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第一部分 排水管渠設(shè)計常識,,第一章 緒論,第一節(jié) 概述,將城市污水和降水，有組織地收集起來， 輸送到污水處理廠進(jìn)行無害化處理并對其利用的整個系統(tǒng)，稱排水工程系統(tǒng)。 城市排水的對象，按來源及水質(zhì)分類，可分為生活污水、生產(chǎn)廢水和降水三大類。,,第一節(jié) 概述,生活污水是指在人們的生活活動過程中所產(chǎn)生的污水，主要來自廚房、廁所、洗衣房等，其水質(zhì)含有大量的有機(jī)物，從化學(xué)成分來看，以碳、氫、氧、硫、磷、鐵、鈣、鎂、鉀等組成的脂肪、蛋白、糖類及其衍生物，同時含有大量的細(xì)菌及寄生卵，是傳染病的主要傳染介質(zhì)，因此對生活污水，必須進(jìn)行無害化處理。,,第一節(jié) 概述,生產(chǎn)廢水是人們在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，由于各種產(chǎn)品的工藝過程不同，用水量的不同，所以生產(chǎn)廢水的水質(zhì)情況和水量也不同。有的生產(chǎn)廢水污染極其嚴(yán)重，稱為工業(yè)污水。這些被嚴(yán)重污染的工業(yè)污水，會嚴(yán)重的污染環(huán)境，必須進(jìn)行無害化處理。也有些工業(yè)廢水沒有嚴(yán)重污染，如冷卻用水等知識溫度升高，經(jīng)冷卻后尚可重復(fù)使用或循環(huán)使用。,,第一節(jié) 概述,降水逕流是指雨、雪、雹等降到地面上的水，其中以雨水為代表，其水質(zhì)隨大氣被污染程度和性質(zhì)的不同而不同。值得注意的是雨水量的變化較大，其主要特點是季節(jié)性及集中性。在雨季以及雨季中可能有幾天的降雨量很大，從而形成單位時間內(nèi)的雨水逕流量很大，甚至?xí)斐伤疄?zāi)，因而對雨水的及時排放，就稱為排水工作者的重要任務(wù)之一。,,第二節(jié) 排水系統(tǒng)的體制,由于對城市污水及雨水的排除方式不同，所采用的管渠系統(tǒng)也不同，各種不同的排水方式形成了各種不同的排水體制。,,第二節(jié) 排水系統(tǒng)的體制,一、合流制 如果城市污水和雨水在同一排水管渠系統(tǒng)中輸送排放，則稱為合流制。合流制排水系統(tǒng)又可分為直泄式、全處理式和截流式等幾種。現(xiàn)在常用的是截流式的合流系統(tǒng)。 截流式是一種改造舊有合流管渠系統(tǒng)的一種較好的方式。其措施是在合流管道將要接入天然水體時，在河岸邊修建一條污水截留管，將合流管中的污水截流輸送到污水處理廠進(jìn)行處理，而大部分雨水可直接排入河道。其截流設(shè)備俗稱截流井。,,第二節(jié) 排水系統(tǒng)的體制,,,溢流堰式溢流井,第二節(jié) 排水系統(tǒng)的體制,,,跳越堰式溢流井,第二節(jié) 排水系統(tǒng)的體制,,,截流槽式溢流井,第二節(jié) 排水系統(tǒng)的體制,二、分流制 雨、污水各用專用管渠系統(tǒng)排放，稱為分流制，按我國現(xiàn)行室外排水管渠設(shè)計規(guī)范（GBJ14-87）規(guī)定，新建排水管渠都應(yīng)按分流制建設(shè)，以保護(hù)水體。,,第二節(jié) 排水系統(tǒng)的體制,二、分流制各種不同性質(zhì)的污水，分別由各自的專用管渠排放，稱為完全分流制。只建有城市污水管渠，雨水暫靠地面逕流排放，待將來城市發(fā)展，資金充足時在修建雨水管渠形成完全分流制系統(tǒng)。這種形式適用于新開發(fā)的城鎮(zhèn)。若修建成完全分流制的兩套排水管渠，再把雨水系統(tǒng)中的初期雨水，通過截流設(shè)備截流到污水管渠中，而將暴雨逕流排放到河流中，能夠更有效的保護(hù)水體，稱為半分流制。,,第二節(jié) 排水系統(tǒng)的體制,這里主要提醒注意的是半分流制同截流式合流制，雖然都是通過截流設(shè)備達(dá)到截流目的，但半分流制是將雨水管渠中的初期雨水截流到污水處理廠，而截流式合流制是將合流管渠中的污水截流到處理廠。,,第三節(jié) 排水系統(tǒng)的組成,排水工程系統(tǒng)中包括接受、排除、處理、利用等幾部分。其基本組成是：室內(nèi)排水設(shè)施、室外排水管網(wǎng)及其附屬構(gòu)筑物、泵站與壓力管道、污水處理構(gòu)筑物以及尾閭工程等五部分。,,第三節(jié) 排水系統(tǒng)的組成,進(jìn)行管道布置時，要考慮下列原則：充分利用地形，主要干線要布置在地形高程較低的低谷區(qū)，以便最大限度地接入支干管渠。同時要考慮盡量沿城市街道布置在人行道下或慢車道下，以減小動荷載和便于檢修。當(dāng)街道寬度較大時，應(yīng)考慮在街道兩側(cè)各設(shè)一條，以減少過街管；還要盡量避免地上地下交叉。避免小流量長距離的管道。在布置雨水管時，要充分利用地形，就近排入水體。,,第一節(jié) 管道的布置及埋深,一、管道布置 污水管道的定線，一般按先確定主干管、再定干管、最后確定支管的順序進(jìn)行?？