中原和木桥小区雨水工程.docx

1、第 5 章 雨水工程5.1 雨水排放现状开县中原和木桥安置区基础设施完善项目位于文峰街道文峰社区，两处安置区占地面积合 11322 平方米，安置移民 350 户 1200 余人。中原、木桥系农村移民进城联户自建安置点。在移民迁建过程中，由于时间紧，受地形和用地条件限制，安置点房屋建筑密度大，房屋建筑后方紧邻中原排洪沟支沟及未治理高切坡，安全隐患突出。集中建房时院内的基础设施建设标准低，排水系统不完善，排水沟和排洪沟堵塞也导致雨污水管网的破损严重，原有的设施已经不能满足现在实际需求，群众出行存在安全隐患。移民群众多次到政府及相关职能部门上访，集 访。为解决中原和木桥安置区内雨水收集困难，小区居民

2、下雨天出门困难问题，小区内拟新建雨水管网，雨水统一收集后排入小区外已建市政雨水管网。5.2 设计基本原则本工程项目污水管网的设计必须遵循以下基本原则：（1（ 充分利用地形，以最短的距离，靠重力流就近排入水体；（2（ 根据城市规划布置雨水管道；（3（ 理布置雨水口，以保证路面雨水排除通畅；（4（ 雨水管道采用明渠或暗管应结合具体条件确定；（5（ 一般在道路交叉口的汇水点、低洼地段均应设置雨水口。5.3 雨水管道水力计算5.3.1 雨水管道水力计算方法小区雨水管道常规设计方法是根据设计流量和管道坡度，按照满流情况确定管径的。在很多小区由于没有自然地面坡度可以利用，即使采用规范规定的最小设计坡度进行

3、计算，管道埋深仍然增加很快又因地下水位较高，埋深一般不超过，否则施工困难，一旦管道低于受纳水体水位，相应管道的铺设坡度也将失去实际意义。在此情况下，任意增设雨水提升泵站是不经济的，也是不可行的。探讨新的、有针对性的设计思想和计算方法是十分必要的。雨水管道按照满流进行设计，根据水力学观点，应该属于有压管道计算，而有压管道的水力计算与管道本身的安装坡度是没有关系的，设计时完全可以先根据计算管道的上、下游水位差和相应流量确定管径，尔后再单独考虑管道的坡度和埋深。5.3.2 确定雨水管道水力计算参数（1）雨水设计流量雨水管道设计流量按下式计算：（5-1）=式中：Q雨水设计流量（L/s）；径流系数，其数

4、值小于 1；F汇水面积（ha ）；q设计暴雨 强度（L/(s hm2)）。（2）暴雨强度公式雨水计算的暴雨强度公式：(5-2)=1671（ 1+）(+)式中：q：设计暴雨强度(L/(shm 2)；P设计重现 期（a）；t降雨历时（min）；、C、n、b参数，根据统计方法进行计算确定。1（3）雨水管道设计重现期暴雨强度随重现期的不同而不同。在设计中若重现期选用较大，则暴雨强度大，相应的雨水设计流量大，管渠的断面相应大。这样偏安全，有利于防止地面积水，但工程造价高。若重现期选用较低，则暴雨强度小，雨水设计流量小，管渠断面小。这样工程造价低，但可能会发生排水不畅、地面积水，或对城市生活及生产造成危害

5、。应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定。在同一排水系统中可采用同一重现期或不同重现期。重现期一般选用0.53a，重要干道、重要地区或短期积水即能引起 较严重后果的地区，一般选用 35a，并应与道路设计协调。特别 重要地区和次要地区可酌情增减。根据该地区实际情况，本工程重现期取 P=3a。（4）雨水管道的降雨历时对管道的某一设计断面来说，集水时间 t 由地面集水时间 t1 和管内流行时间 t2 两部分组成：t =t1 + mt2（5-3）式中： t 降雨历时(min)；t1地面集水时间(min)，视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，一般采用 515 min ；m折减系数，暗管 m

