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市政工程基础给水排水工程


城市市政工程
给水排水工程

3.3 取水工程
1、水资源概述及取水工程任务
广义概念:包括海洋、地下水、冰川、湖泊、河川 径流、土壤水、大气水在内的各种水体 狭义概念:广义范围内逐年可以得到恢复更新的淡 水 工程概念:少量用于冷却的海水和狭义范围内在一 定技术经济条件下,可以被人们使用的水

2、全球水资

源情况: 水资源总量1.4×1018m3,其中海水占总 体积的97.2%,大陆水体占2.8%;在大陆水 体中,极地和高山地区的冰体约占78.6%; 河流湖泊水仅占总量0.01%,雨水只占总量 的0.001%,而且大部分降落在海洋中。陆地 上每年的径流总量约为4.1×1013m3,其中78 %以洪水形式从无人区流入大海,仅22%可 供人类开发利用。全球可利用淡水 4.7×1013m3,仅占水资源总量的0.03%;

3、我国水资源情况: 总量2.8×1012m3,居世界第6位,但人均水 资源总量为 2200m3,为全球人均水资源占有量 的1/4,居110位;预计到2030年我国人均水资 源将降到 1760m3,接近国际上被认为用水紧张 国家的人均水资源1700m3的标准。 全国666个城市中,缺水城市达400多个,其 中严重缺水的城市114个,日缺水1600万m3。

4、造成缺水的三种原因: 资源性缺水——由于气候和地理位 臵等自然原因所导致; 污染性缺水——水资源丰富但污染 严重而不能利用;

管理性缺水——由于不合理开发利 用和水的浪费所造成。

我国径流地带区划及降水、径流分区
降水 分区 多雨 年降水深 年径流深 径流分区 (mm) (mm) >1600 >900 丰水 大概范围 海南、广东、福建、台湾大部、湖 南山地、广西南部、云南西南部、 西藏东南部,浙江 广西、云南,贵州、四川、长江中 下游地区 黄、淮海大平原,山西、陕西、东 北大部、四川西北部、西藏东部 东北西部、内蒙古、甘肃、宁夏、 新疆西部和北部、西藏北部

湿润

800~1600 200~900
50~200 10~50 <10

多水
过渡 少水

半湿润 400~800 半干旱 200~400 干旱 <200

缺水 内蒙古、宁夏、甘肃的沙漠.柴达 (干涸) 木盆地.塔里木和准噶尔盆地

水源污染的形式: 一是自然污染,因地质的溶解作用, 降水对大气的淋洗、对地面的冲刷,挟带 各种污染物流入水体而形成; 二是人为污染,即工业废水、生活污 水、农药化肥等对水体的污染。这一种是 比较严重的,但也是可以控制的。 水源的污染源: 病原体污染、需氧物质污染、植物性 营养物污染、热污染、放射性污染、盐污 染、有机物与重金属污染等。

5、水资源开发利用存在的问题:
节水机制不完善,用水需求缺乏合理制约; 尚未摆脱资源粗放利用的生产模式,工农业耗 水量大;水资源配臵不科学,没有按不同用途 分质分类使用,大量污水没有再生利用。 据统计,我国万元工业产值用水量平均为 103m3,是发达国家的10至20倍;而水的重复 利用率平均仅为40%左右,发达国家平均已达 到75%至85%。

可持续发展: 既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需 要的能力构成危害的发展。 强调公平性(当代、后代)原则、持续性 (不超过资源与环境的承受能力)原则、共同 性(全球发展的总目标)原则。

6、取水工程任务 从水源取水并送往水厂或用户。 研究内容: 水源方面——各种天然水体的存在形式、运 动变化规律、作为给水水源的可能性,为供 水目的而进行的水源勘查、规划、调节治理 与卫生防护等; 取水构筑物方面——各种水源的选择和利用, 从各种水源取水的方法,各种取水构筑物的 构造形式,设计计算,施工方法和运行管理 等。

7、给水水源
给水水源 地表水 地下水

江 河 水

湖 泊 水

水 库 水

海 水

潜 水

自 流 水

泉 水

水源特点 地表水:径流量较大、汛期混浊度较高、 水温变幅大、有机污染物和细菌含量高、 容易受到污染、具有明显的季节性、矿 化度及硬度低。 地下水:水质清澈、水温稳定、分布面 广、矿化度及硬度高、径流量小。

8、水源选择要求:
水源选择应密切结合城市远近期规划和工 业总体布局要求,通过技术经济比较后综合考 虑确定。 所选水源应该水质良好且稳定、水量充沛 并能持续开发利用、易于进行卫生防护、靠近 主要用水区域、有利于水资源的综合利用、具 有良好的取水构筑物施工条件。

