贵阳市白云区大健康产业园一号路道路工程初步设计
高卷潮现状
4)道路西北面1.5Km为沙田水库:地处麦架河上游发源地,坝址以上流域面积9.3Km2,多年平均流量流量0.17m3/s,目前是规划区内重要的农灌溉水库,灌溉面积6920亩。沙田水库始建于1958年,水库总库容240万m3,属于小(1)型水库。水库坝型为均质土坝,坝高20m,坝长115m,坝顶宽3m,坝顶高程1317.3m,正常蓄水位1314.0m,相应库容148万m3;死水位1306.0m,死库容24万m3;设计洪水位1316.1m(P=2%),相应库容216万m3;校核洪水位1316.8m(P=0.2%),相应库容240万m3。溢洪道布置在右坝肩,为自由溢流的宽顶堰,堰宽6.0m,堰高3m,堰长225m,堰顶高程1314.0m。灌溉取水口及取水隧洞布置在左岸,进口高程1306.8m,取水隧洞长150.1m,隧洞断面1.8x1.9m。2000~2003年,对沙田水库进行了除险加固,主要对大坝进行了整修、灌浆、对取水隧洞、溢洪道等建筑物进行了整治,2005年完成了除险加固竣工验收,目前水库运行正常。
5)西干渠:道路和西干渠在王家田坝有一次交叉,西干渠起点在沙田水库,终点在马墓村金甲大沟,原为区域灌溉水渠,渠道断面为70cm宽,深1~1.5m,现基本已经废弃。
拟建道路、麦架河、西干渠现状关系图
拟建道路和金甲大沟、西干渠、麦架河均交叉,道路排水系统排出雨水将汇入金甲大沟及麦架河,道路建设时,需建设完善的分流制排水系统及初期雨水处理设施,严格按污水系统性收集汇入下游污水系统,转输至污水处理厂处理,处理后的初期雨水及雨水汇入大沟做区域景观补充水源;道路建设对西干渠应做局部改造,不影响道路建设,同时保留西干渠的输水功能,在后期地块开发后作为区域景观水水源输送管道。
3.排水规划
白云区已经建成的大山洞污水处理厂(厂址位于白云大山洞豹子山处),服务范围主要是将白云南湖新区、金阳北部及白云大山洞污废水集中收集进行处理。已建成的大山洞污水处理厂现状日处理能力为4万m3天,二期2万m3/天扩建工程已经在实施。远期大山洞污水处理厂将与拟建的麦架污水处理厂合并。
拟建的麦架污水处理厂一期工程规模为5万m3/天,服务区域为麦架河流域的开发地块,配套的麦架河截污干管高新区段及商专段已经完成实施,其余的截污
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干管在建设中。 本工程道路设计总长约2.22km,其排水设计遵循以下原则: 1)排水体制采用雨、污分流制;
2)雨水排向根据道路纵断面设计和区域雨水总体走向设计,在道路双侧车行道下敷设雨水管排除道路雨水;为减小管道埋深,纵坡较大路段设置跌水井;
3)污水结合已建污水系统,集中收集排至污水干管,沿道路两侧双排布置; 4)雨、污水管道设计均采用重力流,污水非满流方式设计,雨水满流方式设计;
5)雨、污水管材,管径≤600mm时采用HDPE双壁波纹管,管径>600mm采用钢带增强PE螺旋波纹管。
6)管道施工均采用开槽埋管的方式,道路沿线设置预留井。 6.设计参数 1)雨水量计算
污水厂位置图
Qs=q?F采用以下公式计算:
其中:Ψ为径流系数,建设用地Ψ=0.85;绿地Ψ=0.35,综合 径流系数不大于0.6;
q为比流量,即设计暴雨强度q(升/秒2公顷); F为汇水面积(公顷)。 2)设计暴雨强度q 采用贵阳市暴雨强度公式:
4.设计规范及标准
《室外排水设计规范》——GB50014-2006(2014版) 《城市给水工程规划规范》——GB50282-98 《城市工程管线综合规划规范》——GB50289-98 《污水综合排放标准》——GB8978—2002
《污水排入城镇下水道水质标准》——CJ 343-2010 《防洪标准》——GB 50201-94
《城市防洪工程设计规范》——GB/T 50805-2012 《给水排水管道工程施工及验收规范》 ——GB50268-2008 《给水排水构筑物工程施工及验收规范》—GB50141-2008 5.设计原则
上海浦东建筑设计研究院有限公司 shanghai pudong architectural design&research institute Co.,Ltd 1887(1?0.707lgP)q?(t?9.35P0.031)0.695(升/秒2公顷)
其中:P为重现期
本道路为城市道路 ,结合贵阳市降雨资料 ,取设计重现期 P=5年; t为雨水径流时间 t=t1+t2;
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t1为地面径流时间;t1取10分钟。 t2为(管)沟径流时间。 7.设计参数
1)污水设计流量计算
本工程在道路两侧车行道下敷设污水管。 污水管段设计流量Q按下式计算。即: Q=q1+q2+q3 (L/s)
式中:q1—设计管段的本段流量(L/s);且q1=F3q03Kz; F—设计管段服务的面积(ha); Kz—生活污水量总变化系数; q0—比流量(L/s2ha);
q2—上游管段和旁侧管段流来的污水量(L/s);
q3—从工业企业或其他大型公共建筑物流来的污水量(L/s)。 2)污水设计参数取值 a)生活污水量定额n
依贵阳市“总规”,污水量标准为400升/人2日,人口毛密度按300人/公顷计,公共污水为生活污水的0.2倍。