6、=2，明渠 m=1.2，在陡坡地区，暗管 m=1.2 2；t2管渠内雨水流行时间(min)管渠内雨水流行时间：(5-4)2=60式中 ：L 各管段的长度(m)；v 各管段满流时的水流速度(m/s)；60单位换算系数，1min=60s。本设计中选择 t1=10min，m=2。则雨水管道的降雨历时 t=10+2t2。（5）径流系数关于地面雨水径流系数，可以按照规范采用加权平均，求得综合径流系数。(5-5)=式中:F i汇 水面积上各类地面的面积(ha) ；i相应于各类地面的径流系数；F 全部汇水面 积(ha) 。当小区建筑容积率大时，综合径流系数取大值，反之取小值，当城镇建筑在一般常规密度的情况下

7、，综合径流系数取 =0.45-0.60；当城镇建筑密集区，综合径流系数取 =0.60-0.80。本工程中径流系数 取 0.60。（6）雨水管道一般规定 设计 充满度雨水管道中按满流设计，即 h/D1。 最小 设计流速a.满流时最小流速不得小于 0.75m/s。b.起始管段地形平坦，不小于 0.6m/s。雨水中往往泥沙含量大于污水，特别是初降雨水，为避免雨水所挟带的泥砂等无机物质在管渠内沉淀下来而堵塞管道，雨水管渠的最小设计流速应大于污水管道。最大 设计流速雨水管渠的最大设计流速规定为：金属管最大流速为 10m/s；非金属管最大流速为 5m/s；明渠中水流深度为 0.41.0m 时，最大设计流速

8、宜按规范采用。管渠设计流速应在最小流速与最大流速范围内。雨水管道最小管径 D雨水管道设计流量 =142则管道设计管径 （5-6）=4式中：Q雨水管道设计流量（L/s）；A水流有效断面面积（m 2）;V水流流速（m/s）。表 5-1 最小管径与最小设计坡度规定序号 管道类别 最小管径（mm） 相应最小设计坡度1 雨水管和合流管 300 塑料管 0.002，其他管 0.0032 雨水口连接管 200 0.013 压力输泥管 150 0.014 重力输泥管 200 0.01管道起点的埋深根据根据冰冻情况、雨水管道衔接要求及承受荷载要求以及覆土厚度等条件，起始管段覆土厚度取 0.6m，其余各管段覆土厚

9、度为 0.6m。综上所述，根据重庆当地实际情况，确定雨水管道水力计算参数如下表所示：表 5-2 雨水管道水力计算参数地面集水时间折减系数设计重现期 暴雨强度公式参数管道粗糙径流系数t1(min) m p（ a） A1 c b 指数 n 系数 n 10 2 3 15 0.845 14.095 0.753 0.013 0.75本设计中雨水管道计算的暴雨强度公式：（5-7）753.0)9.14(lg825tPq5.3.3 雨水管道水力计算结果本设计中雨水管道采用钢筋混凝土管道排水，粗糙系数n0.013，雨水管道平面布置位置详见雨水管道平面布置图（图号：ZM-YS-01）。（1）划分排水流域，管道定线

10、根据小区平面图和资料知设计区地形平坦，故排水流域按小区主要街道的汇水面积划分。由于设计区域面积较小，且小区西侧有已建市政雨水管网，雨水管道出水口位于西侧，接入已建市政雨水管网中。雨水干管基本垂直于等高线，布置在排水流域地势较低一侧，这样雨水能以最短距离靠重力流分散就近排入水体。（2）确定管段汇水区域面积通过对各管段汇水区域面积的整理，结果如下表所示：表 5-3 YA 线雨水管设计管段长度及汇水面积汇总表管段编号 管段长度 （ m）本段汇水面积（ha）转输汇水面积（ha）总汇水面积F（ ha）12 19 0.035 0 0.03523 20 0.0344 0.0350 0.069434 19 0

11、.031 0.0694 0.100445 15 0.04 0.1004 0.140456 15 0.0411 0.1404 0.181567 17 0.0421 0.1815 0.223678 20 0.0399 0.2236 0.263589 20 0.0379 0.2635 0.3014910 24 0.0259 0.3014 0.32731011 20 0.0217 0.3273 0.3491112 17 0.0208 0.3490 0.36981213 14 0.0203 0.3698 0.390113-14 20 0.0285 0.3901 0.418614-15 21 0.0211

