设计工作方案.docx

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设计工作方案

3.1.1设计范围

3.1.2设计依据

3.1.3设计原则

3.1.4排水体制的选择

3.1.5管渠的断面形式

3.1.6管道材质的确定

3.2污水管道设计

3.2.1定线原则

3.2.2污水管网总体布局

3.2.3污水管水力计算

3.2.4检查井

3.2.5跌水井

1、概述

1、项目名称：

高升桥水库生态修复与保护、流域污染治理工程（六标段）设计

2）、项目业主：

荣昌县兴荣环境综合整治有限责任公司。

3）、建设地点：

重庆市荣昌区

4）、设计范围：

直升、路孔、吴家、盘龙、远觉、观胜、龙集、新峰、许溪、清江、清升、双河（包括益民社区）等各污水处理厂二三级配套管网建设及相关附属工程等的初设图、施工图纸设计、设计优化调整、后期服务，并配合招标人进行设计审查及备案。

5）、计划工期：

总工期：

20日历天；其中初步设计10日历天；初步设计审查通过后施工图设计10日历天。

6）、质量目标：

设计应符合国家工程建设强制性标准，满足项目初步设计和施工图设计要求，并通过业主委托的图纸审查单位的审查。

2、总体工作计划

（一）总体计划安排

1、设计工作内容

直升、路孔、吴家、盘龙、远觉、观胜、龙集、新峰、许溪、清江、清升、双河（包括益民社区）等各污水处理厂二三级配套管网建设及相关附属工程等的初设图、施工图纸设计、设计优化调整、后期服务，并配合招标人进行设计审查及备案。

2、工作进度计划

（1）组建工作小组

根据委托项目的工作量、内容、范围、技术难度、时间要求等组建项目部，公司总工任项目部经理，作为本设计项总协调人，下设各专业组并设各专业负责人，保证工程设计成果的总体质量。

（2）制定工作计划

内容包括研究工作的范围、重点、深度、进度安排、人员配置、费用预算及工程设计工作大纲，并与委托单位交换意见。

（3）调查研究收集资料

各专业组根据工程设计工作大纲进行实地调查，收集整理有关资料。

（4）方案设计与优选

在以上调查研究收集资料的基础上，对项目的建设规模与场（厂）址方案，技术方案，设备方案，工程方案，原材料供应方案，总图布置与运输方案，公用工程与辅助工程方案，环境保护方案，组织机构设置方案，实施进度方案等进行论证比选优化，构造项目的整体设计方案。

（5）与委托单位交换意见

项目设计成果初稿形成后，与委托单位交换意见，修改完善，形成正式成果。

（二）组织机构

项目组织管理机构人员

职务

姓名

职称

总工程师

孙桂汲

教授级高级工程师

项目负责人

祝柏章

高级工程师

专业负责人

胡恋

高级工程师

3、设计思路及设计方案

3.1、污水管网设计

3.1.1设计范围

直升、路孔、吴家、盘龙、远觉、观胜、龙集、新峰、许溪、清江、清升、双河（包括益民社区）等各污水处理厂二三级配套管网建设。

3.1.2设计依据

《中华人民共和国环境保护法》（2015年1月）；

《建设项目环境保护设计规定》（1987年3月）；

《建设项目环境保护管理办法》（1986年3月）；

《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000）；

《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）；

《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

《低压配电设计规范》（GB50054-95）；

3.1.3设计原则

（1）根据工程目标，执行“全面规划、分期实施，逐步到位的工程建设原则”。

（2）结合直升、路孔、吴家、盘龙、远觉、观胜、龙集、新峰、许溪、清江、清升、双河（包括益民社区）的地形特点及排水系统现状，设计方案力求合理、经济，并适当留有余地。

3.1.4排水体制的选择

排水体制确定应根据建设区总体规划、环境保护要求、污水利用处理情况、原有排水设施、水环境容量、地形、气候等条件，从全局出发，经综合分析比较后确定。

排水体制一般分为合流制、分流制两种类型。

（1）合流制

在建造合流制排水系统时，通常采用截流式的合流制，即将截流管道布置在城市合流制管网中管道排放口附近，收集城区雨、污水；同时，在合流干管与截流干管相交前或相交处设置溢流井，并在截流干管下游设置污水处理厂。

