給水工程11-12課時水管管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物

給水排水工程

WaterSupplyandDrainageEngineering王成賢2013年9月5.3沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量

比流量：為簡化計算，而將除去大用戶集中流量以外的用水量均勻地分配在全部有效干管長度上，由此計算出的單位長度干管承擔(dān)的供水量。

城鎮(zhèn)中用水量標(biāo)準(zhǔn)不同的區(qū)域應(yīng)分別計算比流量。沿線流量是指供給該管段兩側(cè)用戶所需的流量。節(jié)點(diǎn)流量是從沿線流量折算得出的，并且假設(shè)是在節(jié)點(diǎn)集中流出的流量。在管網(wǎng)水力計算過程中，應(yīng)首先求出沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量。內(nèi)容回顧公園街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊干管總長度不包括穿越廣場、公園等無建筑地區(qū)的管線；只有一側(cè)配水的管線，長度按一半計算。內(nèi)容回顧

沿線流量：干管有效長度與比流量的乘積。

按管道長度計算的比流量不能反映供水人數(shù)和用水量的差別，可采用按面積計算比流量的方法。內(nèi)容回顧

管網(wǎng)中除最末端的管段外，其他任一管段的流量都由兩部分組成，一部分是本管段沿程配水產(chǎn)生的流量，即沿線流量，另一部分是通過該管段輸送到下游管段的流量，稱為轉(zhuǎn)輸流量。內(nèi)容回顧

節(jié)點(diǎn)流量：沿線流量只有概念上的意義，在水力計算時應(yīng)將沿線流量按適當(dāng)比例分配到兩各節(jié)點(diǎn)，成為節(jié)點(diǎn)流量。沿線流量轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)流量的原則是：管段的水頭損失相同。內(nèi)容回顧為了便于管網(wǎng)計算，a值通常統(tǒng)一采用a=0.5，即將沿線流量折半作為管段兩端的節(jié)點(diǎn)流量，在解決工程問題時，已經(jīng)足夠精確。內(nèi)容回顧

管段的計算流量也即流量分配。

計算流量(即流量分配)實際包括該管段兩側(cè)的沿線流量和通過該管段輸送到以后管段的轉(zhuǎn)輸流量。管網(wǎng)的流量分配就是確定管網(wǎng)中各管段的流量。節(jié)點(diǎn)流量求出后，就可進(jìn)行管網(wǎng)的流量分配，依此確定各管段的流量和管徑。5.4管段計算流量內(nèi)容回顧

樹狀管網(wǎng)的管段流量具有唯一性。泵站56385646273545286142733341217726234775內(nèi)容回顧

環(huán)狀管網(wǎng)滿足連續(xù)性條件的流量分配方案可以有無數(shù)多種。(經(jīng)濟(jì)性、可靠性）

1510131218161714197612527148581912335913460249511135730102498內(nèi)容回顧DeM1VeWM1WVW0DW0管徑（mm）平均經(jīng)濟(jì)流速（m/s）D=100～400D≥4000.6～0.90.9～1.4內(nèi)容回顧經(jīng)濟(jì)流速:Q一定,在資金償還期內(nèi),管網(wǎng)的造價和管理費(fèi)用之和為最小時相應(yīng)流速為經(jīng)濟(jì)流速.經(jīng)濟(jì)管徑:如果Q一定,由經(jīng)濟(jì)流速制定的管徑叫經(jīng)濟(jì)管徑.經(jīng)濟(jì)流量:如果DN一定,由經(jīng)濟(jì)流速決定的管段通過的流量叫經(jīng)濟(jì)流量.在重力條件下,把△H用完所得管徑為經(jīng)濟(jì)管徑.內(nèi)容回顧DN(mm)100150200250300400V(m/s)0.840.941.091.231.271.43Q(L/s)6.5916.634.260.489.919.7DN(mm)4505006007008009001000V(m/s)1.491.591.791.811.912.002.0Q(L/s)236.9312.2506.1696.5960.11272.31641.5D-V-Q,以靠近為原則內(nèi)容回顧5.6水頭損失計算流量和水頭損失的關(guān)系：均勻流基本公式：a：管段的比阻值；i：管段的長度；q管段流量；s：水管摩阻。C：謝才系數(shù)；R：水管的水力半徑=D/4；i:單位管段長度的水頭損失，或水力坡度。內(nèi)容回顧