傮w規(guī)劃中，只決定污水主干管、干管的走向與平面布置。在詳細(xì)規(guī)劃中，除以上內(nèi)容外，還要決定污水支管的走向及位置。 管道系統(tǒng)布置和定線的原則盡可能在管線短、管道埋設(shè)深度淺的情況下，使最大區(qū)域的污水或雨水能自流排除。 地形：在定線時應(yīng)充分利用地形，使管道的走向符合地形趨勢，順坡排水。在排水區(qū)域較低處，敷設(shè)主干管或干管，這樣干管或支管的污水能自流接入。 地質(zhì)條件也影響管道系統(tǒng)布置。 地下建筑和障礙物對管道系統(tǒng)布置也有影響。,,第一節(jié) 管道的布置及埋深,一、管道布置 管道定線時注意事項,,,主干管布置在堅硬密實土壤中,盡量少穿河流、鐵路、山谷和高地,避免與地下構(gòu)筑物交叉,不宜敷設(shè)在繁忙、狹窄的街道下（通常設(shè)在污水量較大一側(cè)或地下管線較少一側(cè)的人行道、綠化帶或慢車道下，當(dāng)?shù)缆穼挾瘸^40米時，可考慮在道路兩側(cè)各設(shè)一條污水管）,集中流量盡量排入上游,第一節(jié) 管道的布置及埋深,一、管道布置 管道縱坡盡可能與街道縱坡取得一致。 水管的最小縱坡不得太小，一般不小于0.3%。為防止或減少沉淀，雨水管設(shè)計流速常采用自清流速，一般為0.75米／秒。 為了滿足管中雨水流速不超過管壁受力安全的要求，對雨水管的最大縱坡也要加以控制，通常道路縱坡大于4%時，需分段設(shè)置跌水井。,,第一節(jié) 管道的布置及埋深,二、管道埋深 最大允許埋深：一般在干燥土壤中，管道最大埋深不超過7～8m, 地下水位較高，可能產(chǎn)生流沙的地區(qū)不超過4～5m。 最小埋深：等于管直徑與管道上面的最小覆土深度之和。 在車行道下，管頂最小覆土深度一般不小于0.7m。 冰凍地區(qū)，則要依靠防凍要求來確定覆土深度。,,第二節(jié) 污水量及變化系數(shù)的概念,由于各地、各階層居民生活方式不一，各種居住條件及衛(wèi)生設(shè)備條件不一，生活污水排除量就不一樣，各地各種條件居住區(qū)的排水定額如下表。,,第二節(jié) 污水量及變化系數(shù)的概念,一、變化系數(shù)一年內(nèi)最高日 污水量與平均日污水量之比，其比值稱日變化系數(shù)，同樣，一天內(nèi)24小時各小時的污水量也不一致，最高日內(nèi)最高時污水量與該日平均時污水量之比，稱時變化系數(shù)。定義日變化系數(shù)與時變化系數(shù)之乘積為總變化系數(shù)。式中：K總－總變化系數(shù)Q平均－平均日平均時秒流量（l/s）,第二節(jié) 污水量及變化系數(shù)的概念,二、污水量計算北京現(xiàn)在設(shè)計污水管時，是按北京市的實際情況制定的適用于北京地區(qū)使用的面積比流量定額。北京市規(guī)定：城區(qū)、近郊區(qū)已建成區(qū)的排水區(qū)定額是則設(shè)計污水量可按下式計算：（l/s） 式中： Q設(shè)－設(shè)計污水量（l/s）K總－總變化系數(shù) F－流域面積（ha）q－面積比流量,第三節(jié) 管渠水力計算簡介,一、水力計算公式 現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范規(guī)定，水力計算按謝才－曼寧公式計算：式中：Q——流量，m3/s；A——過水?dāng)嗝婷娣e，m2；v——流速，m/sR——水力半徑（過水?dāng)嗝娣e與濕周的比值），m；i——水力坡度（即水面坡度，等于管底坡度）；n——管壁粗糙系數(shù)，雨水n=0.013污水n=0.014,,第三節(jié) 管渠水力計算簡介,二、污水管道水力計算的數(shù)據(jù)控制污水管道水力計算的任務(wù)就在計算通過一定流量所必須的過水?dāng)嗝妫瑥亩侠淼卮_定管徑。污水管較常用的是圓形管，其水力特性是流速與流量的最大值不發(fā)生在滿流狀態(tài)。各種不同充滿度時的流速、流量同滿流時的流速、流量關(guān)系，如下表。,,第三節(jié) 管渠水力計算簡介,,,充滿度的意義是：管道以水深與管徑的比值來表示，渠道是以水深與設(shè)計最大水深的比值來表示。,第三節(jié) 管渠水力計算簡介,二、污水管道水力計算的數(shù)據(jù)控制,,,,設(shè)計充滿度（h/D）,設(shè)計流速（v）,最小管徑（D）,最小設(shè)計坡度（i）,污水管道的埋設(shè)深度,第四節(jié) 設(shè)計管段與管段設(shè)計流量,一、設(shè)計管段設(shè)計管段的意義是兩個檢查井之間的一個管段，如果設(shè)計流量、坡度都不變，則可取同一管徑，稱為一個設(shè)計管段。二、管段設(shè)計流量管段設(shè)計流量包括本段的污水設(shè)計流量，集中流量和轉(zhuǎn)輸前一管段的流量三個流量之和，可按下式計算：,,第四節(jié) 設(shè)計管段與管段設(shè)計流量,,,式中：Q－管段設(shè)計流量K總－總變化系數(shù)F－排水流域面積q－面積比流量qj－集中流量,第五節(jié) 污水管設(shè)計注意事項,,,（1）確定管道的管徑和坡度應(yīng)與確定管道的起點終點埋深交錯進(jìn)行。 （2）必須仔細(xì)研究管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點。控制點常位于區(qū)域的最遠(yuǎn)或最低處。各條管道的起點、低洼地區(qū)的個別街坊、污水出水口較深的工業(yè)企業(yè)或公共建筑都是研究的對象。 （3） 水力計算從上游依次向下游進(jìn)行一般情況下，隨著設(shè)計流量逐段增加，設(shè)計流速也應(yīng)相應(yīng)增加或不變。但是，當(dāng)管道坡度突然變小時，設(shè)計流速才允許減小。另外，隨著設(shè)計流量逐段增加，設(shè)計管徑也應(yīng)相應(yīng)增加或不變。但是，當(dāng)管道坡度突然增大時，管徑也可以減小，減小的范圍不得超過50～100mm。,第五節(jié) 污水管設(shè)計注意事項,,,,（4）跌水井的設(shè)置在地面坡度太大時，為了減小管內(nèi)水流速度，防止管壁被沖刷，管道坡度往往需要小于地面坡度。這就有可能使下游管段的覆土厚度無法滿足最小限值的要求，甚至超出地面，因此在適當(dāng)?shù)狞c可設(shè)置跌水井在旁側(cè)管與干管的連接處。要考慮干管的埋深是否允許旁側(cè)管接入，根據(jù)情況設(shè)置跌水井。 （5）泵站的設(shè)置在干燥土壤中，管道的埋深一般不超過7~8 m；在多水、流砂、石灰?guī)r地層中，一般不超過5 m。如果超過，則要設(shè)置泵站,第一部分 排水管渠設(shè)計常識,,第三章 雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計常識,第一節(jié) 概述,雨水逕流的水質(zhì)，與其所流經(jīng)的地面情況有關(guān)，一般說初期雨水較臟，而經(jīng)過一段時間后，逕流水就比較清潔了。因此就應(yīng)該盡量就近排入水體。在設(shè)計管徑時按滿流計算，并允許按地區(qū)重要程度有一定時間的溢流。,,第二節(jié) 雨水管渠系統(tǒng)及共布置,雨水管渠系統(tǒng)大體上由以下幾個部分組成：房屋及庭院雨水排除系統(tǒng)、雨水口、雨水管渠、檢查井、出口。必要時可以設(shè)置雨水泵站和雨水調(diào)節(jié)湖等。雨水系統(tǒng)布置的主要原則是根據(jù)流域內(nèi)的重要性，將雨水逕流及時地就近排放到水體中去，盡量減小由于積水所造成的損失和居民的不便。因此，雨水管渠的布置就要充分利用地形條件，就近排入水體，要結(jié)合道路規(guī)則。雨水口的布置以路口處雨水不漫路面為原則。,,第三節(jié) 雨水管渠設(shè)計流量的確定,,,一、逕流量公式 雨水管渠設(shè)計流量計算公式：Q=ψqA 式中： Q－設(shè)計逕流量 I/SΨ－逕流系數(shù)q－降雨強度（l/S.ha）F－匯水面積（萬m2或ha）,第三節(jié) 雨水管渠設(shè)計流量的確定,,,二、逕流系數(shù) 降落到地面上的雨水，流入雨水管渠內(nèi)的部分稱為逕流量。逕流量與降雨量之間的比，稱為逕流系數(shù)。逕流系數(shù)與地面情況有關(guān)。各種地面的逕流系數(shù)值，可參見下表。,第三節(jié) 雨水管渠系統(tǒng)及共布置,在排水流域面積內(nèi)，不可能為單一種類的地面，因此在設(shè)計計算時需要按加權(quán)平均法求得綜合的逕流系數(shù)。式中： －設(shè)計時所采用的逕流系數(shù)。－各種不同各類地面的相應(yīng)逕流系數(shù)。F1－各種不同各類地面的流域面積。,,第三節(jié) 雨水管渠系統(tǒng)及共布置,三、降雨強度 現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范規(guī)定設(shè)計暴雨強度計算公式為式中 q——設(shè)計暴雨強度，L/s/104m2；t——降雨歷時，min；T——設(shè)計重現(xiàn)期，年；A1、C、n、b——參數(shù),,第三節(jié) 雨水管渠系統(tǒng)及共布置,四、降雨歷時設(shè)計降雨所取的某一連續(xù)時段稱為設(shè)計降雨歷時，單位以分min計。雨水管渠的設(shè)計降雨歷時，應(yīng)采用管渠中形成最大徑流量所需的時間。 設(shè)計降雨歷時包括：地面匯流時間和管渠內(nèi)流行時間 t = t1 + mt2 式中 m－降雨歷時折減系數(shù)或稱延緩系數(shù) 設(shè)計規(guī)范中規(guī)定：暗管折減系數(shù)m=2，明渠折減系數(shù)m=1.2,,第三節(jié) 雨水管渠系統(tǒng)及共布置,五、設(shè)計重現(xiàn)期設(shè)計重現(xiàn)期是指在一個較長的統(tǒng)計期限內(nèi)，設(shè)計暴雨強度的降雨重新出現(xiàn)一次的平均時間間隔，單位為年。