市政工程基礎(chǔ)給水排水工程資料PPT學(xué)習(xí)教案

1、市政工程基礎(chǔ)給水排水工程資料市政工程基礎(chǔ)給水排水工程資料7.1 雨水管網(wǎng)布置1充分利用地形，就近排入水體（1）基本原則：雨水管渠應(yīng)盡量利用自然地形坡度布置，要以最短的距離靠重力流將雨水排入附近的池塘、河流、湖泊等水體中。（2）當(dāng)?shù)匦纹露容^大時(shí)，雨水干管布置在地形低處或溪谷線上；當(dāng)?shù)匦纹教箷r(shí)，雨水干管布置在排水流域的中間，以便于支管接入，盡量擴(kuò)大重力流排除雨水的范圍。第1頁(yè)/共66頁(yè)2盡量避免設(shè)置雨水泵站 當(dāng)?shù)匦纹教?，且地面平均?biāo)高低于河流的洪水位標(biāo)高時(shí)，需將管道適當(dāng)集中，在出水口前設(shè)雨水泵站，經(jīng)抽升后排入水體。盡可能使通過(guò)雨水泵站的流量減到最小，以節(jié)省泵站的工程造價(jià)和經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用。第2頁(yè)/共6

2、6頁(yè)3根據(jù)城市規(guī)劃布置雨水管道第3頁(yè)/共66頁(yè)v 雨水管道應(yīng)平行道路敷設(shè)，宜布置在人行道或綠化帶下，不宜布置在快車道下，以免積水時(shí)影響交通或維修管道時(shí)破壞路面。當(dāng)?shù)缆反笥?0 m時(shí)，應(yīng)考慮在道路兩側(cè)分別設(shè)置雨水管道。第4頁(yè)/共66頁(yè)4采用明渠或暗管的選擇 （1）暗管：在城市市區(qū)或廠區(qū)內(nèi)，由于建筑密度高，交 通量大，一般采用暗管排除雨水。 特點(diǎn)-衛(wèi)生條件好、不影響交通，造價(jià)高。（2）明渠：在城市郊區(qū)，建筑密度較低，交通量較小的地方，一般考慮采用明渠。 特點(diǎn)-造價(jià)低；但明渠容易淤積，孳生蚊蠅，影響環(huán)境衛(wèi)生，且明渠占地大，使道路的豎向規(guī)劃和橫斷面設(shè)計(jì)受限，橋涵費(fèi)用也增加。 在地形平坦、埋設(shè)深度或出水

3、口深度受限制的地區(qū)，可采用暗渠（蓋板渠）排除雨水第5頁(yè)/共66頁(yè)5合理布置雨水口，保證路面雨水順暢排除 雨水口的布置應(yīng)根據(jù)地形和匯水面積確定，以使雨水不致漫過(guò)路口。 一般在道路交叉口的匯水點(diǎn)、低洼地段均應(yīng)設(shè)置雨水口。此外，在道路上每隔2550 m也應(yīng)設(shè)置雨水口。12第6頁(yè)/共66頁(yè) 此外，在道路路面上應(yīng)盡可能利用道路邊溝排除雨水，為此，在每條雨水干管的起端，通常利用道路邊溝排除雨水，從而減少暗管長(zhǎng)度約100150 m，降低了整個(gè)管渠工程的造價(jià)。312第7頁(yè)/共66頁(yè)6雨水出水口的布置（1）分散出水口分散出水口： 當(dāng)管道將雨水排入池塘或小河時(shí)，水位變化小，出水口構(gòu)造簡(jiǎn)單，宜采用分散出水口。分散出

4、水口。就近排放管線短、管徑小，造價(jià)低。 （2）集中出水口式集中出水口式： 當(dāng)河流等水體的水位變化很大，管道的出水口離常水位較遠(yuǎn)時(shí)，出水口的構(gòu)造就復(fù)雜，因而造價(jià)較高，此時(shí)宜采用集中出水口式集中出水口式布置形式。第8頁(yè)/共66頁(yè)7排洪溝的設(shè)置 對(duì)于傍山建設(shè)的城市和廠礦企業(yè)，為了消除洪水的影響，除在設(shè)計(jì)地區(qū)內(nèi)部設(shè)置雨水管道外，尚應(yīng)考慮在設(shè)計(jì)地區(qū)周圍或超過(guò)設(shè)計(jì)地區(qū)設(shè)置排洪溝，以攔截從分水嶺以內(nèi)排泄下來(lái)的洪水，并將其引入附近水體，以保證城市和廠礦企業(yè)的安全。第9頁(yè)/共66頁(yè)7.2 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 雨水管渠系統(tǒng)是由雨水口、雨水管渠、檢查井、出水口等構(gòu)筑物組成的一整套工程設(shè)施。 雨水管渠系統(tǒng)的任務(wù)就是及