舍維列夫公式（適用于舊鑄鐵管和舊鋼管）具體應(yīng)用時查表5-2,5-3.P40內(nèi)容回顧巴甫洛夫斯基公式（適用于混凝土管、鋼筋混凝土管和渠道）

對于混凝土管和鋼筋混凝土給水管，當(dāng)n<0.02時，y值可采用1/6。C：謝才系數(shù)；n：管壁粗糙系數(shù)，混凝土管和鋼筋混凝土管一般采用0.013~0.014；R：水力半徑。具體應(yīng)用時查表5-4.P41內(nèi)容回顧海曾—威廉公式水管種類海曾-威廉系數(shù)C塑料管新鑄鐵管、涂瀝青或水泥的鑄鐵管混凝土管、焊接鋼管舊鑄鐵管和舊鋼管150130120100內(nèi)容回顧柯爾勃洛克公式水管種類粗糙系數(shù)k（mm）涂瀝青鑄鐵管涂水泥鑄鐵管涂瀝青鋼管鍍鋅鋼管石棉水泥管離心法鋼筋混凝土管塑料管0.05～0.1250.500.050.1250.03～0.040.04～0.250.01～0.03內(nèi)容回顧

水管材料和配件管網(wǎng)附件管網(wǎng)附屬構(gòu)筑物調(diào)節(jié)構(gòu)筑物主要內(nèi)容第9章：水管管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物2023/2/320第一節(jié)水管材料和配件一、按照水管工作條件，水管性能應(yīng)滿足下列要求：有足夠的強(qiáng)度，可以承受各種內(nèi)外載荷；水密性，它是保證管網(wǎng)有效而經(jīng)濟(jì)地工作的重要條件；水管內(nèi)壁面應(yīng)光滑以減小水頭損失；價格較低，使用年限較長，并且有較高的防止水和土壤侵蝕能力；水管施工簡便，工作可靠。第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物21

水管可分為金屬管（鑄鐵管和鋼管等）和非金屬管（預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、玻璃鋼管、塑料管等）和復(fù)合材料三大類。水管材料的選擇取決于承受的水壓、外部載荷、埋管條件、供應(yīng)情況等。第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物22目前常用的金屬管主要有：鋼管、鍍鋅管、鑄鐵管、銅管。塑料管材包括：（1）硬聚氨乙烯管（UPVC）管（2）聚乙烯管（PE管）（3）聚丁烯管道（4）交聯(lián)聚乙烯（PEX）管（5）聚丙烯共聚物PP-R、PP-C管復(fù)合材料第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物9.1.1鑄鐵管連續(xù)鑄鐵管性能：

有較強(qiáng)的耐腐蝕性。但質(zhì)地較脆，抗沖擊和抗震能力較差，重量較大，且經(jīng)常發(fā)生接口漏水，水管斷裂和爆管事故，給生產(chǎn)帶來很大的損失。接口形式：承插式和法蘭式。第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物2023/2/324法蘭式接頭第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物2023/2/325球墨鑄鐵管性能：

既具有灰鑄鐵管的許多優(yōu)點(diǎn)，而且機(jī)械性能有很大提高，其強(qiáng)度是灰鑄鐵管的多倍，抗腐蝕件能遠(yuǎn)高于鋼管，因此是理想的管材。球墨鑄鐵管的重量較輕，很少發(fā)生爆管、滲水和漏水現(xiàn)象，可以減少管網(wǎng)漏損率和管網(wǎng)維修費(fèi)用。接口形式：

球墨鑄鐵管采用推入式楔形膠圈柔性接口、也可用法蘭接口。第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物2023/2/3269.1.2鋼管性能：

能耐高壓、耐振動、重量較輕、單管的長度大和接口方便，但承受外荷載的穩(wěn)定性差，耐腐蝕性差，管壁內(nèi)外都需有防腐措施，并且造價較高。接口形式：焊接或法蘭接口。9.1.3預(yù)應(yīng)力和自應(yīng)力鋼筋混凝土管