符合卫生要求的地下水,宜优先作为生活饮 用水的水源;用地下不作为供水水源时,应有 确切的水文地质资料,取水量必须小于允许开 采量,严禁盲目开采。 用地表水作为城市供水水源时,其设计枯水 流量的保证率,应根据城市规模和工业大用户 的重要性选定,一般可采用90%~97%;用地 表水作为工业企业供水水源时,其设计枯水流 量的保证率,应按各有关部门的规定执行。

9、采用地下水源的优点:
①. 取水构筑物构造简单,便于施工和 运行管理; ②. 水处理工艺比地表水简单,处理构 筑物投资和运行费用较省; ③. 便于靠近用户建立水源,降低给水 系统(特别是输水管和管网)投资,节省输 水费用,提高给水系统的安全可靠性; ④. 便于分期修建; ⑤. 便于建立卫生防护区。

10 取水工程设施
地下水取水构筑物
形 式
尺寸 深度 水文地质条件 出水量

井径50地下水埋深: 水文地质特 单井出水量一般 含水层厚度: 20-1000m 管 1000mm常 抽水设备能力 征:适用于 为500-6000m3/d, 常用300m 一般5m以上或 井 用150解决的情况下 任何砂卵石 最大为2000以内 有几个含水层 不受限制 底层 600mm 30000m3/d 补给条件良 单井出水量一般 30m以内 大 好渗透性较 为500井径2-12m 常用6埋藏较浅一般 厚度一般在5口 好渗透系数 10000m3/d,最 常用4-8m 20m 12m以内 20m 井 大于20m/d任 大为20000何砂砾地区 30000m3/d 辐 射 同大口井 同大口井 同大口井 同大口井 同大口井 5000-50000m3/d 井 管井0.45- 埋深10m 渗 埋深较浅一般 1.5m,常用 以内;4渠 2m以内 0。6-1.0m 7m

厚度较薄, 补给条件较 一般为15hoa,渗透性 30m3/(d.m);最 1-6m 较好 大50-100m3/(d.m)

地表水取水构筑物
?

? ?

?
? ?

取水点应设在具有稳定河床、靠近主流和有足够水深的地 段 取水点应尽量设在水质较好的地段 取水点应尽量靠近主要用水区 取水点应设在具有稳定的河床及岸边 取水点应避开人工构筑物和天然障碍物的影响 城市供水保证率采用90-97%,设计枯水位保证率90-99%

地表水取水构筑物
分类:
选取时考虑因素: 河流水文,地形,地制裁,施工条件,技术要求。 1、固定式取水构筑物 岸边式,河床式,斗槽式 2、活动式取水构筑物 缆车式,浮船式

3、山区浅水河流取水构筑物
底栏栅式,低坝式

取水泵船

大连氯酸钾厂海水取水泵房

山西万家寨小沙湾取水工程

取水构筑物用地指标
每m3/d水量取水构筑物用地指标(m2) 设计规模 (万m3/d) 地表水 地下水

简单取水工程 复杂取水工程 深层取水工程 浅层取水工程

I类:>10 II类:2-10

0.02-0.04 0.04-0.06

0.03-0.05 0.05-0.07

0.10-0.12 0.11-.014

0.35-0.40 0.40-0.45

III类:1-2
<1

0.06-0.09
0.09-0.12

0.06-0.10
0.10-0.14

0.13-0.15
0.14-0.17

0.42-0.55
0.71-1.95

11、防止水源水质污染措施:
①合理规划城市居住区和工业区,应尽量 将容易造成污染的工厂布臵在城市及水源地 的下游; ②加强水源水质监督管理,制定污水排放 标准并切实贯彻实施; ③勘察新水源时,应从防止污染角度,提 出卫生防护条件与防护措施; ④注意地下水开采引起的咸水入侵、与水 质不良含水层发生水力联系等问题; ⑤进行水体污染调查研究,建立水体污染 监测网。

12、地表水源卫生防护: 取水点周围半径100m的水域内严禁捕捞、 停靠船只、游泳和从事可能污染水源的任何 活动,并应设有明显的范围标志和严禁事项 的告示牌; 河流取水点上游1000m至下游100m的水 域内,不得排入工业废水和生活污水;饮用 水水源的水库和湖泊,应根据情况将取水点 周围部分水域或整个水域及其沿岸列入防护 范围;受潮汐影响的河流取水点的防护范围, 由水厂会同卫生防疫站、环境卫生监测站研 究确定。

13、地下水源卫生防护: 取水构筑物的防护范围应根据水文地质条 件、取水构筑物形式和附近地区的卫生状况 进行确定; 在单井或井群影响半径范围内,不得使用 工业废水或生活污水灌溉和施用有持久性毒 性或剧毒的农药,不得修建渗水厕所、渗水 坑、堆放废渣或铺设污水渠道,并不得从事 破坏深层土层的活动。如取水层在水井影响 半径内不露出地面或取水层与地面水没有互 相补充关系时,可根据具体情况设臵较小的 防护范围。

3.4 净水工程规划
? ? ?

