料分析研究后确定。
金属管道采用涂料作为防腐的也较多,涂料作钢管内衬比水泥砂浆更光滑,n值相对较小,但由于涂层较薄,应考虑钢管横向焊缝对水流阻力的影响。
3 输配水管道以及配水管网水力平差可采用海曾-威廉公式(7.2.2-5)计算。另外,现行国家标准《建筑给排水设计规范》(GB50015)和国内管网平差水力计算软件也采用曼宁-威廉公式。
几种沿程水头损失计算公式都有一个重要的水力摩阻系数(n,Ch,△)。摩阻系数与水流雷诺数Re和管道的相对粗糙度有关。也就是管道的摩阻系数与管道的流速、管道的直径、内壁光滑程度及水的粘滞度有关。近些年来国内制管工艺、技术和设备都有较大的进步,管材内壁光滑程度也有很大的提高,因此摩阻系数呈逐渐较少的趋势。有些工程检测值比较过去国内有关资料的推荐值都小。
为了使设计人员在进行水力计算时能选取恰当的摩阻系数,根据日本土木学会编制的《水力公式集》、前苏联A.M库尔干诺夫和H.Φ非得诺夫编的《给水排水系统水力计算手册》、武汉水利电力学院编的《水力计算手册》、《给水排水设计手册》、日本水道协会编的《水道设施设计指南、解说》、美国《混凝土压力管手册》(M9)、《建筑给水排水设计规范》GB50015等有关资料,汇编了“各种管道沿程水力损失水力计算参数(n,Ch,△)值”见表9,可供设计人员根据工程的具体情况选用。
使用该公式时,海曾-威廉系数的取值比较关键,可参考国内外一些工程的取值和有关资料,结合本工程的具体情况选定。
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表9各种管道沿程水力损失水力计算参数(n,Ch,△)值 管道种类 钢管、铸铁管 水泥砂浆内衬 涂料内衬 旧钢管、旧铸铁管 混凝土管 预应力混凝土管(PCP) 预应力钢筒混凝土管(PCCP) 矩形-混凝土管 化学管材(聚乙烯管、聚氯乙烯管、玻璃纤维增强树脂夹砂管等)、内衬和内涂塑料的钢管
7.2.3 关于管道局部水头损失计算的规定。
管道局部水头损失和管线的水平及竖向平顺等情况有关。调查了国内几项大型输水工程的管道局部水头损失数值,一般占沿程水头损失的5%~10%。所以一些工程在可研阶段,根据管线的敷设情况,管道局部水头损失可按沿程水头损失的5%~10%计算。
配水管网平差计算,一般不考虑局部水头损失。
- - 140~150 0.010~0.030 - 粗糙系数n 0.011~0.012 0.0105~0.0115 0.014~0.018 0.012~0.013 0.011~0.0125 0.012~0.014 海曾-威廉Ch 当量粗糙度△ 120~130 130~140 90~100 110~130 120~140 - - - - - - - 7.3 管道布置和敷设
7.3.1 关于管道埋设深度及有关规定。
管道埋设深度一般应为冰冻线以下,管道浅埋时应进行热力计算。
露天铺设的管道,为消除温度变化对管道伸缩的影响而产生的形变,应设置伸缩器等措施,但近年来由于露天管道加设伸缩器后,忽略管道整体稳定,从而造成管道伸缩器处拉脱的事故时有发生,因此本条文中增加了保证管道整体稳定的条款。
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7.3.2 关于给水管道布置原则的规定。
根据《城市工程管线综合规划规范》(GB50289)对城镇给水管道的平面布置和竖向位置作出本条文规定。
7.3.3 关于给水管道与建(构)筑物和其他管线最小水平净距的规定。
根据现行国家标准《城市工程管线综合规划规范》(GB50289)对城镇给水管道与建(构)筑物和其它工程管线间的水平距离作出本条文规定。受道路宽度、断面以及现状工程管线位置等因素限制难以满足时,可根据实际情况采取安全措施后,减少其最小水平净距。
给水管线高速公路的水平间距,可结合高速公路规定协商确定。 7.3.4 关于给水管道与建(构)筑物和其他管线最小垂直净距的规定。
根据现行国家标准《城市工程管线综合规划规范》(GB50289)对城镇给水管道与其它工程管线交叉时的垂直距离作出本条文规定。
给水管线高速公路交叉时的垂直间距,可结合高速公路规定协商确定。 7.3.5 关于生活饮用水管道通过毒物污染及腐蚀地区的规定。 7.3.6 关于给水管道与污水管道或输送毒液管道交叉时的有关规定。 7.3.7 关于给水管道与铁路交叉的原则规定。 7.3.8 关于给水管道与河道交叉时的原则规定。
根据现行国家标准《防洪标准》(GB50201)中规定了不同等级管道的不同防洪标准,并规定“从洪水期冲刷较剧烈的水域(江河、湖泊)底部穿过的输水、输油、输气等管道工程,其埋深应在相应的防洪标准洪水的冲刷深度以下”。
根据现行国家标准《城市工程管线综合规划规范》(GB50289)中规定“在一至五级航道下面敷设,应在航道底设计高程2m以下;在其它河道下面敷设,应在河底设计高程1m以下;当在灌溉渠道下面敷设,应在渠底设计高程0.5m以下”,因此本条文修订了原规范中管道穿越河道时管道埋设深度的规定。