特點(diǎn)：造價低，抗震性能強(qiáng)，管壁光滑，水力條件好，耐腐蝕，爆管率低，但重量大，不便于運(yùn)輸和安裝。第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物2023/2/3279.1.4玻璃鋼管特點(diǎn)：耐腐蝕，不結(jié)垢，能長期保持較高的輸水能力，強(qiáng)度高，粗糙系數(shù)小。重量輕，便于運(yùn)輸和施工。但價格較高，幾乎和鋼管相接近。第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物玻璃鋼管2023/2/3289.1.5塑料管特點(diǎn)：具有強(qiáng)度高、表面光滑、不易結(jié)垢、水頭損失小、耐腐蝕、重量輕、加工和接口方便等優(yōu)點(diǎn)，但是管材的強(qiáng)度較低，膨脹系數(shù)較大、用作長距離管道時，需考慮溫度補(bǔ)償措施。（1）硬聚氨乙烯管（UPVC）管（2）聚乙烯管（PE管）（3）聚丁烯管道（4）交聯(lián)聚乙烯（PEX）管（5）聚丙烯共聚物PP-R、PP-C管第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物2023/2/329ABSPPPEUPVC第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物2023/2/3309.2管網(wǎng)附件9.2.1閥門

調(diào)節(jié)管線中的流量或水壓。閥門的布置要數(shù)量少而調(diào)度靈活。主要管線和次要管線交接處的閥門常設(shè)在次要管線上。第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物2023/2/3319.2.2止回閥止回閥是限制壓力管道中的水流朝一個方向流動的閥門。閥門的閘板可繞軸旋轉(zhuǎn)。水流方向相反時，閘板因自重和水壓作用而自動關(guān)閉。止回閥一般安裝在水壓大于196KPa的泵站出水管上，防止因突然斷電或其他事故時水流倒流而損壞水泵設(shè)備。第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物2023/2/3329.2.3排氣閥和泄水閥

排氣閥使管線投產(chǎn)時或檢修后通水時，管內(nèi)空氣可經(jīng)此閥排除，平時用以排出從水中釋出的氣體。泄水閥排除水管中的沉淀物以及檢修時放空水管內(nèi)的存水。第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物2023/2/3339.2.4消火拴第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物消火栓分地上式和地下式，一般后者適用于氣溫較低的地區(qū)。地上式消火栓一般布置在交叉路口消防車可以駛近的地方。地下式消火栓安裝在閥門井內(nèi)。2023/2/334第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物2023/2/3359.3管網(wǎng)附屬構(gòu)筑物9.3.1閥門井第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物管網(wǎng)中的附件一般是安裝在閥門井內(nèi)。閥門井的平面尺寸，取決于水管直徑以及附件的種類和數(shù)量。但應(yīng)滿足閥門操作和安裝拆卸各種附件所需的最小尺寸。井的深度由水管的埋設(shè)深度確定。井底到水管承口或法蘭盤底的距離至少為0.1m，法蘭盤和井壁之間的距離宜大于0.15m，從承口外緣到井壁的距離應(yīng)在0.3m以上，以便于接口施工。閥門井一般用磚砌，也可以用石砌或者鋼筋混凝土建造。直徑小的閥門可以用閥門套筒，直徑大的，用閥門井。地下水位較高處的閥門井，井底和井壁應(yīng)不透水，在水管穿越井壁處應(yīng)保持足夠的水密性。閥門井應(yīng)有抗浮的穩(wěn)定性。2023/2/336第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物2023/2/337第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物9.3.2管道支墩設(shè)計原則（1）當(dāng)管道轉(zhuǎn)彎角度<10°時，可以不設(shè)置支墩。（2）管徑>600mm管線上，水平敷設(shè)時應(yīng)盡量避免選用90°彎頭，垂直敷設(shè)時應(yīng)盡量避免使用45°以上的彎頭。（3）支墩后背必須為原形土，支墩與土體應(yīng)緊密接觸，倘若空隙需用與支墩相同材料填實。（4）支撐水平支墩后背的土壤，最小厚度應(yīng)大于墩底在設(shè)計地面以下深度的3倍。

