向。干管布置与定线干管布置与定线管道定线的影响因素管道定线的影响因素地形污水厂和出水口的位置所采用的排水体制管道定线时注意事项管道定线时注意事项主干管布置在坚硬密实土壤中尽量少穿河流、铁路、山谷和高地避免与地下构筑物交叉敷设沿道路且不宜在繁忙、狭窄的街道下

10、集中流量尽量排入管道上游平面图支管布置与定线支管布置与定线支管定线的影响因素地形街道建筑特征用户排水方便支管管路的布置形式底边式布置围坊式（周边式）布置穿坊式布置控制点、提升区域和泵站的位置控制点、提升区域和泵站的位置对管道系统的埋深起控制作用的地点，通常在管道起点或最低最远点。泵站设置地点中途泵站局部泵站总泵站控制点控制点雨水管渠布置雨水管渠布置1.城市雨水管渠系统：雨水口、雨水管渠、检查井、出水口等构筑物组成的整套工程设施。（1）确定排水流域与排水方式；（2）雨水管渠的定线；（3）确定雨水泵房、调节池及排放口的位置；2.规划布置的主要内容：（2）充分利用地形，就近排入水体；（5）雨水管渠采

11、用明渠和暗管相结合的形式；（3）尽量避免设置雨水泵站；（6）雨水出口的设置；（4）结合街区及道路规划布置；3.3.规划布置的主要内容：规划布置的主要内容：（7）调蓄水体的布置；（8）排洪沟的设置。（1）合理布置雨水口；合理布置雨水口合理布置雨水口充分利用地形，就近排入水体充分利用地形，就近排入水体充分利用地形，就近排入水体充分利用地形，就近排入水体明渠和暗管相结合的形式明渠和暗管相结合的形式排洪沟排洪沟废水的综合治理和区域排水系统废水的综合治理和区域排水系统 废水的综合治理废水的综合治理 指对废水进行统一规划，多重治理。其主要内容有： 减少和控制废水及污染物的排放量城市规划与生产布局合理化充分

12、利用水体、土壤的环境容量发展经济、节能的水处理技术废水中有用物质的回收及综合利用发展区域性废水及水污染整治系统 城市A城市B城市C流域水体污染变迁示意图流域水体污染变迁示意图1 1流域水体污染变迁示意图流域水体污染变迁示意图2 2城市A城市B城市C总污水厂排水管网系统的布置原则与形式排水管网系统的布置原则与形式按总体规划、实际情况，进行方案比较；按总体规划、实际情况，进行方案比较；利用地形，就近排入水体，管线最短、埋深最小；利用地形，就近排入水体，管线最短、埋深最小；协调好与其他管道关系、衔接问题；考虑施工、运行和维护方便；考虑施工、运行和维护方便；近远期相结合，尽可能安排分期实施。顺序：排水

13、区域 、体制、干管 、支管；布布置置原原则则形形式式平形式；平形式；正交式。正交式。（1）确定排水区界与划分排水流域；（4）支管布置与定线；（2）选择污水厂和出水口的位置；（5）确定控制点、需要提升的区域及设置泵站的位置。（3）干管布置与定线；污水管网和雨水管渠的布置内容污水管网和雨水管渠的布置内容（1）确定排水流域与排水方式；（2）雨水管渠的定线；（3）确定雨水泵房、调节池及排放口的位置；污水管道系统的设计步骤污水管道系统的设计步骤 设计资料的调查设计方案的确定设计计算设计图纸的绘制污水管网设计的主要任务与内容：污水管网设计的主要任务与内容： 1. 设计资料的调查和设计方案的确定2污水管网总

14、设计流量及各设计管段流量计算；3污水管网各管段直径、埋深、衔接设计与水力计算；4污水提升泵站设置与设计；5污水管网施工图绘制。3.1 3.1 设计资料的调查及方案确定设计资料的调查及方案确定设计资料调查设计资料调查 设计任务资料设计任务资料：有关的法令、法规、制度；城市的 总体规划及其他基础设施情况 自然资料：自然资料： 地形资料，包括地形图、等高线气象资料，包括气温、风向、降雨量等水文资料，受纳水体流量、流速、洪水位地质资料，包括地下水位、地耐力、地震等级工程资料工程资料： 道路、通讯、供水、供电、煤气等 设计方案确定：设计方案确定： 包括排水体制的选择、排水系统的布置形式。3.2 3.2

