FS01方案设计说明

武隆县大岩洞至大木桥污水管网工程方案设计洛阳市规划建筑设计研究院有限公司图号：FS-01第1页，共5页方案设计说明一、概述（一）工程概况拟建工程位于武隆县乌江南岸大岩洞至大木桥段，范围内包括巷口镇12个村（现有常住居民约3500人）、武隆县一中（师生规模4000人）、社会福利院、中医院、五洲国际商贸城、殡仪馆、车管所、新希望六和饲料有限公司、垃圾处理厂以及沿线四处汽车修理厂等。本工程主要为收集区域内生活污水，下游通过新建污水泵站接入滨江路污水管网系统，最终排入污水处理厂。（二）水文由于乌江上游水电站建设，拟建工程段暂无乌江20年一遇洪水位。近几年内，2014年乌江拟建工程段最高洪水位196.3m。（三）设计内容根据业主有关要求，本次排水工程设计的主要内容为大岩洞至大木桥乌江南岸区域新建污水管网工程设计。二、设计依据及规范1．《工程设计合同》；2．1：500地形图；3．《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000）；4．《室外排水设计规范》（GB50014-2006）（2014年版）；5．《室外给水设计规范》（GB50013-2006）；6．《城市给水工程规划规范》（GB50282-98）；7．《污水排入城镇下水道水质标准》（GJ3082-2010）；8．《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）；9．《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；10．《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）；11．《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141-2008）；12．《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；13．《市政排水管道工程及附属设施》（国家建筑标准图集06MS201）；14．《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GB/T11836-2009）；15．《检查井盖》（GB/T23858-2009）16．《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》CECS138；17．《泵站设计规范》GBT50265-2010；18．《城市防洪工程设计规范》（GB/T50805-2012）；19．《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）；20．《工程建设标准强制性条文(城市建设部分)》(建标［2000］202号)；21．《市政公用工程设计文件编制深度规定》（2013年版）。三、污水量预测（一）居民生活污水人均综合污水量=人均综合用水量×ζ式中，ζ：折污系数，污水量/用水量根据《室外给水设计规范》（GB50014-2006）中对综合生活污水量的规定，居民综合生活污水定额应根据当地采用用水定额（按一分区中、小城市考虑，居民综合生活污水定额取值270L/(人.d)），结合建筑内部给排水设施水平和排水系统普及程度等因素确定。可按当地相关用水定额的80％～90％采用，本工程取90％（规范上限）。沿线常住居民约3500人，规划武隆县一中师生规模4000人，预计总人口达7500人，考虑到远期居民迁入和工业企业生活、淋浴污水量，本次设计按10000人常住居民考虑。（二）污水总变化系数生活污水总变化系数按《室外排水设计规范》(GB50014-2006)选用，见表1。表1生活污水量总变化系数污水平均日流量(L/s)5154070100200500≥1000总变化系数2.32.01.81.71.61.51.41.3（三）工业企业污水根据国家产业政策的规定及城镇规划，企业排污主要以“谁污染谁治理”的原则进行规范，工业废水需要自行处理达标后排放。本次只考虑工业企业生活、淋浴污水量，不考虑生产废水的接入。