给水工程方案设计方案设计

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给水工程方案设计

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1给水工程

1.1设计采用的规范标准

（1）《室外给水设计规范》（GB50013-2006） （2）《给排水管道施工及验收规范》（GB50268-2008） （3）《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002） 1.2 工程概况

某坝区供水由某二水厂提供，该区给水管网长度总长度为18.5公里，管径为DN400～DN600。 1.3管材的选择 1.3.1 管材选择原则 ? ? ? ? ?

管材性能可靠，能承受要求的内压和外荷载。 管材来源有保证，管件配套方便，运输费用低。 施工机具及安装方便。 使用年限长，维修工作量少。

输水能力能长期保持相同条件下，工程造价低。

1.3.2管材选择

目前，可用于供水行业的管材品种较多，输配水工程中常用的管材有：球墨铸铁管、预应力钢筋砼管、预应力钢筒砼管、钢管和PE管等，对于本次道路配套给水管网，管道口径均在400mm以下，故对小口径常用的几种管材进行综合论述。

（1）球墨铸铁管：

目前，各种管径的球墨铸铁管已广为自来水公司所采用。球墨铸铁管内衬了水泥砂浆，管内输水符合卫生要求；若输送水的水质不稳定，则砂浆内表面应刷涂卫生级树脂保护，从而并不比非金属管材差.球墨铸铁管可承受内水压力超过2.0Mpa以上，它比非金属管材强.球墨铸铁管系延伸率、刚度、抗拉强度均较大的金属管道，承受土壤静荷载及地面动荷载的能力通常比其它管材强。球墨铸铁管的管件规格齐全，能适应新安装需要，也能适应运行管道上不停水引接分支

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的需要，它比非金属管材解决起来方便。 球墨铸铁管系柔性接口，折装方便、承受局部沉陷的能力好，特别在有地下水或管内有少量余水的状况下维修容易，它比非金属管材维修难度小。球墨铸铁管通常外表面首先喷涂锌层，再喷涂沥青保护，这方面比非金属管材弱，但比钢管强。

（2）预应力钢筋砼管：

此种管材造价低，抗震性能及水力条件好，一般不需作防腐处理。预应力钢筋砼管较适合我国的经济状况而应用普遍，是输水工程的主选管材之一。其缺点是管材制作过程中存在弊病，如三阶段管喷浆质量不稳定，易脱落和起鼓；笨重、运输及安装极为不便，且长距离运输，其损耗较大，唯抗渗性能差，修补率高。预应力混凝土管口径一般工压在0.4～0.8 MPa。

（3）钢管：

应用最为广泛的管材之一，适应性广，加工使用灵活、方便，可承受较高的内压。一般选用螺旋焊缝与直缝焊接钢管。小口径管道多采用直缝焊接钢管。但其造价较高，防腐处理要求严格，焊缝多，对焊接的质量要求高。

（4）PE管：

在我国属新兴管材品种，九十年代，国内有近十家企业从国外引进了设备和技术，现已形成了相当大的生产规模。其主要特点是：重量轻、柔韧性好抗老化、好迁移、防腐性能好、内壁光滑、阻力小；但价格较高，此种管材的管道基础设置多且要求高，目前在各类水司的小口径管道应用比较广泛，其供水的安全可靠性较高。新修订的给水用PE管产品国标中，采用高密度聚乙烯管，管材分PE63、PE80、PE100三个级别，它们在20℃下，在50年后还能保持最小强度达6.3MPa、8.0MPa、10.0Mpa，对于允许最大设计应力分别为5MPa、6.3MPa、8MPa。

（5）玻璃钢管

这种管材有两类制造工艺：离心浇注成型法、纤维缠绕法，为了提高管材的刚度，以上三类制管工艺均可在制管过程中加砂。玻璃钢管刚度小，管道基础要求较严，必要时需作砂垫层，但它重量轻，抗腐蚀，安装容易，是它的优点。玻璃钢管破裂维修，通常采用玻璃钢粘补，它必须在干燥的环境下作业，这正是供水管道难以具备的条件。输水用的玻璃钢管，它的内衬层应耐磨、有韧性、表面光洁、厚度适当、树脂固化效果好，不允许存在裂纹。否则影响其抗渗性，结