15、污水设计流量的计算污水设计流量的计算A A 设计污水量定额设计污水量定额 用水量定 额污水定额、排放系数1污水设计流量污水设计流量 指污水管道及其附属构筑物能保证通过的最大流量，设计流量包括生活污水量和工业废水量。 2 2、污水定额包括、污水定额包括 居民生活污水定额综合生活污水定额工业废水定额3 3、污水定额确定、污水定额确定（1）居民生活污水定额和综合生活污水定额可由手册查得，也由用水定额来确定（排放系数采用80%-90%，排放系数采用0.8-0.9）。（2）工业废水定额由国家和行业的用水量和废水量查得，也可参考同行业单位的废水量情况。3.2 3.2 污水设计流量的计算污水设计流量的计算注

16、意：注意：污水管网是最高日最高时污水排放流量进行设计，用水量是按最高日用水定额和时变化系数确定的，而污水量是按平均日污水量和相应的总变化系数确定的。B B 污水量的变化污水量的变化 日变化系数日变化系数K Kd d在设计年限内，最高日污水量与平均日 污水量的比值 。KZ=Kd Kh时变化系数时变化系数K Kh h在设计年限内，最高日最高时污水量与 该日平均时污水量的比值 。总变化系数总变化系数KzKz在设计年限内，最高日最高时污水量与 平均日平均时污水量的比值 。经验数值表 经验计算公式 （1）居民生活污水总变化系数的确定： 污水平均日流量（L/s）总变化系数 （KZ）52.3152.0401

17、.8701.71001.62001.55001.4 10001.32.3 Qd5L/S1.3 Qd5L/S5L/SQd1000L/S11. 07 . 2dQB B 污水量的变化污水量的变化 （3）工业企业生活污水及淋浴污水总变化系数的确定： （2）工业废水总变化系数的确定： 经验数值表（Kd=1） 实地调查研究和分析 工业种类总变化系数 （KZ）冶金冶金1.0-1.1化工化工1.3-1.5纺织纺织1.5-2.0生活污水：一般车间采用3.0，高温车间采用2.5。淋浴污水：1h之内流量不变化。B B 污水量的变化污水量的变化 C C 污水设计流量计算污水设计流量计算 （1）居民生活污水设计流量 )

18、/(360024111SLNqKQiiZ式中：Q Q1 1居住生活污水设计流量，L/s； q q1i1i居住生活污水量标准（L/(d.人)），按室 外排水设计规范选用，欧洲的典型值为 200（L/(d.人)），美国的典型值为250450 （L/(d.人)）； N N1i1i设计使用年限所服务的人口数，按规划部门根据统计资料提供；K KZ Z总变化系数。（2）工业废水设计流量 )/(6 . 3)1 (222222SLTfNqKQiiiii式中：Q Q2 2工业废水设计流量，L/s； q q2i2i各工矿企业废水量定额（m3/单位水量）； N N2i2i各工矿企业最高日生产量； T T2i2i各工

19、矿企业最高日生产小时数，h； f f2i2i各工矿企业生产用水重复利用率； K K2i2i各工矿企业废水量的时变化系数。C C 污水设计流量计算污水设计流量计算 （3）工业企业生活污水和淋浴污水设计流量 )/(360036003333333SLNqTNqKQbibiiaiaaiiah式中：Q Q3 3工企业生活污水和淋浴污水设计流量，L/s； q3aiq3ai各工矿企业车间职工生活用水定额（L/cap.班）一般车间： 25，高温车间:35。； q3biq3bi各工矿企业车间职工淋浴用水定额（L/cap.班）一般车间： 40，特殊车间:60。； N3ai N3ai ；N3biN3bi各工企业最高

