給排水工程第5章課件

第5章

排水管渠系統(tǒng)的附屬構(gòu)筑物及排水管渠材料5.1倒虹管

排水管渠遇到河流、山澗、洼地或地下構(gòu)筑物等障礙物時，不能按原有坡度埋設(shè)，而是按下凹的折線

方式從障礙物下通過，這種管道稱為倒虹管。

倒虹管

5.1倒虹管5.1.1倒虹管組成進(jìn)水井

下行管

平行管

上行管

出水井

倒虹管≥1.0m5.1倒虹管（4）倒虹管的管頂距規(guī)劃河底距離一般不宜小于1.0m，通過航運(yùn)河道時，其位置和管頂距規(guī)劃河底距離應(yīng)與當(dāng)?shù)睾竭\(yùn)管理部門協(xié)商確定，并設(shè)置標(biāo)志；（5）在進(jìn)水井或靠近進(jìn)水井的上游管渠的檢查井中宜設(shè)置

事故排出口。當(dāng)需要檢修倒虹管時，可以將污水通過事故排出口直接排入河流。

（6）倒虹管進(jìn)水井的前一檢查井，應(yīng)設(shè)置沉泥槽。（7）倒虹管的上下行管與水平線夾角不大于30度。5.1倒虹管5.1.3倒虹管水力計算污水在倒虹管內(nèi)的流動是依靠上下游管道中的水面高差；

（進(jìn)、出水井的水面高差）

該高差用來克服污水通過倒虹管時的阻力損失；阻力損失包括：

沿程水頭損失：

局部水頭損失：

總水頭損失：5.1倒虹管式中：i——倒虹管每米長度的阻力損失；

L——倒虹管的總長度（m）；

ξ——局部阻力系數(shù)（包括進(jìn)口、出口、轉(zhuǎn)彎處）；

v——倒虹管內(nèi)水流速度（m/s）。初步估算時，局部阻力損失Hf按沿程阻力損失HL的5%～10%計算；倒虹管長度大于50m時，采用5%；等于或小于50m時，采用10%。5.1倒虹管例：已知最大流量為340L/s，最小流量為120L/s，倒虹管長為50m，共4只15°彎頭，倒虹管上游管流速為1.0m/s，下游管流速為1.24m/s；確定進(jìn)水井和出水井的水面高差H。解：

（1）采用兩條倒虹管，每條倒虹管的最大設(shè)計流量340/2=170

L/s；查水力計算圖得到倒虹管管徑D=400mm，水力坡度i=0.0065，流速v=1.37m/s。

最小流量時，只使用一條倒虹管，此時流速為1.0m/s＞0.9m/s。5.1倒虹管（2）倒虹管沿程水頭損失：=0.0065×50=0.39（m）（4）倒虹管全部水頭損失：H1=Hf+HL=0.039+

0.39=0.429（m）

(5)倒虹管進(jìn)、出水井水面高差：H=H1+0.10=0.429+0.10=0.529（m）Hf=0.10×0.39=0.039（m）（3）倒虹管局部水頭損失（按沿程阻力損失的10%計算）：5.2排水管渠的斷面形式及材料5.2.1排水管渠斷面形式5.2.1.1排水管渠斷面應(yīng)滿足的要求（1）靜力學(xué)管道必須有較大的穩(wěn)定性，在承受各種荷載時穩(wěn)定而堅固。（2）水力學(xué)管道斷面應(yīng)具有最大的排水能力，并在一定流速下不易產(chǎn)生沉淀物。5.2排水管渠的斷面及材料5.2.1.2排水管渠斷面形式（1）圓形圓形斷面有最大的水力半徑；在一定的坡度下，圓形斷面流速最大，流量也大；圓形管節(jié)省材料；對外壓力的抵抗力強(qiáng)，穩(wěn)定性好；養(yǎng)護(hù)方面也較方便。最常用的一種斷面形式。5.2排水管渠的斷面及材料（2）半橢圓形在外部荷載較大時，可以更好地分配管壁壓力，可減小管壁厚度。在污水流量無大變化，管渠直徑大于2m時，采用半橢圓形斷面較合適。5.2排水管渠的斷面及材料（3）馬蹄形馬蹄形斷面，其高度小于寬度。在地質(zhì)條件差或地形平坦地區(qū)，需要盡量減小管道埋深，可采用馬蹄形斷面。這種斷面下部尺寸較大，適宜輸送流量變化不大的大流量污水。5.2排水管渠的斷面及材料（5）矩形矩形斷面可以就地澆制或砌筑，并按需要將深度增加，以增大排水量。在矩形斷面的基礎(chǔ)上，底部做成弧形流槽，以改善水力條件?；蛟诰匦吻纼?nèi)做成低流槽，可用于合流制管道系統(tǒng)。晴天時，污水在小矩形槽內(nèi)流動，以保證一定的流速，減輕淤積的程度。5.2排水管渠的斷面及材料（6）梯形梯形斷面適用于明渠。5.2排水管渠的斷面及材料5.2.2排水管渠材料（一）混凝土管和鋼筋混凝土管混凝土管管徑一般≤450mm，長度多為1m。當(dāng)管道埋深較大，或敷設(shè)在土質(zhì)不良地段，管徑大于400mm時通常采用鋼筋混凝土管?；炷凉芎弯摻罨炷凉鼙阌诰偷厝〔?，制造方便。但抗酸堿侵蝕及抗?jié)B性能差，管節(jié)短、接頭多，施工復(fù)雜。特點(diǎn)：5.2排水管渠的斷面及材料（三）金屬管金屬管有鑄鐵管和鋼管。