12、 0.4186 0.439715-16 20 0.0211 0.4397 0.460816-17 18 0.0228 0.4608 0.483617-18 14 0.0231 0.4836 0.506718-19 16 0.0234 0.5067 0.530119-20 15 0.0251 0.5301 0.5552表 5-4 YB 线雨水管设计管段长度及汇水面积汇总表管段编号 管段长度 （ m）本段汇水面积（ha）转输汇水面积（ha）总汇水面积F（ ha）12 19 0.0779 0.0000 0.077923 20 0.0579 0.0779 0.1358 34 20 0.0561 0.1

13、358 0.191945 23 0.0485 0.1919 0.240456 17 0.0474 0.2404 0.287867 22 0.0499 0.2878 0.337778 21 0.0415 0.3377 0.379289 25 0.0416 0.3792 0.4208910 13 0.0592 0.4208 0.48001011 17 0.0401 0.4800 0.52011112 8 0.0588 0.5201 0.5789（3）雨水管道水力计算首先根据公式（5-7）、 （5-1）及（5-3）计算出各管段的 设计流量，其中径流系数 =0.75，地面集水时间 t1=10min，折

14、减系数 m=2，粗糙系数 n0.013。在求得设计流量后，即可进行水力计算，求管径、管道坡度及流速。在计算 过程中， Q、v、I、D 可以相互适当 调整，使计算结果既要符合水力计算设计数据的规定，又应经济合理。YA 线雨水管水力计算结果见表 5-5, YB 线雨水管水力计算结果 见表 5-6。表 5-5 YA 线雨水管水力计算表管内雨水流行时间 (min)管段编号管段长度(m) t2 t2=L/v降雨历时t（min）汇水面积F(ha)单位面积径流量(L/s)设计流量(L/s)管径(mm)流速（m/s）坡度1 2 3 4 5 6 0 7 8 9 1012 19 0 0.35 10.70 0.05

15、51 188.25 10.37 0.11 0.90 0.00323 20 0.35 0.37 10.74 0.1095 188.03 20.59 0.15 0.90 0.00334 19 0.72 0.33 10.67 0.1616 188.46 30.45 0.19 0.95 0.01545 15 1.06 0.26 10.51 0.214 189.36 40.52 0.22 0.98 0.01556 15 1.31 0.26 10.51 0.2551 189.36 48.31 0.25 0.98 0.01567 17 1.57 0.27 10.53 0.2972 189.22 56.24

16、0.28 1.06 0.00978 20 1.83 0.33 10.67 0.3384 188.46 63.77 0.29 1.00 0.00389 20 2.17 0.30 10.61 0.3703 188.81 69.91 0.31 1.10 0.003910 24 2.47 0.40 10.80 0.3922 187.70 73.61 0.31 1.00 0.0031011 20 2.87 0.30 10.61 0.4139 188.81 78.15 0.33 1.10 0.0031112 17 3.17 0.26 10.52 0.4347 189.33 82.30 0.34 1.10

17、0.0031213 14 3.43 0.22 10.44 0.455 189.79 86.35 0.34 1.07 0.00313-14 20 3.65 0.27 10.53 0.4755 189.23 89.98 0.38 1.25 0.00314-15 21 3.91 0.29 10.58 0.4966 188.94 93.83 0.38 1.20 0.00315-16 20 4.21 0.29 10.58 0.5077 188.96 95.93 0.37 1.15 0.00316-17 18 4.50 0.26 10.52 0.5205 189.29 98.53 0.38 1.15 0.

