污水管网方案设计.docx
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污水管网方案设计
第六章工程技术方案
一、设计原则
1、采用雨污分流制，设计流量不包括雨水量在。
2、根据松山科技工业园总体规划，结合现状情况，合理确定污水网管工程设计规模。
3、贯彻经济性和可靠性弁行的设计原则，在保证工程效果的前提下，最大限度降低工程造价和运行管理费用，同时合理兼
顾管理维护条件。
根据松山科技工业园区地形情况及工业园至栖霞第二污水处理厂地形情况，布设排水管网时应尽量利用地形，遵循小管径、大坡度、高流速的原则，尽量少设提升泵站。
4、尽可能避免或减少穿越河道及障碍物，尽可能减少与其它管线的交叉。
5、应尽可能提高服务区围的污水收集率。
6、污水管线尽可能沿道路及河岸布置，力求简捷，以减少管道长度，降低造价。
7、应从长远考虑，为以后排水管网的敷设提供方便。
二、设计标准
1、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规》（GB50242-2002）
2、《建筑给水排水设计规》（GB50015-2003）
3、《室外排水设计规》（GB50014-2006）
4、《城市排水工程规划规》（GB50318-2000）
5、《泵站设计规》（GBT50265-97）
6、《建筑排水用硬聚氯乙烯螺旋管管道工程设计、施工及验
收规程》（CECS9497）
7、《建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规程》（CJJ/T29-98）
8、《给水排水管道工程施工及验收规》（GB50268-97）
9、《给水排水构筑物施工及验收规》（GBJ141-90）
10、《城镇排水管渠与泵站维护技术规程》（CJJ68-2007）
三、排水体制
目前松山科技山工业园排水设施不健全，雨污合流就近排入
附近河流（白洋河河段），不但造成水体和土壤污染，同时使污水得不到回收利用。
根据松山科技山工业园整体规划，松山科技山工业园排水体制将采用雨污分流制。
此次在园区新建污水管网，生活污水、污染程度低的工业废水以及污染严重但经过预处理后的工业污水经污水管网收集后，输送至栖霞第二污水处理厂进行处理，处理
后的污水可就近排入河道。
此次设计中的排水区域根据道路的布局，充分利用自然地形
坡降，减少管道埋深，尽量少设提升泵站。
四、管材、接口、基础
1.管材选择
应结合项目区的地质、地势条件及现有工程设施的情况进行管材的选择。
综合考虑一次性投资和管材使用寿命等问题，拟选
择铸铁管、UPVC特种压力管，承插口钢筋混凝土管、玻璃钢管和HDP甯五种管材进行比选，比较情况如下：
（1）铸铁管使用年代久，压力输水应用最为普遍，防腐能力比钢管强，且有标准配件的优点，但管质脆、强度差，价格高，水头损失较大，管道埋深大，不适合输送重力流污水。
（2）UPVC特种压力管
upvcT道以聚氯乙烯（pvc）树脂为主要原料，加入适量的稳定剂、润滑剂、填充剂、增色剂等材料，经塑料挤出机挤出成型和注塑机注塑成型，通过冷却、固化、定型、检验、包装等工序完成管材、管件的生产。
该产品采用高新技术特殊配方复全成型，具有耐腐蚀、有较
好的抗压性、弹性好、柔软透明使用寿命长等多个优点。
（3）承插口钢筋混凝土管，其优点：
价格低、多为工厂预制、管道口径型号齐全、管道接口简单、施工单位施工经验丰富，混凝土基础对地基适应能力强；缺点：
管节较短、接头较多、自重大、搬运不便、管道施工周期长、壁粗糙、水力摩阻系数大、管道容易被含酸含碱的污水腐蚀，且承插口精度要求较高。
但是由于国生产钢筋混凝土管的厂家非常多、而且管道价格相对较低，因此目前城市市政污水管道多采用钢筋混凝土管。
（4）玻璃钢管，具全称为玻璃纤维增强热固树脂夹砂管，是近几年发展起来的新型管材。
玻璃钢管的连接方式也采用承插式，弁设橡胶圈，安装较为方便。
