城市道路设计课件：城市道路排水与管线综合设计

城市道路排水与管线综合设计目录第一节城市道路排水设计概述第二节雨水暗管排水系统的规划与布置第三节雨水流量计算第四节雨水管渠的水力计算第五节雨水管道的设计步骤第六节海绵城市第一节城市道路排水设计概述一、排水系统的选择排水系统内容：雨水：一般不需要处理，直接排入河流废（污）水：污水需要处理后排放。排水制度：合流制：将雨水和污水用同一管道系统排除的称为合流制；分流制：将污水和废水以及雨水分别排放的称为分流制；第一节城市道路排水设计概述二、排水体制的选择根据城市总体规划、环境保护要求、当地自然条件、城市污水量和水质情况、城市原有排水设施等综合考虑，排水体制可以如下选择：1.一般新建城市或地区的排水系统，采用分流制；2.旧城排水系统改造，采用截流合流制；3.同一城市的不同地区可以采用不同的排水体制；4.新建和改造道路大多采用完全分流制排水系统；第一节城市道路排水设计概述出水口集中布置示意图出水口分散布置示意图第一节城市道路排水设计概述第一节城市道路排水设计概述三、街道雨水排除系统的类型1.明沟系统一般为加盖板的矩形或梯形排水沟，便于疏通检修。通常设置于城市广场或在郊区道路以及雨量汇集特别大的地区，如丘陵、山区城市等处。2.暗管系统暗管系统包括街沟、雨水口、连管、干管、检查井和出水口。1-街沟；2-进水孔；3-雨水口；4-连接管；5-检查井；6-雨水干管第一节城市道路排水设计概述发达国家城市排水系统发展趋势发展基础好综合利用多环保理念强城乡差距小第一节城市道路排水设计概述国内大城市排水系统的特点历史欠账多，弱点明显涉及地域大，问题复杂雨污合流多，污染较大水系破坏重，排涝困难发展不均衡，混接较多综合利用少，有待加强第二节雨水暗管排水系统的规划与布置一、雨水管道系统布置的原则雨水管道系统的布置，要使雨水能够顺畅及时地从建筑物、工厂区排出。雨水管道的布置可从以下几个方面考虑：1．充分利用地形条件，就近排入天然水体2．尽量避免设置雨水泵站3．结合城市规划布置雨水管道4．合理开辟天然水体第二节雨水暗管排水系统的规划与布置二、暗管排水系统的布设1.管的位置干管一般设置在街道中间，也可设置在街道绿地和人行道下，并注意与行道树、柱杆、侧石等保持一定的横向距离。道路宽时，可沿街道两侧双线布置。雨水管道应尽可能避免或减少与河流、铁路以及其他城市地下管线的交叉。在不能避免相交时，相交最好采用正交方式，并保证相互之间有一定的竖向距离。雨水管和其他管线平交时可以用倒虹吸的办法，和污水管相交时，一般是污水管用倒虹吸穿过雨水管。名称水平净距（m）垂直净距（m）建筑物见注3—给水管d≤200mm1.00.4d＞200mm1.5排水管—0.15再生水管0.50.4煤气管低压P≤0.05Mpa1.00.15中压0.05Mpa＜P≤0.4Mpa1.2高压0.4Mpa＜P≤0.8Mpa1.50.8Mpa＜P≤1.6Mpa2.0热力管线1.50.15电力电缆0.50.5通信信电缆1.0直埋0.5，管块0.15乔木1.5—地上杆柱通信照明及＜10kV0.5—高压铁塔基础边1.5—道路侧石边缘1.5—第二节雨水暗管排水系统的规划与布置2.管的纵坡雨水管的纵断面设计应尽量与街道地形相适应，即管道纵坡尽可能与街道纵坡取得一致。3.管道的埋深与覆土厚度管道的埋深指管道内壁底到地面的深度。管道的覆土厚度指管道外壁顶部到地面的距离。1)造价和施工因素，管道埋深最大不超过7~8米。2)最小覆土厚度一般不小于0.7m。对于北方冰冻地区，则要根据防冻要求来确定覆土厚度。第二节雨水暗管排水系统的规划与布置三、雨水口与检查井的布设1.雨水口的布设位置雨水口一般设在道路的两侧、交叉口、广场上等水流可能流经的地方和地面水可能汇集的低洼地段。2.雨水口的数量雨水口布设数量应按汇水面积所产生的流量和雨水口的进水能力确定。3.雨水口设置间距一般间距为25~60米，交叉口处适当加密；第二节雨水暗管排水系统的规划与布置4.雨水口的构造1）包括进水篦、井身、连接管三部分。雨水口正面图雨水口侧面图1-进水篦；2-井身；3-连接管第二节雨水暗管排水系统的规划与布置2）雨水口的形式：平篦式、立式和联合式；平篦式雨水口：平式雨水口单篦泄水能力为20L/s，双篦泄水能力为35L/s。立式：分为立孔式和立篦式两种。联合式：联合式雨水口单篦泄水能力为30L/s，双篦泄水能力为50L/s。设置原因：主要为阻挡杂物和保证流量。平篦式单雨水口示意图第二节雨水暗管排水系统的规划与布置平篦式单雨水口示意图立式雨水口示意图第二节雨水暗管排水系统的规划与布置5.检查井(窨井）设在主干管上，对管道进行检查和疏通，管道系统上必须设置检查井，同时检查井还能起到连接沟管的作用。1.检查井设置条件1)管道方向转折处2)管道坡度转换处3)管道交汇处4)直线管道每隔一定距离处（管径小于600，间距25～40）检查井间距，管径600mm，75m。管径700～1500mm，125米。圆形检查井图第三节雨水流量计算