?

水厂厂址选择与用地要求 系统布臵 水质标准 水处理工艺流程

水厂用地

泵站用地

第4章
?

管网和输水管渠布置

?

?

输配水系统的作用是以适当的水压不间断 地向用户提供充沛的水量,并能够保证所 输送的水不受污染。输配水系统包括输水 管渠、配水管网、泵站、水塔和水池。 输水管渠:从水源到城市水厂或城市水厂 到相距较远管网的管线或渠道。 配水管网:将水送到用户的管道系统。

4.1

管网布置形式

根据管网的布臵形式,可分为树状管网和环状 管网。

树状管网投资较省,但供水安全性较差; 环状管网投资明显高于树状管网,但增加了供水
的可靠性。

一般在城镇建设的初期采用树状管网,随着城 镇的发展逐渐连成环状管网。在城市的中心布臵成 环状管网,郊区布臵成树状管网。

泵站

树 状 管 网

树状网特点
? ?

?

管线长度短,构造简单,投资省 安全可靠性差 水力条件差,易产 生“死水区”,末端水 流停滞影响水质

适用:对供水安全可靠性要求不高的小城市
和小型工业企业。

泵站

环 状 管 网

环状网特点
? ? ?

管线长度长,投资大 安全可靠性好 水力条件较好,不易产生“死水区”,水锤 危 害轻。

适用:对供水安全可靠性要求较高的大、中城市和 大型工业企业。

给水管网的布臵应满足以下要求:

1.按照城市规划平面图布臵管网,布臵时应 考虑给水系统分期建设的可能,并留有充分 的发展余地; 2.管网布臵必须保证供水安全可靠,当局 部管网发生事故时,断水范围应减到最小;
3.管线遍布在整个给水区内,保证用户有 足够的水量和水压; 4.力求以最短距离敷设管线,以降低管网 造价和供水能量费用。

4.2 管网定线
1、 内容
管网定线是指在供水区域内确定给水干管以及 干管之间的连接管的平面位臵和走向,不包括 从干管到用户的分配管和接到用户的进水管。 影响因素:城市平面布臵,供水区域的地形, 水源和调节水池位臵,街区和用户特别是大用 户的分布,河流、铁路、桥梁的位臵等。

干管 分配管 二级泵站 连接管 干管 水塔

2、管网定线要点
①以满足供水要求为前提,尽可能缩短管线长度;

②干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、 大用户的水流方向一致。循水流方向,以最短的 距离布臵一条或数条干管,干管应从用水量较大 的街区通过。
③干管一般按城市规划道路定线,但尽量避免在高 级路面或重要道路下通过。管线在道路下的平面 位臵和标高,应符合城市地下管线综合设计的要 求,给水管线和建筑物、铁路以及其它管道的水 平净距,均应符合有关规定。

④管网可采用树状网和若干环组成的环状网 相结合的形式,管线大致均匀地分布于整 个给水区。 ⑤干管的间距采用500~800m。连接管的间 距可根据街区的大小考虑在800~1000m左 右。

干管 管径较大,用以输水到各用水地区,间距,可根据街 区情况,采用500~800m; ? 连接管 在干管和干管之间连接,形成环状网,连接管的间距 可根据街区的大小考虑在800~1000m左右; ? 连接管 在干管和干管之间连接,形成环状网,连接管的间距 可根据街区的大小考虑在800~1000m左右;
?

?

分配管:

敷设在每一街道或工厂车间的路边,将干 管中的水送到用户和消火栓。直径由消防 流量决定(防止火灾时分配管中的水头损 失过大),最小管径为100mm,大城市一 般150mm~200mm。 ? 进户管:一般设一条,重要建筑设两条, 从不同方向引入。

4、管径计算
?

管道直径、管段计算流量和水流速度之间满足以 下关系:

?D 2 q? v 4

?

在确定的计算流量下,管道直径是流速的函数:

D?

4q ?v

?

?