金屬管堅固，抗壓，抗震，抗?jié)B性能好；內(nèi)壁光滑，水流阻力?。幻抗?jié)管道長度大，接頭少，施工方便；但價格高，并且抗酸堿腐蝕能力差。室外排水管道很少采用金屬管。只有在排水管道承受高壓或?qū)B漏要求特別高的場合才采用金屬管。如排水泵站的出水管，倒虹管；靠近給水管道和房屋基礎(chǔ)的排水管；施工困難的地區(qū)（地下水位高、流砂嚴(yán)重）。特點(diǎn)：5.2排水管渠的斷面及材料（四）塑料管塑料管道是我國目前重點(diǎn)推廣應(yīng)用的化學(xué)建材之一。（1）塑料管的優(yōu)點(diǎn)

塑料管屬于柔性管，抗壓、抗沖擊；

塑料管內(nèi)壁光滑，輸送液體時摩阻明顯小于混凝土管；塑料管粗糙系數(shù)為0.01，混凝土管粗糙系數(shù)為0.013，在相同條件下，塑料管的輸水量比混凝土管提高近30%；5.2排水管渠的斷面及材料

塑料管耐腐蝕性強(qiáng)，抗酸堿，密封性好，耐老化，使用壽命

長達(dá)50年；

塑料管適應(yīng)溫度范圍廣，在-80℃～60℃溫度范圍內(nèi)不凍裂，不膨脹滲漏；

塑料管質(zhì)量輕、長度大、接頭少、連接方便、施工快捷；

塑料管價格相對較高，但國內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，在正確設(shè)計和合理施工的情況下，采用塑料排水管的總造價接近于混凝土排水管。5.2排水管渠的斷面及材料②聚乙烯管（PE）

PE管材已成為繼PVC之后，世界上消費(fèi)量第二大的塑料管材。近10年來，國際上聚乙烯管的發(fā)展速度明顯快于聚氯乙烯管。聚乙烯流動性好、熱穩(wěn)定性高，注塑成型聚乙烯熱熔管件比較容易；聚乙烯管連接時方便可靠。聚乙烯管具有獨(dú)特的柔韌性，抗震性好，適宜用于地震地區(qū)。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；5.2排水管渠的斷面及材料螺旋纏繞管雙壁波紋管按結(jié)構(gòu)分：單層實(shí)壁管、雙壁波紋管、螺旋纏繞管；最大直徑達(dá)到DN1200最大直徑達(dá)到DN3000

混凝土

鋼筋混凝土混凝土是由水泥、砂、石和水所組成，另外還常加入適量的摻合料和外加劑。砂、石起骨架作用，稱為骨料；

水泥與水形成水泥漿，水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙。水泥漿硬化后，將骨料膠結(jié)為一個堅實(shí)的整體.由水泥、粒料級配、加水拌和而成混凝土，在其中加入一些抗拉鋼筋，在經(jīng)過一段時間的養(yǎng)護(hù)，達(dá)到建筑設(shè)計所需的強(qiáng)度。鋼筋和混凝土是兩種全然不同的建筑材料：鋼筋的比重大，不僅可以承受壓力，也可以承受拉力；但其造價高，保溫性能很差?；炷恋谋戎剌^小，能承受壓力，但不能承受拉力；價格比較便宜，但是卻不堅固。

鋼筋混凝土的誕生，解決了這兩者的缺陷問題，并且保留了它們原來的優(yōu)點(diǎn)，使得鋼筋混凝土成為現(xiàn)代建筑物建造的首選材料。

管道綜合造價比較表管徑鋼筋混凝土管玻璃鋼夾砂管雙壁波紋管中空壁纏繞管金屬內(nèi)增強(qiáng)波紋管DN600923.57元/m1042.71元/m1099.00元/m1145.97元/m——DN8001350.29元/m1509.99元/m1595.55元/m1760.53元/m1413.78元/mDN10001890.55元/m2010.75元/m——2835.15元/m1673.55元/mDN12002042.66元/m2583.28