第三节雨水流量计算径流系数确定：降落于地面的雨水，部分流入雨水管道，这部分雨水称为径流量。径流量与全部降雨量比为径流系数。汇水面积确定：每条管道都有它所服务的面积，此面积为汇水面积或排水面积F。各设计管段的汇水面积的区界是根据地形、地物决定的。计算汇水面积时，除街坊面积外还包括街道面积。地面种类地面种类各种屋面、混凝土或沥青路面0.85~0.95干砌砖石或碎石路面0.35~0.40大块石路面、沥青表面处治路面0.55~0.65非铺砌土路面0.25~0.35级配碎石路面0.40~0.50公园或绿地0.10~0.20第三节雨水流量计算2.设计暴雨强度指某一连续降雨时段内的平均降雨量i＝h/t。工程上常用单位时间内单位面积上的降雨体积q(L/s/104m2)工程上一般选择至少十年以上的降雨强度的最大值为设计依据。序号城市名称暴雨强度公式q20资料年数及起止年份1北京187401941~1980年2上海198411919~1959年3重庆19284哈尔滨145321950~1981年5济南18156南京181401929~1977年7长沙176201954~1973年8广州245311951~1981年9南宁255211952~1972年10成都19217第三节雨水流量计算暴雨强度设计重现期T暴雨强度设计重现期指等于或大于该暴雨强度发生一次的平均时间间隔，以T表示，以年为单位。一般选用1~3年，重要干道立交部分一般选用3~5年。降雨历时连续降雨的时段称为降雨历时，一般指全部降雨的时间。雨水管渠的设计降雨历时，应采用管渠中形成最大流量的所需的时间。设计中通常采用汇水面积最远点雨水流到设计断面时的集水时间。第四节雨水管渠的水力计算雨水管设计要点设计充满度：雨水管和合流管均按满流条件设计，明渠应有设计水位以上不小于0.2m的安全值，街道边沟应有不小于0.03m的安全值设计流速：雨水管道的最小设计流速为0.75m/s，明渠最小设计流速为0.4m/s。

设计坡度：当管材为塑料管时雨水管和合流管的最小设计坡度0.2%，其他管材0.3%

最小管径：雨水管和合流管的最小管径为300mm，雨水口连接管的最小管径为200mm。第五节雨水管道的设计步骤⑴基础数据与资料收集与调查⑵在地形图上划分汇水面积，规划雨水管道路线，确定水流方向。⑶划分各段管道的汇水面积，并确定水流方向。将计算面积及各段管道的长度填写在图中。⑷依据地形图的等高线，确定各设计管段起讫点的地面高程；确定沿干管的控制点的高程，准备进行水力计算。⑸按整个区域的地面性质求出径流系数。⑹计算起点地面集水时间。⑺确定设计重现期。⑻推求暴雨强度公式，并绘制单位径流量与汇流时间关系图。⑼确定设计流量。进行水力计算，确定管渠断面尺寸、纵断面坡度，并绘制平面设计图。第六节海绵城市一、海绵城市产生背景屋面、道路、地面等设施建设导致的下垫面硬化，以及大量占用城市内原有的河流湖泊等因素，造成了70%~80%的降雨形成径流，仅有20%~30%的雨水能够入渗地下，破坏了自然生态本底和自然蓄水功能。后果：逢雨必涝、遇涝则瘫、城里看海和雨后即旱、旱涝急转、逢旱则干、热岛效应，带来了水生态恶化、水资源紧缺、水环境污染、水安全缺乏保障。城市发生内涝，表面上是由于城市地下排水系统落后于城市建设，但究其根源却是建设和建筑改变了地表径流量，增加了地下管网的负担。第六节海绵城市二、海绵城市理念及其本质本质是回归自然，崇尚自然，是改变传统城市建设与发展理念，遵循顺应自然、与自然和谐共处的低影响发展模式，从而实现人、城市与其资源环境的协调发展，实现人与自然、土地利用、水环境、水循环的和谐共处。三、海绵城市宏观实施方案通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种生态化技术，构建低影响开发、具有自然循环的“绿色海绵”雨水系统。第六节海绵城市传统快排模式与海绵排放模式第六节海绵城市四、城市规划区海绵城市设计与改造1．采取一些技术措施，如加深蓄水池深度，降低水温来增加蓄水量并合理控制蒸发量。同时注重城市中市政污水再生水的利用价值，铺设再生水专用管道。2．充分利用道路自身及周边绿化空间推行下凹式绿地、透水路面、LID树池等低影响开发措施，削减径流水量、改善径流