2.6.3.1 阀门井
阀门井用于安装管网中的阀门及管道附件。为了降低造价,配件和附件应布置紧凑。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。阀门井的形式根据所安装的附件类型、大小和路面材料而定。安装在道路下的大阀门,可用图2-50所示的阀门井。
阀门井因为是管道的枢纽,所以其自身有以下几个要求:
1)阀门井本身不能渗水,必须保证其密封性;
2)给水管道在使用过程中会受到来自不同方面的压力,从而会产生不同程度的抖动或沉降,即要求给水管道与阀门井的连接方式要可靠,能够适应一定程度的抖动和沉降,而不会使水渗进井室。在埋地很深的阀门井管道稍大时一般都采用铸铁阀门(如截止阀、蝶阀等),铸铁阀门长期在水里浸泡,会影响其使用寿命或引起断裂,因此对密封性的要求更高;
3)阀门井的井筒与井体、井盖的连接方式要可靠,不能因为大雨或积水就导致渗水进入井室里。
4)阀门井是埋设于地下的,要承受来自各个方向的不同压力和不同化学物质的腐蚀和侵害,要求其承压能力和耐酸碱腐蚀性要好。
2.6.3.2 管道支墩
根据异形管在管网中布置的方式,支墩有以下几种常用类型:
(2)上弯支墩管中线由水平方向转入垂直向上方向的弯头支墩。
(3)下支墩管中线由水平方向转入垂直向下方向的弯头支墩。
(4)空间两相扭曲支墩管中线既有水平转向又会有垂直转向的异形管支墩。
设计支墩时应遵循以下原则:
1)当管道转弯角度<10°时,可以不设置支墩。
2)管径>600mm管线,水平敷设时应尽量避免选用90°弯头,垂直敷设时应尽量避免使用45°以上的弯头。
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图2-50 阀门井
(3)支墩后背必须为原形土体,支墩与土体应紧密接触,倘若有空隙,需用与支墩相同的材料填实。
(4)支撑水平支墩后背的土壤,最小厚度应大于墩底在设计地面以下深度的3倍。
2.6.3.3 给水管道穿越障碍物
当给水管道通过铁路、公路和河谷时,必须采用一定的措施。
管道穿过铁路时,其穿越地点、方式和施工方法应严格按照铁路部门穿越铁路的技术规范的规定。根据铁路的重要性,采取以下措施:穿越临时铁路或一般公路,或非主要路线且水管埋设较深时,可以不设套管,但应尽量将铸铁管接口放在两股道之间,并用青铅接头,钢管则应有相应的防腐措施;穿越较重要的铁路或交通频繁的公路时,水管须放在钢筋混凝土套管内,套管直径根据施工方法而定,大开挖施工时应比给水管直径大300mm,顶管法施工时应较给水管的直径大600mm。穿越铁路或公路时,水管管顶应在铁路路轨底或公路路面以下1.2m左右。管道穿越铁路时,两端应设检查井,井内设阀门或排水管等。
管道穿越河川山谷时,可利用现有桥梁架设水管或敷设倒虹管,或建造水管桥,应根据河道特性、通航情况、河岸地质地形条件、过河管材料和直径、施工条件选用。
给水管架设在现有桥梁下穿越河流最为经济,施工和检修比较方便。通常水管架在桥粱的人行道下。
倒虹管从河底穿越,其优点是隐蔽,不影响航运,但施工和检修不便。倒虹管可设置一条或两条,在两岸应设阀门井。阀门井顶部标高应保证洪水时不致淹没。井内有阀门和排水管等。倒虹管顶在河床下的深度,一般不小于0.5m,但在航道线范围内不应小于1m。
倒虹管一般用钢管,并需加强防腐措施。当管径小、距离短时可用铸铁管,但应采用柔性接口。倒虹管直径按流速大于不淤积流速计算,通常小于上下游的管道直径,以降低造价和增加流速,减少管内淤积。
大口径水管由于重量大,架设在桥下有困难时,或当地无现成桥梁可利用时,可建造水管桥,架空跨越河道。水管桥应有适当高度,以免影响航行。架空管一般用钢管或铸铁管,为便于检修可以用青铅接口,也有采用承插式预应力钢筋混凝土管。在过桥水管或水管桥的最高点应安装排气阀,并且在桥管两端设置伸缩接头。在冰冻地区应有适当的防冻措施。
钢管过河时,本身也可作为承重结构,称为拱管,施工简便,并可节省架设水管桥所需的支承材料。一般拱管的矢高和跨度比约为1:8~1:6,常用的是1:8。拱管一般由每节长度为1~1.5m的短管焊接而成,焊接的要求较高,以免吊装时拱管下垂或开裂。拱管在两岸有支座,以承受作用在拱管上的各种作用力。
2.6.3.4 水锤消除设备
水锤是供水装置中常见的一种物理现象,它在供水装置管路中的破坏力是惊人的,对管网的安全平稳运行是十分有害的,容易造成爆管事故。消除水锤的措施通常可以采用以下一些设备。
(1)采用泄压保护阀该设备安装在管道的任何位置,设定的动作压力是高压,当管路中压力高于设定保护值时,排水口会自动打开泄压。
(2)采用水力控制阀一种采用液压装置控制开关的阀门,一般安装于水泵出口,该阀利用机泵出口与管网的压力差实现自动启闭,阀门上一般装有活塞缸或膜片室控制阀板启闭速度,通过缓闭来减小停泵水锤冲击,从而有效消除水锤。
(3)采用快闭式止回阀该阀结构是在快闭阀板前采用导流结构,停泵时,阀板同时关闭,依靠快闭阀板支撑住回流水柱,使其没有冲击位移,从而避免产生停泵水锤。
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