2023/2/3389.3.2支墩第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物2023/2/3399.3.3管線穿越障礙物當(dāng)給水管線通過鐵路、公路和河谷時，必須采用一定的措施。

管線穿過鐵路時，其穿越地點(diǎn)、方式和施工方法，應(yīng)嚴(yán)格按照鐵路部門穿越鐵路的技術(shù)規(guī)范。根據(jù)鐵路的重要性，采取以下措施：穿越臨時鐵路或一般公路，或非主要路線且水管埋設(shè)較深時，可以不設(shè)套管，但應(yīng)盡量將鑄鐵管接口放在兩股道之間，并用青鉛接頭，鋼管則應(yīng)有相應(yīng)的防腐措施；穿越較重要的鐵路或交通頻繁的公路時，水管須放在鋼筋混凝土套管內(nèi)，套管直徑根據(jù)施工方法而定，大開挖施工時應(yīng)比給水管直徑大300mm，頂管法施工時應(yīng)較給水管的直徑大600mm。穿越鐵路或公路時，水管管頂應(yīng)在鐵路路軌底或公路路面以下1.2m左右。管道穿越鐵路時，兩端應(yīng)設(shè)檢查井，井內(nèi)設(shè)閥門或排水管等。

第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物2023/2/341管線穿越河川山谷時，可利用現(xiàn)有橋梁架設(shè)水管，或敷設(shè)倒虹管，或建造水管橋。

給水管架設(shè)在現(xiàn)有橋梁下穿越河流最為經(jīng)濟(jì)，施工和檢修比較方便，通常水管架在橋梁的人行道下。倒虹管從河底穿越，其優(yōu)點(diǎn)是隱蔽，不影響航運(yùn)，但施工和檢修不便。

倒虹管一般用鋼管，并須加強(qiáng)防腐措施。當(dāng)管徑小、距離短時可用鑄鐵管，但應(yīng)采用柔性接口。倒虹管設(shè)置一條或兩條，在兩岸應(yīng)設(shè)閥門井。閥門井頂部標(biāo)高應(yīng)保證洪水時不致淹沒。井內(nèi)有閥門和排水管。

倒虹管頂在河床下的深度，一般不小于0.5m，但在航道線范內(nèi)不應(yīng)小于1m。倒虹管應(yīng)選擇在地質(zhì)條件較好、河床及河岸不受或少受沖刷處。第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物2023/2/3429.3.4管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)詳圖管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)詳圖管網(wǎng)設(shè)計時，需先在管網(wǎng)圖上確定閥門、消火栓、排氣閥等主要附件的位置，布置必須合理，然后選定節(jié)點(diǎn)大的管配件。在施工圖上應(yīng)繪制節(jié)點(diǎn)詳圖，圖中用標(biāo)準(zhǔn)符號繪出節(jié)點(diǎn)上的配件和管線，如消火栓、彎管、漸縮管、閥門等，特殊的配件也應(yīng)在圖中注明，便于加工。設(shè)在閥門井內(nèi)的閥門和地下消火栓應(yīng)在圖上表示，閥門的大小和形狀應(yīng)盡量統(tǒng)一，形式不宜過多。節(jié)點(diǎn)詳圖可以不按比例繪制，但管線方向和相對位置須與管網(wǎng)總圖一致，圖案的大小根據(jù)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的復(fù)雜程度而定。第9章：水管、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物節(jié)點(diǎn)詳圖上應(yīng)標(biāo)明消火栓的位置各節(jié)點(diǎn)詳圖上標(biāo)明所需的閥門配件。管線旁注明管線長度和直徑。2023/2/3449.4調(diào)節(jié)構(gòu)筑物

調(diào)節(jié)構(gòu)筑物調(diào)節(jié)構(gòu)筑物用來調(diào)節(jié)管網(wǎng)內(nèi)的流量，有清水池、水塔和水池等。建于高地的水池其作用和水塔相同，既能調(diào)節(jié)流量，又可保證管網(wǎng)所需的水壓。當(dāng)城市或工業(yè)區(qū)靠山或有高地時，可根據(jù)地形建造高地水池。如城