合山市排水管网改造工程可行性研究报告
第五章 工程方案设计
一、排水方案 （一）排水方案原则
排水方案的确定考虑的因素很多，主要应遵循以下几个原则：
1、尊重现状，对老城区难以改造的区域保持现有的排水体制或进行适当修补、清通。
2、新建城区应严格采用雨污分流制。 3、应尽量使污水重力自流排放。 4、污水排放体制应采用暗管排放。 （二）排水体制的确定
城市排水根据其来源和性质可分为：生活污水、工业废水和降水，对城市排水采用的汇集方式称为排水体制。
合流制排水系统是将城市生活污水、工业废水和雨水径流汇集人在一个管渠内予以输送、处理和排放。按照其产生的次序及对污水处理的程度不同，合流制排水系统可分为直排式合流制、截流式合流制和全处理式合流制。
城市污水与雨水径流不经任何处理直接排入附近水体的合流制称为直排式合流制排水系统。国内外老城区的合流制排水系统均属于此类。
截流式合流制是在直排式合流制的基础上，修建沿河截流干管，并在适当的位臵设臵溢流井，在截流主干管(渠)的末端修建污水处理厂。该系统可以保证晴天的污水全部进入污水处理厂，雨季时，通过截流设施，截流式合流制排水系统可以汇集部分雨水(尤其是污染重的初期雨水径流)至污水处理厂。但另一方面雨量过大，混合污水量超过了截流管的设计流量，超出部分将溢流到城市河道，不可避免会对水体造成局部和短期污染。并且，进入处理厂的污水，由于混有大量雨水，使原水水质、水量波动较大，势必对污水厂各处理单元产生冲击，这就对污水厂处理工艺提出了更高的要求。
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在雨量较小且对水体水质要求较高的地区，可以采用完全合流制。将生活污水、工业废水和降水径流全部送到污水处理厂处理后排放。这种方式对环境水质的污染最小，但对污水处理厂处理能力的要求高，并且需要大量的投资和运行费用。当生活污水、工业废水和雨水用两个或两个以上排水管渠排除时，称为分流制排水系统。
近年来，对雨水径流的水质调查发现，雨水径流特别是初降雨水径流对水体的污染相当严重，因此提出对雨水径流也要严格控制的截流式分流制排水系统。截流式分流制既有污水排水系统，又有雨水排水系统，与完全分流制的不同之处是它具有把初期雨水引入污水管道的特殊设施，称雨水截流井。小雨时，雨水经初期雨水截流干管与污水一起进入污水处理厂处理；大雨时，雨水跳跃截流干管经雨水管排入水体。截流式分流制的关键是初期雨水截流井，它要保证初期雨水能进入截流管，而中期以后的雨水能直接排入水体，同时截流井中的污水不能溢出泄入水体。截流式分流制可以较好地保护水体不受污染。由于仅接纳污水和初期雨水，截流管的断面小于截流式合流制，进人截流管内的流量和水质相对稳定，亦减少污水泵站和污水处理厂的运行管理费用。
截流式合流制具有投资少的优点，主要用于有适当的地形、比较健全的明渠水系的地区，以便顺利排泄雨水。对于常年少雨、气候干燥的城市可采用这种体制，而对于地势平坦，多雨易造成积水的地区，则不宜采用。分流制的优点是可以分期建设和实施，一般可先敷设雨水管渠，已收集和排放污水及自然降水，尤其是控制暴雨径流，在城市建设发展到一定程度后再敷设污水管道，以配合污水处理厂的建设。
根据合山市实际情况，确定合山市排水体制采用截流式合流制。 （三）污水管网建设规模
根据管网水力计算并结合合山市原有的管道设计，确定本可研污水管网建设规模为：管道总长度4.62km，其中城站路改造管道1351m，教育路改造管道431m，东环路改造管道538m，城中街改造管道152m,城中一街改造管道610m，城中二街改造管道156m，城中三街改造管道156m，城中四街改造管道156m，城中五街改造管道144m，城中一二街间改造管道94m,城中二三街间改造管道121m,城中三四街间改造管道84m；人民中路清通、修补管道998m。设计合山市需要改造及清通、修补污水管道情况详见下表。
改造污水管统计表 路 名 原有管径(mm) 新建管径(mm) 17
管长m 备注 合山市排水管网改造工程可行性研究报告
城站路 教育路 东环路 城中街 城中一街 城中二街 城中三街 城中四街 城中五街 城中一二街间 城中二三街间 城中三四街 人民中路
1200*1200 1200*1200 2200*1500 600*400 1200*1200 800*800 800*800 800*800 800*800 800*800 800*800 800*800 1200*1200 DN1200 DN1200 DN2000 DN600 DN1200 DN800 DN800 DN800 DN800 DN800 DN800 DN800 清通、修补 1351 431 538 152 610 156 156 156 144 94 121 84 998 二、污水管道材料的选择 （一）管材要求