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构层的纤维有可能游离至水中，影响输水的卫生条件。一般而言，大口径玻璃钢管在源水引用管道上，国内外使用较多。而在供水管网中使用较少。

管材的比较

（1）供水的安全可靠性

管材质量是保证安全供水的重要因素，现分述如下：

钢管：根据实践经验，钢管的安全性能（抗震、承受内外压）最好，但内外防腐质量影响其使用寿命，故在施工时对防腐质量要求十分严格。

球墨铸铁管：球墨铸铁管安全性能较好，能承受较大负荷，不需作防腐蚀处理，其接口为柔性接口，具有伸缩性和曲折性，适应基础不均匀沉陷，是比较理想的管材。

PE管：PE管柔韧性好抗老化，耐腐蚀性能较好，无需防腐处理，但管道基础设置要求高，供水安全性较好。国内目前已逐步推广使用。

预应力钢筋砼管：管材基本上不需要防腐。但在施工时需保证接口质量。安全可靠性取决于管材的质量和施工质量，供水安全性差。

玻璃钢管：重量轻，抗腐蚀，安装容易，供水安全性较好。 (2) 市场供应情况

钢管可采购钢板就地加工制作，无需从外地购置和长距离运输；球墨铸铁管国内生产厂家较多，在成都有国内较先进的生产厂家；PE管在附近无生产厂家，外地采购运输距离也较远；砼管可在附近地区采购；玻璃钢管 。

(4) 施工条件

各种管材的土石方工程量相差不多；现场运输、吊装的费用，砼管最大，钢管、球墨铸铁管次之，PE管最低；现场的内外壁防腐工作量，钢管较大，其他管材防腐工作量较少；PE管对埋设要求较高。

(4) 管道运行、维护费用

由于PE河和玻璃钢管管内壁光滑，粗糙系数较其他管材低40%，同管径下比较单位长度动力消耗少。因此这两种管的运行费用最低；钢管的日常维护费较高，包括防腐层的定期修补、加强等费用，其他管材的维护费则较少。

主要给水管材性能比较一览表 表5-1

管材 项目 钢 管 球墨铸铁管 PE管 预应力钢筋 砼 管 玻璃钢管 - 4 -

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安全可靠性 最好 较好 较好 较差 较好 需在干燥下接管，不容易 柔性 不漏水 不爆管 不可深埋 承压能力低 好 无影响 轻 外地采购 成品不需防腐 安装、起吊、 运输方便 0.0084 较丰富 有发展前途，用于原水输水 日常维护及接管方配件可灵活制作，有标准配件，接管无标准配件，接有标准配件，式 接管容易 容易 管不容易 接管容易 接口形式 运行状况 埋深及承压能力 抗震性 对水质影响 重量 市场供应 防腐 施工条件 管壁粗糙 系数 使用经验 发展趋势 焊接（刚性） 不漏水 不爆管 可深埋 承压能力高 一般 柔性 不易漏水 不易爆管 可深埋 承压能力高 较好 热熔粘接 不易漏水 不易爆管 不可深埋 承压能力差 较好 无影响 轻 外地采购 柔性 易漏水 易爆管 可深埋 承压能力高 差 无影响 重 附近可生产 易结垢，需作内衬 易结垢，需作内衬 较轻 本地可生产 内外壁均 需防腐 安装、起吊、 运输较方便 0.013 丰富 不宜推广使用 较重 成都采购 特殊地段需 考虑外防腐 成品不需防腐 成品不需防腐 安装、起吊、 安装、起吊、 安装、起吊、 运输较方便 运输方便 运输麻烦 0.013 丰富 0.0084 较丰富 0.013 丰富 不推广使用 有发展前途，用有发展前途，用于输配水 于输配水

管材工程综合造价比较 表5-2（万元/Km）

常用管材 预应力钢筋砼管 钢管 球墨铸铁管 玻璃钢管 高密度聚乙烯管 （PE管） DN150 DN200 DN300 DN400 DN600 33.34 31.86 23.20 59.22 46.48 45.37 43.39 31.90 71.70 63.92 59.53 58.21 42.30 96.30 84.46 80.54 102.98 65.75 220.4 140.73 101.55 246.33 注：按四川地区价格。