武隆县大岩洞至大木桥污水管网工程方案设计洛阳市规划建筑设计研究院有限公司图号：FS-01第2页，共5页（四）污水总量预测污水总变化系数Kz为1.89，则最高日最高时设计流量为：53.17L/s。平均日平均时设计流量为：28.13L/s。本次设计污水管网建成后能解决4.2万人生活污水排放，服务区域1.8Km2。四、管网系统设计（一）污水管线计算1．设计参数（1）污水量考虑入渗地下水，本次设计污水量按照最高日最高时设计流量53.17×1.1=58.49（L/s）考虑。（2）最大设计充满度表2最大设计充满度表管径（mm）最大设计充满度d≤3000.55d＝4000.65500≤d≤9000.70d＞10000.75（3）最小设计坡度表3最小设计坡度表管径（mm）最小设计坡度（‰）3003.04001.55001.26001.08000.810000.612000.614000.515000.5（4）设计流速最小设计流速Vmin=0.6m/s最大设计流速：金属管道Vmax=10m/s非金属管道Vmax=5m/s（5）水力计算公式Q=A·vQ─设计流量（m3/s）；n—粗糙系数，塑料管采用0.011，混凝土管取0.014，钢管取0.012，铸铁管取0.013；A—水流有效断面面积（m2）；v—流速（m/s）；R—水力半径（m）；i—水力坡降。（二）确定最小管径与最小设计坡度由于部分上游管段服务的排水面积较小，因而设计流量较小，按此流量计算得出的管径远小于最小管径，因此采用最小管径（污水最小管径为300mm）。一级干管根据设计流量计算，最小管径DN400满足，考虑本项目区域为武隆县城远期发展区域，本次设计管径放大一级，采用管径DN500,相应的设计取最小设计坡度为0.3%。由于本次设计的污水管网服务人口规模较少，部分管段采用最小管径（d300）设计，针对污水管网中最不利污水管段按照最大服务人口规模进行水力核算，计算表如下：表4污水水力计算表序号计算管段服务人口设计流量管径坡度流速充满度(人)(L/s)(mm)(‰)(m/s)(h/D)1主干管1000058．4950031.040.3421321IRnv武隆县大岩洞至大木桥污水管网工程方案设计洛阳市规划建筑设计研究院有限公司图号：FS-01第3页，共5页（三）管道布置结合本工程实际,主干管原则上布设于靠乌江南岸，便于收集污水，以地下埋置为主，特殊地段架空；319国道车行道外南侧布置部分支管，主要收集南侧污水。下游段管道管底标高约188.00m，需设置一个提升泵站接入滨江路污水管网系统。管道埋置深度均按1.2-3米覆土设计，小于1.2米覆土采用混凝土包裹处理。穿越319国道段采用顶管。化粪池接户管管径为DN200。（四）管材1．选择原则及要求在污水工程中，管道工程投资在工程总投资中占有很大的比例，而管道工程总投资中（一般条件下施工），管材费用约占40％左右。污水管道属于城市地下永久性隐蔽工程设施，要求具有很高的安全可靠性。因此，合理选择管材非常重要。针对本工程特点，排水管道的材料除了满足相关规范以外应满足以下要求：（1）管材应具有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压；（2）管材应具有一定抗腐蚀性；（3）管材应具有一定不透水性，以防止污水渗出或地下水渗入，而污染地下水或增大管内污水量；（4）管材应考虑运输、装卸、安装费用，根据本工程特点，应选择重量较轻、能就地取材管材；（5）管材应考虑使用寿命较长。2．常用管材类型目前在排水工程中，常用的排水管材有以下几种：（1）混凝土管和钢筋混凝土管这两种管道，制作方便，造价低，在排水管道中应用很广。但缺点是抗渗性能差、管节短、接口多和自重大搬运不便等。依据重庆市建委《关于重庆市建设领域限制、禁止使用落后技术的通告（第四号）》：市政建设工程中禁止使用直径≤800毫米的混凝土管，限制使用直径≤800毫米的钢筋混凝土排水管。承插式钢筋混凝土管（2）钢管钢管有较好的机械强度，耐高压，耐振动，重量较轻，单管长度大，接口方便，有较强的适应性，但耐腐蚀性差，防腐造价高。钢管常用于穿越铁路、河谷和地震区等。