b)总化系数Kz 根据《室外排水设计规范》(GB50014-2006)(2014版),总变化系数Kz=2.7/Q0.11,且当Q<5L/s时,Kz=2.3;当Q>1000L/s时,Kz=1.3。 c)设计充满度h/D 根据《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)(2014版),污水管道应按非满流计算,其最大设计充满度为: D300管:h/D≤0.55 D400管:h/D≤0.65 上海浦东建筑设计研究院有限公司 shanghai pudong architectural design&research institute Co.,Ltd D500~900管:h/D≤0.70 D≥1000管:h/D≤0.75 8.排水方案设计
本工程汇水区域属于金甲大沟、麦架河流域,污水最终汇入拟建麦架污水处理厂处理达标后排放。
水力计算表
汇水面积 序号 桩号 管长 本段 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 K0+000~K0+080R K0+000~K0+080L K0+000~K0+300R K0+000~K0+300L K1+040L集中 K0+300~K1+100R K0+300~K1+100L K1+100~K1+880R K1+100~K1+880L K1+880L集中 K1+880~K2+100R K1+880~K2+100L K2+100~终点R K2+100~终点L 80 80 300 300 600 800 800 800 800 700 200 200 100 100 0.3 0.5 1.2 4.5 37.3 4.2 6.6 3.5 18 184.5 4 3 0.8 0.7 合计 0.3 0.5 5.4 48.4 37.3 4.2 43.9 3.5 18 184.5 7.5 205.5 0.8 0.7 ∑t2=∑t2= L/V (L/V) 6 0.610 6 0.610 12.068 1.671 16.796 1.099 10 2.692 8 4.068 12.692 4.104 8 6.102 8 4.165 15 2.190 14.102 1.315 17.190 0.626 5.000 0.933 5.000 0.933 t 6.610 6.610 13.739 17.895 12.692 12.068 16.796 14.102 12.165 17.190 15.417 17.815 5.933 5.933 管内雨水流行时间(min) 设计重现期 P(a) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 25 5 25 5 5 0.7 0.7 0.6 0.58 0.45 0.6 0.55 0.6 0.55 0.48 0.6 0.48 0.8 0.8 径流系数 单位面积径流量q0(L/(s*ha)) 402.863 402.863 313.625 280.152 323.691 330.073 288.140 310.311 329.060 374.713 298.989 设计流量Q(L/s) 管径D或B3H(mm) 粗糙系数n 0.01 0.01 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 0.017 0.014 水力半径R 0.125 0.125 0.2 0.375 0.375 0.2 0.45 0.2 0.3 0.862 0.25 坡度I 0.015 0.015 0.015 0.015 0.01 0.018 0.006 0.008 0.01 0.01 0.008 流速v管道输水能力(m/s) Q′(L/s) 2.19 2.19 2.99 4.55 3.71 3.28 3.25 2.18 3.20 5.33 2.54 429.207 429.207 1503.098 8035.088 6560.622 1646.561 8263.625 1097.707 3618.414 37295.288 1990.276 84.601 500 141.002 500 1016.144 800 7864.438 1500 5433.150 1500 831.785 800 6957.150 1800 651.654 800 3257.695 1200 33184.544 3500x2500 1345.450 1000 45 贵阳市白云区大健康产业园一号路道路工程初步设计
368.904 414.800 414.800 36388.694 3500x2500 265.472 500 232.288 500 0.017 0.010 0.010 0.862 0.125 0.125 0.01 0.01 0.01 5.33 1.79 1.79 37295.288 350.446 350.446 c)其他专业管线从雨污水管顶跨越的高程要求。
综合以上因素,本工程雨水管顶覆土原则上按照1.7m控制。为减小开挖工程量,同时为不影响雨水系统两侧接管,污水系统高程按低于雨水系统高程控制。
9.检查井、雨水口及耳管 1)检查井
雨、污水管检查井间距一般为30~40m,一方面便于检修清掏,另一方面便于两侧交汇支管的接入。