晴天和降雨初期所有污水都送至污水厂，经处理后排入水体；随着降雨量的增加，雨水径流也增加，当混合污水量超过设计要求时，部分混合污水经溢流井溢出，直接排入水体。

此方式投资较省、见效快、易于实施，管道施工对城镇的影响也最小。

但是，这种截流式的合流制也存在着一些缺点：

首先，当暴雨径流之初，原沉淀在合流管渠的污染被大量冲起，经溢流井溢入水体，形成所谓“第一次冲刷”；同时，雨天仍有部分混合污水经溢流井直接溢入水体，成为水体的污染源而使水体遭受污染，不能从根本上解决城市污水的污染问题。

其次污水处理厂规模也要相应增加，从而加大了污水厂的投资；更为重要的是当城镇污水量较少而雨量较大，且降雨持续时间又长时，采用合流制将会直接影响污水处理厂的正常运转。

（2）分流制

分流制是将雨水与污水分别在两个各自独立的管渠排除的系统。

由于排雨水方式的不同，分流制又可分为完全分流制和不完全分流制两种。

完全分流制就是城镇中同时具有污水和雨水两套排水系统，而不完全分流制只具有污水排水系统，未建或缓建雨水系统，雨水可以沿天然地面、街道边沟、水渠等有渠道系统排泄，或者为了补充原有渠道系统输水能力的不足而修建部分雨水管，待城市进一步发展后再修建或完善雨水系统，从而成为完全分流制的排水系统。

分流制虽然是将城市污水全部送至污水厂进行处理，但初雨径流未加处理就直接排入水体，对城市水体也会造成污染，有时还很严重，而且投资高。

从城镇总体的综合效益来看，截流式的合流制排水系统，可以减少管网投资成本，但它并没有从根本上改变城市的排水现状；而分流制则从根本上解决了城市污水对受纳水体的水质影响问题，但总体投资较高。

综上所述，根据直升、路孔、吴家、盘龙、远觉、观胜、龙集、新峰、许溪、清江、清升、双河（包括益民社区）排水现状及降雨情况等具体实情，结合镇区的总体规划，我们认为，采用不完全式的分流制的排水体制比较适宜，即通过对镇区现有沟渠的逐步完善和建设部分雨水管，使之成为城镇的雨水收系统，同时新建一套完整、系统的污水收集输送系统，将镇区的污水完全收集并最终排至污水处理厂进行处理后达标排放，这样可以最大程度的提高镇区污水的收集率，从根本上解决镇区污水的污染问题。

尽管投资上略高些，但能够确保污水处理厂的正常运转，且有利于镇区的长期发展。

3.1.5管渠的断面形式

排水管渠的断面形式必须满足静力学、水力学以及经济和养护管理上的要求。

在静力学方面，管道必须有较大的稳定性，在承受各种荷载时是稳定和坚固的；在水力学方面，管道断面应具有最大的排水能力，并在最小设计流量下不产生沉淀物；在经济方面，管道造价应该是最低的；在养护管理方面，管道断面应便于冲洗和清通，没有淤积。

根据本工程规模，确定采用圆形断面作为污水主干管的设计断面形式。

圆形断面具有较好的水力性能，在一定的坡度下，制定的断面面积具有最大的水力半径，因此流速大，流量也大。

此外，圆形管便于预制，使用材料经济，对外压力的抵抗力较强，若挖土的形式与管道相称时，能获得较高的稳定性，在运输和施工养护方面也较方便，因此是最常用的一种断面形式。

3.1.6管道材质的确定

排水管渠必须具有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压，外部荷载包括土壤的重量（静荷载），以及由车辆运行所造成的动荷载。

同时排水管渠还应具有抵抗水中杂质的冲刷和磨损及抗腐蚀等性能；排水管渠必须不透水，以防止污水渗出或地下水渗入；排水管渠的内壁应光滑，使水流阻力尽量减小；排水管渠应就地取材，并考虑到预制管件及快速施工的可能，以便尽量降低管渠的造价及运输和施工费用。