5、時(shí)匯集并排除暴雨所形成的地面徑流，以保障人民的生命安全和正常生產(chǎn)。第10頁(yè)/共66頁(yè)1 1確定當(dāng)?shù)氐谋┯陱?qiáng)度公式或暴雨強(qiáng)度曲線；確定當(dāng)?shù)氐谋┯陱?qiáng)度公式或暴雨強(qiáng)度曲線；2 2劃分排水流域，進(jìn)行雨水管渠的定線；劃分排水流域，進(jìn)行雨水管渠的定線；3 3劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算各設(shè)計(jì)管段雨水設(shè)計(jì)流量；劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算各設(shè)計(jì)管段雨水設(shè)計(jì)流量；4 4進(jìn)行管渠的水力計(jì)算，確定各設(shè)計(jì)管段的管徑、進(jìn)行管渠的水力計(jì)算，確定各設(shè)計(jì)管段的管徑、 坡度、標(biāo)高及埋深。坡度、標(biāo)高及埋深。5 5繪制管渠平面圖及縱剖面圖。繪制管渠平面圖及縱剖面圖。一、雨水管渠設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括一、雨水管渠設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括第11頁(yè)/共66頁(yè)二、雨

6、量分析與暴雨強(qiáng)度公式二、雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式（一）雨量分析：第12頁(yè)/共66頁(yè) 1降雨量 降雨量是指降雨的絕對(duì)量，是用降雨深度 H（mm）表示，也可用單位面積上的降雨體積（L/ha）表示。在研究降雨時(shí)，很少以一場(chǎng)雨為對(duì)象，而常用單位時(shí)間表示： （1）年平均降雨量：指多年觀測(cè)所得的各年降雨量的平均值。 （2）月平均降雨量：指多年觀測(cè)所得的各月降雨量的平均值。 （3）年最大日降雨量：指多年觀測(cè)所得的一年中降雨量最大一日的絕對(duì)量。第13頁(yè)/共66頁(yè) 3降雨強(qiáng)度（暴雨強(qiáng)度） 降雨強(qiáng)度是指某一連續(xù)降雨時(shí)段內(nèi)的平均降雨量，即單位時(shí)間的平均降雨深度，用 i表示。第14頁(yè)/共66頁(yè)iHt（mm/min） 在

7、工程上統(tǒng)計(jì)的降雨多屬暴雨性質(zhì)，故稱暴雨強(qiáng)度，常用單位時(shí)間內(nèi)單位面積上的降雨體積 q（L/sha）表示。q與 i之間的換算關(guān)系為：q167i式中 167換算系數(shù)。第15頁(yè)/共66頁(yè)暴雨強(qiáng)度是描述暴雨特征的重要指標(biāo)，也是確定雨水設(shè)計(jì)流量的重要依據(jù)。在任一場(chǎng)暴雨中，暴雨強(qiáng)度是隨降雨歷時(shí)變化的。所取的降雨歷時(shí)長(zhǎng)，則與該歷時(shí)相對(duì)應(yīng)的暴雨強(qiáng)度將小于短歷時(shí)對(duì)應(yīng)的暴雨強(qiáng)度。在推求暴雨強(qiáng)度公式時(shí)，降雨歷時(shí)常采用5、10、15、20、30、45、60、90、120 min 9個(gè)時(shí)段。在分析暴雨資料時(shí)，必須選用對(duì)應(yīng)各降雨歷時(shí)的最大降雨量。由于在各降雨歷時(shí)內(nèi)每個(gè)時(shí)刻的暴雨強(qiáng)度也是不同的，所以計(jì)算出的各歷時(shí)的暴雨強(qiáng)度稱

