中原和木桥小区雨水工程.docx

1、中原和木桥小区雨水工程第5章 雨水工程5.1 雨水排放现状 开县中原和木桥安置区基础设施完善项目位于文峰街道文峰社区，两处安置区占地面积合11322平方米，安置移民350户1200余人。中原、木桥系农村移民进城联户自建安置点。在移民迁建过程中，由于时间紧，受地形和用地条件限制，安置点房屋建筑密度大，房屋建筑后方紧邻中原排洪沟支沟及未治理高切坡，安全隐患突出。集中建房时院内的基础设施建设标准低，排水系统不完善，排水沟和排洪沟堵塞也导致雨污水管网的破损严重，原有的设施已经不能满足现在实际需求，群众出行存在安全隐患。移民群众多次到政府及相关职能部门上访，集访。 为解决中原和木桥安置区内雨水收集困难，

2、小区居民下雨天出门困难问题，小区内拟新建雨水管网，雨水统一收集后排入小区外已建市政雨水管网。5.2 设计基本原则 本工程项目污水管网的设计必须遵循以下基本原则： 充分利用地形，以最短的距离，靠重力流就近排入水体； 根据城市规划布置雨水管道； 理布置雨水口，以保证路面雨水排除通畅； 雨水管道采用明渠或暗管应结合具体条件确定； 一般在道路交叉口的汇水点、低洼地段均应设置雨水口。5.3 雨水管道水力计算5.3.1 雨水管道水力计算方法 小区雨水管道常规设计方法是根据设计流量和管道坡度，按照满流情况确定管径的。在很多小区由于没有自然地面坡度可以利用，即使采用规范规定的最小设计坡度进行计算，管道埋深仍然

3、增加很快又因地下水位较高，埋深一般不超过，否则施工困难，一旦管道低于受纳水体水位，相应管道的铺设坡度也将失去实际意义。在此情况下，任意增设雨水提升泵站是不经济的，也是不可行的。探讨新的、有针对性的设计思想和计算方法是十分必要的。雨水管道按照满流进行设计，根据水力学观点，应该属于有压管道计算，而有压管道的水力计算与管道本身的安装坡度是没有关系的，设计时完全可以先根据计算管道的上、下游水位差和相应流量确定管径，尔后再单独考虑管道的坡度和埋深。5.3.2 确定雨水管道水力计算参数 （1）雨水设计流量 雨水管道设计流量按下式计算：Q=qF（5-1） 式中：Q-雨水设计流量（L/s）； -径流系数，其数

4、值小于1；F-汇水面积（ha）；q-设计暴雨强度（L/(shm2)）。 （2）暴雨强度公式 雨水计算的暴雨强度公式： q= (167A_1 （1+Cl_g P）)/(t+b)n (5-2)式中：q：设计暴雨强度(L/(shm2)；P-设计重现期（a）；t-降雨历时（min）；A_1、C、n、b-参数，根据统计方法进行计算确定。 （3）雨水管道设计重现期 暴雨强度随重现期的不同而不同。 在设计中若重现期选用较大，则暴雨强度大，相应的雨水设计流量大，管渠的断面相应大。这样偏安全，有利于防止地面积水，但工程造价高。 若重现期选用较低，则暴雨强度小，雨水设计流量小，管渠断面小。这样工程造价低，但可能会

5、发生排水不畅、地面积水，或对城市生活及生产造成危害。 应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定。在同一排水系统中可采用同一重现期或不同重现期。重现期一般选用0.53a，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般选用35a，并应与道路设计协调。特别重要地区和次要地区可酌情增减。根据该地区实际情况，本工程重现期取P=3a。 （4）雨水管道的降雨历时 对管道的某一设计断面来说，集水时间t由地面集水时间t1和管内流行时间t2两部分组成：t =t1 + mt2（5-3）式中： t -降雨历时(min)； t1-地面集水时间(min)，视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，一般采