由于管道建设所占投资的比重较大，且因管材选用不当造成事故或出现资金浪费的实例也较多，因此合理经济确定材的选用对节省投资、方便施工、安全运行意义很大。

近年来随着工程技术、新型材料的发展，加上大量引进国外先进技术设备，为污水管道管材的选择提供了更多的余地。

目前，国内常用的污水管道主要有钢筋混凝土管、UPVC双壁波纹管、HDPE钢塑复合缠绕管等。

钢筋混凝土管是传统的排水管材，因制作方便、造价低，国内应用广泛。

最主要的缺点是管节短、自重大、搬运不便；需做混凝土基础，施工难度大、周期长；管线接口多、抗渗性能差，易污染地下水。

此外，近年来由于各种洗涤剂、清洁剂的使用造成废水对混凝土管的腐蚀，使其使用寿命缩短的现象也日益突出。

UPVC管和HDPE管是新型的排水管材，与传统的钢筋混凝土排水管比较，具有以下特点：

强度和刚度较好，属于柔性管，抗压耐冲击，满足埋地敷设抗外负载要求；具有优异的水力特性，内壁光滑、阻力小，同流量使用口径比混凝土管小；管内不结垢，耐腐蚀；管道接口方法简单易行，施工质量易保证，抗沉降、密封性能好，不泄漏，对环境无污染；质量轻，搬运安装方便；通常采用砂石基础；管道使用寿命长，大于50年。

以上几种管材的性能比较汇总如表4-1所示。

几种常用管材性能比较表

管材

性能

钢筋混凝土管

HDPE管

UPVC管

使用寿命

较长

长

长

抗渗性能

较差

强

较强

防腐性能

较强

强

强

承受外压

可深埋能承受较大外压

强度高，抗压性好

受外压能力较差

抗沉降性

差

好

较好

接口形式

承插式

热熔焊

套管

橡胶圈止水

橡胶止水

粗糙度（n值）

0.013～0.014

0.008

0.009

水头损失

水头损失较大

水头损失较小

水头损失较小

重量

重量大

重量较小

重量较小

管材运输

运输较麻烦

运输方便

运输方便

管材价格

（相对）

便宜

较贵

稍贵

对基础要求

较高

较低

较低

根据本工程的设计规模，通过综合的技术经济比较，同时结合重庆市有关部门的强制性规定：

管径≤800mm时不能使用钢筋混凝土管，故本工程的污水管道均采用外排水HDPE钢塑复合缠绕管。

3.2污水管道设计

排水管线的方案布置应综合考虑地形地貌、地质特点及规划道路的连向、自然坡降、城区的建设规划、原有地下设施情况和现状施工条件等因素，在充分利用现状排水设施的基础上，合理划分排水系统，布置污水干管，尽量顺地形自然坡降重力输水，以有效地降低工程造价。

3.2.1定线原则

1.结合工业城区的路网的现状与规划，合理布置管线，处理好与现有建筑物、构筑物和规划道路的关系。

2.充分考虑目前现有的排水支管，尽量有利于污水重力流接入排水主干管。

3.在管线顺畅、经济的基础上，尽量少拆迁，减少对企事业正常生产、生活和居民生活的影响。

3.2.2污水管网总体布局

针对本项目几个街道的具体情况，此次工程设计本着充分利用当地自然地形地貌特点的宗旨。

污水收集支管总体上沿城区规划道路铺设。

污水主干管沿渠溪河河岸敷设，并最终排入城区污水处理厂。

3.2.3污水管水力计算

（1）主要计算公式

·排水管道的流量计算公式

Q=A·v

式中：

Q──设计流量（m3/s）

A──水流有效断面面积（m2）

v──流速（m/s）

·排水管道水力计算公式：

式中：

R──水力半径（m）

I──水力坡降

n──管材粗糙系数，取0.009

（2）主要设计参数

·污水管道在设计充满度下的最小流速为0.6m/s

·排水管道最大设计流速为5.0m/s

·排水管道一般采用管顶平接或跌水连接。

由于污水管网按照2020年最大污水量进行设计，不考虑污水的变异系数。

3.2.4检查井

管道每隔一段距离需设置检查井，间距根据具体情况确定，一般为30~5