20、日职工生活用水和淋浴用水总人数； T3aiT3ai各工矿企业最高日每班工作小时数，h； f2if2i各工矿企业生产用水重复利用率； Kh3aiKh3ai各工矿企业车间最高日生活污水量班内时变化系数，一般车 间:3.0，高温车间:2.5。C C 污水设计流量计算污水设计流量计算 （4）公共建筑污水设计流量 )/(360044444SLTKNqQiihii式中：Q Q4 4公共建筑污水设计流量； q q4i4i各公共建筑最高日污水量标准，L/（用水单位.每天），一般按室内给水排水和热水供应设计规范推荐的参数选用，排水量大的建筑也可以通过调查或参考相近建筑选用。 ； T T4i4i各公共建筑最日排水

21、小时数，h； N N4i4i设计使用年限所服务的用水单位数，按规划部门根据统计资料提供；K Kh4ih4i各公共建筑污水时变化系数。C C 污水设计流量计算污水设计流量计算 生活污水设计流量生活污水设计流量 居民生活污水 公共建筑生活污水 工业企业生活污水及淋浴污水 工业废水设计流量工业废水设计流量 （4）城市污水设计总流量 Qh=Q1+Q2+Q3+Q4+Q渗Q Q渗渗指地下水渗入量，一般以单位管道延长米或单位服务面积公顷计算，日本规定采用经验数据，按每人每日最大污水量的10%-20%。C C 污水设计流量计算污水设计流量计算 污水设计流量的计算：污水设计流量的计算：（1）居民生活污水设计流量

22、）居民生活污水设计流量 （2）工业废水设计流量）工业废水设计流量 （3）工业企业生活污水和淋浴污水设计流量）工业企业生活污水和淋浴污水设计流量 （4）公共建筑污水设计流量）公共建筑污水设计流量 )/(360024111SLNqKQiiZ)/(26 . 3)21 (2222SLiTifiNiqiKQ)/(360033336003333SLbiNbiqiaTiaNaiqiahKQ)/(436004444SLiTihKiNiqQ3.3 3.3 管段设计流量的计算管段设计流量的计算管段管段 指污水管网中流量和管道敷设坡度不变的一段管道称为管段。管段设计流量管段设计流量 指管段上游端汇入污水流量和该管段

23、的收集污水量作为管段的输水流量，称为管段设计流量。节点节点 每个设计管段的上游端和下游端被称为污水管网的节点，节点一般设有检查井。A A 污水管网的节点与管段污水管网的节点与管段 B B 节点设计流量计算节点设计流量计算 分分类类 本段流量集中流量1234ABCDq5转输流量C C 管段设计流量计算管段设计流量计算 1234ABCDq5注意：注意： 管段流量进行叠加时，集中流量是设计流量直接的加和，本段流量和转输流量是平均流量的加和后，经Kz调整才为设计流量。Q管段=KzQ平均+Q工废+Q工生+淋浴+Q公建原始资料：原始资料：给定某市的街坊平面图，居住区街坊人口密度为给定某市的街坊平面图，居住

24、区街坊人口密度为350350人人/ /公顷，污水量标准为公顷，污水量标准为120L/(120L/(人人.d).d)，火车站和公共，火车站和公共浴室的设计污水量分别为浴室的设计污水量分别为3L/s3L/s和和4L/s4L/s，工厂甲和工厂，工厂甲和工厂乙的工业废水设计流量分别为乙的工业废水设计流量分别为25L/s25L/s与与6L/s6L/s。生活污。生活污水及经过局部处理的工业废水全部送至污水处理厂进水及经过局部处理的工业废水全部送至污水处理厂进行处理。工厂甲废水排出口的管底埋深为行处理。工厂甲废水排出口的管底埋深为2.0m2.0m 。污水管道的设计举例污水管道的设计举例平面图平面图管道定线管