从技术上考虑,水流的最大速度应不超过2.5~ 3.0米/秒(防止水锤),最小速度不得小于0.6米/ 秒(防止沉积)。 从经济上考虑,较大的水流速度可减小管道直径, 降低工程造价;但由于水流速度大而会导致水头 损失增加,从而加大运行的动力费用。合理的流 速应该使得在一定年限(投资偿还期)内管网造 价与运行费用之和最小。
管径 (mm) D=100~400 D≥400 平均经济流速 (m/s) 0.6~0.9 0.9~1.4

4.3 设计流量分配与管径设计 4.3.1 节点流量分配计算 1.沿线流量 是指沿线分配给用户的流量。

管网配水情况比较复杂,高峰流量各异。计算
时加以简化。比流量法,假定小用水户的流量沿

线均匀分布。
(1)长度比流量 假定水量沿管网长度均匀流出。管线单位长 度上的配水流量,称为长度比流量,记作qcb。

qcb ? 式中

Qh ? ? qi

?l

l / s?m

? qi — —管网中大用水户集中流量的总和,l / s;
?双侧配水:取管道实长 ? l — —配水干管计算总长度,m。单侧配水:取管道实长的一半 ? ? ?不配水:计算长度为零 ?

Qh — —管网总最高时设计流量,l / s;

则每一计算管段沿线流量记作qy为:

q y ? qcb ? li 式中

(l / s)

li — —该管段的计算长度,m。

(2)面积比流量 假定沿线流量均匀分布在整个供水面积上。管 线单位面积上的配水流量,称为面积比流量,记作 qmb。 Qh ? ? qi qmb ? l / s ? m2 ??


? — —需沿线配水的供水面积总和,m 2。 ?

则每一计算管段沿线流量记作qy为:

q y ? qmb ? Ai 式中

(l / s)

Ai — —该管段负担的供水面积,m 2。

每一管段所负担的供水面积可按分角线法和对角 线法划分。
4

1

2

3

5

注意:
1)面积比流量考虑了沿线供水面积(人数)多少
对管线配水的影响,计算结果更接近实际配水 情况,但计算较麻烦。当供水区域的干管分布 比较均匀时,二者相差很小。这时,用长度比 流量较好。

2)当供水区域内各区卫生设备或人口密度相差较
大时,各区的比流量应分别计算。

3)同一管网,比流量的大小随用水量变化而变化。
各种工况下需分别计算。

2.节点流量 (1)集中流量 (2)沿线流量划成节点流量

Q j ? 0.5? q y ? qi

(l / s)

【例题】某城市最高时总用水量为260L/s,其中集中 供应的工业用水量120 L/s(分别在节点2、3、4

集中出流40 L/s)。各管段长度(单位为m)和节
点编号见图。管段1-5、2-3、3-4为一侧供水,其

余为双侧供水。试求:(1)比流量;(2)各管
段的沿线流量;(3)各节点流量。

解:1.配水干管计算总长度

? L ? 0.5L1?5 ? 0.5L2?3 ? 0.5L3?4 ? L1?2 ? L3?5 ? L4?6 ? L6?7 ? L1?5
? 0.5 ? (600 ? 600 ? 600) ? 3 ? 800 ? 600 ? 500 ? 4400 (m)
7.95

2.配水干管比流 量
qcb ? ? Qh ? ? qi

7

500
6

绿地 Q=260L/s 17.50
1 600 5

居住区
27.05 600

30.22

800

800

260 ? 120 4400 ? 0.03182 l / s ? m

57.5 2

62.28 3

800
4

?l

居住区

居住区

居住区

居住区

57.5

工厂

600

工厂

600

qy ? qcb ? li

(l / s)

3.沿线流量:

q y ? qcb ? li

(l / s)

各 管 段 沿 线 流 量 计 算
管段编号 1-2 2-3 3-4 1-5 3-5 4-6 5-6 6-7
合 计

管段计算总长度 (m) 800 0.5×600=300 0.5×600=300 0.5×600=300 800 800 600 500
4400

比流量 (L/s.m) 0.03182

沿线流量 (L/s) 25.45 9.55 9.55 9.55 25.45 25.45 19.09 15.91
140.00

4.节点流量计算:

Q j ? 0.5? q y ? qi

(l / s)

各 管 段 节 点 流 量 计 算
节 点 节点连的管段 节 点 流 量(L/s) 0.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(25.45+9.55)=17.50 40
集 中 流 量 (L/s) 节点总 流量 (L/s)

