2021年管道工程计算书第二套方案汇总.doc.pdf

第一节排水管网课程设计任务书陕西某县排水管网系统扩大初步设计（第二组）一、城市概述陕西省某县位于中国西北部，属水资源短缺地区之一随着城市经济的发展，人们生活水平的提高， 环境保护的需要， 该区原有排水体制已不能适应发展的要求在对该区的地质、受纳水体水质资料、人口分布及气象资料进行了充分的调研活动，要求提出一套完善的排水管网系统该区人口密度为700 人/ 公顷（城市总人口在7 万左右），生活污水排水量标准为200（L/cap d） ，绿化面积占城市总面积的10% 全市地形高差相对平坦，等高线较疏该区有一纸板厂，每日最大排水量在4000 立方米； 还有一亚麻厂和电厂，每日最大排水量各为2000 立方米 2500 立方米城市北面有一条从西向东流动的河流，常年水温在16度左右城市的平均地下水位在地面下6 米左右中小学污水量标准为85L/( 人. 日) ，时变化系数为2.2 ；其中小学生学生人数为1500 人，教职工 200 人；中学生学生人数为1000 人，教职工为100 人宾馆的总层数为16 层，每层客房床位数为50 个，污水量标准为300L/ 位，小时变化系数为2.6 医院设有600 床位，污水量标准为220L/( 人. 床) ， 每日工作 24 小时，时变化系数为2.0 。

二、地形与城市总体规划资料（1）城市地形与总体规划图一张, 比例为 1 ：3000 （道路的比例为1：3000） ；（2）城市各区中各类地面与屋面的比例（% ）见表 1；表 1 城市各区各类地面与屋面的比例各类屋面混凝土与沥青路面碎石路面非铺砌土路面公园与绿地50 30 10 5 5 三、气象资料（ 1）城市气温等资料如下：年平均气温在1015之间，年平均无霜期220 天 2）夏季主导风向西南风；（ 3）设计暴雨强度公式及其参数如下：重现期为1 年，地面集水时间 t1=10min四、地质资料表 2 城市地质资料土壤性质冰冻深度 / m 地下水位 / m 地震基本裂度亚粘土或粘土0.7 6 7 五、受纳水体水文与水质资料表 3 受纳水体水文与水质资料78. 0)5.6()lg95. 01( 2.1436tTq受纳水体水文流量 (m3/s) 流速 (m/s) 水位标高 (m) 水温 ( ) 最高水位时80 1.25 69 16 常水位时60 1.16 67 16 六、设计内容：进行城市污水管道工程的扩初设计和城市雨水管道工程的扩初设计即根据所给的城市地形图和资料， 做出城市污水和雨水管道系统的总平面布置图、主干管纵剖面图，进行近期规划区的污水沟道和雨水沟道的流量计算与水力计算，并把计算成果表达在总平面图和剖面图上。

七、提交资料：（1）设计说明书、计算书一份；（2）污水及雨水管网平面布置图各一张（2#图） ； （比例 1:10000 ，管道；检查井，井代号（ w污水， y雨水），编号（从起点向终点方向顺序编号），标高（上下游管底标高）；设计管段管径、坡度、管长；说明，图例等3）污水管道纵剖面图一张（2#图） ； （比例纵向 1:10000 , 竖向 1:100 ；地面标高线，管道标高线（双线） ，设计管段管径、坡度、管长；检查井（双线）及支管接入位置；该纵断面上其它管线的位置、管径及埋深第二节排水体制选择（1）排水系统规划设计原则排水系统规划应符合城市和工业企业的总体规划，并应与城市工业企业中期他单项工程建设密切配合，相互协调，该现成的道路规划、建筑界限、设计规模对排水系统的设计有很大的影响排水系统设计要与邻近区域的污水和污泥处理和处置协调考虑污水的集中处理与分散处理设计排水区域内需考虑污水排水问题与给水工程的协调，以节省总投资排水工程的设计应全面规划，按近期设计考虑远期发展排水工程设计师考虑原有管道系统的使用的可能在规划设计排水工程时必须认真观测执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准、规范和规定。