25、道定线计算步骤及过程：计算步骤及过程：211/ )/(360024hmSLAiNqqiiA比流量比流量（单位面积上的平均流量）的计算：（单位面积上的平均流量）的计算：生活污水流量生活污水流量（本段流量、转输流量）的计算：（本段流量、转输流量）的计算：)/(AqQiASL平生活污水设计流量生活污水设计流量的计算：的计算：)/(AqKQiAzSL设污水管道水力计算的设计参数：污水管道水力计算的设计参数：设计充满度（h/D）设计流速（v）最小管径（D）最小设计坡度（i）3.3 3.3 污水管道的设计参数污水管道的设计参数埋设深度设计充满度（设计充满度（h/Dh/D）指设计流量下，管道内的有效水深与管

26、径的比值。h/D =1时，满流h/D 1时，非满流室外排水设计规范室外排水设计规范规定，最大充满度为：规定，最大充满度为：管径（D）或暗渠高（H） （mm） 最大充满度（h/D） 2003003504505009001000 0.55(0.60)0.65(0.70)0.70(0.75)0.75(0.80) hD为什么污水管道应按非满管流设计？为什么污水管道应按非满管流设计？1、预留一定的过水能力，防止水量变化的冲 击，为未预见水量的增长留有余地；2、有利于管道内的通风；3、便于管道的疏通和维护管理。设计流速与设计流量和设计充满度相应的污水平均流速。最小设计流速：是保证管道内不发生淤积的流速，与

27、污水中所含杂质有关；国外很多专家认为最小流速为0.6-0.75m/s，我国根据试验结果和运行经验确定最小流速为0.6m/s。杂质水的生产管道适当加大，明渠为0.4m/s。最大设计流速：是保证管道不被冲刷破坏的流速，与管道材料有关；金属管道的最大流速为10m/s，非金属管道的最大流速为5m/s。* * * *国内一些城市污水管道长期运行的情况说明，国内一些城市污水管道长期运行的情况说明，超过上述最高限值，并未发生冲刷管道的现象。超过上述最高限值，并未发生冲刷管道的现象。最小管径1 1、为什么要规定最小管径？、为什么要规定最小管径？ 街坊管最小管径为200mm，街道管最小管径为300mm。2 2、

28、什么叫不计算管段？、什么叫不计算管段？ 在管道起端由于流量较小，通过水力计算查得的管径小于最小管径，对于这样的管段可不用再进行其他的水力计算，而直接采用最小管径和相应的最小坡度，这样的管段称为不计算管段。有适当冲洗水源时，可考虑设冲洗井。最小设计坡度相应于最小设计流速的坡度为最小设计坡度，最小设计坡度是保证不发生淤积时的坡度。规定：管径200mm的最小设计坡度为0.004；管径 300mm的最小设计坡度为0.003；管径400mm 的最小设计坡度为0.0015。（1）（2）（3）污水管道的埋设深度两个意义：两个意义：决定污水管道最小覆土厚度的因素：冰冻线的要求地面荷载满足街区连接管连接要求覆土

29、厚度埋设深度地面管道覆土厚度埋设深度 室外排水设计规范室外排水设计规范规定：无保温措施的生活污水规定：无保温措施的生活污水管道，管底可埋设在冰冻线以上管道，管底可埋设在冰冻线以上 ；有保温；有保温措施或水温较高的管道，距离可以加大。措施或水温较高的管道，距离可以加大。污水管道的埋设深度规范要求：污水管道的埋设深度规范要求：0.15m埋设深度管道冰冻线0.15m地面 国外规范规定：污水管道最小埋深，应根据当地的养护国外规范规定：污水管道最小埋深，应根据当地的养护经验确定。无养护资料时，采用如下数值：管径小于经验确定。无养护资料时，采用如下数值：管径小于500mm500mm，管底在冰冻线上管底在冰