（3）高密度聚乙烯管（HDPE）HDPE管是一种具有环状波纹结构外壁和平滑内壁的新型塑料管材。根据管壁结构不同，可分为缠绕增强管（钢骨架、结构壁）、双壁波纹管和中空壁管几种类型。20世纪80年代初在德国首先研制成功，目前在生产工艺和使用技术上已十分成熟，由于其优异的性能和相对经济的造价，在欧美等发达国家已经得到广泛应用。HDPE管在我国推广应用十分迅速，目前在许多大型市政排水工程中已得到应用，国内生产厂家也达上百家。HDPE双壁波纹管HDPE缠绕增强管HDPE管具有如下特点：①其内壁光滑，外壁具有加强筋，能够适用于较大的覆土深度。②作为柔性管，其韧性好、挠度大，相对于刚性管，具有较大的变形能力，能够适应恶劣的地理环境变化和施工条件，对软弱地基造成的管基不均匀沉降和错位的适应能力非常强，抗震性好。武隆县大岩洞至大木桥污水管网工程方案设计洛阳市规划建筑设计研究院有限公司图号：FS-01第4页，共5页③其内壁光滑，不结垢，摩阻系数为0.009，在管道输送流量相同情况下，可采用内径较小的管，从而降低一次性工程投入，因此经济优势明显。④具有优异的物理性能，即保持有较好的刚性、强度，也有较好的柔性、耐蠕变性能，还具有高抗剪切强度和良好的耐磨性能。⑤使用寿命长。在埋地情况下，HDPE管使用年限可达50年以上。⑥安装方便，施工快捷。由于重量轻，连接简单，焊接容易，搬运方便，故可在坑槽上方焊接较长距离再放入沟槽内，大大降低劳动强度和机械使用量，缩短工期，节省成本。在工期紧和施工条件差的情况下，其优势更加明显。⑦接口密封性好。采用承插形式，在对接时采用热熔连接或电熔焊接。⑧目前市场上HDPE管生产厂家较多，便于采购。（4）增强聚丙烯（FRPP）双壁加筋波纹管该管以聚丙烯为主要高分子原料加入适量的增强材料、改性助剂和辅料，采用挤出——模压成型的工艺路线。内壁光滑，强度高，抗腐蚀，重量轻，便于搬运安装。入一定量的玻璃纤维。该管材采用承插式接口，用橡胶圈密封。管材特点：①耐高温、耐腐蚀性能优越；②内壁光滑不结垢、流体阻力小；③重量轻、橡胶圈承插密封连接、安装方便快捷；④柔性接口，抗地基不均匀沉降能力强，接口不易渗漏；⑤使用寿命长，正常使用下可达50年；增强聚丙烯（FRPP）双壁加筋波纹管3、管材的选择根据工程规模，通过综合的技术经济比较，同时考虑到项目实际地形情况，便于安装和运输，本工程管道以采用增强聚丙烯（FRPP）双壁加筋波纹管为主，管顶覆土大于3m时，采用环刚度SN10等级；管顶覆土小于或等于3m时，采用环刚度SN8等级。考虑主干管抗浮，主干管（D=500mm）需混凝土包裹。河道和深沟的支墩架空管采用钢管（考虑防腐措施），钢管壁厚为12mm。管道坡度较大段采用球墨铸铁管；泵站出口压力管段采用球墨铸铁管；道路顶管段采用专用顶进钢筋混凝土管。增强聚丙烯（FRPP）双壁加筋波纹管和顶管专用钢筋混凝土管采用承插橡胶圈密封连接。钢管采用焊接连接。球墨铸铁管采用承盘、插盘对接。增强聚丙烯（FRPP）双壁加筋波纹管采用120°砂石柔性基础。排水管道地基承载力不小于0.20MPa。（五）附属结构1.检查井与井盖污水干管按规范隔30m左右设置污水检查井，采用混凝土检查井，详见设计图。井盖及井座采用球墨铸铁防盗井盖及井座。检查井盖的形状为圆形，车行道下采用重型井盖，其余采用轻型井盖，检查井盖净宽700mm或800mm。检查井盖荷载按《检查井盖》GB/T23858-2009执行。考虑主干管（D=500mm）在洪水位以下，检查井采用压力井，详见设计图。表5检查井最大间距表管径或暗渠净高（mm）最大间距（m）污水管道雨水（合流）管道200～4004050500～7006070800～100080901100～15001001201600～2000120120武隆县大岩洞至大木桥污水管网工程方案设计洛阳市规划建筑设计研究院有限公司图号：FS-01第5页，共5页2.沉泥井根据工程实际情况，间隔200m布置沉泥井（特别是在管道交汇处）。沉泥井与检查井做法采用同一标准，其中检查井井底为流槽；沉泥井井底距管底以下0.5m，并去除流槽。沉泥井尽量考虑设置排气孔。3.泵站1）设计流量本次设计污水量按照最高日最高时210.564m3/h（58.49L/s）考虑(含入渗