城市住宅区室外给排水综合管线设计分析

【摘要】：居住区的给排水管道设计与建筑内给排水、城市给排水均不同，从设计上分析具有单栋建筑到城镇过渡阶段的特征，是城市给排水和建筑给排水联系的桥梁，有其独特之处，故称为城市与建筑的交界处。着重介绍了一般小区室外给排水设计中的综合管线设计，以及室外给排水管材选用、流量计算等内容。

【关键词】：给排水管道设计；排水管材；流量计算

中图分类号：S276 文献标识码：A 文章编号：

1管线综合

随着社会经济的发展及人民生活水平的提高，城市、社区道路下的市政管线也日益复杂。在室外给排水管道的布置过程中，应与城市直埋电力、电信、热力、燃气等管线等进行管线综合。在交通运输繁忙，管线复杂，管线安排有困难的快速路、主干道，以及地下铁道、立体交叉口等大规模工程，重要城市广场及其道路交叉口，道路与铁路、河流的交叉处，不允许随时挖掘路面的路段，开挖后难以修复的路面以及某些特殊建筑场所，原则上宜采用综合管沟。一条管沟集中几类管线，多家管线单位共用，既节约城市发展空间，又避免“拉链路”，以及重复建设带来的能耗，这已经成为新城建设中的一大亮点。但是，综合管沟也有其局限性：一次性投资大；各管线的主管单位不同而很难协调；管沟内部的通风、防火、排水等问题很难妥善处理，且其断面尺寸也很难预测。因此，所有信息管线应该统一规划、统一施工、统一管理，以提高综合管沟的特定优势。对于一些重要的、管理水平高的、管理部门单一的、资金充裕的新建社区，应该提倡采用综合管沟。

一般情况下，道路下可不设管沟，根据相关规范的要求，配水管线应尽量布置在绿地、人行道或非机动车道下，以进行各种管线的横向和纵向布置，并尽可能满足各管线之间的技术要求，以及使用、施工、维护管理的需求。

对于管道综合，一般应按下列规定进行布置。

（1）各种管道的平面排列不得重叠，并尽量减少和避免相互交叉。

（2）各种管道应尽量和道路中心线或主要建筑线平行敷设。

（3）管道与铁路、道路和管沟交叉时，应尽量垂直于铁路、道路和管沟中心线。

（4）给水管和污水管交叉时，给水管应敷设在污水管和合流污水管的上面。

（5）管道排列时，应注意其用途、相互联系及彼此间可能产生的影响。如污水管应远离生活饮用水管，直流电力电缆不应与其他金属管靠近，以免增加后者的腐蚀等。

（6）干管应靠近主要使用单位以及连接支管最多的一侧。

（7）给水管道、循环水管道允许与热力管管沟同沟敷设。

（8）架空管道不得影响运输、人行交通及建筑物的自然采光。

（9）给水管道的埋设深度应满足下列要求：①管道不被震动及行车力损坏；②管道内水流不被冰冻或增高温度。

2管材选用

2.1给水管管材选用原则

（1）小区给水管道DN

（2）小区给水管道DN≥100mm时，可选用内衬给水铸铁管、球墨铸铁管或给水塑料管。

（3）钢管韧性好、强度高，但防腐性能差。我国规范规定：生活给水管道应选用热镀工艺的镀锌钢管。

（4）我国连续铸铁管性能较差，爆管现象较多；但DN200型还可采用。选管时壁厚可高选一级，或选用离心铸铁管。

（5）球墨铸铁管是理想的给水埋地敷设管道，在我国已有不少城市选用，效果较好。球墨铸铁管分离心可延性和铸态型两类。离心可延性球墨铸铁管性能较佳，是国际普遍选用的管材，我国正在积极推广使用。铸态型球墨铸铁管虽然性能不及离心可延型铸铁管，但优于其他灰口铸铁管。铸态型球墨铸铁管可以作为过渡选用。

（6）塑料管具有重量轻、耐压强度高、输水性能好、耐腐蚀性强等优点，是小口径给水管的发展趋势。常用给水塑料管有PVC-U、HDPE或MDPE、ABS、聚丙烯管、聚丁烯管，以及钢塑复合管、铝塑复合管。

2.2小区排水管常用管材及选用

室外无压排水管一般很少采用金属管，只有当排水管道需要承受较高压力或对渗漏要求严格的地方（如污水泵站的进水管和出水管等）才采用金属管材。

（1）居住小区内的排水管和雨水管一般就地取材，采用混凝土管和轻型钢筋混凝土管。

（2）排水管如遇到穿越管沟、河流等特殊地段，或埋深过浅时可采用铸铁管或钢管。

（3）居住区内化粪池前的排水管宜采用铸铁排水管。

（4）塑料管具有质地轻、耐腐蚀、水利性能好等优点，在室内已广泛采用，在小区可进一步推广使用。排水管道多采用硬聚氯乙烯塑料管。

（5）陶土管因管节短，施工麻烦，故在居住小区不推荐使用。对于腐蚀性强并呈酸性的污水工程，可采用陶土管或耐腐蚀陶土管。

（6）承压排水管宜采用给水铸铁管或钢管。

近几年，双壁波纹管、HDPE高密度缠绕管等也在室外排水工程中得到较为广泛的应用。

3管径的确定

3.1给水流量及管径的确定居住小区内室外给水管道管径选择，一般依据《建筑给水排水设计规范》、《居住小区给水排水设计规范》中，居民用水定额、用水量等相关内容来确定。