本次设计将雨污水检查井设置在绿化带内和非机动车道上,具有以下优点: a)车行道上无需设置检查井,增加了行车的安全性和舒适性。 b)检查井不需承受车辆荷载,解决了井盖破损的问题。
c)清疏雨污水管道可在绿化带内和非机动车道上进行,不侵占车行道从而不影响交通。
为防止道路污水收集管线中污水臭气外泄,避免对道路周边的空气造成污染,本次污水检查井井盖使用防臭井盖。
1)排水方案设计 工程起点K0+000~K0+080段:道路右侧汇水面积0.3公顷,设计雨水量为84.6L/S,设计管径为d500,左侧汇水面积为0.5公顷,设计雨水量为141L/S,设计管径为d500,道路左侧污水管管径为d400,雨、污水在K0+000处汇入青山路排水系统。
K0+080~K1+100段:道路右侧汇水面积5.4公顷,设计雨水量为1016L/S,设计管径为d500~d800,左侧汇水面积为48.4公顷,设计雨水量为1864L/S,设计管径为d500~d1500,道路两侧污水管管径为d400,雨、污水在K0+080处汇入金甲大沟排水系统。
K1+100~K1+880段:道路右侧汇水面积7.5公顷,设计雨水量为1345L/S,设计管径为d500~d1000,左侧汇水面积为205.5公顷,设计雨水量为36389L/S,设计管径为d500~BXH=3500X2500,道路两侧污水管管径为d400,雨、污水在K1+880处汇入麦架河排水系统。
K1+880~终点段:道路右侧汇水面积0.8公顷,设计雨水量为265L/S,设计管径为d500,左侧汇水面积为0.7公顷,设计雨水量为232L/S,设计管径为d500,道路两侧污水管管径为d400,雨、污水在K1+880处汇入麦架河排水系统。
2)排水系统的平面、高程布置
根据管线综合设计,雨、污水管布置在车道下。污水管距离人行道路缘1.5米,雨、污水管中线间距原则上为1.5m,雨水管管径大于2m时,该间距相应增加。
雨、污水系统的埋设高程决定了排水工程的土石方工程量,直接影响工程造价。决定雨、污水系统埋设高程的因素主要有:
a)施工及通车后的荷载,须保证管道不被压坏,管顶覆土至少要求0.7m。 b)沿线两侧地块内排水支管接入的要求。
上海浦东建筑设计研究院有限公司 shanghai pudong architectural design&research institute Co.,Ltd 检查井防臭井盖示意图
2)雨水口
雨水口采用平箅式雨水口,间隔30~40m布置。交叉口道缘曲线切点处,设联合式雨水口。道路纵坡竖曲线最低处最易积水,设4~5个联合式雨水口。在易积水地方建议雨水口加设截渣网,便于养护。
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10. 管材、管基
排水管道传统上一般采用钢筋混凝土管,近几年来玻璃钢、双壁波纹管等新型管道也有大量运用,各种管道优缺点比较如下:
1)钢筋混凝土管
目前钢筋混凝土管是应用最多的管材,它具有取材容易、购买方便、施工较简单、综合造价低等优点,但同时也具有管节短、接口多、易渗漏,大口径管道重量大,运输、吊装、安装困难等缺点。
2) PE管排水管 PE管具有以下特点:
(1)内壁光滑,流通量大,同流量使用口径比混凝土管小。
(2)管材柔韧性好,单节长,接口少,抗地基沉降性能强,抗渗性能好。 (3)管内不结垢,耐腐蚀。
(4)采用橡胶圈承插连接,方法可靠,施工质量易保证。 (5)质量轻,搬运安装方便。 (6)使用寿命长,大于50年。
根据《建设部推广应用和限制禁止使用技术》的公告,管径小于等于500mm的平口、企口混凝土排水管,2005年1月1日后不得用于城镇市政污水、雨水管道。结合实际工程经验,本着经济、实用的原则,本工程管径>600mm采用PE钢带增强聚乙烯螺旋波纹管,管径≤600mm采用HDPE排水管。
雨污水检查井井圈、井盖及雨水口箅子均推荐采用复合材料产品。传统的钢筋混凝土制品较笨重,易被压坏;铸铁制品虽较美观,但极易被盗,形成“都市陷阱”,影响行人和行车安全。在重要路段,检查井加设防坠落装置,以保证安全。
检查井的防坠落装置
11.管道综合设计 1)管道综合布置原则
贵阳市白云区大健康产业园一号路道路工程作为市政道路,不单具有交通功能,还是城市各种配套管线的载体、通道。道路全线布设有电力、电讯、煤气、路灯、交通控制、上下水管等管线。按规划的要求,电力、电讯、煤气、上下水管均走地下,除雨、污水管布置在车行道下外,所有管线原则上均敷设在人行道下,并与路灯灯杆、行道树错开。按各种管线的间距必须考虑施工运行时的安全要求,并按规范同时结合拟建道路本身以及周边的实际情况而确定。
2)管线综合竖向布置
工程管线交叉时的最小垂直净距,应满足《城市工程管线综合规划规范》(GB 50289-98)有关规定。各工程管线在高程上要保证支管、过街管能顺利接入,同时又要避免埋设深度过大。高程自上而下布置顺序为:电力、综通、燃气、给水、雨水、污水。
3)管线综合布置原则
钢筋混凝土管 HDPE管 上海浦东建筑设计研究院有限公司 shanghai pudong architectural design&research institute Co.,Ltd
a)根据城市地下管网规划,在不妨碍工程管线的正常运行、检修、和合理占
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