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淺談住宅小區室外給排水工程設計

發布時間: 2017-05-02 信息來源: 《建筑工程技術與設計》 作者: 鐘希林

(自貢市城市規劃設計研究院有限責任公司,自貢 643000

【摘要】隨著人民對更高生活品質的追求,住宅小區的標準也在不斷提高,而給排水工程作為建筑工程的重要附屬構成,對其設計的合理性、安全性、穩定性和經濟性也提出了更高的要求,相關專業書籍對室外給排水工程設計完整的講述較少,本文結合四川西南地區實際情況和自己工作實踐,對住宅小區室外給排水工程設計淺談幾點個人體會。

【關鍵詞】室外給排水管道、排水體制、管材、化糞池、污水超越管、植草溝

一、引言

近年來,我國經濟的高速發展,人民對生活品質提出了更高要求,尤其是住宅的標準在不斷提高,人們進行選擇的時候往往只能看到室外表觀質量,而其內在“涵養”要經受居住者長的考驗。室外給排水工程設計看似簡單,它與人們的日常生活緊密相聯,可以說其好壞直接影響人們的生活質量和衛生環境,要切實的做到表里如一,須從設計階段確保工程的合理性、安全性、穩定性和經濟性。

室外給排水工程的實際首先基于國家相關現行規范,同時結合地方地理條件以及經濟條件,選擇經濟合理安全可靠的技術手段。保證供水水質、水量、水壓,保證排水暢通,可因地制宜引入國家推行的先進技術理念。

二、室外給水管道設計

1、管線平面布置

配水管網的平面布置應著眼于覆蓋整個住宅小區,為保障供水可靠性,應有兩路水源引入,供水管網成環形設計,主管盡可能沿用戶較為集中區域敷設。住宅小區一般情況下都有不小于30%綠地率要求,故供水管盡可能敷設在道路雨建筑之間的綠化帶中,一般距離建筑外墻2-4米范圍,盡可能避免穿越道路。

2、管徑的確定

給水管道管徑確定應考慮遠近期結合,同時也要照顧經濟性和可靠性。住宅小區設計供水量一般情況下根據下列各種用水確定:

Q1.綜合生活用水:包括居民生活用水和公共建筑用水。根據居民綜合生活用水定額確定。

Q2.消防用水僅用于校核:消防用水量、水壓及延續時間確定。

Q3.澆灑道路和綠地用水:根據路面、綠化、一次澆灑水量等條件確定。

Q4.未預見水量及管網漏失水量:按最高用水量的百分比計。

住宅小區室外給水管道管徑選擇一般根據管網平差計算結果來確定,在小區最大時用水流量確定前提下,管徑和流速的平方根成反比,流速取得小些,管徑增大,相應的管網造價增加。隨著管徑增大,管段中的水頭損失減小,水泵所需揚程降低,運行費用得到節省。相反,如果流速取值增大,管徑雖然減小,管網造價有所下降,但因水頭損失增大,導致的結果是運行費用的增加。因此,管道的多種組合,必有一個最優組合,使工程投資和運行費用之和最小。所以,給水管道的優化設計,也為供水企業及設計人員提出了更高要求,同時也提供了探索方向。

管段的直徑按下式計算:
  式中 d——管段直徑(m)
       q——管段流量(m3/s)
       v——流速(m/s)

通過以上分析可知,室外給水管道設計可靠性和經濟性一個重要因素就是管道設計流速,經濟流速的控制很大程度上影響著整個給水系統。通過分析供水公司收集的管道運行數據,得到四川西南地區供水管道平均經濟流速為:

 

管徑(mm)

經濟流速(m/s)

dn100-dn300

0.5-0.9

dn300-dn500

0.9-1.2

>dn500

1.2-1.6

 

三、室外排水管道設計

1、排水體制分析

排水體制的選擇是一項既復雜又重要的工作,應根據城市的規劃、環境保護的要求、污水利用情況、原有排水設施、水量、水質、地形、氣候和水體情況等條件,從全局出發,在滿足環境保護的前提下,通過技術經濟比較,綜合考慮確定。合理選擇排水體制,關系到整個排水系統是否實用,能否滿足環境保護的要求,同時也影響排水工程的總投資、初期投資和經營費用。對于目前常用的分流制和截流式合流制的分析比較,可從下列幾方面比較。

1)環境保護方面

截流式合流制排水系統同時匯集了部分雨水輸送到污水廠處理,特別是較臟的初期雨水,帶有較多的懸浮物,其污染程度有時接近于生活污水,這對保護水體是有利的。但另一方面,暴雨時通過溢流井將部分生活污水、工業廢水泄入水體,周期性的給水體帶來一定程度的污染,有時甚至達到不能忍受的程度。

分流制可以把城市污水全部送至污水處理廠進行處理,對水體環境的污染能控制到最低,但不足的是降雨初期的收到嚴重污染地表徑流不能被收集處理,對水體環境還是具有一定的污染。

一般情況下,研究表明截流式合流制排水系統對保護環境衛生、防止水體污染而言不如分流制排水系統。

2)基建投資方面

完全的合流制在降水豐沛的南方地區,將大大增加主干管管徑和污水處理廠的規模。截流式合流制的優點是造價比分流制要低,據國內外有的經驗認為截流式合流制排水管道的造價比完全分流制一般要低20%-40%,可是合流制的泵站和污水廠卻比分流制的造價要高。

