曹妃甸科技路雨水管道設(shè)計(jì)

摘要：根據(jù)規(guī)范要求、現(xiàn)場資料并結(jié)合實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對曹妃甸科技路雨水管道進(jìn)行設(shè)計(jì)，本文僅從雨水管道流量、水力計(jì)算及管材選擇方面進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：暴雨重現(xiàn)期；雨水流量；管道管材

1、項(xiàng)目背景及現(xiàn)場資料

曹妃甸科技路位于生態(tài)城西區(qū)，華北理工大學(xué)校區(qū)西側(cè)商業(yè)配套區(qū)內(nèi)，科技路為東西向道路，道路紅線寬17。本項(xiàng)目所在地塊為商業(yè)配套區(qū)，商業(yè)區(qū)西側(cè)為規(guī)劃河道，該區(qū)域內(nèi)周邊道路雨水管道均已設(shè)計(jì)或施工。

2、雨水流量計(jì)算及水力計(jì)算

2.1設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)《唐山市曹妃甸國際生態(tài)城北區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》及甲方提供資料，設(shè)計(jì)參數(shù)選取如下：

本次雨水按如下公式計(jì)算：Q=q·F·y 式中：Q——雨水量（L/S）； q——暴雨強(qiáng)度（L/S·ha）； y——徑流系數(shù)； F——匯水面積

曹妃甸生態(tài)城與天津塘沽地區(qū)地理位置接近，氣候環(huán)境非常近似，雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)采用天津塘沽地區(qū)暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算：[q=3841×1+0.85×lgPt+170.85]

式中：P——設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，采用2年； t——降雨歷時（分鐘）t=t1+mt2

t1——地面集水時間，取15min、 t2——管內(nèi)雨水流行時間（min）

m——管渠延緩系數(shù)，m=1

根據(jù)項(xiàng)目所造區(qū)域地塊的用地性質(zhì)，綜合考慮，取0.65

規(guī)劃河道河底高程0m，常水位高程2m，防洪水位高程3.5m。

2.2雨水流量計(jì)算

本區(qū)域街區(qū)長度為250-300m，擬在街區(qū)中間設(shè)置預(yù)留管道以收集地塊雨水。因規(guī)劃河道位于本研究區(qū)域的西側(cè)，雨水自東向西排入規(guī)劃河道。以3-4管段為例，采用面積疊加法計(jì)算本管段流量：3-4雨水管道負(fù)責(zé)收集①、②、⑤、⑥地塊的雨水，匯水面積F=2.23+1.72+2.23+2.06=8.24hm2.。暴雨強(qiáng)度[q=3841×（1+0.85lg2）（15+4+17）0.85]=229.7[L/（s.hm2）] （其中P=2年、t1=15min、t2=4min）。綜合徑流系數(shù)ψ=0.65。3-4雨水管道管段流量Q=Fqψ=229.7×8.24×0.65=1230.3（L/s）。其它管段流量計(jì)算同3-4 管段，不再重復(fù)。

2.3雨水管道水力計(jì)算

本區(qū)域地形平坦，為減少管道埋深，管道坡度選擇較小坡度為宜，并需保證流速流量要求，通過查《給水排水設(shè)計(jì)手冊（常用資料）》水力計(jì)算表可得本段管徑d1200，坡度1‰。其它管段計(jì)算同3-4管段，這里不再重復(fù)，結(jié)果見圖1。

本區(qū)域地面標(biāo)高4.0m左右，考慮地塊雨水的接入及管道覆土要求，起點(diǎn)管底標(biāo)高為2.100m，管道采取管頂平接方式銜接，根據(jù)管道坡度、管徑計(jì)算各個節(jié)點(diǎn)的管底標(biāo)高，見圖一。雨水排出口處管底標(biāo)高0.483m大于河底標(biāo)高，滿足排放要求，為防止雨水倒灌，排出口需設(shè)置拍門。

3、雨水管道管材比選

管材選擇應(yīng)從管材供應(yīng)情況、經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)方面的要求等技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，并從下面幾個方面評定：（1）、為承受外界荷載和內(nèi)水壓力，排水管渠道應(yīng)該有足夠大的強(qiáng)度，并能抵抗排水中所含雜質(zhì)沖刷作用。（2）、為防止污水和地下水的侵蝕，排水管渠還應(yīng)具有抗蝕的作用。（3）、排水管渠內(nèi)壁應(yīng)光滑，以使水的流動阻力減小，以利排水。（4）、排水管渠應(yīng)盡量做到從當(dāng)?shù)厝〔囊怨?jié)省建設(shè)工程費(fèi)用。

常用排水管材有：鋼筋混凝土管、鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管和高密度聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管。

（1）、鋼筋混凝土管

該管材屬于剛性管材，強(qiáng)度大，抵抗外荷載能力強(qiáng)，采用橡膠圈接口，安裝方便，可提高施工速度，由于管道全是柔性接口，加上橡膠圈防水性好，可增強(qiáng)適應(yīng)不均勻沉降性能，而且混凝土管材造價相對較低。但管內(nèi)壁粗糙，輸送阻力較大。

（2）、鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管

以高密度聚乙烯為基體，用表面涂敷粘接樹脂的鋼帶成型為波形作為主要支撐結(jié)構(gòu)，并與聚乙烯材料纏繞復(fù)合成整體的雙壁螺旋波紋管。該管材屬于柔性化學(xué)管材，它將鋼材的高強(qiáng)度、高彈性模量與聚乙烯材料的耐腐蝕、耐磨損有機(jī)地結(jié)合起來，是眾多塑料結(jié)構(gòu)管材中剛性最高的管材，具有耐腐蝕，管壁光滑、過流能力大，使用壽命長、運(yùn)輸安裝方便和施工速度快等特點(diǎn)。

（3）、高密度聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管

以高密度聚乙烯樹脂為主要原料的高密度聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管B型管，采用熱態(tài)擠塑纏繞成型工藝，以聚丙烯單壁波紋管為支撐結(jié)構(gòu)制成的具有較高抗外壓能力的特殊結(jié)構(gòu)壁管材，該管材具有如下特點(diǎn)：承插口電熔連接，連接質(zhì)量好，可以實(shí)現(xiàn)全管道系統(tǒng)零滲漏；重量輕、施工方便、可焊接好整體下槽；內(nèi)壁光滑摩阻小、流速快；抗腐蝕、耐老化、耐酸堿；抗沖擊性好，柔性好。滿足了社會上對節(jié)省能源、減少污染、保護(hù)環(huán)境的客觀要求。

設(shè)計(jì)時主要根據(jù)排水水質(zhì)、管道管徑、土質(zhì)、地下水位、地下水腐蝕、管外荷載及內(nèi)水壓力、現(xiàn)場條件、施工方法等因素選用合適的排水管材，盡量從當(dāng)?shù)剡x材。從管材造價上比較，同等規(guī)格的管材，高密度聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管價格>鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管價格比>鋼筋混凝土管材價格。

綜合各方面因素考慮，雨水管道管徑較大，水質(zhì)較好，d<1500管道采用鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管，d1500管道采用鋼筋混凝土管。

4、總結(jié)

隨著氣候的變化，城市化的快速發(fā)展，暴雨徑流的危害日益嚴(yán)重，為保障城市人民的生命安全和生活生產(chǎn)的正常秩序，設(shè)計(jì)人員應(yīng)高度重視雨水管道的設(shè)計(jì)。做到深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究、踏勘地形，了解排水走向，收集當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料，準(zhǔn)確進(jìn)行流量及水力計(jì)算，選擇合適管材，從而設(shè)計(jì)出安全、實(shí)用的排水工程。

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