1 1-2 , 1-5 2 1-2 , 2-3

17.50 57.50

3 2-3 , 3-4 , 3-5
4 3-4 , 4-6 5 1-5 , 3-5 , 5-6 6 4-6 , 5-6 , 7-6 7 6-7 合 计

0.5(9.55+9.55+25.45)=22.28
0.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(9.55+25.45+19.09)=27.05 0.5(25.45+19.09+15.91)=30.22 0.5(15.91)=7.95 140.00

40
40

62.28
57.50 27.05 30.22 7.95

120.0 260.00 0

4.3.2 管段设计流量分配

目的:确定各管段中的流量,进而确定管段直径。
流量分配要保持水流的连续性,每一节点必须满足
节点流量的平衡条件:流入任一节点的流量等于流
离该节点的流量,若以流入为“一”,流离为“+”,

则∑Q=0。
1. 枝状网 水流方向唯一,流量分配唯一,任一管段的 流量等于以后所有节点流量总和。

二级泵站

q 4 ? 5 ? Q5 q3 ? 4 ? Q4 ? Q5

q2 ? 3 ? Q3 ? Q4 ? Q5 ? Q8 ? Q11

2. 环状网 流量分配有多种组合方案 基本原则:满足供水可靠性前提下,兼顾经济性。

方法和步骤: ? 确定控制点位置,管网主导流向; ? 参照主导流向拟定各管段水流方向,以最短距离
供水到大用户或边远地区; ? 尽量使平行的主要干管分配相近的流量(防止某 些管段负荷过重),连接管要少分配流量,满足 沿线配水为限(主要作用是干管损坏时转输流量) ? 各干管通过的流量沿主要流向逐渐减少,不要忽 多忽少; ? 可以起端开始或从末端,满足节点流量的平衡条 件。 此分配值是预分配,用来选择管径,真正值由平差 结果定。

4.4 输水管渠定线
定义:从水源到水厂或水厂到相距较远管网 的管、渠叫做输水管渠。
特点:距离长,与河流、高地、交通路线等 的交叉较多。中途一般没有流量的流入与流出。 形式:常用的有压力输水管渠和无压输水管 渠两种形式。

1.特点 (1)距离长 (2)障碍物多,地形、地质复杂 (3)易损坏,维修困难 (4)一旦出现故障,易引起供水中断

2、输送方式
无压输水通常以重力为输水动力,运行费用较 低,但管渠的布臵受到地形的限制,管渠的断面 尺寸以及水流速度也会受到水位落差的影响,明 渠输水过程中原水可能受到污染。 压力输水通常以水泵为动力,运行费用较高, 但管道的布臵相对来说比较自由,输水过程中原 水不会受到污染。

3、 定线原则 必须与城市建设规划相结合,尽量缩短线路 长度,减少拆迁,少占农田,便于管渠施工 和运行维护,保证供水安全;选线时,应选 择最佳的地形和地质条件,尽量沿现有道路 定线,以便于施工和检修;减少与铁路、公 路和河流的交叉;管线避免穿越滑坡、岩层、 沼泽、高地下水位和河水淹没与冲刷地区, 以降低造价和便于管理;尽可能重力输水 。

输水干管一般不宜少于两条,并且每隔一 定距离设连接管连通。当有安全贮水池或其 他安全供水措施时,也可修建一条输水干管。 输水干管和连通管管径及连通管根数,应按 输水干管任何一段发生保障时仍能通过事故 用水量计算确定。城镇的事故水量为设计水 量的70%,工业企业的事故水量按有关工艺 要求确定。当负有消防给水任务时,还应包 括消防水量。

从水源至城镇水厂或工业企业自备水厂的输 水管渠的设计流量,应按最高日平均时供水量加 自用水量确定。当长距离输水时,输水管渠的设 计流量应计入管渠漏失水量。
向管网输水的管道设计流量,当管网内有调 节构筑物时,应按最高日最高时用水条件下,由 水厂所负担供应的水量确定;当无调节构筑物时, 应按最高日最高时供水量确定。

当采用明渠输送原水时,应有可靠的保护 水质和防止水量流失的措施。
输水管渠应根据具体情况设臵检查井,检 查井间距: 当管径为700毫米以下时,不宜大于200 米;当管径为700至1400毫米时,不宜大于 400米。 非满流的重力输水管渠,必要时还应设臵 跌水井或控制水位的措施。

长距离输水管渠的定线应在对各种可行 的方案进行详细的技术经济比较后确定。
对于地势起伏较大的地段,宜采取压力 输送与重力输送相结合,特别要避免管路中 出现负压。 在输水管道隆起点和平直段的必要位臵 上,应装设排(进)气阀,低处应装设泄水 阀。其数量和直径应通过计算确定。 设计满流输水管道时,应考虑发生水锤 的可能,必要时应采取 消除水锤的措施。