3)維護管理方面

合流制排水管渠可利用雨天劇增的流量來沖刷管渠中的沉積物,維護管理較簡單,可降低管渠的維護管理費用。但對于泵站與污水處理廠,由于設備容量大,晴天和雨水進入污水廠的水量、水質變化大,從而使泵站與污水廠的運行管理復雜,增加運行費用。分流制流入污水廠的水量、水質變化比合流制小,利于污水處理、運行和管理費用。

4)施工方面

合流制管線單一,減少與其他地下管線、構筑物的交叉,管渠施工較簡單。

為避免重復建設排水管網應從長遠出發,一般情況下在新建地區均采用雨污分流排水體制。

2、管線平面布置

污、雨水管道設計首先滿足排水的暢通性,力求管線短,埋深淺,重力流排放。設計前應先復核住宅小區與周邊排水關系,收集現有的排水資料,初步選定住宅小區最終排水去處。

污水管道的布置受制于污水檢查井,而污水檢查井的定位又取決于室內污水出戶管,故在住宅小區室外污水管道設計時,應與建筑給排水充分銜接,同時還應與市政道路污水系統銜接。支管沿建筑周邊布置,干管一般沿室外道路布置。

雨水管道的布置充分利用小區規劃地形,采用重力流形式排放。小區內部若有擋墻,還應考慮擋墻下部有組織排水,雨水管的布置還應為建筑周邊散水溝預留接入口。住宅小區內部若設置有景觀水體,可利用植物對雨水進行簡單過濾處理后排入景觀水體內,作為其補充水源。

3、管徑的確定

根據本地小區污水管道設計運行經驗,室外污水管道不宜小于dn300,以方便清掏維護,雨水管道經過當地暴雨強度公式、地塊匯水面積及綜合徑流系數計算確定,管徑不宜小于dn400。

4、附屬構筑物

a. 檢查井

化糞池上游檢查井基本沿建筑周邊布置且通常位于綠化帶內,檢查井無需承受車行荷載,建議化糞池上游檢查井采用塑料檢查井,而化糞池下游檢查井擇采用抗壓強度更好的鋼筋混凝土檢查井。雨水管道一般沿室外道路布置,建議采用鋼筋混凝土檢查井。

b. 化糞池及污水超越管

化糞池作為城市污水一個重要預處理設施,可有效的減緩城市污水管網堵塞,但其需要定期維護清掏才能有效的發揮作用,而實際運行過程中往往被忽視,從而導致化糞池淤堵甚至溢流,為防止一個化糞池損壞導致大面積污水管道癱瘓,建議每棟建筑設置一個化糞池,一個化糞池服務面積不宜過大。在化糞池淤堵其況下,為使其上游管道能夠繼續使用,可在化糞池上游第一個檢查井設置污水超越管,將污水超越排放至下游管道,超越標高可等于被超越管管徑。

5、排水系統設計問題

隨著汽車的普及,停車位也越來越緊張,路面停車位已經不能滿足人們的需求,地下車庫的發展已經成為主流趨勢,但地下車庫往往會侵占到地上建筑面積以外的空間,甚至連室外道路、綠化等都位于地下車庫頂部,為追求經濟性,車庫頂部覆土一般不超過1.5米,導致雨污水管道埋設豎向空間嚴重不足,這為排水系統設計帶來難題。

污水會產生臭氣,應首先考慮利用管道排放,為解決豎向空間不足帶來的問題,可沿道路兩側設置植草溝,將小區場地和路面雨水引入植草溝下滲和轉輸排放,亦達到雨水調蓄和初期雨水截流的目的,為保障雨水排放安全,可沿道路邊緣布置暗渠,當植草溝內水位高于暗渠進口標高,即溢流排水排入道路暗渠,作法如下圖。

 

四、管材的選擇

對于供水管道管材的選擇,主要考慮:密封性能好,供水管網是承壓管網,管道應具有良好的密閉性;排水管道必須具有足夠的強度,以承受外部的荷載和內部的水壓,外部荷載包括土壤的重量——靜荷載,以及由車輛運行所造成的動荷載。同時排水管道還應具有抵抗水中雜質的沖刷和磨損及抗腐蝕等性能。且因管材選用不當造成事故或出現資金浪費的實例也較多,因此合理經濟的確定管材的選用對節省投資、方便施工、安全運行意義很大。

住宅小區供水干管一般不超過dn300,推薦使用塑料管材,供水水力條件好,水頭損失較小,能有效節約能耗;化糞池上游污水管道污水雜質較多,推薦使用內壁光滑粗糙系數較小的塑料管;化糞池下游管道和雨水管沿道路敷設情況較多,故推薦使用抗外部荷載更好的鋼筋混凝土管。

五、結論與建議

總的來說,室外給排水管道工程設計是一個實踐經驗與理論相結合的過程,許多書本以外的東西需要實踐去探索發現。在滿足規范要求的同時,要根據實際情況因地制宜,盡量兼顧設計的合理性、安全性、穩定性和經濟性,滿足長期發展需要。對新技術的運用也應引起足夠的重視。

參考文獻:

[1]室外給水設計規范(GB50013-2006).

[2]室外排水設計規范(GB50014-2006)2016版.

[3]南珊. 給排水管道的室外工程設計分析[J]. 科技風, 2009(1X):5-6.




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