确定污水管线的位置和走向,也称为污水管道系统定线。正确的定线是经济、合理设计污水管道系统的先决条件,是污水管道系统设计的重要环节。污水管道平面布置一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。污水管网布置一般涉及下述几部分内容。
3.2.3.1 确定排水区界、划分排水流域
排水区界是污水排水系统设置的界限,它是根据城市规划的设计规模确定的。在排水区界内,一般根据地形划分为若干个排水流域,一般在丘陵和地形起伏较大的地区,流域的分界线与地形的分水线基本一致,由分水线所围成的地区即为一个排水流域。地形平坦无明显分水线的地区,可按面积的大小划分,使各流域的管道系统合理分担排水面积,并使干管在最大合理埋深的情况下,各流域的绝大部分污水都能自流排出。
3.2.3.2 污水管道的布置与定线
污水管道定线应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下,让最大区域的污水能自流排出。地形一般是影响管道定线的主要因素。定线时,应充分利用地形。使管道的走向符合地形坡向的趋势,有利于顺坡排水。在整个排水区域较低的地方敷设主干管及干管,便于支管的污水自流接入,而横支管的坡度尽可能地与地面坡度一致。在地形平坦地区,应避免小流量的横支管长距离平行于等高线敷设,宜让其尽早接入干管。干管宜与等高线垂直,主干管与等高线平行敷设。由于主干管管径较大,保持最小流速所需坡度小,其走向与等高线平行是合理的。当地形倾向河道的坡度很大时,主干管与等高线垂直,干管与等高线平行,这种布置虽然主干管的坡度较大,但可少设置跌水井,从而使干管的水力条件得到改善。地形比较复杂时,宜布置成几个独立的排水系统。如由于地形中间隆起而布置成两个排水系统;地势起伏较大,宜布置成高低区排水系统;高区不宜随便设置跌水井,应优先保证向污水处理厂的重力流输水的实现;个别低洼地区采取局部泵站提升。
污水总干管的走向和数目取决于污水处理厂和出水口的位置和数目。在大城市或地形复杂的城市,可能需要建几个独立的污水处理厂分别处理与利用污水,这就需要敷设几条总干管。在小城市或地形倾向一方的城市,通常只设一座污水处理厂,则只需敷设一条总干管。若相邻城镇联合建造污水处理厂,则需建造相应的区域性截流污水总干管道。
如果适当增大起端干管的直径,可能减小管道敷设坡度而减少整个管道系统的埋深,则适当增大干管上游段的直径是有利的。
管道定线时还应考虑街道宽度及交通情况。污水干管一般不宜敷设在交通繁忙而狭窄的街道下,若街道宽度超过40m时,为了减少连接支管穿越街道的次数以及与其他地下管线的交叉次数,可考虑在街道的两侧分别设置一条相互平行的污水管道(街道双侧敷管)。
污水支管的平面布置取决于地形、街坊平面和建筑规划,并应便于用户接管排水。当街区面积不太大,街区污水管网可采用集中出水方式时,街道支管敷设在服务街区较低侧的街道下,称为低边式布置,如图3-9a所示。当街区面积较大且地势平坦时,宜在街区四周的街道敷设污水支管,称为周边式布置,如图3-9b所示。街区内污水管网按各建筑的需要设计,组成一个系统,再穿过其他街区并与所穿街区的污水管网相连,称为穿坊式布置,如图3-9c所示。
图3-9 污水支管的布置形式
a)低边式布置 b)周边式布置 c)穿坊式布置
3.2.3.3 确定污水管道系统的控制点(www.daowen.com)
控制点是指在污水排水区域内,对管道系统的埋深起到控制作用的点。控制点通常在管道起点或最低最远点,各条管道的起点大都是该条管道的控制点。这些控制点中离污水处理厂最远的那点,通常是整个系统的控制点。控制点的埋深影响整个管道系统的埋深。
确定控制点的标高,一方面要保证排水区域内各点的污水都能够排出,并考虑为发展留有适当的裕量;另一方面不能因为照顾个别控制点而增加整个管道系统的埋深。对于这些点,可以采取加强管材强度、增设保温材料、局部填土或设置泵站提高管位等措施,以减小控制点的埋深,从而减小整个管道系统的埋深,降低工程造价。
3.2.3.4 确定污水管道在街道下的具体位置
在城市街道下常有各种管线,如给水管、污水管、雨水管、煤气管、热力管、电力电缆、通信电缆等。此外,街道下还可能有地铁、地下人行横道、工业隧道等地下设施。这就需要在各单项管道工程规划的基础上,综合规划,统筹考虑,合理安排各种管线在空间的位置,以利施工和维护管理。由于污水管道为重力流管道,其埋深大,连接支管多,使用过程中难免渗漏损坏。所有这些都增加了污水管道的施工和维修难度,还会对附近建筑物和构筑物的基础造成危害,甚至污染生活饮用水。因此,污水管道与建筑物应有一定间距,与生活给水管道交叉时,应敷设在生活给水管道的下面。
综合规划管线时,所有地下管线都应尽量设置在人行道、非机动车道和绿化带下,只有在不得已时,才考虑将埋深增大,维修次数较少的污水、雨水管道布置在机动车道下。各种管线在平面上布置的次序一般是,从建筑规划线向道路中心线方向依次为:电力电缆→通信电缆→煤气管道→供热管道→给水管道→雨水管道→污水管道。若各种管线布置时发生冲突,处理的原则是:未建让已建的;临时让永久的;小管让大管;压力管让无压管;可弯管让不可弯管。
3.2.3.5 污水处理厂和出水口位置的选定
现代化的城市,需将各排水流域的污水通过主干管输送到污水处理厂,经处理后再排放,以保护受纳水体。在布置污水管道系统时,应遵循如下原则选定污水处理厂和出水口的位置。
(1)出水口应位于城市河流的下游。
(2)出水口不应设回水区,以防回水区的污染。
(3)污水处理厂要位于河流的下游,并与出水口尽量靠近,以减少排放渠道的长度。
(4)污水处理厂应设在城镇夏季主导风向的下风向,并与城镇、工矿企业以及郊区居民点保持300m以上的卫生防护距离。
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