30、冻线上0.3m0.3m；管径大于；管径大于500mm500mm，为，为0.5m0.5m。防止地面荷载破坏管道的要求：防止地面荷载破坏管道的要求：动荷载静荷载 0.7mH=h+IL+Z1-Z2+h（0.6-0.7）满足街坊管连接要求满足街坊管连接要求式中：H街道污水管网起点的最小埋深，m； h街坊污水管起点的最小埋深，0.60.7m； Z1街道污水管起点检查井检查井处地面标高，m； Z2街坊污水管起点检查井检查井处地面标高，m； I街坊污水管和连接支管的坡度； L街坊污水管和连接支管的总长度，m； h连接支管与街道污水管的管内底高差，m。 污水管道的衔接衔接的原则：避免上游管段回水淤积； 尽可能

31、地提高下游管段的高程，减小埋深， 降低造价。衔接的方式衔接的方式水面平接水面平接管顶平接管顶平接跌水连接（跌水连接（1m1m时，可设跌水井时，可设跌水井）管底平接（管底平接（特殊情况特殊情况）污水管道在街道上的位置污水管道在街道上的位置 与其他管线、构筑物有一定的距离；与其他管线、构筑物有一定的距离； 与给水管相交时，设于给水管下方；与给水管相交时，设于给水管下方； 尽量避免敷设在机动车道下，设在人行道下。尽量避免敷设在机动车道下，设在人行道下。 污水管道在街道上的位置污水管道在街道上的位置主要掌握的内容：主要掌握的内容：管段设计流量的计算管段设计流量的计算设计参数设计参数设计充满度（h/D）

32、设计流速（v）最小管径（D）最小设计坡度（i）埋设深度原始资料：原始资料：给定某市的街坊平面图，如下页图。居住区街坊人口密给定某市的街坊平面图，如下页图。居住区街坊人口密度为度为350350人人/ /公顷，污水量标准为公顷，污水量标准为120L/(120L/(人人.d).d)，火车站，火车站和公共浴室的设计污水量分别为和公共浴室的设计污水量分别为3L/s3L/s和和4L/s4L/s，工厂甲和，工厂甲和工厂乙的工业废水设计流量分别为工厂乙的工业废水设计流量分别为25L/s25L/s与与6L/s6L/s。生活。生活污水及经过局部处理的工业废水全部送至污水处理厂进污水及经过局部处理的工业废水全部送至

33、污水处理厂进行处理。工厂甲废水排出口的管底埋深为行处理。工厂甲废水排出口的管底埋深为2.0m2.0m 污水管道的设计举例污水管道的设计举例平面图管道定线管道定线 4.1 4.1 水管材料和配件水管材料和配件管道材料应该符合以下要求： .密闭性能好减少水量漏失，降低产销差率，避免管网检修时外界污水渗入。.化学稳定性管道内壁具有耐腐蚀性，不会受到水中各种物质的侵蚀，同时也不会向水中析出有毒有害物质。4 4 管道材料管道材料. .水力条件好水力条件好内壁光滑、不易结垢、减少水头损失，内壁光滑、不易结垢、减少水头损失，降低常年供水电耗。降低常年供水电耗。. .施工维修方便施工维修方便尽可能缩短维修所造

34、成的停水时间。尽可能缩短维修所造成的停水时间。. .建设投资省建设投资省管网建设费用占总费用的管网建设费用占总费用的50%-70%50%-70%，管，管材的价格占管道综合工程材的价格占管道综合工程50%50%以上。以上。. .使用寿命长使用寿命长管网扩建对城市交通、环境产生很大影管网扩建对城市交通、环境产生很大影响，一般按永久性工程设施进行设计。响，一般按永久性工程设施进行设计。金属管材金属管材 1）钢管（Steel pipe SP） 直缝焊接钢管螺旋焊接钢 无缝钢管 不锈钢管 镀锌钢管 钢塑复合管2）铸铁管（Cast iron pipe CIP） 灰口铸铁管（GCIP） 离心灰口铸铁管 半连