8、為最大平均暴雨強(qiáng)度。第16頁(yè)/共66頁(yè)4降雨面積和匯水面積（1）降雨面積是指降雨所籠罩的面積，即降雨的范圍。（2）匯水面積是指雨水管渠匯集雨水的面積，用 F表示，以公頃或平方公里為單位（ha或km2）。 任一場(chǎng)暴雨在降雨面積上各點(diǎn)的暴雨強(qiáng)度是不相等的，但在城鎮(zhèn)雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)管渠的匯水面積較小，一般小于100 km2，其匯水面積上最遠(yuǎn)點(diǎn)的集水時(shí)間不超過(guò)60 min到120 min，這種較小的匯水面積，在工程上稱為小匯水面積。在小匯水面積上可忽略降雨的非均勻分布，認(rèn)為各點(diǎn)的暴雨強(qiáng)度都相等。第17頁(yè)/共66頁(yè) 5降雨的頻率和重現(xiàn)期頻率Pmnn100第18頁(yè)/共66頁(yè)100NmPnPmNMn

9、100M每年選入的平均雨樣數(shù)第19頁(yè)/共66頁(yè)這一定義是假定降雨觀測(cè)資料年限非常長(zhǎng)，可代表降雨的整個(gè)歷史過(guò)程。但實(shí)際上是不可能的，只能取得一定年限內(nèi)的暴雨強(qiáng)度值，因而n是有限的。按上式求得的暴雨強(qiáng)度的頻率，只能反映一定時(shí)期內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)，不能反映整個(gè)降雨的規(guī)律，故稱為經(jīng)驗(yàn)頻率。因此，水文計(jì)算常采用公式 計(jì)算年頻率，用公式 計(jì)算次頻率。觀測(cè)資料的年限愈長(zhǎng)，經(jīng)驗(yàn)頻率出現(xiàn)的誤差也就愈小。PmNn1100PmNMn1100第20頁(yè)/共66頁(yè)第21頁(yè)/共66頁(yè)P(yáng)Nm式中 P 暴雨強(qiáng)度的重現(xiàn)期（a）； N 資料記錄的年限（a）； m 等于或大于某特定值的暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)的次數(shù)。PPn1重現(xiàn)期 P與年頻率 Pn互為倒

10、數(shù)，即第22頁(yè)/共66頁(yè)第23頁(yè)/共66頁(yè)qAcPtbn16711lg式中 q 設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度（L/sha）； P 設(shè)計(jì)重現(xiàn)期（a）； t 降雨歷時(shí)（min）；A1、c、b、n ：地方參數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算確定。 我國(guó)給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第5冊(cè)收錄了我國(guó)若干城市的暴雨強(qiáng)度公式，統(tǒng)計(jì)時(shí)可直接選用。目前尚無(wú)暴雨強(qiáng)度公式的城鎮(zhèn)，可借用附近氣象條件相似地區(qū)城市的暴雨強(qiáng)度公式。第24頁(yè)/共66頁(yè)1地面徑流：在地面沿地面坡度流動(dòng)的雨水，稱為地面徑流。雨水管渠就是收集雨水地面徑流量。2徑流系數(shù)1降雨量徑流量第25頁(yè)/共66頁(yè)時(shí)間余水量余水率時(shí)間地面滲水量入滲率1降雨強(qiáng)度q大，地面徑流量也大降雨強(qiáng)度q=入滲率，余水

11、率=0，由于地面積水仍有地面徑流。 影響徑流系數(shù)的因素主要有匯水面積的地面覆蓋情況、地面坡度、地貌、建筑密度的大小、路面鋪砌等。此外，還與降雨歷時(shí)、暴雨強(qiáng)度及暴雨雨型有關(guān)。要精確確定 值，難度較大。目前在雨水管渠設(shè)計(jì)中，通常采用按地面覆蓋種類確定的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。第26頁(yè)/共66頁(yè)徑流系數(shù)值地面種類值各種屋面、混凝土和瀝青路面0.90大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面0.60級(jí)配碎石路面0.45干砌磚石和碎石路面0.40非鋪砌土路面0.30公園或綠地0.15第27頁(yè)/共66頁(yè)aviiFFaviiFF第28頁(yè)/共66頁(yè)21mtt 第29頁(yè)/共66頁(yè)第30頁(yè)/共66頁(yè)第31頁(yè)/共66頁(yè)第32頁(yè)/共6