6、用515 min； m-折减系数，暗管m=2，明渠m=1.2，在陡坡地区，暗管m=1.22； t2-管渠内雨水流行时间(min) 管渠内雨水流行时间： t_2=?L/60v(5-4) 式中 ：L -各管段的长度(m)； v -各管段满流时的水流速度(m/s)； 60-单位换算系数，1min=60s。 本设计中选择t1=10min，m=2。 则雨水管道的降雨历时t=10+2t2。 （5）径流系数 关于地面雨水径流系数，可以按照规范采用加权平均，求得综合径流系数。_av=(?F_i_i )/F(5-5) 式中:Fi-汇水面积上各类地面的面积(ha)； i-相应于各类地面的径流系数； F -全部汇水

7、面积(ha)。 当小区建筑容积率大时，综合径流系数取大值，反之取小值，当城镇建筑在一般常规密度的情况下，综合径流系数取=0.45-0.60；当城镇建筑密集区，综合径流系数取=0.60-0.80。 本工程中径流系数取0.60。 （6）雨水管道一般规定 设计充满度 雨水管道中按满流设计，即h/D1。 最小设计流速 a.满流时最小流速不得小于0.75m/s。 b.起始管段地形平坦，不小于0.6m/s。 雨水中往往泥沙含量大于污水，特别是初降雨水，为避免雨水所挟带的泥砂等无机物质在管渠内沉淀下来而堵塞管道，雨水管渠的最小设计流速应大于污水管道。 最大设计流速 雨水管渠的最大设计流速规定为：金属管最大流

8、速为10m/s；非金属管最大流速为5m/s；明渠中水流深度为0.4-1.0m时，最大设计流速宜按规范采用。 管渠设计流速应在最小流速与最大流速范围内。 雨水管道最小管径D 雨水管道设计流量Q=AV= 1/4 D2 V 则管道设计管径D=(4Q/V)（5-6） 式中：Q-雨水管道设计流量（L/s）； A-水流有效断面面积（m2）; V-水流流速（m/s）。表5-1 最小管径与最小设计坡度规定序号管道类别最小管径（mm）相应最小设计坡度1雨水管和合流管300塑料管0.002，其他管0.0032雨水口连接管2000.013压力输泥管1500.014重力输泥管2000.01 管道起点的埋深根据根据冰冻

9、情况、雨水管道衔接要求及承受荷载要求以及覆土厚度等条件，起始管段覆土厚度取0.6m，其余各管段覆土厚度为0.6m。 综上所述，根据重庆当地实际情况，确定雨水管道水力计算参数如下表所示：表5-2 雨水管道水力计算参数地面集水时间折减系数设计重现期暴雨强度公式参数管道粗糙径流系数t1(min)mp（a）A1cb指数n系数n1023150.84514.0950.7530.0130.75 本设计中雨水管道计算的暴雨强度公式：（5-7）5.3.3 雨水管道水力计算结果 本设计中雨水管道采用钢筋混凝土管道排水，粗糙系数n0.013，雨水管道平面布置位置详见雨水管道平面布置图（图号：ZM-YS-01）。 （

10、1）划分排水流域，管道定线 根据小区平面图和资料知设计区地形平坦，故排水流域按小区主要街道的汇水面积划分。由于设计区域面积较小，且小区西侧有已建市政雨水管网，雨水管道出水口位于西侧，接入已建市政雨水管网中。雨水干管基本垂直于等高线，布置在排水流域地势较低一侧，这样雨水能以最短距离靠重力流分散就近排入水体。 （2）确定管段汇水区域面积 通过对各管段汇水区域面积的整理，结果如下表所示： 表5-3 YA线雨水管设计管段长度及汇水面积汇总表管段编号管段长度（m）本段汇水面积（ha）转输汇水面积（ha）总汇水面积F（ha）12190.03500.03523200.03440.0350 0.0694341

11、90.0310.0694 0.100445150.040.1004 0.140456150.04110.1404 0.181567170.04210.1815 0.223678200.03990.2236 0.263589200.03790.2635 0.3014910240.02590.3014 0.32731011200.02170.3273 0.3491112170.02080.3490 0.36981213140.02030.3698 0.390113-14200.02850.3901 0.418614-15210.02110.4186 0.439715-16200.02110.439