,,設(shè)計重現(xiàn)期T,第四節(jié) 雨水管渠的水力計算,一、雨水管渠設(shè)計的一般規(guī)定 1、圓管及方溝均按滿流計算，如流量很大應(yīng)采用方溝排 水時，要核算滿流與非滿流兩種情況，取其經(jīng)濟(jì)者。 如設(shè)計成明渠，則必須有不小于20cm的保護(hù)超高。 2、雨水管渠最小設(shè)計流速，在不滿流時應(yīng)不小于0.75m/s，明渠為0.4m/s。 3、除雨水口管渠最小管徑采用200mm，坡度最小值為 0.01外，市政雨水管最小管徑采用300mm，最小坡設(shè)為0.003。 4、因雨水逕流含砂較多，故不宜設(shè)倒虹管。,,第四節(jié) 雨水管渠的水力計算,二、雨水管渠水力計算公式 雨水管渠水力計算公式采用謝才－曼寧公式：,,取,式中 v－設(shè)計流速（m/s）n－粗糙系數(shù) 水泥沙漿抹面或混凝土管，介質(zhì)為清水時，取n=0.013 R－水力半徑（m）i－設(shè)計坡度,第二部分 排水管渠工程施工,,第一章 土方工程,第一節(jié) 開槽,一、溝槽橫斷面,,直 槽,應(yīng)從土質(zhì)、地下水情況、施工場地大小、 溝槽深度和挖土方法、工期長短等方面來 考慮槽形選擇。,溝槽斷 面形式,,,,,,一般用于埋設(shè)在街道下的管 道，特點是占地面積小，但 土壁常需要支撐。,梯形槽,,,常用于在廣場或郊野埋設(shè)而 管徑和深度又較大的管道， 免用支撐。,第一節(jié) 開槽,直 槽,第一節(jié) 開槽,,直槽寬度,溝槽的開挖寬度對槽形選擇也起影響,溝槽斷 面形式,,,,,,取決于埋設(shè)管道的管徑以 及槽壁支撐方法。支撐方 法一般采用鋼板樁或列板 式。,梯形槽寬度,,,取決于管道埋深和邊坡傾 斜度。邊坡決定于土質(zhì)， 不易坍塌的土壤邊坡可以 陡些，邊坡可以做成臺階 式。,第一節(jié) 開槽,,梯形槽形式,第一節(jié) 開槽,,,梯形槽邊坡坡度,第一節(jié) 開槽,,,,土質(zhì)對溝槽斷面的影響 土質(zhì)主要指土的粘著力和自然傾斜角。它們影響土坡的穩(wěn)定。 土坡和水平面之間的夾角叫傾斜角，土坡傾斜角逐漸減小，土坡到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)時的傾斜角叫自然傾斜角。土坡超過自然傾斜角時，坡面不穩(wěn)定，要坍塌。 粘土的粘著力較大，自然傾斜角也較大；砂土粘著力較小，自然傾斜角也較小。 粘土開挖直槽的可能性比砂土大，溝槽深度不大時，粘土地區(qū)采用直槽；砂土在無支撐條件下只能開挖梯形槽，砂土地區(qū)，而現(xiàn)場狹窄，則只能考慮直槽加支撐。,第一節(jié) 開槽,,,,地下水對溝槽斷面的影響 地下水的多少影響到土壤的含水率，土壤含水率的大小會影響 土的穩(wěn)定性。 當(dāng)土飽含水分時，土的穩(wěn)定性就大大降低，極易造成土方坍塌 地下水位高時，直槽要支撐，或開梯形槽。,第一節(jié) 開槽,,,,施工方法對溝槽斷面的影響 梯形槽土方量大，工期長，并要求起重設(shè)備的起重桿有足夠長度，但工序較為簡單。 直槽可避免上述缺點，但對于較深的槽則常需支撐工序，設(shè)備也較復(fù)雜。,第一節(jié) 開槽,,,,二、溝槽斷面設(shè)計及土方量計算 溝槽橫斷面面積按梯形計算：F=(B+mh)h (m2) 式中：F－溝槽橫斷面面積（m2）B－溝槽設(shè)計底寬，取管道外緣尺寸再加 兩倍的工作寬度（m） m－邊坡系數(shù)h－溝槽深度（m） 在計算土方量時，取相鄰兩橫斷面面積的平均值乘以兩橫斷面的樁距即可。,第一節(jié) 開槽,,,,三、溝槽土方開挖 溝槽開挖有人工開挖及機(jī)械開挖兩種。開挖方法視土質(zhì)、現(xiàn)場條件、技術(shù)條件和工期要求等具體情況而定。開挖土方應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照測量放線和溝槽斷面尺寸要求進(jìn)行。 當(dāng)挖土到接近設(shè)計高程時，應(yīng)在槽內(nèi)打高程控制樁，以控制挖土深度。在開挖過程中，要隨時檢查挖深情況，勿使超過需要深度，以保護(hù)原土。如果發(fā)現(xiàn)有超挖，則要用好土、礦石或卵石分層夯實，填至設(shè)計標(biāo)高。 使用機(jī)械挖土?xí)r，用機(jī)械挖至設(shè)計標(biāo)高以上20cm時，應(yīng)停止機(jī)械挖土，用人工整修槽底。 適合回填的土應(yīng)堆放在溝槽兩側(cè)。對每段溝槽只能在一側(cè)堆土，另一側(cè)作下管和運輸材料用。堆土一般不高于1.5m，離槽邊一般不小于1.2m。,第二節(jié) 支撐,,,,一、支撐的作用、種類及適用條件 當(dāng)槽底低于地下水位時，直槽必須加撐。 支撐有橫撐、豎撐和鋼板樁三種。撐板有疏、密撐。土質(zhì)優(yōu)良時可用疏撐。 橫撐邊挖邊撐，每挖一相當(dāng)深度的土即做支撐，然后繼續(xù)挖深再撐。橫撐每次挖土不宜很深。橫撐也有采用上疏下密的撐法。 豎撐和疏撐僅適用于土質(zhì)較好不易塌方的情況。