第5章

水管、管网附件和附属构筑物

5.1 水管材料和配件
1、管道材料应该符合以下要求:

①.密闭性能好 减少水量漏失,降低产销差率,避免管网检修时 外界污水渗入。 ②.化学稳定性 管道内壁具有耐腐蚀性,不会受到水中各种物质 的侵蚀,同时也不会向水中析出有毒有害物质。

③.水力条件好 内壁光滑、不易结垢、减少水头损失,降低常 年供水电耗。 ④.施工维修方便 尽可能缩短维修所造成的停水时间。 ⑤.建设投资省 管网建设费用占总费用的50%-70%,管材的 价格占管道综合工程50%以上。 ⑥.使用寿命长 管网扩建对城市交通、环境产生很大影响,一 般按永久性工程设施进行设计。

2、金属管材 1)钢管(Steel pipe SP) 直缝焊接钢管 螺旋焊接钢管 无缝钢管 不锈钢管 镀锌钢管 钢塑复合管

2)铸铁管(Cast iron pipe CIP) 灰口铸铁管(GCIP) 离心灰口铸铁管 半连续灰口铸铁管 稀土铸铁管 延性铸铁管(球墨铸铁管 DCIP) 退火球墨铸铁管 铸态球墨铸铁管 3)有色金属管 铜管 铝管

3、非金属管材
1)水泥压力管(CP) 石棉水泥管(ACP) 自应力管(SSCP) 预应力管(PCP) 管芯缠丝预应力管(三阶段管) 振动挤压预应力管(一阶段管) 钢筒预应力管(PCCP)

2)塑料管 硬聚氯乙烯管(UPVC) 聚乙烯管(PE) 高密度聚乙烯管(HDPE) 中密度聚乙烯管(MDPE) 低密度聚乙烯管(LDPE) 聚乙烯夹铝复合管(HAH) 交联聚乙烯管(PEX) 聚丙烯管(PP) 聚丁烯管(PB) 工程塑料管(ABS) 玻璃钢管(GRP)

大口径钢管通常选用A3镇静钢钢板焊 制,管材及管件容易加工,强度高,韧性 好,能承受高的内外压,对复杂地形适应 性强。 钢管刚度小,易变形,衬里及外防腐 成本高,必要时还需作阴极保护,施工过 程中焊接工作量大,有缺陷的焊缝会出现 应力集中,出现爆裂事故。 管节拼装时纵向焊缝要错开300mm 以上。出厂前应逐根作水压试验,试压值 为管线试验压力的1.25倍。

镀锌钢管存在锈蚀问题,影响水质 和使用年限,已经停止在饮用水方面的 应用,主要用于消火栓和自动喷水灭火 系统。生活用水采用的镀锌钢管为内衬 聚乙烯或聚丙烯的镀锌钢管。 镀锌钢管衬塑有两种方式,一种是 内部衬涂聚乙烯,另一种是在薄镀锌钢 管内部挤压聚乙烯管。前一种方式涂衬 层既不容易粘牢,也不容易衬匀;后一 种方式效果较好,钢塑复合管的连接管 件内部,也都衬有聚乙烯。

灰口铸铁管口径小、材质不稳定,发 生爆管事故较多,在供水工程中基本不再 采用。 球墨(延性)铸铁管用低硫、低磷的 优质铸铁熔炼后,经球化处理,使其中的 碳以球状游离石墨的形式存在,消除了片 状石墨引起的金属晶体连续性被割断的缺 陷,既保留了铸铁的铸造性、耐腐蚀性, 又增加了抗拉性、延伸性、弯曲性和耐冲 击性。

石棉水泥管六十年代在部分城市 使用过,目前基本不再使用。 自应力管用425号或525号普通硅 酸盐水泥、325号或425号矾土水泥和 二水石膏,按适当比例加工制成,所 用钢筋为低碳冷拨钢丝或钢丝网,规 格一般在100~600mm之间,强度较 低,容易出现二次膨胀及横向断裂, 工艺简单,制管成本较低,在小城镇 及农村供水系统中使用较普遍。

预应力管包括一阶段管、三阶段管、 钢筒预应力管三种,相对于金属管而言工 艺简单、造价低,使用比较普遍;但管道 重量大、运输安装不方便。 钢筒预应力管是钢筒与混凝土的复合 管,管芯为混凝土,在管芯外壁或中部埋 入厚1.5mm的钢筒,采用机械张拉在管芯 上缠绕一层或两层施加环向预应力的高强 度钢丝,然后在外部喷水泥砂浆保护层。