12、7 0.460816-17180.02280.4608 0.483617-18140.02310.4836 0.506718-19160.02340.5067 0.530119-20150.02510.5301 0.5552表5-4 YB线雨水管设计管段长度及汇水面积汇总表管段编号管段长度（m）本段汇水面积（ha）转输汇水面积（ha）总汇水面积F（ha）12190.07790.00000.077923200.05790.0779 0.1358 34200.05610.1358 0.191945230.04850.1919 0.240456170.04740.2404 0.287867220.0

13、4990.2878 0.337778210.04150.3377 0.379289250.04160.3792 0.4208910130.05920.4208 0.48001011170.04010.4800 0.5201111280.05880.5201 0.5789 （3）雨水管道水力计算 首先根据公式（5-7）、（5-1）及（5-3）计算出各管段的设计流量，其中径流系数=0.75，地面集水时间t1=10min，折减系数m=2，粗糙系数n0.013。 在求得设计流量后，即可进行水力计算，求管径、管道坡度及流速。在计算过程中， Q、v、I、D可以相互适当调整，使计算结果既要符合水力计算设计数

14、据的规定，又应经济合理。YA线雨水管水力计算结果见表5-5, YB线雨水管水力计算结果见表5-6。表5-5 YA线雨水管水力计算表管段编号管段长度(m)管内雨水流行时间 (min)降雨历时t（min）汇水面积F(ha)单位面积径流量(L/s)设计流量(L/s)管径(mm)流速（m/s）坡度t2t2=L/v123456078910121900.3510.700.0551188.2510.370.110.900.00323200.350.3710.740.1095188.0320.590.150.900.00334190.720.3310.670.1616188.4630.450.190.950.

15、01545151.060.2610.510.214189.3640.520.220.980.01556151.310.2610.510.2551189.3648.310.250.980.01567171.570.2710.530.2972189.2256.240.281.060.00978201.830.3310.670.3384188.4663.770.291.000.00389202.170.3010.610.3703188.8169.910.311.100.003910242.470.4010.800.3922187.7073.610.311.000.0031011202.870.301

16、0.610.4139188.8178.150.331.100.0031112173.170.2610.520.4347189.3382.300.341.100.0031213143.430.2210.440.455189.7986.350.341.070.00313-14203.650.2710.530.4755189.2389.980.381.250.00314-15213.910.2910.580.4966188.9493.830.381.200.00315-16204.210.2910.580.5077188.9695.930.371.150.00316-17184.500.2610.5

17、20.5205189.2998.530.381.150.00317-18144.760.2010.410.5336189.97101.370.391.150.00318-19164.960.2410.470.547189.58103.700.391.130.00319-20155.200.2210.430.5621189.80106.690.401.150.003表5-6 YB线雨水管水力计算表管段编号管段长度(m)管内雨水流行时间 (min)降雨历时t（min）汇水面积F(ha)单位面积径流量(L/s)设计流量(L/s)管径(mm)流速（m/s）坡度t2t2=L/v1234560789101

18、21900.3510.700.0779188.245514.660.1300.900.00323200.350.3510.700.1358188.256725.570.1760.950.00334200.700.3510.700.1919188.256736.130.2090.950.00345231.050.4310.850.2404187.403145.050.2270.900.00356171.480.3010.600.2878188.860754.350.2560.950.00367221.780.3710.750.3377187.991063.480.2820.980.0037821

19、2.150.3710.740.3792188.056371.310.2940.950.00389252.520.4410.880.4208187.259978.800.3090.950.003910132.960.2210.440.4800189.754491.080.3370.980.0031011173.180.3010.600.5201188.860798.230.3450.950.003111283.480.1410.280.5789190.7001110.400.3660.950.003 根据表5-5、5-6水力计算结果可知，雨水管理论计算管径偏小。根据室外排水设计规范（GB5001