在排水管网工程中，管材费用往往占工程投资的1/2以上，管道材料既是影响管道经济理性的合理性的主要因素，又决定了管道质量的可靠性。因此须考虑管道材质的不同对管道工程的综合影响，需要对各种不同的管道材质进行比较，以选用合理的管道材质。设计选择管材必须满足一下要求：
1、排水管必须具有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压。 2、排水管必须能抵抗污水中杂质的冲刷和琢磨，也应有抗腐蚀的功能，特别是对某些腐蚀性的工业废水。
3、排水管必须不透水，以防止污水渗出或地下水渗入而污染地下水或腐蚀其他管线和建筑物基础。
4、排水管的内壁应平整光滑，使排水阻力尽量减少。
5、排水管应就地取材，并考虑预制管件和快速施工的可能，减少运输和施工费用，其材质应满足设计确定的使用年限。
（二）各种管材的性能必选
根据管材选择基本原则，从我国国情出发，下面钢筋混凝土管、钢管、改性塑
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料排水管（FRPP）及夹砂玻璃管性能和造价比较见表。
管材性能比较表
性能 使用寿命 抗渗性强 防腐能力 承受外压 施工难易 接口形式 钢筋混凝土管 较长 较强 较强 可深埋能承受较大外压 较难 承插式橡胶圈密封连接 钢管 较长 强 较强 可深埋能承受较大外压 方便 现场焊接刚性接口 0.013水头损失大 重要较大 较贵 较低 HDPE管 长 强 强 受外压较差易变形 方便 承插接口，电热熔或法兰接口 0.008水头损失较小 重量较小运输方便 较贵 较低 夹砂玻璃钢管 长 较强 较强 受外压较差易变形 方便 承插式橡胶圈密封连接 0.009水头损失较小 重量较小运输方便 较便宜 较低 粗糙度（n值） 0.013-0.014 水头损失 水头损失较大 重量管材运输 价格 对基础要求 （三）管材选择
重要较大运输麻烦 便宜 较高 从上表中可以看出，以上四种管材，改性塑料排水管（FRPP）在使用寿命。抗渗性能、防腐能力和施工难易等方面有优势；结合本工程的地质情况及合山市排水管材使用现状，本项目的排水管道管材，按其输送介质不同以及管内是否承压选择：
本项目所有管道采用钢筋混凝土管，承插式橡胶圈密封连接。 三、管道附属设施
污水管道系统除管道自身外，还需设臵一些附属建筑物，主要包括检查井、跌水井、截流井等。
（一）检查井
检查井的位臵，应设在管道交汇处、转弯处、管径或坡度改变处、跌水处以及直线管线上每隔一定距离处。检查井在直线管段的最大间距应根据疏通方法等具体情况确定，一般宜按下表的规定取值，本项目检查井的设计距离为40米。在排水管道每隔适当距离的检查井内，宜设臵沉泥槽，深度以为0.3-0.5m。常用的检查井形式与使用条件参见《给排水标准图集》S2。
检查井最大间距表
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最大间距 管径或暗渠净高（mm） 污水管道 200-400 500-700 800-1000 1100-1500 1600-2000
（二）跌水井
跌水井是设有消能设施的检查井。在管道跌水水头为1.0-2.0m时，宜设跌水井；跌水水头大于2.0m时，应设跌水井。跌水井的进水管径大于200mm时，一次跌水水头高度不得大于6m，管径为300-600mm时，一次不宜大于4m。跌水方式一般可采用竖管或矩形竖糟。
（三）截流井
在市区截流式合流制管渠系统中，合流管渠的交汇处需设臵截流井。截流井的位臵应根据污水截流干管位臵、合流干管位臵、溢流管下游水位高程和周围环境等因素确定。截流井宜采用槽式，也可以采用堰式或槽堰结合式，截流井溢流水位，应在设计洪水位或收纳管道设计水位以上，当不能满足要求时，应设臵闸门等防倒灌设施。
四、排水管道施工及检验 （一）施工方法简介
排水管道的施工主要有开槽施工和顶管施工。施工方法的确定与管道的埋深、道路的性质、交通导行条件、土壤的力学性质、施工场地及周围环境等有着非常密切的关系。
开槽施工法：优点是施工技术要求不高，施工组织简单。施工速度快，在管道埋深较浅时工程费用少。
顶管施工法：顶管施工是非开挖铺管技术的一种，其在国内外已广泛使用，在国内也已逐步普及。采用顶管施工法可以在很深的地下敷设管道，能安全穿越公路、铁路、河流、甚至能在建筑物地下穿过，无需隔断交通、噪声以及震动都很小，对于施工周遭的影响小、可以穿越障碍物，是一种安全有效的环境保护施工方法。由于顶
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