,第二節(jié) 支撐,,,,直槽支撐形式,第二節(jié) 支撐,,,,二、支撐計算 驗算分為撐板、方木、撐樁三部分。為簡化計算，在工地上都按簡支梁受均勻分布荷載的條件進(jìn)行計算。 撐板和方木的最大彎曲應(yīng)力：式中，最大彎矩截面抗彎系數(shù),第二節(jié) 支撐,,,,二、支撐計算 主動土壓力或前者適用砂性土質(zhì)，后者適用于粘土。b－撐板寬度（m）d－撐板厚度（m）l－計算跨度，取兩方木之中心間距（m）C、 －可查表。,第三節(jié) 土方回填,,,,在管道工程主體結(jié)構(gòu)驗收合格后，將槽內(nèi)積水排凈后并將雜物清理干凈，管座混凝土強度達(dá)到50號以上，即應(yīng)回填。 管道溝槽回填土，要注意以下幾個 方面： 管道兩側(cè)（俗稱胸腔）要同步進(jìn)行，平行起高，兩側(cè)高差不得大于30cm，分層夯填，其密實度要符合施工技術(shù)規(guī)程規(guī)定。 管頂以上50cm范圍內(nèi)，可用較干的松土回填，用腳踩或木夯即可。 胸腔以上還土，兩回填搭接處，宜留臺階而不能留直茬或斜坡，臺階的長度應(yīng)在其高度的兩倍以上。 管頂復(fù)土達(dá)到1.5m時，才可以用機(jī)械碾壓，以保證管道結(jié)構(gòu)的安全。,第四節(jié) 地基處理,,,地基時承受包括基礎(chǔ)在內(nèi)的整個建筑物或構(gòu)筑物的自重以及附加在建筑物或構(gòu)筑物上的荷載的與基礎(chǔ)相接觸的那部分土層。 常用的地基處理方法有： 換土法適用于較淺的地基處理地段，一般用于地基持力層擾動深度小于0.8米的情況下。如有地下水，可采用滿槽擠入片石的方法。如沒有地下水，可根據(jù)插深度確定換土深度。 其他地基加固的方法還有地基夯實、深層加固（強夯法、擠密樁法等）、排水加固法、壓漿加固法以及土的臨時加固等。,第二部分 排水管渠工程施工,,第二章 施工排水,第一節(jié) 概述,,為排除地表水和地下水對施工的干擾而采取的技術(shù)措施稱施工排水。 施工排水分為表面排水和深層排水兩類。表面排水又稱明排水或排水井中排水，深層排水又稱暗排水。深層排水是用人工方法降低地下水位，保持工程在干燥的土壤上進(jìn)行。,第二節(jié) 人工降低地下水位,,常用的人工降低地下水位的方法有輕型井點、噴射井點、深井泵井點和電滲井點等幾種。 一、輕型井點（又稱小井點） 輕型井點的布置分為單排線狀、雙排線狀和環(huán)狀三種。 井點布置原則： 井點管距離溝槽壁一般應(yīng)大于1m。 井點管的間距一般選用0.8m、1.2m、1.6m三種。 一臺干式真空泵可接總管長度為60～80m，井點管約50根左右。 一臺射流泵可接總管長度為30～40m，井點管約30根左右。,第二節(jié) 人工降低地下水位,,井點管埋設(shè)深度滿足下式要求： h≥ h1+h2+IL+0.2 h1——井點管地面至溝槽底的距離，m； h2——降低后的地下水位至槽底的最小距離，一般應(yīng)≥ 50cm L——井點管至需要降低地下水位的水平距離，m；當(dāng)環(huán)狀或雙排井點時，為井點管至溝槽中心底的距離，單排井點時為井點管至溝槽對側(cè)底的距離； I——地下水降落坡度，環(huán)狀井點為1/10，線狀井點為1/3~1/4,第二節(jié) 人工降低地下水位,,二、噴射井點系統(tǒng) 當(dāng)基坑開挖所需降水深度超過6m時，一級的輕型井點就難以收到預(yù)期的降水效果，這時如果場地許可，可以采用二級甚至多級輕型井點以增加降水深度，達(dá)到設(shè)計要求。但是這樣一來會增加基坑土方施工工程量、增加降水設(shè)備用量并延長工期，二來也擴(kuò)大了井點降水的影響范圍而對環(huán)境不利。為此，可考慮采用噴射井點。 根據(jù)工作流體的不同，以壓力水作為工作流體的為噴水井點；以壓縮空氣作為工作流體的是噴氣井點，兩者的工作原理是相同的。 噴射井點系統(tǒng)主要是由噴射井點、高壓水泵（或空氣壓縮機(jī)）和管路系統(tǒng)組成。如圖所示。噴射井管由內(nèi)管和外管組成，在內(nèi)管的下端裝有噴射揚水器與濾管相連。當(dāng)噴射,第二節(jié) 人工降低地下水位,,二、噴射井點系統(tǒng)井點工作時，由地面高壓離心水泵供應(yīng)的高壓工作水經(jīng)過內(nèi)外管之間的環(huán)行空間直達(dá)底端，在此處工作流體由特制內(nèi)管的兩側(cè)進(jìn)水孔至噴嘴噴出，在噴嘴處由于斷面突然收縮變小， 使工作流體具有極高的流速，（30～60m/s）在噴口附近造成負(fù)壓（形成真空），將地下水經(jīng)過濾 管吸入，吸入的地下水在混合室與工作水混合，然后進(jìn)入擴(kuò)散室，水流在強大壓力的作用下把地下水同工作水一同揚升出地面，經(jīng)排水管道系統(tǒng)排至集水池或水箱，一部分用低壓泵排走，另一部分供高壓水泵壓入井管外管內(nèi)作為工作水流。如此循環(huán)作業(yè)，將地下水不斷從井點管中抽走，使地下水漸漸下降，達(dá)到設(shè)計要求的降水深度。