20、4-2006）规定，雨水管最小管径为300mm，为满足规范规定的最小管径要求，并考虑远期规划，各管段均选用D400钢筋混凝土管。YA线雨水管高程表见表5-7, YB线雨水管高程表见表5-8。 表5-7 YA线雨水管高程表管段井号管径(mm)设计地面标高(m)管内底标高(m)埋深(m)起始终止起始终止起始终止起始终止YA1YA2DN400183.400 183.400 182.400 182.345 1.00 1.06 YA2YA3DN400183.400 183.300 182.345 182.284 1.06 1.02 YA3YA4DN400183.300 183.000 182.284 1

21、81.997 1.02 1.00 YA4YA5DN400183.000 182.800 181.997 181.769 1.00 1.03 YA5YA6DN400182.800 182.600 181.769 181.546 1.03 1.05 YA6YA7DN400182.600 182.400 181.546 181.396 1.05 1.00 YA7YA8DN400182.400 182.500 181.396 181.337 1.00 1.16 YA8YA9DN400182.500 182.800 181.337 181.277 1.16 1.52 YA9YA10DN400182.80

22、0 182.900 181.277 181.206 1.52 1.69 YA10YA11DN400182.900 182.900 181.206 181.147 1.69 1.75 YA11YA12DN400182.900 182.900 181.147 181.096 1.75 1.80 YA12YA13DN400182.900 183.000 181.096 181.055 1.80 1.95 YA13YA14DN400183.000 183.000 181.055 180.995 1.95 2.01 YA14YA15DN400183.000 183.000 180.995 180.932

23、 2.01 2.07 YA15YA16DN400183.000 182.900 180.932 180.872 2.07 2.03 YA16YA17DN400182.900 182.900 180.872 180.817 2.03 2.08 YA17YA18DN400182.900 182.900 180.817 180.774 2.08 2.13 YA18YA19DN400182.900 183.000 180.774 180.726 2.13 2.27 YA19YA20DN400183.000 183.000 180.726 180.682 2.27 2.32 表5-8 YB线雨水管高程表

24、管段井号管径(mm)设计地面标高(m)管内底标高(m)埋深(m)起始终止起始终止起始终止起始终止YB1YB2DN400184.7184.7183.700 183.643 1.00 1.06 YB2YB3DN400184.7184.7183.643 183.582 1.06 1.12 YB3YB4DN400184.7184.7183.582 183.523 1.12 1.18 YB4YB5DN400184.7184.7183.523 183.455 1.18 1.25 YB5YB6DN400184.7184.7183.455 183.403 1.25 1.30 YB6YB7DN400184.71

25、84.7183.403 183.338 1.30 1.36 YB7YB8DN400184.7184.7183.338 183.276 1.36 1.42 YB8YB9DN400184.7184.7183.276 183.202 1.42 1.50 YB9YB10DN400184.7184.8183.202 183.163 1.50 1.64 YB10YB11DN400184.8184.8183.163 183.112 1.64 1.69 YB11YB12DN400184.8184.8183.112 183.088 1.69 1.71 5.4 雨水管道设计 （1）管材选型及管道基础 雨水管在投资

26、比重上占工程费用的很大比例，而管材又是构成管网的主要内容，因此管材的选用基本原则为：能满足雨水工程特点，能承受设计排水能力和外荷载的要求，适用性可靠，卫生条件好，维修方便，施工方便，使用年限长，排水能力基本保持良好。目前在市政排水工程中使用的管材主要有钢筋混凝土管、HDPE双壁波纹管、加筋UPVC管、玻璃钢加砂管等。各种管材的优缺点对比，见下表。 表5-9 雨水管材优缺点对比表序号管材名称管材优缺点对比1钢筋混凝土管价格低，使用年限较长，能承受一定的压力，抗腐蚀性较强。施工、维修难度大。2HDPE双壁波纹管管道加工安装方便；抗腐蚀性强，耐久性好；管道养护、维修简单；管道轻，抗外力强；使用年限长，工程造价较低；摩阻系数小，流量大。3加筋UPVC管管道加工安装方便；抗腐蚀性强，耐久性好；管道养护、维修简单；管道轻，不耐外压及冲击。4玻璃钢加砂管管道