2）排水系统体制选择的考虑排水系统体制应根据城市及工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用情况、水质、水量、地形、等条件确定最后我们确定采用分流制与合流制两种排水体制分别进行计算，以便进行水力计算， 环境保护等比较方案选择：分流制排水体制计算：第三节污水管道的系统设计流量的确定城市生活污水的设计流量是指设计期限终了的最大日（最大班）最大时的污水流量，它包括生活污水设计流量和工业废水设计流量生活污水设计流量由三部分组成： 居住区居民生活污水设计流量，大型公共建筑生活污水设计流量和工业生产区生活污水设计流量1）居民区居民生活污水设计流量Q1=nNKz/24 3600 式中： Q1- 居民生活污水设计流量 L/sn- 居住区居民生活污水排水量标准L/cap d N- 各排水区域在设计年限终期所服务的人口数cap Kz- 生活污水量的总变化系数该区人口密度为700 人/公顷（城市总人口在7 万左右） ，生活污水排水量标准为200 （L/cap d） ， 绿化面积占城市总面积的10%全市地形高差相对平坦，等高线较疏表街坊面积（公顷）（2）公共建筑污水设计流量Q2街坊编号1 2 3 4 5 6 7 8 街坊面积6.300 6.245 6.742 5.000 4.885 6.000 6.058 6.011 街坊编号9 10 11 12 13 14 15 16 街坊面积5.702 6.000 5.200 5.200 5.261 4.876 5.000 6.100 街坊编号17 18 19 20 21 22 23 24 街坊面积6.141 6.100 5.122 5.130 6.241 6.500 6.500 5.510 街坊编号25 26 27 28 29 30 31 32 街坊面积5.500 5.500 6.000 6.700 6.100 6.032 5.300 5.207 街坊编号33 34 35 36 37 38 39 40 街坊面积4.557 4.700 5.300 5.317 5.786 6.000 6.000 7.361 街坊编号41 42 43 44 45 46 47 48 街坊面积7.400 4.235 4.200 7.246 7.300 7.246 7.300 6.100 街坊编号49 50 51 52 53 54 55 56 街坊面积6.100 4.090 4.000 6.614 7.000 5.200 5.103 4.200 街坊编号57 58 59 60 61 62 63 街坊面积4.201 6.172 6.200 7.414 7.5 7.5 7.5 时Kmqmm3600*24Q式中： QM- 设计流量， L/S qm- 污水量标准 ,L/位K时- 时变化系数M-人口数由公式计算得：小学生活污水量：3.6794L/S 中学生活污水量： 2.381L/S 宾馆生活污水量： 7.222L/S 医院生活污水量： 3.056L/S （3）工业废水设计流量Q3总Kmq3600241000mQ式中： Qm- 工业废水设计流量qm- 工业每日最大排出污水量K总- 总变化系数， K总=1 由公式计算得：纸板厂污水量：46.2963L/S 亚麻厂污水量： 23.148L/S 电厂污水量： 28.9352L/S (4)城市污水设计总流量Q总城市污水设计总流量一般采用直接求和的方法进行计算，以此来作为污水管网的设计的依据。