从上述比较中可以看出：对于DN150-DN600给水管道，在以上5种管材中，从其使用寿命、抗老化性能、强度、抗冲击性能力、管道重量等技术性能角度来看，球墨铸铁管、钢管、PE管均满足本次设计的要求；但综合来源可靠、维护

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维修简单、施工方便、工程综合造价低等因素，在≤DN300口径的管道，PE管价格与球墨铸铁管相当，而在≥DN300口径的管道，PE管价格要比球墨铸铁管贵，且目前PE管质量参差不齐，质量上难有保证，而球墨铸铁管质量可靠，安装方便，目前四川地区配水管网基本均采用球墨铸铁管，故本次设计选择球墨铸铁管。

1.4 附属设施

1.4.1控制阀门

（1）功能：在输配水管道上设立阀门的目的,是为了控制水的流向，调节水的流量，在管道上出现故障时，立即关闭有关阀门，使出现故障的管段断流以便进行检修。

（2）布置原则:在输水干管和配水主管上设置控制阀门。

（3）阀门型号:≥DN600选用手动蝶阀，充分运用蝶阀体积小、重量轻、启闭快、设置深度较浅的特点，DN200-DN500管径选用软密封闸阀。

DN600 SD341X-10 卧式安装 DN300 SZ45X-10 立式安装

（4）阀门的主要要求

? 所有阀门均带有伸缩节并配有尺寸标准的榫头供地面操作；

? 要求阀门启闭灵活、启闭方向统一（顺时针转动为阀门关闭，逆时针转动为阀门开启）、关闭严密；

? 阀门不用明杆阀门，阀门应设立启闭指示器，启闭指示器所指示的位置应与阀门的启闭程度一致，当操作者面向启闭件时，应能清晰地观察到阀门的启闭程度，启闭指示件安装牢固、调整正确、指示清晰、经久耐用；

? 蝶阀应有启闭限位装置，限位装置应能承受二倍最大操作转矩的撞击； ? 阀杆应用含铬量不低于11.5%的不锈钢制造；

? 阀杆填料结构设计应考虑耐久性，考虑不停水更换、维护及保养。 1.4.3空气阀 （1）功能

? 冲水期间排出空气，防止通水不畅或空气受压，引起水锤；

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? 正常运行时排出空气，避免形成气团妨碍通水；

? 管道排放期间进气（正常排放或维护排放）防止管道出现负压。 （2）布设原则：本设计在的输配水管线的最高点设有复合式排气阀与控制蝶阀。

（3）规格与型号

复合式排气阀 型号CARX 控制转向蝶阀 型号FBCX

（4）排气阀设置

排气阀均采用在主管道上直背，单独设置排气井方式。 1.4.4泄水阀

（1）功能：在管道上设立泄水的目的：一方面在冲洗管道时，能把管内沉淀杂物、泥砂冲刷排净；另一方面在管道检修时，能把管内存水放空。

（2）布置原则：泄水阀设置在每个检修管段的最低点，及倒虹吸管的最低处。本设计仅考虑输水管放空的排水阀门，它的口径和数量应确保该管段的水能在1-3h内放空。本设计在两个主阀之间的管段最低点设有放空排水阀门，采用直接放空排水。

对于放空排水阀的口径，当阀门全开时可按下式计算： Q=10000TD2 H 式中:Q-排水阀排出的总水量（m3） T-排水时间（h） D-排水阀口径（m）

H-排水阀前管道的水头值（m）

本设计在DN300~DN400输配水管线设置泄水阀，口径为D100~DNN150。 （3）规格与型号

泄水阀采用软密封闸阀，型号为SZ45X-10。 （4）排水方式

排水井尽量在雨水篦子附近设置，直接排入附近的雨水管道内。

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1.5 室外消火栓

按照国家相关规范的规定，结合沿途生活、生产及消防用水实际，在配水管道上设置室外消火栓。室外消火栓间距≤120m；各主要交叉路口优先设置；同时根据市政工程特点，每120m左右将用户预留支管与消火栓合并设置，过街用户预留支管口径为DN100。 1.6管道埋深

一般情况下，根据管径及在道路上所处位置的不同，各种管径管顶覆土深度为车道下管顶覆土考虑为1.5m，人行道下管顶覆土考虑为1.0-1.2m。局部超深地段可采用增加钢管壁厚或外包混凝土处理，超浅地段外包混凝土或砌筑管廊。 1.7管道基础

