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给排水工程(第5章).ppt

上传人:weiwoduzun 文档编号:5357275 上传时间:2019-02-23 格式:PPT 页数:31 大小:1.73MB
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资源描述

1、1,第5章,排水管渠系统的附属构筑物 及排水管渠材料,2,5.1 倒虹管,排水管渠遇到河流、山涧、洼地或地下构筑物等障 碍物时,不能按原有坡度埋设,而是按下凹的折线 方式从障碍物下通过,这种管道称为倒虹管。,倒虹管,3,5.1 倒虹管,5.1.1 倒虹管组成,进水井,下行管,平行管,上行管,出水井,倒虹管,1.0m,4,5.1 倒虹管,5.1.2 倒虹管设计规定,(1)通过河道的倒虹管,一般不宜少于两条;通过谷地、旱 沟或小河的倒虹管可采用一条。通过障碍物的倒虹管,尚应符合与该障碍物相交的有关规定。,(2)最小管径宜为200mm;,(3)管内设计流速应大于0.9m/s,并应大于进水管内的流速,

2、 当管内设计流速不能满足上述要求时,应增加定期冲洗措施,冲洗时流速不应小于1.2m/s;,5,5.1 倒虹管,(4)倒虹管的管顶距规划河底距离一般不宜小于1.0 m,通 过航运河道时,其位置和管顶距规划河底距离应与当地航运管理部门协商确定,并设置标志;,(5)在进水井或靠近进水井的上游管渠的检查井中宜设置事故排出口。当需要检修倒虹管时,可以将污水通过事故排出口直接排入河流。,(6)倒虹管进水井的前一检查井,应设置沉泥槽。,(7)倒虹管的上下行管与水平线夹角不大于30度。,6,5.1 倒虹管,5.1.3 倒虹管水力计算,污水在倒虹管内的流动是依靠上下游管道中的水面高差;,(进、出水井的水面高差)

3、,该高差用来克服污水通过倒虹管时的阻力损失;,阻力损失包括:,沿程水头损失:,局部水头损失:,7,总水头损失:,5.1 倒虹管,式中: i 倒虹管每米长度的阻力损失;L 倒虹管的总长度(m);局部阻力系数(包括进口、出口、转弯处);v 倒虹管内水流速度(m/s)。,初步估算时,局部阻力损失Hf按沿程阻力损失HL的5%10%计算;,倒虹管长度大于50 m时,采用5%;等于或小于50 m时,采用10%。,8,5.1 倒虹管,进水井和出水井的水面高差H:,H= H1 +(0.050.10)m,9,5.1 倒虹管,例:已知最大流量为340 L/s,最小流量为120 L/s,倒虹管长为50 m,共4只1

4、5弯头,倒虹管上游管流速为1.0 m/s,下游管流速为1.24 m/s;确定进水井和出水井的水面高差H。,解:,(1)采用两条倒虹管,每条倒虹管的最大设计流量340/2=170 L/s;,查水力计算图得到倒虹管管径D=400 mm,水力坡度i = 0.0065, 流速v= 1.37 m/s。,最小流量时,只使用一条倒虹管,此时流速为1.0 m/s0.9 m/s。,10,5.1 倒虹管,(2)倒虹管沿程水头损失:,=0.006550= 0.39(m),(4)倒虹管全部水头损失:,H1 = Hf + HL = 0.039 + 0.39 = 0.429 (m),(5) 倒虹管进、出水井水面高差:,H

5、= H1+ 0.10= 0.429 + 0.10= 0.529 (m),Hf = 0.10 0.39 = 0.039 (m),(3)倒虹管局部水头损失(按沿程阻力损失的10%计算):,11,5.2 排水管渠的断面形式及材料,5.2.1 排水管渠断面形式,5.2.1.1 排水管渠断面应满足的要求,(1)静力学,管道必须有较大的稳定性,在承受各种荷载时稳定而坚固。,(2)水力学,管道断面应具有最大的排水能力,并在一定流速下不易 产生沉淀物。,12,5.2 排水管渠的断面及材料,(4)养护方面,管道造价低。,(3)经济性,管道断面应便于冲洗和清通,没有淤积。,13,5.2 排水管渠的断面及材料,5.

6、2.1.2 排水管渠断面形式,(1)圆形,圆形断面有最大的水力半径;,在一定的坡度下,圆形断面流速最大,流量也大;,圆形管节省材料;,对外压力的抵抗力强,稳定性好;,养护方面也较方便。,最常用的一种断面形式。,14,5.2 排水管渠的断面及材料,(2)半椭圆形,在外部荷载较大时,可以更好地分配管壁压力,可减小管壁厚度。,在污水流量无大变化,管渠直径大于2m时, 采用半椭圆形断面较合适。,15,5.2 排水管渠的断面及材料,(3)马蹄形,马蹄形断面,其高度小于宽度。,在地质条件差或地形平坦地区,需要尽量减小管道埋深, 可采用马蹄形断面。,这种断面下部尺寸较大,适宜输送流量变化不大的大流量 污水。

7、,16,5.2 排水管渠的断面及材料,(4)蛋形,蛋形断面底部较小,在小流量时, 可以维持较大的流速,因而可以减小 淤积,适用于污水流量变化较大的情况。,但实际养护经验证明,这种断面的 清通工作较困难,并且制作和施工 复杂,现很少采用这种断面形式。,17,5.2 排水管渠的断面及材料,(5)矩形,矩形断面可以就地浇制或砌筑,并 按需要将深度增加,以增大排水量。,在矩形断面的基础上,底部做成弧形 流槽,以改善水力条件。,或在矩形渠道内做成低流槽,可用于 合流制管道系统。晴天时,污水在小 矩形槽内流动,以保证一定的流速, 减轻淤积的程度。,18,5.2 排水管渠的断面及材料,(6)梯形,梯形断面适