PCCP管与钢管比较 ① 壁厚远大于钢管,刚性强,能承受较 大的外荷载,对基础及回填土要求不高; ② 采用钢制承插口柔性连接,可边开挖、 边安装、边试压、边覆土,施工快捷; ③ 有1~3°的借转角,适应于软土地区 由于基础处理不均匀而产生的不均匀沉降; ④ 内壁表面光滑,水头损失小; ⑤ 耐腐蚀性好,寿命一般可达60a以上; ⑥ 管线综合造价和维修费用低; ⑦ 可节约钢材40%~70%。

PCCP管与普通预应力混凝土管相比 ① PCCP管的抗渗性能由内置的焊接钢 筒保证,普通预应力混凝土管的抗渗能力 取决于混凝土的密实性; ② PCCP管采用钢制承插口,可以保证 工作面间隙差≤1.6mm,而普通预应力混 凝土管承插口工作面间隙差≤12mm,其水 密性和耐久性都不如PCCP管 ; ③ 施工过程中可利用钢制承插口采用多 种形式的限制性接头或现场焊接接头,减 少因需平衡推力而设置止推挡墩的费用。

水泥管材的缺点: 1、水泥工业对环境造成的污染严重, 生产加工能耗高,浪费资源。 2、重量大、不便于运输、施工复杂、 工程周期长。 3、连接质量低、易泄漏(PCCP管除 外)。 4、与塑料管道相比,水泥管道光滑度 较差,可能在内壁滋生细菌,影响水质。 5、寿命短,水泥管抗腐蚀性差。

塑料给水管制造能耗低(以长度计,仅 为金属管道的18.7%)、内表面光滑、水力 条件优越、不生锈、不结垢、水质卫生、 没有管道二次污染、重量轻、加工和接口 方便、安装劳动强度低、节约综合施工费 用;但管材强度低、对基础及回填土要求 较高、膨胀系数较大、需考虑温度补偿措 施、抗紫外线能力较弱、存在应变腐蚀问 题(以蠕变系数来表示)。

热固性塑料管(GRP)通常是指玻纤维 增强树脂塑料管,又称玻璃钢管。玻璃钢管 的特点是强度较高,重量轻,耐腐蚀,不结 垢,内壁光滑,阻力小,在相同管径、相同 流量条件下,比金属管道和混凝土管道水头 损失小,节省能耗。但玻璃钢管生产工艺复 杂,价格较高,相对而言管壁薄,属于柔性 管道,对基础与回填要求较高,也存在应变 腐蚀问题。

管道接口 钢管:焊接、法兰连接、承插连接;

铸铁管:法兰连接、承插连接;
混凝土管:一般采用承插连接;

塑料管:法兰连接、承插连接、溶剂 粘结、热熔或电熔连接。
管材、管件的接口原则上不推荐刚性 接口,在爆管抢修中,也尽量安装柔性快 速抢修接头。

5.2 管网附件
闸阀:是指关闭件(闸板)由 阀杆带动,沿阀座密封面作升降 运动的阀门。 闸阀具有流体阻力小、开闭所需外力较 小、介质的流向不受限制等优点;但外形尺 寸和开启高度都较大、安装所需空间较大、 水中有杂质落入阀座后阀不能关闭严密、关 闭过程中密封面间的相对摩擦容易引起擦伤 现象。

蝶阀:是指启闭件 (蝶板)绕固定轴旋转的 阀门。 蝶阀具有操作力矩小、开闭时间 短、安装空间小、重量轻等优点;蝶 阀的主要缺点是蝶板占据一定的过水 断面,增大水头损失,且易挂积杂物 和纤维。

止回阀:是指启闭件(阀瓣或阀芯)借介质 作用力,自动阻止介质逆流的阀门。 根据启闭件动作方式不同,可进一步分为 旋启式止回阀、升降式止回阀、消声止回阀、 缓闭止回阀等类型。

排气阀:用来排除集 积在管中的空气,以提高 管线的使用效率。 在间歇性使用的给水管网末端和最 高点、给水管网有明显起伏可能积聚空 气的管段的峰点应设置自动排气阀。

消火栓:是安装在给水管网上,向火场供水 的带有阀门的标准接口,是市政和建筑物内 消防供水的主要水源之一。

室外消火栓有双出口和三出口两种形式, 出 水 口 直 径 有 65mm 、 80mm 、 100mm 和 150mm四种规格。至少一个出水口直径不小 于100mm。安装间距不超过120米。 与市政供水管网的连接形式: ①. 位于主水管旁,引水平专用分支管并 设控制阀门连接消火栓。 ②. 消火栓设立在非专用于消火栓的分支 管道上,与主控阀安装在一个井室内。 ③. 直接在输配水管道上加三通,消火栓 直立于管道上。