该种管材无须进行外防腐，使用寿命长，日常维护费用低；重量轻，在同等条件下，具比重是钢管的40%,是预应力钢筋混凝土管的20%;施工运输方便；长期输水不结垢，管材本身防腐性能好，表面光滑；管件可灵活制作，不漏水，不爆管。
但由于玻璃钢管为薄壁弹性管，其刚度及抗外压的稳定性较其他管材低，因此通常对管槽底部原土保持性及埋管地质条件要求较高，对管道两侧回填料的密实度，一般控制在95%左右，
致使施工费用提高。
（5）HDP甯，市政排水高密度聚乙烯管（HDPE在市政排水
工程中应用近年来呈发展趋势。
根据生产厂家提供的资料HDPE
双壁波纹管管径一般在D30卜D120a该类管材具有良好的刚性和韧性，且抗震性也很好；由于聚乙烯是一种惰性材料，抗侵蚀，因此无须防腐保护；管道壁光滑，不易结垢，水力摩阻系数小，在输送相同流量的情况下，可比钢筋混凝土管减小一级管径；管
道重量轻，便于运输、安装和施工；HDPE管管材价格相对同规
格承插式钢筋混凝土管较高，但其施工简单，施工费用低，综合造价相差不大。
该种管材有如下优点：
①强度高，富有弹性，抗压耐冲击；
②质量轻，施工简便，管道基础处理简单，工程综合造价低。
③耐腐蚀性能好，无需做防腐处理；
④管壁光滑不易结垢，耐磨损，磨擦阻力小，管道坡降小，可有效减小管道埋设深度或减小管径；
⑤寿命长，埋地使用年限可达50年以上；
⑥管材连接使用专用焊接带，焊接坚固牢靠。
综上所述，通过比较，考虑各项因素，结合性价比综合分析，确定本工程重力流污水管采用HDP改壁波纹管。
2.管道接口
本工程管道接口形式采用热熔连接。
3.管道基础
本工程管道基础全部采用砂基础。
五、管网工程
根据松山科技工业园区地势情况及工业园至栖霞第二污水处理厂地形情况（沿白洋河岸布设），确定本项目全部采用重力
流污水管。
布设污水管网时应尽量利用地形，遵循小管径、大坡度、高流速的原则，尽量少设提升泵站。
项目共铺设污水管网35518.30米，其中松山科技工业园铺设污水管网20453.80米，松山科技工业园至栖霞市第二污水处理厂（沿白洋河岸铺设）污水管网15064.50米。
1、设计原则
不冲刷、不淤积、不溢流、不满流。
2、计算依据
采用重力流排水，以均匀流计算公式为依据。
3、流量分配和计算
根据项目规划及现状分析，污水处理服务围用地性质以工业、生活及公建为主。
整个规划建设区居住用地规划人口密度接近；现状工业企业分布较分散，区域污染大户不多，各区域规划工业废水量较接近。
规划区服务围污水比流量按下式计算：
污水管段设计流量=污水比流量X街区面积
4、管道设计
排水管道的流量，按下列公式计算：
式中：
Q设计流量（m3/s）;
A——水流有效断面面积（m2）;
v流速（m/s）。
排水管的流速，按下列公式计算：
式中v流速（m/s）;
R——水力半径（m）；
I水力坡降；
n——粗糙系数。
管网设计中设计干管流速均控制在0.60m/s以上，干管设计未按最大充满度设计，留有一定余量。
由于水量是根据规划用地性质，结合镇区用水、排水现状进行分配的，与将来实际情况必然存在一定的偏差。
为保证管道的正常运行，管网起端留有一定余量是合理和必要的。
4、污水管网工程量
项目污水管网工程量见下表6-1
表6-1重力流污水管网工程量一览表
厅P
工程容
管径
管材
数量
检查井个数
检查井型号
备注
mm
m
个
1
管道
300
HDPE
5204.60
174
小1000mm
检查井间距平均30m
2
管道
400
HDPE
10442.50
349
小1000mm
检查井间距平均30m
3
管道
500
HDPE
4806.70
97
小1500mm
检查井间距平均50m
4
管道
800
HDPE
15064.50
252
小1500mm
检查井间距平均60m
合计
35518.30
872
六、泵站工程
为了保证松山科技工业园至栖霞市第二污水处理厂之间的
污水管网污水流速要求，沿途每隔5000米设污水泵站1座，共
设污水泵站2座。
泵站主要建设容为：
配电用房2处，共320吊；购置污水泵
及配电设备共16台（套）。