12、6頁(yè)（3）折減系數(shù) m的確定折減系數(shù) m的提出原因如下： 1）雨水管渠按滿流設(shè)計(jì)，但降雨時(shí)，管渠中的水流并非一開(kāi)始就達(dá)到設(shè)計(jì)流速，而是隨著降雨歷時(shí)的增長(zhǎng)逐漸達(dá)到設(shè)計(jì)流速的。這樣，按公式算出的管渠內(nèi)流行時(shí)間 t2將比實(shí)際時(shí)間偏小。第33頁(yè)/共66頁(yè)第34頁(yè)/共66頁(yè)考慮到以上兩個(gè)原因，在設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)計(jì)算時(shí)引入了折減系數(shù)m，延緩了管內(nèi)流行時(shí)間，使之更接近于實(shí)際情況，并達(dá)到折減管段設(shè)計(jì)流量，減小管渠斷面尺寸的目的。規(guī)范規(guī)定：暗管 m =2，明渠 m =1.2，在陡坡地區(qū)的暗管 m1.22。第35頁(yè)/共66頁(yè)第36頁(yè)/共66頁(yè)第37頁(yè)/共66頁(yè)1121FqQ （L/s）第38頁(yè)/共66頁(yè)21232FF

13、qQ （L/s）第39頁(yè)/共66頁(yè) 321343FFFqQ （L/s）第40頁(yè)/共66頁(yè) 4321454FFFFqQ （L/s）第41頁(yè)/共66頁(yè)第42頁(yè)/共66頁(yè)Qv21321IRnv第43頁(yè)/共66頁(yè)第44頁(yè)/共66頁(yè)第45頁(yè)/共66頁(yè)第46頁(yè)/共66頁(yè)第47頁(yè)/共66頁(yè)第八章 排水管渠及附屬構(gòu)筑物 排水管渠的斷面形式要求 靜力學(xué)上，具有一定的抗荷載能力，堅(jiān)固穩(wěn)定， 抗壓抗折，不破裂、不變形 水力學(xué)上，盡可能大的排水能力，不淤積，不沉淀 經(jīng)濟(jì)上，造價(jià)低 管理維護(hù)上，便于疏通、清洗 第48頁(yè)/共66頁(yè)排水管渠的斷面形式 圓形半橢圓形馬蹄形水力特性好排水能力大抗壓能力強(qiáng)便于預(yù)制節(jié)省材料 抗壓能

14、力強(qiáng)節(jié)省材料用于污水流量大且變化小管徑大于2m 高度小于寬度可減小埋深造價(jià)低、易淤積適用大流量、變化小、出水位置受限制 第49頁(yè)/共66頁(yè)排水管渠的斷面形式 矩形水力條件差可現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制適用于排洪溝等明渠或路面狹窄地區(qū) 梯形只適用于明渠 蛋形下部窄流量小時(shí)流速也較大不淤積清通養(yǎng)護(hù)方便 第50頁(yè)/共66頁(yè)排水管渠材料的要求 具有一定的強(qiáng)度，抗壓抗折 抗沖刷、耐磨損 有抗腐蝕，浸蝕能力 不透水 內(nèi)壁光滑、阻力小 貨源充足、價(jià)格便宜 第51頁(yè)/共66頁(yè)常用的排水管渠 混凝土和鋼筋混凝土管陶土管金屬管磚石漿砌或鋼混大型管渠石棉水泥管其他管渠,包括木管,竹管,塑料管,玻璃鋼管等第52頁(yè)/共66頁(yè)(1)混凝土