,第二節(jié) 人工降低地下水位,,二、噴射井點系統(tǒng)噴射井點用作深層降水，應(yīng)用在粉土、極細(xì)砂和粉砂中較為適用。在較粗的砂粒中，由于出水量較大，循環(huán)水流就顯得不經(jīng)濟(jì)，這時宜采用深井泵。一般一級噴射井點可降低地下位8～20m，甚至20m以上。,第二節(jié) 人工降低地下水位,,二、噴射井點系統(tǒng),第二節(jié) 人工降低地下水位,,二、電滲排水 在粘土和粉質(zhì)粘土中進(jìn)行基坑開挖施工，由于土體的滲透系數(shù)較小，為加速土中水分向井點管中流入，提高降水施工的效果，除了應(yīng)用真空產(chǎn)生抽吸作用以外，還可加用電滲。 所謂電滲井點，一般與輕型井點或噴射井點結(jié)合使用，是利用輕型井點或噴射井點管本身作為陰極，一金屬棒（鋼筋、鋼管、鋁棒等）作為陽極。通入直流電（采用直流發(fā)電機(jī)或直流電焊機(jī)）后，帶有負(fù)電荷的土粒即向陽極移動（即電泳作用），而帶有正電荷的水則向陰極方向集中，產(chǎn)生電滲現(xiàn)象。在電滲與井點管內(nèi)的真空雙重用下，強制粘土中的水由井點管快速排出，井點管連續(xù)抽水，從而地下水位漸漸降低。 因此，對于滲透系數(shù)較?。ㄐ∮?.1m/d）的飽和粘土，特別是淤泥荷淤泥質(zhì)粘土，單純利用井點系統(tǒng)的真空產(chǎn)生的抽吸作用可能較難降水從土體中抽出排走，利用粘土的電滲現(xiàn)象和電泳作用特性，一方面加速土體固結(jié)，增加土體強度，另一方面也可以達(dá)到較好的降水效果。,第二節(jié) 人工降低地下水位,二、電滲排水,第二部分 排水管渠工程施工,,第三章 管道鋪設(shè)及附屬構(gòu)筑物,第一節(jié) 下管前的準(zhǔn)備工作,,下管前要檢查溝邊堆土位置是否符合規(guī)程規(guī)定，槽底和基礎(chǔ)是否符合設(shè)計要求。如在平基上穩(wěn)管，要待管道基礎(chǔ)混凝土標(biāo)號達(dá)到設(shè)計強度的50%或5MPa以上時，方可下管。對管材要進(jìn)行檢查，如果有管口破裂不嚴(yán)重時，應(yīng)予以修補，橢圓誤差較大的管子不能用。,第二節(jié) 下管,,下管就是把管子從地面上放入槽內(nèi)指定地點，按下管方法不同，可分為人工下管、機(jī)械下管和吊鏈下管。 一、機(jī)械下管 根據(jù)管節(jié)的重量、溝槽的尺寸來選擇吊車的起重量。下管前，對起重設(shè)備及附近進(jìn)行一次較全面的檢查，以保證安全。起重吊鉤與混凝土管端相接觸處，應(yīng)墊上麻袋，以保護(hù)管口不受破壞。 下管時要注意吊車與溝槽邊的距離，吊車不可停放在破壞楞體上以免塌方，吊車距溝邊至少要保持1m以上的距離。管子起吊后，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)控制，以免擺動。下管時要按有關(guān)機(jī)械安全操作規(guī)程執(zhí)行。,第二節(jié) 下管,,二、人工下管對于管徑小于400mm的小管，可采用繩鉤下管杉木溜下法下管，但如管徑較大的混凝土管或鑄鐵管，一般采用壓繩法下關(guān)。在距溝邊一定距離處，直立埋設(shè)一節(jié)或兩節(jié)管子，利用繩子和立管管壁之間的摩擦力控制下管速度。主管的管徑和下管用的大繩直徑。可查閱有關(guān)技術(shù)規(guī)程規(guī)定。,第二節(jié) 下管,,三、吊鏈下管在下管處橫跨溝槽放兩根方木，其截面尺寸根據(jù)槽寬和管節(jié)重確定。將管子推放到方木后用木楔卡緊，再把吊鏈架設(shè)在管子上方，吊起管子，撤去方木，管子徐徐落入溝底。,第三節(jié) 穩(wěn)管,穩(wěn)管是將管子按設(shè)計的平面位置和高程，穩(wěn)定在基礎(chǔ)上。穩(wěn)管工序是決定管道施工質(zhì)量的關(guān)鍵，必須給以嚴(yán)格的注意。 有混凝土通基的排水管道安裝鋪設(shè)，一般有三種施工方法。一種是平基法，第二種是墊塊法，第三種方法稱“四合一”法。 一、平基穩(wěn)管 這種方法對地基土承載能力較低或有地下水以及在雨季施工較大管徑時，可以采用。只要控制好中心軸線位置，其高程就能在允許誤差范圍內(nèi)，不需要特別量測高程。這里要注意在打平基時要保證其高程正確。由于其便于控制高程，故常被采用。,第三節(jié) 穩(wěn)管,二、墊塊穩(wěn)管把事先預(yù)制好的與平基同厚的砼塊，置于槽內(nèi)，把管子放在墊塊上，每節(jié)管放置兩塊墊塊即可，不要把管頭放在墊塊上。再從管子的一側(cè)澆筑砼，則砼就會從管子空隙流到管子另一側(cè)，從而使砼滿包管子下部，就不會出現(xiàn)三角區(qū)缺砼的毛病。待管子兩側(cè)砼都達(dá)到中心包角120°（最小也要在90°以上）時，方可兩側(cè)澆筑。只要條件允許，應(yīng)盡量采用這種方法。,第三節(jié) 穩(wěn)管,三、四合一法由于管徑小于600mm時，管節(jié)自重較小時，操作時，可將平基、穩(wěn)管、管座和接口等四個工序合在一起，一次完成。 