18、00317-18 14 4.76 0.20 10.41 0.5336 189.97 101.37 0.39 1.15 0.00318-19 16 4.96 0.24 10.47 0.547 189.58 103.70 0.39 1.13 0.00319-20 15 5.20 0.22 10.43 0.5621 189.80 106.69 0.40 1.15 0.003表 5-6 YB 线雨水管水力计算表管内雨水流行时间 (min)管段编号管段长度(m) t2 t2=L/v降雨历时t（min）汇水面积F(ha)单位面积径流量(L/s)设计流量(L/s)管径(mm)流速（m/s）坡度1 2 3 4

19、 5 6 0 7 8 9 1012 19 0 0.35 10.70 0.0779 188.2455 14.66 0.130 0.90 0.00323 20 0.35 0.35 10.70 0.1358 188.2567 25.57 0.176 0.95 0.00334 20 0.70 0.35 10.70 0.1919 188.2567 36.13 0.209 0.95 0.00345 23 1.05 0.43 10.85 0.2404 187.4031 45.05 0.227 0.90 0.00356 17 1.48 0.30 10.60 0.2878 188.8607 54.35 0.25

20、6 0.95 0.00367 22 1.78 0.37 10.75 0.3377 187.9910 63.48 0.282 0.98 0.00378 21 2.15 0.37 10.74 0.3792 188.0563 71.31 0.294 0.95 0.00389 25 2.52 0.44 10.88 0.4208 187.2599 78.80 0.309 0.95 0.003910 13 2.96 0.22 10.44 0.4800 189.7544 91.08 0.337 0.98 0.0031011 17 3.18 0.30 10.60 0.5201 188.8607 98.23 0

21、.345 0.95 0.0031112 8 3.48 0.14 10.28 0.5789 190.7001 110.40 0.366 0.95 0.003根据表 5-5、5-6 水力计算结果可知，雨水管理论计算管径偏小。根据室外排水设计规范（GB50014-2006）规 定，雨水管最小管径 为300mm，为满 足规范规 定的最小管径要求，并考虑远期规划，各管段均选用 D400 钢筋混凝土管。YA 线雨水管高程表见表 5-7, YB 线雨水管高程表见表 5-8。表 5-7 YA 线雨水管高程表管段井号 设计地面标高(m) 管内底标高(m) 埋深(m)起始 终止 管径(mm) 起始 终止 起始 终

22、止 起始 终止YA1 YA2 DN400 183.400 183.400 182.400 182.345 1.00 1.06 YA2 YA3 DN400 183.400 183.300 182.345 182.284 1.06 1.02 YA3 YA4 DN400 183.300 183.000 182.284 181.997 1.02 1.00 YA4 YA5 DN400 183.000 182.800 181.997 181.769 1.00 1.03 YA5 YA6 DN400 182.800 182.600 181.769 181.546 1.03 1.05 YA6 YA7 DN400

23、 182.600 182.400 181.546 181.396 1.05 1.00 YA7 YA8 DN400 182.400 182.500 181.396 181.337 1.00 1.16 YA8 YA9 DN400 182.500 182.800 181.337 181.277 1.16 1.52 YA9 YA10 DN400 182.800 182.900 181.277 181.206 1.52 1.69 YA10 YA11 DN400 182.900 182.900 181.206 181.147 1.69 1.75 YA11 YA12 DN400 182.900 182.90

24、0 181.147 181.096 1.75 1.80 YA12 YA13 DN400 182.900 183.000 181.096 181.055 1.80 1.95 YA13 YA14 DN400 183.000 183.000 181.055 180.995 1.95 2.01 YA14 YA15 DN400 183.000 183.000 180.995 180.932 2.01 2.07 YA15 YA16 DN400 183.000 182.900 180.932 180.872 2.07 2.03 YA16 YA17 DN400 182.900 182.900 180.872

25、180.817 2.03 2.08 YA17 YA18 DN400 182.900 182.900 180.817 180.774 2.08 2.13 YA18 YA19 DN400 182.900 183.000 180.774 180.726 2.13 2.27 YA19 YA20 DN400 183.000 183.000 180.726 180.682 2.27 2.32 表 5-8 YB 线雨水管高程表管段井号 设计地面标高(m) 管内底标高(m) 埋深(m)起始 终止 管径(mm) 起始 终止 起始 终止 起始 终止YB1 YB2 DN400 184.7 184.7 183.700

26、 183.643 1.00 1.06 YB2 YB3 DN400 184.7 184.7 183.643 183.582 1.06 1.12 YB3 YB4 DN400 184.7 184.7 183.582 183.523 1.12 1.18 YB4 YB5 DN400 184.7 184.7 183.523 183.455 1.18 1.25 YB5 YB6 DN400 184.7 184.7 183.455 183.403 1.25 1.30 YB6 YB7 DN400 184.7 184.7 183.403 183.338 1.30 1.36 YB7 YB8 DN400 184.7 1