15、和鋼筋混凝土管 優(yōu)點(diǎn)： 制造方便，成本低，抗壓能力強(qiáng)，適用于大管徑 缺點(diǎn)： 抗酸、堿和浸蝕能力低；抗?jié)B透性能低；管節(jié) 短，接頭多，施工困難；重量大，搬運(yùn)不便 乘插式企口式平口式第53頁(yè)/共66頁(yè)(2)陶土管特點(diǎn)：內(nèi)外壁光滑；不透水性能好，耐磨損、抗腐蝕；強(qiáng)度低，抗壓抗折能力差，管徑較小，一般在300mm以下適用條件：居民區(qū)室外排水管、工業(yè)廢水中 第54頁(yè)/共66頁(yè)(3)金屬管(鋼管 和鑄鐵管)特點(diǎn)：成本高，較少采用；抗高壓、抗?jié)B透能力強(qiáng)；內(nèi)壁光滑，阻力?。婚L(zhǎng)度大，接頭少；抗酸、堿腐蝕和抗地下水浸蝕能力低，需作防腐處理適用條件：震區(qū)，對(duì)滲透要求高的地區(qū) 第55頁(yè)/共66頁(yè)特點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)澆筑，抗壓、抗

16、震、抗腐蝕能力強(qiáng)，無(wú)法預(yù)制適用條件：大管徑，管徑大于2.0m (4)磚石漿砌或鋼混大型管渠(5)石棉水泥管特點(diǎn)：表面光滑、不透水；抗腐蝕性強(qiáng)；重量輕；質(zhì)脆，易折斷，不耐磨損 (6)其他管渠:木,竹,塑料,玻璃鋼等第56頁(yè)/共66頁(yè)管渠材料的選擇管渠材料應(yīng)盡可能就地取材，便于供應(yīng)和運(yùn)輸考慮管材的造價(jià)根據(jù)輸送水質(zhì)情況，進(jìn)行比較選擇考慮管材的適用條件第57頁(yè)/共66頁(yè)排水管渠接口的要求 足夠的強(qiáng)度 不透水 抗腐蝕、浸蝕 具有一定的彈性 排水管渠接口的分類柔性接口：允許有3-5mm的縱向交錯(cuò)或較小的角度。適用于地基 軟硬不一、受力不均勻，震區(qū)等地。但施工復(fù)雜，造 價(jià)高。如瀝青卷材、橡膠圈剛性接口：不允

17、許有相對(duì)的位移。適用于地基條件好的地區(qū)，施 工簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，如水泥砂漿接口半柔半剛性接口：介于柔性和剛性之間，如石棉水泥接口 第58頁(yè)/共66頁(yè)排水管渠基礎(chǔ)的組成管道管座基礎(chǔ)墊層地基第59頁(yè)/共66頁(yè)排水管渠基礎(chǔ)的種類砂土基礎(chǔ) 適用于土壤條件非常好、無(wú)地下水的地區(qū)，管道直徑小于600mm，管頂覆土厚度在0.7-2.0m之間的管道，不在車行道下的次要管道及臨時(shí)性管道?；炷琳砘?建在管道接口處。適用于土壤條件較好、無(wú)地下水的地區(qū)，是一局部基礎(chǔ)?；炷翈位A(chǔ) 沿管道全長(zhǎng)敷設(shè)。適用土壤條件差、震區(qū)、重要管道處。按管座的形式，分為90度、135度、180度三種管座基礎(chǔ) 第60頁(yè)/共66頁(yè)排水管渠附

18、屬構(gòu)筑物-雨水口雨水口的作用: 收集雨水的構(gòu)筑物雨水口的組成進(jìn)水箅: 通常為鑄鐵制，也有混凝土制。一般一個(gè)平箅雨水口可排泄1520L/s的地面徑流量。進(jìn)水箅設(shè)在道路交叉口、低洼地、路側(cè)邊溝等處，間距2550m 井筒: 通常采用磚砌結(jié)構(gòu)，或鋼筋混凝土澆制，深度小于1.0m。其形式有帶沉泥井的和不帶沉泥井的兩種 連接管: 連接管的管徑大于200mm，坡度大于0.01，長(zhǎng)度小于25m。在同一連接管上雨水口的個(gè)數(shù)不多于3個(gè) 第61頁(yè)/共66頁(yè)排水管渠附屬構(gòu)筑物-檢查井 為了便于對(duì)管道進(jìn)行檢查和清通，必須設(shè)置檢查井。檢查井一般設(shè)在管渠交匯、轉(zhuǎn)彎、管渠尺寸或坡度改變、跌水等處以及相隔一定距離的直線管渠上 檢查井的組成井底: 基礎(chǔ)為卵石、碎石