四合一完成后，要注意不能碰撞管子并注意養(yǎng)生。 由于這種方法安裝速度較快且可一次成活，被廣泛采用在小口徑管子的安裝鋪設(shè)。,第三節(jié) 穩(wěn)管,四、穩(wěn)管的中心線控制常用的中心線控制方法有中線法和邊線法兩種。采用邊線法時要使邊線與管中等高，邊線距管外皮以10mm為宜。 中線法對于大管徑施工效果較好。 中線和邊線，均可用基線彈設(shè)在平基上。 管徑大于等于700mm時,穩(wěn)管時應(yīng)留有寬度約10mm的接口縫，便于鉆入管內(nèi)勾縫；而在小管徑穩(wěn)管時，則可不留縫隙，而利用事先置于管內(nèi)的麻袋球拖拉以消除“舌頭灰”。,第四節(jié) 管道基礎(chǔ)與接口,管道接口，就是用接口材料封填管節(jié)間空隙，使?jié)B漏處于允許范圍之內(nèi)，并能耐受震動和管道的不均勻沉降。 管道接口有柔性接口和剛性接口兩種。剛性接口強度大，但不能承受形變和震動；柔性接口則不僅有一定強度，還能承受一定的形變和震動。 混凝土承插式管節(jié)，在粘性土質(zhì)中的雨水管道采用1：2水泥砂漿剛性接口；污水管道以及粉性土質(zhì)和砂性土質(zhì)中的雨水管道采用柔性接口，設(shè)遇水膨脹橡膠密封圈。 采用剛性接口施工時，管節(jié)端部必須清洗干凈，必要時要鑿毛，涂抹砂漿必須達(dá)到外光內(nèi)實，與管節(jié)粘結(jié)良好。,第五節(jié) 排水管渠的質(zhì)量檢查與驗收,管道工程的質(zhì)量檢查工作應(yīng)分段進(jìn)行。其內(nèi)容包括外觀檢查、斷面檢查和接口嚴(yán)密性檢查等幾個方面。外觀檢查是對基礎(chǔ)、接口、檢查井及管道外觀進(jìn)行感官檢查。斷口檢查主要是施工高程是否符合設(shè)計高程。接口嚴(yán)密性檢查是通過閉水實驗手段來檢查管道總漏水量是否達(dá)標(biāo)。 管道閉水實驗應(yīng)按設(shè)計要求進(jìn)行。一般情況下，凡是污水管道、合流管道、倒虹管以及在地下水位高于管底高程的或位于水源區(qū)的雨水管，均應(yīng)進(jìn)行閉水實驗。閉水試驗應(yīng)在管道還土前進(jìn)行，以便觀察漏水情況。一般做法是先在管中充水浸泡48小時后，把水位升到閉水試驗要求的水頭高度。規(guī)程規(guī)定閉水試驗水頭應(yīng)在試驗段上游管內(nèi)頂2m處。一般試驗持續(xù)時間不得小于30分鐘。,第五節(jié) 排水管渠的質(zhì)量檢查與驗收,試驗滲水量計算滲水量試驗時間30分鐘時，每km管道每晝夜?jié)B水量為 Q=（48q）＊（1000/L） 式中Q---每km管道每d的滲水量 q---閉水管道30分鐘的滲水量 L---閉水管段長度 當(dāng)Q≤允許滲水量時，試驗即為合格。,第六節(jié) 附屬構(gòu)筑物,排水管渠上的附屬構(gòu)筑物，主要有檢查井雨水口、倒虹管和排水泵站等。 一、檢查井 檢查井的作用是疏通檢查管道用，因而相鄰兩座檢查井之間應(yīng)為一直線段，故檢查井應(yīng)設(shè)置在管道的管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化的地方以及管線交匯處，在直線段的一定距離處也應(yīng)設(shè)檢查井。 雨水管和污水管的檢查井不相同。 1、雨水檢查井 雨水檢查井有圓形、矩形和扇形等多種。管徑小于300mm者，一般均屬建筑工程的室外管道。 雨水檢查井的施工要點是：井室內(nèi)墻面由下游管底至管頂,第六節(jié) 附屬構(gòu)筑物,以上300mm，均采用1:2.5的水泥砂漿抹面厚20mm，其余用1:2水泥砂漿勾縫。如位于地下水位以下，則外墻用1:2.5的水泥砂漿抹面厚20mm，至地下水位以上不小于500mm，槽底鋪卵石厚100mm，支座接入管底超挖處，用繼配砂石、混凝土或碎磚填嚴(yán)，管頂以上要發(fā)碹，碹高視管徑大小，管徑小于1000mm者，碹高位125mm，管徑大于1000mm時，碹高位250mm。流槽底高差，按規(guī)定取值。井內(nèi)設(shè)置踏步，保持向心，水平內(nèi)凈距150mm，垂直距離375mm，在砌筑井筒時預(yù)埋其中。蓋板下120mm處設(shè)一踏步后，向上向下取間距375mm設(shè)置其余踏步。井口以下第一個踏步距井蓋外面為220~360mm。雨水井流槽內(nèi)不設(shè)踏步而設(shè)腳窩。,第六節(jié) 附屬構(gòu)筑物,2、污水檢查井 污水井的規(guī)格與選用條件同雨水井，一般技術(shù)要求應(yīng)滿足排水管渠設(shè)計常識的有關(guān)敘述。 雨、污水井有以下幾點不同： ①、污水水井有流槽，雨水井是滿管流不用流槽，因地面匯集的雨水中含有泥砂樹葉等雜物，需要在井底設(shè)置30cm深的沉砂室，用于沉集泥砂等雜物，定期清理； ②、落底就是：井底低于雨水井內(nèi)管內(nèi)底標(biāo)高，一般落底高差為30cm。 ③、雨水井的井蓋用方型，上標(biāo)“雨水”；污水井的井蓋用圓形，上標(biāo)“污水”。