泵站主要设备见下表
表6-2泵站主要设备一i览表
厅P
名称
型号
单位
数量
备注
1
变压器
SC（B）9-100/10/0.4KVA
台
2
2
高压柜
KYN28A-12
台
2
3
进线柜
GCK
台
2
4
配电柜
GCK
台
2
5
无功补偿柜
BCMJ
台
2
6
潜污离心水泵
台
4
7
自动化控制设备
套
2
合计
16
1、工艺原理
项目污水提升泵站的作用是提升污水以满足污水流速的要求。
泵站一般由水泵、集水池和泵房组成。
泵房一般按不同条件和采用水泵种类分干式泵房、湿式泵房，根据进水条件分自灌式泵房，非自灌式泵房等。
本项目建设采用自灌式泵房，泵房设潜污离心水泵。
（1）离心式潜污泵的原理
离心式潜污泵原理同离心泵的原理相同。
离心水泵是利用叶
轮旋转而使水产生离心力来工作的，水泵在启动前，必须把泵壳
和吸水管充满水然后驱动电机，使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动，水在离心力的作用下甩向叶轮外缘，弁汇集在泵壳，经蜗泵壳的流道流入水泵压力管路，与此同时，水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，吸水池的水便在大气压力作用下，通过吸
水管吸进叶轮进口，叶轮不停转动，水就不断被甩出，又不断地被补充，实现了离心水泵连续输水
（2）泵组的运行调度
潜污泵泵组的运行操作遵循以下原则
①保证来水量与抽升量一致，即来多少抽走多少，如来水量大于抽开量，上游没有采取溢流措施，应增加水泵运行台数实现厂超越；上游有溢流措施，应调节溢流设施。
反之，如来水量小于抽开量，则有可能使水泵处于干转状态损坏设备，此时减少水
泵运行台数，确保水位淹没潜污泵的电机。
②保持集水池高水位运行，这样可降低水泵扬程，在保证抽升的前提下降低能耗。
③水泵的开停次数不可过于频繁，应按水泵使用说明书的要求操作，否则易损坏电机，降低电机使用寿命。
④机组均衡运行，泵组每台水泵的投运次数及时间应基本均匀。
本着先开先关的原则
2、污水远程自动化控制
为确保污水处理过程的质量和出水水质符合标准，需要提高污水泵站的自动化水平。
针对污水泵站的控制设备集中、空气潮
湿等客观环境，自控系统采用了“集中监测、控制”的设计原则，弁结合工艺的需求和自控产品选择遵循的原则，本项目污水泵站
自动化系统使用力控组态软件作为上位监控软件和西门子S7-300作为PLC控制系统。
（1）系统设计要求
根据现场环境和规要求，要求系统可靠性高、容错性好、易于操作、便于扩展和维护。
（2）实现方案
泵站整个检测仪表与控制系统分为三大层次：
a,就地控制及现场检测：
按扭控制、各种传感器及变送器；
b.PLC自动控制：
西门子（S7-300系列）；
c.中央控制监视设备：
操作站，打印机。
控制模式为：
格栅运行由格栅前后的水位差值来自动控制，但当超过一定时限后转由时间控制器控制。
泵房污水泵的开启
根据集水池的水位值自动控制运行泵的轮值。
计时累积及备用泵
的自动投入均可自动选择或人为重新设定。
由各PLC控制设备
开、停、各设备的联动联锁。
控制层又分手动和自控。
手动控制是让操作人员可以操作控制站PLC柜面板上的按键，手动控制设备的开停。
自动控制是由PLC按一定程序进行自动控制。
手动控制层具有最高的控制优先级，当现场控制方式手柄置于“手动操作”时，可在现场控制柜上实现手动控制和检修，控制柜需提供基本的控制联锁或联动。
力控负责控制系统的协调通讯，根据工艺要求自动进行调节和控制现场设备。
具有操作员界面、历史数据存档、趋势显示、报告生成、安全权限、设定值、故障分析及打印系统等功能。
具体功能如下：
①操作员界面
系统提供用于操作数据和非正常情况有效地通讯的操作员界面。
所有过程变量的数值和状态，动态刷新。
通过操作员界面，可以实现：
显示和控制现场设备；显示测量值、设定值、输出值和调节方式。
对模拟回路可以手动改变设定值、输出值和控制方式等；对离散量可以手动操作设备的启停。