27、84.7 183.338 183.276 1.36 1.42 YB8 YB9 DN400 184.7 184.7 183.276 183.202 1.42 1.50 YB9 YB10 DN400 184.7 184.8 183.202 183.163 1.50 1.64 YB10 YB11 DN400 184.8 184.8 183.163 183.112 1.64 1.69 YB11 YB12 DN400 184.8 184.8 183.112 183.088 1.69 1.71 5.4 雨水管道设计（1）管材选型及管道基础雨水管在投资比重上占工程费用的很大比例，而管材又是构成管网的主要内容

28、，因此管材的选用基本原则为：能满足雨水工程特点，能承受设计排水能力和外荷载的要求，适用性可靠，卫生条件好，维修方便，施工方便，使用年限长，排水能力基本保持良好。目前在市政排水工程中使用的管材主要有钢筋混凝土管、HDPE 双壁波纹管、加筋 UPVC 管、玻璃钢加砂管等。各种管材的优缺点对比，见下表。表5-9 雨水管材优缺点对比表序号 管材名称 管材优缺点对比1 钢筋混凝土管 价格低，使用年限较长，能承受一定的压力，抗腐蚀 性较强。施工、维修难度大。2 HDPE双壁波纹管管道加工安装方便；抗腐蚀性强，耐久性好；管道养护、维修简单；管道轻，抗外力强；使用年限长，工程造价较低；摩阻系数小，流量大。3

29、加筋UPVC 管 管道加工安装方便；抗腐蚀性强，耐久性好；管道养 护、维修简单；管道轻，不耐外压及冲击。4 玻璃钢加砂管 管道加工安装方便；表面光滑，轻质高强；耐腐蚀性 强，但价格较高综合上述各种管材的优缺点，根据当地实际情况及社区未来综合高速发展的需要，本项目雨水管道选用钢筋混凝土管。本项目雨水管道选用管径 400-500mm 的钢筋混凝土管，采用 垫层基础。对于钢筋混凝土管，其基础要求比较夯实，因此所有管道均采用混凝土带状基础。管座按形式不同可以分为 90、135、180三种管座基础。在无地下水地段在槽底老土上直接浇混凝土基础。当有地下水时在槽底铺10-15cm 厚的碎石垫层 ，然后才在上

30、面浇混凝土基础，采用强度 C8的混凝土。当灌顶覆土厚度在 0.72.5m 时采用 90管座基础。管顶覆土厚度为 2.64m 时用 135管座基础。覆土厚度在 4.16m 时采用180基础。（2）检查井在排水管线转弯、交汇、高程变化、管径改 变及直线距离一定处，都需要设置检查井。检查井采用圆形混凝土井，一般间距不大于30m。管道与检查井连接，宜采用柔性接口或承插管件连接；当要求不高时，也可直接插进检查井壁中。为保证管材或管件与检查井壁结合良好不漏水，管道与检查井的衔接可采用预制混凝土外套环加橡胶圈的结构形式。 为防盗，检查井井盖及进水井疏框均采用复合材料。（3）跌水井管道由于地形高差相差大，或支

31、线接人埋设较深的主干线时出现较大的跌落水头，需要设置跌水井，以克服水流跌落时产生的巨大冲击力。采用 竖槽式混凝土跌水井（盖板式）D=200-400mm（直线外跌）。本设计中，由于地形较平坦，无较大跌落水头，无需设置跌水井。5.4 工程建设规模5.4.1 YA 线雨水工程建设规模本工程共设置D400钢筋混凝土雨水管长343m， D200钢筋混凝土雨水连接管长112米，铸铁单箅雨水口44个，圆形混凝土检查井20座。5.4.2 YB 线雨水工程建设规模本工程共设置 D400 钢筋混凝土雨水管长 204m， D200 钢筋混凝土雨水连接管长 144 米，铸铁单箅雨水口 19 个，圆形混凝土检查井 12 座。