,第六節(jié) 附屬構(gòu)筑物,一、雨水口 雨水口是收集地面雨水逕流進(jìn)入附近雨水管的一種附屬構(gòu)筑物，因而其設(shè)置位置要能夠有效的收集地面雨水逕流，如設(shè)在馬路的低點，路口的上游處，路口轉(zhuǎn)彎的切點處，人行橫道或供氣站的上游處等。 雨水口根據(jù)收集雨水量的需要，可設(shè)平蓖式、雙蓖式或多蓖式等；按雨水口結(jié)構(gòu)分，可分為砼井圈、鑄鐵井圈等；按篦子材質(zhì)分，可分為帶活動軸的鑄鐵篦子、鋼纖維篦子等多種。 雨水口施工要注意到雨水口井圈表面高程應(yīng)低于附近路面且順接，其高程誤差不要超過10mm，砌體砂漿要飽滿，不得有通縫；內(nèi)墻勾縫要均勻平整；接入檢查井時，管口應(yīng)與井內(nèi)墻平；雨水口管坡度應(yīng)大于1%。,第二部分 排水管渠工程施工,,第四章 不開槽法施工,第一節(jié) 概述,,當(dāng)不便采用普通開槽法施工時，往往采用不開槽法施工。 不開槽法的優(yōu)點：節(jié)省大量開挖和回填土方；不拆除地面障礙物，免去拆遷困難；對地面交通影響較?。换静皇苁┕ぜ竟?jié)的影響等。 不開槽法施工方法很多，如常用的頂管法、淺埋暗挖法、盾構(gòu)法以及錨噴法等。在城市排水管道施工中最常用的是頂管法。,第二節(jié) 普通頂管法,,隧道或地下管道穿越鐵路、道路、河流或建筑物等各種障礙物時采用的一種暗挖式施工方法。在施工時，通過傳力頂鐵和導(dǎo)向軌道，用支承于基坑后座上的液壓千斤頂將管壓入土層中，同時挖除并運走管正面的泥土。當(dāng)?shù)谝还?jié)管全部頂入土層后，接著將第二節(jié)管接在后面繼續(xù)頂進(jìn)，這樣將一節(jié)節(jié)管子頂入，作好接口，建成涵管。頂管法特別適于修建穿過已成建筑物、交通線下面的涵管或河流、湖泊。頂管按挖土方式的不同分為機(jī)械開挖頂進(jìn)、擠壓頂進(jìn)、水力機(jī)械開挖和人工開挖頂進(jìn)等。,第二節(jié) 普通頂管法,,頂管施工特點 1、適用于軟土或富水軟土層； 2、無需明挖土方，對地面影響?。? 3、設(shè)備少、工序簡單、工期短、造價低、速度快； 4、適用于中型管道（1.5～2m）管道施工； 5、大直徑、超長頂進(jìn)、糾偏困難?？纱┰焦?、鐵路、河流、地面建筑物進(jìn)行地下管道施工。 6、可以在很深的地下鋪設(shè)管道。,第二節(jié) 普通頂管法,,頂管施工設(shè)備構(gòu)成構(gòu)成——頂進(jìn)設(shè)備、掘進(jìn)機(jī)（工具管）、中繼環(huán)、工程管、排土設(shè)備等五部分組成。,第三節(jié) 盾構(gòu)法簡介,盾構(gòu)法施工的優(yōu)點 1、安全開挖和襯砌，掘進(jìn)速度快； 2、盾構(gòu)的推進(jìn)、出土、拼裝襯砌等全過程可實現(xiàn)自動化作業(yè)，施工勞動強度低。 3、不影響地面交通與設(shè)施，同時不影響地下管線等設(shè)施； 4、穿越河道時不影響航運，施工中不受季節(jié)、風(fēng)雨等氣候條件影響，施工中沒有噪音和擾動； 5、在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)越性。,第三節(jié) 盾構(gòu)法簡介,一、盾構(gòu)的組成盾構(gòu)是用于地下水開槽法施工時進(jìn)行地層開挖及襯砌拼裝時起支護(hù)作用的施工設(shè)備。基本構(gòu)造由開挖系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)和襯砌系統(tǒng)三部分組成。,第三節(jié) 盾構(gòu)法簡介,二、盾構(gòu)法施工的基本條件 在松軟含水地層，或地下線路等設(shè)施埋深達(dá)到10m或更深時，可以采用盾構(gòu)法，即 1、線位上允許建造用于盾構(gòu)進(jìn)出洞和出碴進(jìn)料的工作井； 2、隧道要有足夠的埋深，覆土深度宜不小于6m； 3、相對均質(zhì)的地質(zhì)條件； 4、如果是單洞則要有足夠的線間距，洞與洞及洞與其它建（構(gòu)）筑物之間所夾土（巖）體加固處理的最小厚度為水平方向1.0m，豎直方向1.5m； 5、從經(jīng)濟(jì)角度講，連續(xù)的施工長度不小于300m。,第三節(jié) 盾構(gòu)法簡介,二、盾構(gòu)法施工步驟 盾構(gòu)施工方法由以下幾個步驟組成： 第一，在置放盾構(gòu)機(jī)的地方打一個垂直井，再用混泥土墻進(jìn)行加固； 第二，將盾構(gòu)機(jī)安裝到井底，并裝配相應(yīng)的千斤頂； 第三，用千斤頂之力驅(qū)動井底部的盾構(gòu)機(jī)往水平方向前進(jìn)，形成隧道； 第四，將開挖好的隧道邊墻用事先制作好的混泥土襯砌加固，地壓較高時可以采用澆鑄的鋼制襯砌加固來代替混泥土襯砌。 盾構(gòu)法施工中，其隧道一般采用以預(yù)制管片拼裝的圓形襯砌，也可采用擠壓混凝土圓形襯砌，必要時可再澆筑一層內(nèi)襯砌，形成防水功能好的圓形雙層襯砌。,感謝聆聽！,