给水管

给水管

给水管

其他用水

地上消火栓部分露出地面,目标明显、易 于寻找、出水操作方便,适应于气温较高地 区,但容易冻结、易损坏,有些场合妨碍交 通,容易被车辆意外撞坏,影响市容。 地上消火栓有两种型号,一种是SS100,另 一 种 是 SS150 。 SS100 消 火 栓 的 公 称 通 径 为 100mm,一个100mm的出水口,两个65mm 的出水口;SS150消火栓的公称通径为150mm, 一个150mm的出水口,两个65mm或80mm 的出水口。

地下式消火栓隐蔽性强,不影响城市美观, 受破坏情况少,寒冷地带可防冻,适用于较寒 冷地区。但目标不明显,寻找、操作和维修都 不方便,容易被建筑和停放的车辆等埋、占、 压,要求在地下消火栓旁设臵明显标志。 地下式消火栓一般需要与消火栓连接器配套 使用。消火栓连接器主要由本体、闸体、快速 接头等零部件组成,其材质为铸造铝合金。 地下消火栓有两种型号,SX65和SX100。

参数 类别

型号 SS100—1.0

公称压力

地上式 消火栓

SS100—1.6 SS150—1.0 SS150—1.6 SX65—1.0 SX65—1.6

地下式 消火栓

SX100—1.0 SX100—1.6 SX100—1.0 SX100—1.6

进水口 出水口 (MPa) 口径(mm) 数量(个) 口径(mm) 数量(个) 65 2 1.0 100 1 100 1 65 2 1.6 100 1 100 1 65、80 2 1.0 150 1 150 1 65、80 2 1.6 150 1 150 1 1.0 100 1 65 2 1.6 100 1 65 2 65 1 1.0 100 1 100 1 65 1 1.6 100 1 100 1 1.0 100 1 100 1 1.6 100 1 100 1

5.3 管网附属构筑物
阀门井:用于安装管网中的阀门及管道 附件。 阀门井的平面尺寸,应满足阀门操作和 安装拆卸各种附件所需的最小尺寸。井深由 水管埋设深度确定。但井底到水管承口或法 兰盘底的距离至少为 0.10m,法兰盘和井壁 的距离宜大于 0.15m,从承口外缘到井壁的 距离应在 0.30m以上,以便于接口施工。 阀门井有圆形与方形两种,一般采用砖 砌,也可用石砌或钢筋混凝土建造。

支墩:承插式接口的管线,在弯管处、 三通处、水管尽端的盖板上以及缩管处, 都会产生拉力,接口可能因此松动脱节而 使管线漏水.因此在这些部位须设臵支墩 以承受拉力和防止事故。但当管径小于 300mm或转弯角度小于10°且水压力不超 过980kPa时,因接口本身足以承受拉力, 可不设支墩。

管道穿越障碍物措施: 穿越临时铁路或一般公路,可不设套管,但 应将接口放在两股道之间; 穿越较重要的铁路或交通频繁的公路,须放 在套管内,大开挖施工套管直径大300mm;顶 管施工大600mm。 穿越铁路或公路时,管顶应在铁轨底或公路 路面以下1.2m左右,两端应设检查井,井内设阀 门或排水管等。 管线穿越河川山谷时,可利用现有桥梁架设 水管,或敷设倒虹管,或建造水管桥,钢管过河 时,也可设为拱管。

节点详图:
DN600 DN600

DN500

DN500

DN400

DN400

5.4
水塔:

调节构筑物

水塔一般采用钢筋混凝土或砖石等建造, 主要由水柜、塔架、管道和基础组成。进、 出水管可以合用,也可分别设臵。为防止水 柜溢水和将柜内存水放空,须设臵溢水管和 排水管,管径可和进、出水管相同。溢水管 上不设阀门。排水管从水柜底接出,管上设 阀门,并接到溢水管上。

水池: 给水工程中,常用钢筋混凝土水池、预应 力钢筋混凝土水池和砖石水池,一般做成圆 形或矩形。 水池应有单独的进水管和出水管,安装位 臵应保证池内水流的循环。此外应有溢水管, 管径和进水管相同,管端有喇叭口、管上不 设阀门。水池的排水管接在集水坑内;管径 一般按2h内将池水放空计算。容积在1000m3 以上的水池,至少应设两个检修孔。


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