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1、第二讲 沟道系统上的 构筑物,一、排水管渠的断面形式 1、排水管渠的断面形式必须满足的要求：（1）在静力学方面，管渠必须有较大的稳定性，在承受各种荷载时是稳定坚固的；（2）在水力学方面，管渠断面庆具有最大的排水能力，并在一定的流速下不产生沉淀物；（3）在经济方面，管道造价是最低的；（4）在养护方面，管道断面应便于冲洗和清通，不易淤积。排水管渠的断面形式很多，如图1-14所示。常用的有圆形、矩形、半椭圆形、马蹄形和梯形等。,2、适用条件：（1）圆形断面形式是一种最常用的断面形式，它有良好的水力性能（2）矩形断面可以就地浇制或砌筑，它使用较灵活（3）半椭圆形断面，在土压力和活荷较大时，可以更好地分
2、配管壁压力，以此可以减小管壁厚度（4）梯形断面适用于明渠,二、排水管渠材料 1、混凝土管和钢筋混凝土管（1）适用条件：适用于排出雨水、污水，适用于非受压流。主要缺点是抗腐蚀性较差，不宜输送酸性、碱性较强的工业废水（2）混凝土管管径小于450mm，用于雨水或污水支管；对于管径大于500mm采用钢筋混凝土管，用于主支管和干管 2、陶土管 陶土管管子内外表面形成一种酸性釉，适用于输送酸碱性较强的工业废水，或作为设置在有侵蚀性地下水地区的排水管道。,3、金属管 常用的金属管有铸铁管和钢管。当排水管道承受高内压、高外压或对防渗漏要求特别高的地方。如水泵的出水管、穿越铁路的管道、河道的倒虹管或靠近给水管道
3、和房屋基础时，采用金属管。4、塑料管 发展方向 主要有：硬聚氯乙烯管（UPVC）、聚乙烯管（PE）、聚丙烯管（PP）、聚丁烯管（PB）、苯乙烯管（ABS工程塑料）适用条件：建筑物排水或输送酸性废水5、大型排水管渠 当排水管渠设计口径大于1.5m时，就需要现场浇制或砌装。使用的材料可为：砖、石、陶土块、混凝块、钢筋混凝块和钢筋混凝土等,三、排水管渠上的构筑物 为了排除污水，除管渠本身之外，还需在管渠系统上设置某些构筑物。这些构筑物设计是否合理，对整个系统运行影响较大，有的构筑物在排水系统上数量较多，有的造价很高，因此它们在排水系统的总造价中占有相当的比例。如何选用、设计这些构筑物，是排水系统设计
4、的一个重要部分。,1、检查井（如图1-15）（1）检查井的作用是：a.便于养护人员对管道定期进行检查和清通；b.连接上下游排水管道。（2）设置位置：它一般设置在管渠交汇处；管渠的尺寸、方向、坡度、高程改变处；直线管路上每隔一定距离也需设置。检查井在直线管路上的最大间距如下表所示。,2、跌水井（如图1-20、1-21）（1）适用条件：跌水井的作用是当上下游管道的高度相差较大（大于1m）时，用来消除水流的能量，克服跌落时产生的巨大的冲击力。（2）跌水井常用的形式有：竖管式、溢流堰式和阶梯式（3）竖管式跌水井构造比较简单，适用于设置在口径小于400mm的管路上，这种跌水井一般不需作水力计算。当管径不
5、大于200mm时，一次落差不超过6m。当管径为300400 mm时，一次落差不超过4m。,（4）溢流堰式和阶梯式跌水井可用于大管径的管路上，跌水部分采用溢流堰式或多级阶梯逐步消能，为了防止跌水水流的冲刷，溢流堰的底板或每级阶梯的底板要坚固3、倒虹吸管（1）适用条件：排水管道遇到河流、山涧、洼地或地下构筑物时，不能按原有的坡度埋设，而是按下凹的折线方式通过，这种管道称倒虹吸管，见图1-33、1-34。（2）倒虹吸管由进水井、管道和出水井等组成。（3）管道有两种形式：折管式和直管式。,折管式管道包括：下行管、平行管、上行管三部分，这种倒虹吸管施工麻烦，养护困难，在河滩很宽的情况下采用。直管式施工和
6、养护较前者容易。（4）设计参数：管内流速采用1.21.5m/s，不宜小于0.9m/s，且不小于上游管道流速。如管道流速达不到0.9m/s，应加冲洗措施，冲洗流速不得小于1.2m/s。管径大于200mm。,（5）注意事项：a.倒虹吸管与河床的垂直距离一般不小于0.5m，其工作管线一般不少于两条 b.倒虹吸管应设置事故排出口 c.折管式倒虹吸管的上升管与水平线夹角应不大于300。以免污泥在管内淤积。d.倒虹吸管内阻力损失可按下式计算：,进口、出口及转弯的局部阻力损失值应分项进行计算。初步估算时，一般可按沿程阻力损失值的5%10%考虑，当倒虹吸管长度大于60m时，采用5%；等于或小于60m时，采用1
7、0%。e.计算倒虹管时，必须计算倒虹管的管径和全部阻力损失值，要求进水井和出水进间的水位高差稍大于全部阻力损失值，其差值一般可考虑采用0.050.10m。,例 已知倒虹管长为60m，最大流量为340L/s，最小流量为120L/s，倒虹管共4只150弯头，倒虹管上游管流速1.0 m/s，下游管流速1.2 m/s。求倒虹管管径和倒虹管的全部水头损失。解 考虑采用两条管径相同平行敷设的倒虹管线，每条倒虹管的最大流量为340/2=170 L/s，查水力计算表得倒虹管管径=500mm。水力坡度0.0022。流速0.97m/s，此流速大于允许的最小流速0.9 m/s，也大于上游沟管流速1.0m/s。在最小
8、流量120 L/s时，只用一条倒虹管工作，此时查表得流速为1.0m/s0.9 m/s。,倒虹管沿程水力损失值：（m）倒虹管全部水力损失值：(m)倒虹管进、出水井水位差值：,4、雨水口（1）功能：雨水口中在雨水管渠或合流管渠上收集地面雨水（2）街道雨水口有三种形式：边沟雨水口，进水箅稍低于道路边沟底水平放置；边石雨水口，进水箅嵌入道路边石垂直放置；联合式雨水口（如图1-2830）（3）设置位置：设置在汇水点（包括集中来水点）和截水点（4）参数：单个雨水口地面径流量 1520L/s；雨水口的间距一般2550m；雨水口的深度一般不大于0.81.0m,5、溢流井 溢流井的形式有：截流槽式、溢流堰式、跳跃堰式，如图1-23。6、出水口（1）污水排水管道出水口一般采用淹没式，其又分为岸边式和江心分散式。（2）雨水排水管渠出水口一般采用非淹没式，其管底标高最好在水体的最高水位以上，一般在常水位以上，以免水体倒灌，其翼墙可分为一字式和八字式（见CAD图）7、其它,