画面显示指令状态和实际状态。
了解报警信息及其优先级，启动报表打印等。
②历史数据存档
系统支持历史数据的记录存档，以实现定期对历史数据的连
续记录。
当发生数据丢失及磁盘剩下10游间时报警。
系统允许
用户自行定义存档间隔以避免不必要的数据存档。
③趋势显示
趋势显示包括历史显示和实时显示等功能。
趋势显示的形式，包括数字、棒图显示等多种实时或历史的趋势，直观易看，供调度员分析比较，找出泵站的最佳运行规律和分析事故原因，改进管理方法。
对于每一幅趋势图，操作员能对点、点的数量和时间围进行在线组态，以及在线缩放趋势曲线。
系统提供滚动条用来使趋势曲线在历史记录中间向前或向后移动。
单选某一个参
数时，可以显示该参数的全部信息以及实时趋势和历史趋势。
在
同一趋势图上，可显示至少二个变量的趋势记录曲线。
④报告生成
泵站参数的运行分析结果会以生成报表的形式送到管理中心供参考。
除了这些，系统还提供预先定义格式的标准报告：
有格式报表、无格式报表、诊断报告、报警及事件报告、操作员踪迹报告、点踪迹报告、按班、日、月生成生产报表。
系统中仅需要输入报告的目录信息，以及其它参数如点的名称或通配符、过滤信息、搜寻时间间隔和目标打印就能完整地对报告组态。
系
统中不需采用任何编程或编写来形成报告。
⑤安全性
工艺过程、档案库和系统设置权限的存取，系统支持最大
到六级操作员级别以允许从操作人员、系统维护人员到企业设备
经理对系统不同权限的操作。
每个设备操作时均有权限限制，以防非操作人员的误动。
⑥报警管理
为了让操作人员迅速而精确地得到过程中异常情况的信
息，该系统支持完善的报警监测和管理功能，显示当前所有正在
进行的过程参数报警和系统硬件报警。
报警有多种显示方法可
选，按照时间、日期、优先级等有多种选择。
第十二章工程投资估算
12.1编制依据
1、水利部水总〔2002〕116号文”关于发布《水利工程设计概（估）算编制规定》的通知”；
2、水利部水国科〔2005〕515号文“关于批准发布《水利水电工程设计工程量计算规定》SL328-2005的通知”；
3、省水利厅“鲁水定字[2000]1号文”《关于颁发〈省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准〉（试行）和〈省水利水电工程设计概（估）算编制办法〉（试行）的通知》。
4、省水利厅“鲁水定字[2001]1号文”《关于颁发〈省水利水电建筑工程预算定额（上册、下册）〉的通知》。
5、省水利厅鲁水定字〔2002〕2号文发布的“省水利厅关于转发水利部《水利工程设计概（估）算编制规定》和相关概预算定额的通知”；
6、省水利厅“鲁水定字[1998]3号文”《关于颁发〈省水利水电安装工程预算定额（水力机械、金属结构安装工程）〉的通知》。
7、省水利厅“鲁水定字[2000]2号文”《关于颁发〈省水利水电安装工程预算定额（电气安装工程）〉的通知》。
8、省水利厅“鲁水定字[2001]3号文”《省水利厅关于颁发〈省水利水电工程施工机械台班费定额〉的通知》。
9、省水利厅“鲁水定字〔2008〕1号文《关于发布省水利工程人工预算单价的通知》工
10、国家计委、建设部计价格〔2002〕10号文发布的“关
于印发《工程勘察设计收费管理规定》的通知”；
11、国家发展改革委、建设部发改价格〔2007〕670号文发布的“关于印发《建设工程监理与相关服务收费管理规定》的通知”；
12、国家及上级主管部门颁发的有关文件、条例、法规等；
13、交通部发[1996]612号《公路基本建设工程概、预算编制办法》
12.3建设投资估算
项目建设投资包括白洋河（栖霞松山〜臧家庄河段）河道治
理投资及松山科技工业园污水管网投资两部分。
经估算，项目建设投资为14657.00万元，其中：
工程费用12470.82万元，工程建设其他费用854.18万元，基本预备费用1332.00万元。
本项目建设投资构成见下表表12-1:
表12-1建设投资构成分析表单位：
万元