35、续灰口铸铁管 稀土铸铁管 延性铸铁管（球墨铸铁管 DCIP） 退火球墨铸铁管 铸态球墨铸铁管3）有色金属管 铜管 铝管非金属管材非金属管材1）水泥压力管（CP） 石棉水泥管（ACP） 自应力管（SSCP） 预应力管（PCP） 管芯缠丝预应力管（三阶段管） 振动挤压预应力管（一阶段管） 钢筒预应力管（PCCP）2）塑料管 硬聚氯乙烯管（UPVC） 聚乙烯管（PE） 高密度聚乙烯管（HDPE） 中密度聚乙烯管（MDPE） 低密度聚乙烯管（LDPE） 聚乙烯夹铝复合管（HAH） 交联聚乙烯管（PEX） 聚丙烯管（PP） 聚丁烯管（PB） 工程塑料管（ABS） 玻璃钢管（GRP） 大口径钢管通常选用A

36、3镇静钢钢板焊制，管材及管件容易加工，强度高，韧性好，能承受高的内外压，对复杂地形适应性强。 钢管刚度小，易变形，衬里及外防腐成本高，必要时还需作阴极保护，施工过程中焊接工作量大，有缺陷的焊缝会出现应力集中，出现爆裂事故。 管节拼装时纵向焊缝要错开300mm以上。出厂前应逐根作水压试验，试压值为管线试验压力的1.25倍。 镀锌钢管存在锈蚀问题，影响水质和使用年限，已经停止在饮用水方面的应用，主要用于消火栓和自动喷水灭火系统。生活用水采用的镀锌钢管为内衬聚乙烯或聚丙烯的镀锌钢管。镀锌钢管衬塑有两种方式，一种是内部衬涂聚乙烯，另一种是在薄镀锌钢管内部挤压聚乙烯管。前一种方式涂衬层既不容易粘牢，也不

37、容易衬匀；后一种方式效果较好，钢塑复合管的连接管件内部，也都衬有聚乙烯。 灰口铸铁管口径小、材质不稳定，发生爆管事故较多，在供水工程中基本不再采用。 球墨（延性）铸铁管用低硫、低磷的优质铸铁熔炼后，经球化处理，使其中的碳以球状游离石墨的形式存在，消除了片状石墨引起的金属晶体连续性被割断的缺陷，既保留了铸铁的铸造性、耐腐蚀性，又增加了抗拉性、延伸性、弯曲性和耐冲击性。 石棉水泥管六十年代在部分城市使用过，目前基本不再使用。 自应力管用425号或525号普通硅酸盐水泥、325号或425号矾土水泥和二水石膏，按适当比例加工制成，所用钢筋为低碳冷拨钢丝或钢丝网，规格一般在100600mm之间，强度较低

38、，容易出现二次膨胀及横向断裂，工艺简单，制管成本较低，在小城镇及农村供水系统中使用较普遍。 预应力管包括一阶段管、三阶段管、钢筒预应力管三种，相对于金属管而言工艺简单、造价低，使用比较普遍；但管道重量大、运输安装不方便。 钢筒预应力管是钢筒与混凝土的复合管，管芯为混凝土，在管芯外壁或中部埋入厚1.5mm的钢筒，采用机械张拉在管芯上缠绕一层或两层施加环向预应力的高强度钢丝，然后在外部喷水泥砂浆保护层。PCCP管与钢管比较 壁厚远大于钢管，刚性强，能承受较大的外荷载，对基础及回填土要求不高； 采用钢制承插口柔性连接，可边开挖、边安装、边试压、边覆土，施工快捷； 有13的借转角，适应于软土地区由于基

39、础处理不均匀而产生的不均匀沉降； 内壁表面光滑，水头损失小； 耐腐蚀性好，寿命一般可达60a以上； 管线综合造价和维修费用低； 可节约钢材40%70%。PCCP管与普通预应力混凝土管相比 PCCP管的抗渗性能由内置的焊接钢筒保证，普通预应力混凝土管的抗渗能力取决于混凝土的密实性； PCCP管采用钢制承插口，可以保证工作面间隙差1.6mm，而普通预应力混凝土管承插口工作面间隙差12mm，其水密性和耐久性都不如PCCP管 ； 施工过程中可利用钢制承插口采用多种形式的限制性接头或现场焊接接头，减少因需平衡推力而设置止推挡墩的费用。水泥管材的缺点： 1、水泥工业对环境造成的污染严重，生产加工能耗高，浪