在计算过程中要注意区分最大小时流量与设计秒流量的应用范围。《居住小区给水排水设计规范》中的3.5.2条，根据居住人数和生活给水干管、支管，对此做出了界定。无论是市政给水管道还是居住小区室外给水管都涉及到流量与管径的对应问题，一般依据流量、流速，按《给水排水设计手册》中的水力计算表及地方经验来确定。但居住小区的给水管道一般管径较小，单靠水力计算表不容易确定管径。可以参考《水工业工程设计手册·建筑和小区给水排水》中提出的一个界限流量表，并结合地方经验来确定。

设计供水量根据下列各种用水类型来确定。

（1）综合生活用水：包括居民生活用水和公共建筑用水。根据居民生活用水定额或综合生活用水定额及最高日时变化系数综合分析确定。

（2）工业企业生产用水和工作人员生活用水：生产用水量根据生产工艺要求确定；工作人员生活用水量（含淋浴用水量）根据车间性质确定。

（3）消防用水：消防用水量、水压及延续时间等根据现行有关规定确定。

（4）浇洒道路和绿地用水：根据路面、绿化、气候和土壤等条件确定。

（5）未预见水量及管网漏失水量：按最高日用水量的百分比计。

管段的直径按下式计算：D=[(4q)/(3.14v)]1/2

式中D—管段直径；q—管段流量；v—流速。

给水管管径的确定应考虑远近期结合，同时照顾经济性和可靠性。管径确定涉及经济流速的确定，设计时常采用平均经济流速来确定管径，当D=100mm～400mm时，平均经济流速取0.6～0.9m/s；当D≥400mm时，平均经济流速取0.9～1.4m/s。大管取大值，小管取小值，并用消防用水、事故及最大传输三种情况，对流量和压力进行校核。

对于环状管网，首先应在保证供水所需水量和水压、水质安全、可靠性（ 保证事故时水量）和经济性基础上，对管网进行平差计算，确定管段流量和管径。

平差结果应符合如下规定。小环：Δh≤0.5m；大环：Δh≤1.5m.

3.2排水管道流量的确定

（1）排水体制的选择排水工程设计应以当地城镇（ 地区）总体规划和排水工程总体规划为主要依据。排水体制（分流制或合流制）的选择，应更根据城镇和工业企业规划、当地降雨情况和排放标准、原有排水设施、污水处理和利用情况、地形和水体等条件等综合考虑确定。新建地区的排水系统宜采用分流制。

（2）生活排水量的确定《居住小区给水排水设计规范》中规定：生活排水管道的设计流量按照最大小时排水量进行计算。排水管道的设计有最小管径和最小设计坡度的规定。

排水管道是按非满流设计，有最大设计充满度的规定。

小区内计算最大小时流量时采用的小时变化系数，已经考虑了从小区到城镇管网的过渡因素。

对于小区组团内的生活排水管道，按最大小时生活排水量进行设计，确定管径和坡度后（包括选用最小管径和最小设计坡度），再用相应的设计秒流量按满流进行校核，一般都能满足要求。

污水设计总流量& 的计算公式为：Q=Q1+Q2+Q3

其中：Q1为居住区生活污水设计流量（L/S），按下式计算Q1=n*N*KZ*/(24*3600)

式中n—污水定额（L/(人·天））,含居民生活污水定额和综合生活污水定额，可按当地用水定额的80%～90%采用。N—设计人口数；KZ—生活污水量总变化系数，按《室外排水设计规范》有关规定计取，或按实际数据采用。Q2为工业企业内生活污水量、淋浴污水量（L/S）。应与国家现行的《室外给水设计规范》的有关规定协调。Q3为工业企业的工业废水量（L/S）。工业废水量级及其总变化系数应根据工艺特点确定，并与国家现行的工业用水量有关规定协调。

（3）雨水设计流量雨水设计流量Q按下式计算: Q=F*q*Ψ

其中：F为汇水面积，Ψ为径流系数，q为设计暴雨强度。

在排水管道水力计算时应注意如下问题：①雨水管道的水力计算应符合规范规定的最大允许流速、最小设计流速和最小设计流速控制的最小设计坡度要求。②雨水管道管段的设计流量如果小于最小管径在最小坡度时通过的流量，该管段为不计算管段。不计算管段应采用最小管径，按最小设计坡度进行设计。③水力计算从上游管段向下游管道依次进行，随着管段中设计流量的增加，设计流速也应相应增加。只有当下游管段流速已经大于1.2m/s（混凝土管和钢筋混凝土管）的情况下，坡度大的管道接到坡度小的管道时，设计流速才允许减少。④计算时设计流量逐段增加，设计管径也应相应增加，但在管道坡度骤然变陡处，其管径可根据水力计算确定由大变小，但一般减少一级，不得超过两级，并不得小于最小管径。⑤当地面坡度太大或陡坡突然变缓时，可设置跌水井。一般管道跌水高度超过1m，宜设跌水井；跌水高度超过2m，必须设跌水井。跌水井不宜布置在管道转角处。⑥管道转弯或交接处，其水流转角不应小于900。⑦各种不同管径的管道在检查井中连接宜采用管顶平接。相同管径的管道，或在平坦地区不同管径的管道也可采用平接，但任何情况下进水管管底不得高于出水管管底。⑧小区内接户管接入小区排水支管时，最好有10～20cm落差。

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