厅P
项目
投资额
比例（%
建设投资
14657.00
100
1
工程费用
12470.82
85.08
2
工程建设及其他费用
854.18
5.83
3
预备费
1332.00
9.09
3.1
基本预备费
1332.00
9.09
12.4总投资估算
项目总投资15845.00万元，其中建设投资14657.00万元,占总投资的92.50%;建设期利息1188.00万元，占总投资的7.50%。
12.4资金筹措
项目总投资为15845.00万元，其中自有资金5845.00万元,占总投资的36.89%;申请银行贷款10000.00万元，占总投资的63.11%。
12.5工程估算表
附表1:
工程建设投资估算表；
附表2:
白洋河河道治理工程投资估算表；
附表3:
污水管网工程投资估算表；
附表4:
借款还本付息表
附表5:
HDP改壁波纹管DN300安装工程预算费用明细表
附表6:
HDP改壁波纹管DN400安装工程预算费用明细表
附表7:
HDP改壁波纹管DN500安装工程预算费用明细表
附表8:
HDP改壁波纹管DN800安装工程预算费用明细表
第十三章经济评价
评价依据和计算参数
评价依据
1、水利部《水利建设项目经济评价规》（SL72-94）。
2、国家发改委、建设部《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）。
3、水利部“水财[1995]281号文”《关于试行财务基准收益率及年运行费率的通知》。
计算参数
社会折现率：
社会折现率为8%
计算期和基准年
项目建设期2年，运行初期为0年，正常运行期取40年,则经济计算期为42年；以工程建设期初即2010年作为折算基准年，弁以该年年初作为折算基准点。
工程费用计算
工程费用包括固定资产投资、流动资金、年运行费三部分。
固定资产投资
本工程固定资产投资为14657.00万元。
流动资金
按固定资产原值的1%计算，因数量太少，本次不予计列。
年运行费
年运行费按调整后固定资产投资的5%+算。
年运行费为
732.85万元，经济评价时按3%勺费用增长率考虑。
效益计算
1、防洪效益
河道治理段保护区人口约4.5万人，耕园地4.8万亩。
本次治理标准为20年一遇洪水设计。
直接防洪效益按沿河企业固定资产总值的10%+算；间接防洪效益按直接防洪效益的15%+。
计算期初多年平均防洪经济效益约为1900万元。
2、灌溉效益
本项目通过建设拦河闸，将降水蓄积起来用于周边农田灌溉。
据调查资料分析，每年按灌溉6次计算，则年增加灌溉效益约为300万元。
3、环保效益
松山科技工业园污水管网铺设后，预计年可产生环保效益100万元。
综上所述，以2010年水平计算的多年平均经济效益为2300万元。
随着经济的发展，效益也在不断增加，经济评价时按2%
的增长率考虑。
国民经济评价
评价指标
国民经济评价是从国民经济整体的角度，分析计算该项目需国家付出的代价和对国家的贡献，国民经济评价现金流量表见附表9,各项指标计算成果如表13-1。
表13-1国民经济评价指标表
名称
单位
指标
净现值ENPV
万元
11867.83
效益费用比EBCR
1.81
经济部收益率EIRR
%
13.41%
国民经济敏感性分析
为了检验工程本身的抗风险程度，按费用增加15%或效益
减少15%寸经济指标不利的方向进行分析，分析结果见下表13-2。
表13—2敏感性分析成果表
评价指标
分析情况
经济部
收益率（%
效益
费用比
净现值（万元）
费用增加15%
12.93
1.65
11000.73
效益减少15%
15.53
2.08
16475.40
结论
从国民经济评价指标计算结果可以看出，项目建设工程效益
显著。
经敏感性分析，经济部收益率均大于社会折现率8%效益
费用比均大于1,所以从经济角度看该项目是合理可行的。
国民经济评价现金流量表详见附表9。
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