7.3.9 关于管道地基、基础、垫层及回填土压实度的规定 7.3.10 关于管道试验压力及水压试验要求的规定。
7.4 管渠材料及附属设施
7.4.1 关于输配水管道材料选择和管道连接方式的原则规定。
近年来国内管材发展较快,新型管材较多,设计中应根据工程具体情况,通过技术经济比较,
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选择安全可靠的管材。
目前,国内输水管材一般采用预应力钢筒混凝土管、钢管、球墨铸铁管、预应力混凝土管、玻璃纤维增强树脂夹砂管等。配水管道管材一般采用球墨铸铁管、钢管、聚乙烯管、硬质聚氯乙烯管等。
7.4.2 关于金属管道防腐措施的原则规定。
金属管道防腐处理非常重要。它将直接影响水体的卫生安全以及管道使用寿命和运行可靠。 金属管道表面除锈得质量、防腐涂料的性能、防腐层登记与构造要求、涂料涂装得施工质量以及验收标准等,应遵守现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268等的规定。内防腐如采用水泥砂浆衬里,还应遵守《埋地给水钢管道水泥砂浆衬里技术标准》CECS10的规定。
非开挖施工给水管道(如顶管、夯管等)防腐层的设计与要求,应根据工程的实际情况确定。 应特别注意涂料的选择、防锈的质量和施工技术。钢管的接口处为薄弱环节,应特别注意。一般情况金属管道防腐,宜由专业队伍施工。
金属管道外防腐可根据工程的性质、埋设处土质腐蚀性等情况,采用不同级别的防腐措施。
7.4.3 关于输配水管道的管材、金属管道内防腐材料、承插管接口处填充材料卫生安全的规定。
7.4.4 关于非整体连接管道支墩设置的规定。
非整体连接管道一般指承插式管道(包括整体连接管道设有伸缩节又不能承受管道轴向力的情况)。
非整体连接管道在管道的垂直和水平方向转弯点、T型连接段等分叉处、管道端部堵头处,以及管径截面变化处都会产生轴力。埋地管道一般设置支墩支撑,支墩的设计应根据管道设计内水压力、接口磨擦力,以及地基和周围土质的物理力学指标,根据现行国家标准《给水排水工程管道结构设计规范》(GB50332) 规定计算确定。
7.4.5 关于输水管道和配水管网设置检修阀门的规定。
输水管的始点、终点、分支处一般应设置阀门;管道穿越大型河道、铁路主干线、高速公路和公路的主干线,根据有关部门的规定结合工程的具体情况设置阀门。输水管还应考虑自身检修和事故时维修的需要设置阀门,并考虑阀门拆卸方便。
根据消防的要求,配水管网上两个阀门之间消火栓数量不应超过5个。
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7.4.6 关于输配水管道设调压(流)装置的规定。
7.4.7 关于输水管(渠)道和配水管(渠)道设置通气设施的规定
输水管(渠)、配水管(渠)通气设施是管道安全运行的重要措施。通气设施一般采用空气阀,其设置可经过计算确定,一般在管道的隆起点上必须设置空气阀,在管道的平缓段,根据输水工程的实例和安全运行的要求,也宜间隔1000m左右设一处空气阀。
配水管道空气阀设置可根据工程需要确定。
7.4.8 关于输水管道和配水管网设置泄水阀和排水阀的规定。
泄水阀(排水阀)的作用是考虑管道排泥和管道检修排水以及管道爆管维修的需要而设置的,一般输水管(渠)、配水管网低洼处及两个阀门间管段的低处,应根据工程的需要设置泄水阀。泄水阀的直径根据放空管道中泄水所需要的时间计算确定。环状管网在两个阀门间宜设置排水阀,在枝状管网的末端应设置排水阀,排水阀可与泄水阀一并考虑。
根据自来水部门反馈的意见,配水管网在因事故修复后,由于缺少必要的冲洗设施造成用户水质污染的事例时有发生,故环状管网在两个阀门间宜设置泄水阀(排水阀),在枝状管网的末端应设置泄水阀(排水阀)。
7.4.9 关于输水管道和配水管网设置人孔的规定。
7.4.10 关于非满流重力输水管(渠)道设置跌水井等的规定。
7.5 调蓄构筑物
7.5.1 关于净水厂内清水池有效容积的规定。
根据多年来水厂的运行及设计单位的实践经验表明,净水厂外无调节水构筑物时,净水厂内清水池的有效容积为最高日设计水量的10%~20%,一般能满足调节要求。对于小水厂,建议采用上限值。
7.5.2 关于在水厂外设置调蓄构筑物的原则规定。
大中城市供水区域较大,配水距离较长时,且供水区域有合适的位置和适宜的地形,可与仅由送水泵站调节水量进行经济技术比较,确定是否需要建厂外调节构筑物(如高位水池、水塔、调节水池泵站等)。厂外调节构筑物的容积应根据用水区域供需情况及消防储备水量等确定。当缺乏资料时,亦可参照相似条件下的经验数据确定。
7.5.3 关于清水池个数或分格数的规定。
为确保供水安全,设计时应考虑当某个清水池清洗或检修时还能保持正常生产。
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