40、费资源。 2、重量大、不便于运输、施工复杂、工程周期长。 3、连接质量低、易泄漏（PCCP管除外）。 4、与塑料管道相比，水泥管道光滑度较差，可能在内壁滋生细菌，影响水质。 5、寿命短，水泥管抗腐蚀性差。 塑料给水管制造能耗低(以长度计，仅为金属管道的18.7)、内表面光滑、水力条件优越、不生锈、不结垢、水质卫生、没有管道二次污染、重量轻、加工和接口方便、安装劳动强度低、节约综合施工费用；但管材强度低、对基础及回填土要求较高、膨胀系数较大、需考虑温度补偿措施、抗紫外线能力较弱、存在应变腐蚀问题（以蠕变系数来表示）。 热固性塑料管（GRP）通常是指玻纤维增强树脂塑料管，又称玻璃钢管。玻璃钢管的特

41、点是强度较高，重量轻，耐腐蚀，不结垢，内壁光滑，阻力小，在相同管径、相同流量条件下，比金属管道和混凝土管道水头损失小，节省能耗。但玻璃钢管生产工艺复杂，价格较高，相对而言管壁薄，属于柔性管道，对基础与回填要求较高，也存在应变腐蚀问题。管道接口管道接口 钢管：焊接、法兰连接、承插连接； 铸铁管：法兰连接、承插连接； 混凝土管：一般采用承插连接； 塑料管：法兰连接、承插连接、溶剂粘结、热熔或电熔连接。 管材、管件的接口原则上不推荐刚性接口，在爆管抢修中，也尽量安装柔性快速抢修接头。2022-6-17给排水塑料管道给排水塑料管道2022-6-17107塑料管材的种类塑料管材的种类 硬聚氯乙烯管（U-

42、PVC管） 高密度聚乙烯管（HDPE管） 交联高密度聚乙烯管（HDPE-X管） 聚丙烯管（PP管） 复合管 骨架争强塑料管 玻璃钢管 管件2022-6-17108性能比较性能比较综合比较：综合比较： 尽管各种塑料上水管每米单价在市场上都有一个初步的定势，同样 32MM 的管材， UPVC 管 60 元米；PE管 75 元米；PPR 管 220 元米；PEX 管 280 元米；铝塑复合管 340 元米；PB 管 450 元米(以最新零售价为例)，但在经济上作综合比较并非易事。这是因为塑料上水管的综合价格不仅指管材本身的价格，还包括管件、连接工具、安装工时费用、管材损耗比例以及安装可靠性的维护期限

43、等因素在内，故使用者应根据以上综合指标来作经济分析选定。下表为综合比较， 常用塑料上水管实用性能比较常用塑料上水管实用性能比较表表 管材种类 UPVC 管 PP-R 管 PE 管 PEX 管 铝塑复合管 PB 管 工作温度 （度） -5?t?45 -20?t?95 -50?t?65 -50?t?110 -40?t?95 -30?t?110 最大使用年限 （年） 50 50 50 50 50 70 主要连接方式 粘接 热熔 电熔（挤压） 热熔 电熔 挤压 挤压 挤压（热熔电熔） 接头可靠性 一般 较好 较好 好 好 好 产生二次污染 可能有 无 无 无 无 无 管材种类 UPVC 管 PP-R 管 PE 管 PEX 管 铝塑复合管 PB 管 最大管径 （MM） 400 125 400 110 110 50 综合费用 约占镀锌管的 60%左右 高出镀锌管50%左右 高出镀锌管20%左右 高出镀锌管一倍左右 高出镀锌管一倍以上 高出镀锌管二倍以上 2022-6-17109几种塑料冷热水管的差别： 品种 项目 PP-R PE PE-X PE-AL-PE UPVC 卫生性能 绿色产品 绿色产品 卫生 卫生 较卫生 耐热保湿 优 耐热一般保温良 良 良 良 连接方式 热熔 热熔 机械 机械 溶剂胶接 主要用途 冷热水、