管道基础应置于坚实的原状土层上，地基承载力R≥100Kpa，沟槽回填土土质及密实度必须符合设计要求，以达到设计土壤变形模量要求。各种管材基础要求如下：

（1）钢管:

钢管主要用于穿河，因此采用混凝土包封。 （2）球墨铸铁管:

要求在无尖锐土石和无盐类的原土层上敷设（要求沟底平坦、密实、无坚硬块状物体），当原土层有尖锐土石和盐类时,应敷设10cm砂垫层或细土垫层。 1.8管道支墩

所有支墩按照柔性支墩考虑，管道最大设计内水压力为1.5倍工作压力或管道静压的大值，抗力安全系数1.5。支墩采用C15素砼。 1.9管材的防腐 （1）钢质管道内防腐

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本工程内防腐采用水泥砂浆内衬，具体技术要求详见：《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）和《埋地给水钢管道水泥砂浆衬里技术标准》（CECS 10：89）。 （2）钢质管道外防腐

本工程埋地钢制管道外防腐采用加特强级环氧煤沥青防腐层，其结构为：六油二布，干膜厚度≥0.6mm。环氧煤沥青涂料外防腐层结构：底漆—面漆—面漆—玻璃布—面漆—面漆-玻璃布—面漆—面漆。 （3）钢质管道阴极保护

本设计钢制管道采用镁阳极做为牺牲阳极法的阴极保护，设计年限按20年计算。可采用8Kg镁阳极，具体支数由计算确定。镁阳极埋设深度不应小于1.5米，埋设间距2.0米。 2 排水工程

2.1设计依据及技术规范

（1）《市政公用工程设计文件编制深度规定》建设部 （2）《室外排水设计规范》（GB50014-2006） （3）《城市工程管线综合规划规范》（GB50298-98）；

（4）《给水排水管道工程施工及验收规范》 GB50268—2008； (5)《泵站设计规范》（GB50265-2010） （6）其他国家现行的有关规范、标准及规定。 2.2设计原则

1）污水管道按近期规划服务面积布置，水量规模按远期规模设计，并充分考虑实际污水量的增长情况。

2）污水量按其服务面积及比流量确定，污水变化系数根据该管道的平均流量按规范选取。

3）雨水管道顺应地势尽量采用就近排入水体，以缩短管线距离和减少管线埋深。

4）尽量利用现有地形条件铺设管道，以减少埋深及泵的提升，并量避免穿越障碍物，尽量采用自流形式。

5）雨、污水管一般沿城市现有道路和规划道路敷设。

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6）按地势划分区域，并与规划协调衔接。 7）结合现状实际情况进行设计。 2.3 排水体制

根据规划，该片区采用雨污分流制。 2.4 排水管线设计特点

（1） 充分利用已建排水主管高程，尽量不采用跌水方式接入，保证道路下排水管道的设计埋深，便于今后用户接管。

（2）在局部地势较陡的地方，充分利用路面坡度，通过加大管道坡度，降低管径，节约工程造价。 2.5 排水管道平面布置

某坝区外侧是嘉陵江，因此雨水采取就近排放的原则，从而减小管径，降低造价。

根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006）要求，道路宽度小于50米，管线可采用单侧布置，某坝区所有道路均小于50米，雨污均采用单侧布置，雨水就近排入嘉陵江，污水通过提升泵站排入某路污水管道，最终排入污水厂进行处理，达标排放，具体管位详见管位标准横断面图。 2.6 雨污水管道计算

2.6.1雨水管道计算 （1）雨水量计算公式

南充市没有单独的暴雨强度公式，因此本次设计参照重庆市暴雨强度公式。 根据各计算管段汇水面积和重庆市暴雨强度公式计算设计流量。重庆暴雨强度公式：

q?2822(1?0.775lgp) 0.0760.77(t?12.8)式中：q－降雨强度 L/s·ha；

P－降雨重现期，并应与道路协调。特别重要地区和次要地区可酌情增减。

t－过流时间min， t= t1+m t2，t1＝10（min）,m：暗管m=2,明渠

m=1.2；

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