8、用于明渠。,19,5.2 排水管渠的断面及材料,5.2.2 排水管渠材料,(一)混凝土管和钢筋混凝土管,混凝土管管径一般450mm, 长度多为1m。,当管道埋深较大,或敷设在土质不良 地段,管径大于400mm时 通常采用钢筋混凝土管。,混凝土管和钢筋混凝土管便于就地取材,制造方便。,但抗酸碱侵蚀及抗渗性能差,管节短、接头多,施工复杂。,特点:,20,5.2 排水管渠的断面及材料,(二)陶土管,陶土管由塑性粘土制成。,陶土管最大直径达到800mm,一般在 400mm以内,管段长度在1m以内。,带釉的陶土管内外壁光滑,水流阻力小, 不透水性好,耐磨损,耐酸抗腐蚀好, 适用于排除酸性废水。,但陶土管

9、质脆易碎,不宜远运;抗弯抗拉强度低,不宜敷设 在松土中或埋深较大的地方;管节短、接头多,施工麻烦。,特点:,21,5.2 排水管渠的断面及材料,(三)金属管,金属管有铸铁管和钢管。,金属管坚固,抗压,抗震,抗渗性能好;内壁光滑,水流阻力小;每节管道长度大,接头少,施工方便;,但价格高,并且抗酸碱腐蚀能力差。,室外排水管道很少采用金属管。,只有在排水管道承受高压或对渗漏要求特别高的场合才采用金属管。,如排水泵站的出水管,倒虹管;靠近给水管道和房屋基础 的排水管;施工困难的地区(地下水位高、流砂严重)。,特点:,22,5.2 排水管渠的断面及材料,(四)塑料管,塑料管道是我国目前重点推广应用的化学

10、建材之一。,(1)塑料管的优点,塑料管属于柔性管,抗压、抗冲击;,塑料管内壁光滑,输送液体时摩阻明显小于混凝土管;,塑料管粗糙系数为0.01,混凝土管粗糙系数为0.013, 在相同条件下,塑料管的输水量比混凝土管提高近30%;,23,5.2 排水管渠的断面及材料,塑料管耐腐蚀性强,抗酸碱,密封性好,耐老化,使用寿命长达50年;,塑料管适应温度范围广,在-8060温度范围内不冻裂,不膨胀渗漏;,塑料管质量轻、长度大、接头少、连接方便、施工快捷;,塑料管价格相对较高,但国内外实践经验证明,在正确设计和合理施工的情况下,采用塑料排水管的总造价接近于混凝土排水管。,24, 硬质聚氯乙烯管 (UPVC)

11、,5.2 排水管渠的断面及材料,(2)常用的排水塑料管,目前在我国应用的塑料管主要是硬质聚氯乙烯(UPVC)管;,聚氯乙烯管具有强度较高、刚性较大、材料价格比较低等优点;,聚氯乙烯材料的流动性和热稳定性比较差,生产大口径 管材比较困难,目前国内生产的UPVC排水管管径绝大部 分在DN600以下。UPVC管耐低温性能差,严寒地区极易脆裂。,25,5.2 排水管渠的断面及材料, 聚乙烯管 (PE),PE管材已成为继PVC之后,世界上消费量第二大的塑料管材。,近10年来,国际上聚乙烯管的发展速度明显快于聚氯乙烯管。,聚乙烯流动性好、热稳定性高,注塑成型聚乙烯热熔管件 比较容易;聚乙烯管连接时方便可靠

12、。聚乙烯管具有独特 的柔韧性,抗震性好,适宜用于地震地区。,按密度分:低密度聚乙烯LDPE、中密度聚乙烯MDPE; 高密度聚乙烯HDPE;,26,5.2 排水管渠的断面及材料,螺旋缠绕管,双壁波纹管,按结构分:单层实壁管、双壁波纹管、螺旋缠绕管;,最大直径达到DN1200,最大直径达到DN3000,27,5.2 排水管渠的断面及材料, 玻璃钢夹砂管(RPM),玻璃钢由玻璃纤维和合成树脂制作的材料。,耐腐蚀、重量轻、 强度高、输送流量大、 安装方便、工期短和 综合投资低。,特点:,28,自学: 检查井、跌水井、水封井、溢流井、跳跃井、 冲洗井、雨水口、出水口的结构和功能。,29,混凝土,钢筋混凝

13、土,混凝土是由水泥、砂、石和水所组成,另外还常加入 适量的掺合料和外加剂。,砂、石起骨架作用,称为骨料;,水泥与水形成水泥浆,水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。,水泥浆硬化后,将骨料胶结为一个坚实的整体.,由水泥、粒料级配、加水拌和而成混凝土,在其中加入 一些抗拉钢筋,在经过一段时间的养护,达到建筑设计 所需的强度。,30,钢筋和混凝土是两种全然不同的建筑材料:,钢筋的比重大,不仅可以承受压力,也可以承受拉力;,但其造价高,保温性能很差。,混凝土的比重较小,能承受压力,但不能承受拉力; 价格比较便宜,但是却不坚固。,钢筋混凝土的诞生,解决了这两者的缺陷问题,并且保留了它们原来的优点,使得钢筋混凝土成为现代建筑物建造的首选材料。,31,管道综合造价比较表,注:各种管材单价参照深圳地区2005年3季度信息价以及各厂家报价;,比较中考虑了二次搬运、地下水抽排、沟槽支护、管道基础以及管沟回填等 诸多方面因素,管道埋深统一按4m计算。,

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