321总上述求污水总设计流量的方法，是假定排出的各种废水都在同一时间出现最大流量， 而实际上各项废水最大流量同时发生的可能性很小，所以直接采用求和的方法计算所得城市的污水设计总流量往往超过实际值，由此设计出的污水管网是偏安全的第四节污水管道的设计（1）平面管道的布置由该县城区规划图可知，该县整体地势西南较高，东北较低，由西南向东北倾斜， 坡度较小 街道支管布置在街道地势较低一侧的路面下，干管尽量与等高线垂直，主干管聪从中间横穿城区，直通北面污水处理厂，布置图如下： （见附图）(2)管段的划分及设计流量的计算根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点和旁侧支管进入的点，作为设计管段的起迄点， 并给检查井编号各设计管短的设计流量应列表计算在初步设计阶段只计算干管和主干管的设计流量污水干管及主干管设计流量表（见附表1）图表计算示例：取一号干管3-4 管段进行计算说明管段3-4 表示号干管的 3-4 号管段，其接纳了街坊5,9 的生活污水 17.172L/S ，以及医院的集中流量3.056L/S ，还转输了上游管段的生活污水流量60.517L/S和集中流量7.222L/S ，管段 3-4 的生活污水日累计平均流量为17.172+60.517=77.689L/S， 由Kz= 2.7/(Qd0.11)计算总变化系数为1.673， 则管段 3-4 的生活污水沿线流量的累计设计流量为77.689*1.673=129.925。

管段 3-4的总设计流量为 129.952+3.056+7.222=140.230其余管段的设计流量计算同上第五节水力计算（1）确定管段的基本参数在确定设计流量后，便可以从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算用excel 表格进行计算 （见附表 2）从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入上表的第2项将各设计管段的设计流量列入表中第3 项设计管段起讫点检查井处的地面标高列入表中第10、11 项计算每一设计管段的地面坡度 （距离地面高差地面坡度） ，作为确定管道坡度时参考确定起始管段的管径以及设计流速v，设计坡度 I，设计充满度h/D首先拟采用最小管径mm，即查水力计算图在这张计算图中，管径 D 和管道粗糙系数n 为已知，其于 4 个水力因素只要知道2 个即可求出另外 2 个现已知设计流量， 另 1 个可根据水力计算设计数据的规定设定 本城镇由于管段的地面坡度很小，为了不使整个管道系统的埋深过大， 宜采用最小设计坡度为设定数据将所确定的管径D、管道坡度 I、流速 v、充满度 h/D 分别列入下表中的第4、5、6、7 项注：对于街道下的最小管径300mm, 最小的设计坡度为0.003 ，当设计流量小于 33L/s 时，可以直接采用最小的管径。

2）确定管段的水利参数确定其它管段的管径D、设计流速 v、设计充满度 h/D 和管道坡度 I通常随着设计流量的增加，下一个管段的管径一般会增大一级或两级（ 50mm 为一级） ，或者保持不变，这样便可根据流量的变化情况确定管径然后可根据设计流速随着设计流量的增大而逐段增大或保持不变的规律设定设计流速根据Q 和 v 即可在确定 D 那张水力计算图中查出相应的h/D 和 I 值，若 h/D 和 I 值，若 h/D 和 I 值符合设计规范的要求， 说明水力计算合理， 将计算结果填入表中相应的项中在水力计算中，由于Q、v、h/D、I、D 各水力因素之间存在相互制约的关系，因此在查水力计算图时实际存在一个试算过程表 最大设计充满度管径（ D）最大设计充满度（Dh）200-300 350-450 500-900 10000.55 0.65 070 0.75 （3）确定管段埋设深度根据设计管段长度和管道坡度求降落量根据管径和充满度求管段的水深确定管网系统的控制点离污水厂最远的干管埋深控制主干管的埋深 点是主干管的起始点，它的埋深考虑到管道内污水冰冻，地面荷载，覆土厚度等各因素，定位1.5m注：经计算知， 原定主干管管段的埋设深度大于其他所有干管的埋设深度，因此原定主干管就是实际主干管。

干管的水力计算说明干管图表说明 : 1: 该水力计算表中最大覆土厚度为3.4026 m，加上管径 0.7m, 符合小于 5m 埋深的要求， 最大流速为 1m/s，最小流速为 0.76m/s 均符合规范上流速要求2: 该干管管段连接均采用管顶平接3: 干管与干管的管径级数相差均在三级之内，各管的管底标高差均小于 1m，故不设跌水井，符合经济与施工简便的要求干管的水力计算。