谈山地城市排水管道的设计

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凝土结构;b.跌水井井室分为两孔(人孔和水孔),基本工艺构造见图1;C.水孔为进水端,必要时迎水面井墙采取防冲刷措施,可在墙内混凝土保护层中加钢丝网或在表面装可更换保护层(可采用玻璃钢
板等耐冲刷轻型材料);d.井底设缓冲消能池。水孔的底部低于出水管底1.0 m左右,形成一个简化的消能池,利用“水垫”进行消能,其容积可按消能率进行计算。一般由于空间的限制实际容积比计算
所需容积小,而且也节省了入口、出口等整流构造。
季节性运行的跌水井(如分流制下的雨水跌水井)为防止雨水直接冲刷井底,可在井底摆上适当厚度的卵石缓冲层(粒径一般大于100 mm)。
# 盖及羔座
砌筑井口
盖板、
防冲刷处理
一岳
进水管/
消能池一
水垫或
卵石缓冲层
罹能
注:图中尺寸均以mm计。
图1 跌水井剖面图
Fig.1 Section of drop-manhole
由于这种加高的跌水井工艺并不完全符合理论计算结果,因此在工程中可以采取一些构造措施进行弥补,设计中要注意养护及维修的便利。实际工程中该工艺构造形式也多种多样,从重庆市几十
年的应用看,效果还是令人满意的。
② 竖管式跌落管竖管式跌落管相当于建筑物的落水管,在山地城市的排水系统中也很普遍,适于小范围的雨水排
水和小流量的污水管道。该构筑物可按落水管的计算方法计算,其上、下游都要设检查井,顶部可采用
顺水三通与水平管连接,顶端用法兰板封闭,必要时可打开检修。若采用塑料类管材,应注意采取防老化、防冲击措施,并保证固定良好。
③ 格栅式消能池
格栅式消能池的消能机理包括分散水流、充分掺气及多相作用,在水利工程中应用较为普遍。标准的格栅式消能池包括进口段、格栅、消能池、出口
段4部分,并有单级单层、单级多层、多级单层、多级多层等几种类型。其特点是:a.消能充分,其消能率最高可达95%。b.对山城地形的适应性好,由于水www.tmgc8.com
流通过格栅后垂直下落,能解决短距离、大落差跌水的消能问题;同时,水流垂直下落后,消能池末端出水方向可以改变以适应较复杂的建地环境。C.构筑
物构造简单,可采用多层或多级模式,组合灵活、工程量少。
2.4.2 斜坡型落差处理
① 阶梯式(跌坎)
该种处理方式适于高差较大且有一定纵向长度的雨、污水管道的落差处理。为保证消能效果,标准的阶梯跌落分为进口段、阶梯跌落段、下端消能池及
出口段4部分。进、出口段是为保证消能效果而起到调整水流状态的作用,阶梯段和消能池则起到上、下游衔接及消能的作用。城区雨水管及所有污水管
应采用封闭式,并在上、下游设置人孔等检修维护设施;郊区雨水系统可采用敞开式。在实际工程中,由于场地所限,当跌差不大时可省去入口、出口段甚至
消能池。
② 斜槽(急流槽、滑槽)标准的急流槽也分为进口段、斜槽、下端消能池及出口段4部分,斜槽断面可为矩形、倒梯形及半圆
形等,必要时可在槽内加设消能齿等增强消能功能。对于污水管道,应采用封闭式的斜槽。
③ 斜管式
该种处理方式相当于封闭的急流槽,适于管径较小的排水管道,实际工程中也有用于管径为1 in的管道。上述三种落差构筑物除主体部分外,其余构造
基本相同。设计中应注意:a.设计的基本参数为流量、管径、落差、纵向距离等,根据不同的情况选择不同的跌落方式;b.各种构筑物均有一定的最佳跌差
范围,一次跌落不能太大(如有资料建议急流槽和斜管跌差一般不超过4.5 m)E6],当落差较大时可分
级进行跌落,各级应尽量按各自完整的构造进行设计;c.由于落差构筑物多设于地形、地质变化较大的地方,故应注意构筑物结构的稳定性。
④ 多级格栅式消能池多级格栅式消能池将落差分级处理,同时在纵向上适应陡坡线,因此也可视为斜坡型落差构筑物。
3 结论
① 探索山地城市排水系统的设计问题不但可以弥补规范及工程资料不足的现状,而且也是工程实践的迫切需要。
② 山地排水管道系统的流态和构筑物等都有一定的复杂性,设计的目标及原则为:管道敷设方式应适应复杂的地形及地质条件;管道连接通畅,水流
衔接顺畅,设计流态清晰流畅,特殊工况时可以预测和控制水流速度;管道及构筑物安全稳定,耐久性能够有保障,便于维护管理。
③ 山地城市排水管道的设计构思:根据地形预设管道的空间构成,预测管内流态,根据平面和初步的纵断面确定需设置的落差构筑物,并计算复核。
设计手段有:a.理论计算。系统的复杂性使得一些理论的数学模型应用受到限制,设计中可以适当进行简化。b.模型试验。对一些复杂的大型构筑物,
必要时可采用模型试验来确定设计参数。C.技术措。难以计算清楚的一些局部问题,工程中可以采
取一定的技术措施给予保障。d.实践经验。工程实践的调查及经验总结也是提供设计依据的一种手
段。
参考文献:
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电话:(023)67033073
E—mail:howman@ sina.tom
通讯地址:401 121重庆市北部新区高新园芙蓉路6号
收稿日期:2006—09—27

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