合山市管网改造工程可行性研究报告

合山市管网改造工程可行性研究报告内容摘要：

人 / 万） 污水收集排放（ %） 污水收集率（ %） 未预见水量及地下水渗入量 污水收集量（万m3/d） 2020 11 80 70 2020 15 6 90 90 (3)城市单位建设用地综合用水量法 根据《城市排水工程规划规范》 GB503182020 规定，污水量宜根据综合用水量乘以污水排放系数确定。 合山市 排水管网改造工程可行性研究报告 14 根据《城市给水工程规划规范》 GB5028298，合山市属于规范中一区的小城市，城市单位建设用地综合用水量指标 （万 m3/(km2 d)）。 结合合山市的具体情况，近期 2020 年为 （万 m3/(km2 d)），污水排放系数取 80%，污水收集率取 70%；远期 2020 年为 （万 m3/(km2 d)），污水排放系数取 90%，污水收集率取 90%。 未预见水量及地下水渗入量以污水量污水排放收集率的 10%计，则污水收集量 =综合用水量 污水排放系数污水收集率 +未预见水量及地下水渗入量，则合山市的污水收集量计算结果详见下表： 城市单位建设用地综合用水量法污水收集量预测表 年份 建设用地（ km2） 用水量指标（万m3/(km2•d)） 污水排放系数（ %） 污水收集（ %） 未预见水量及地下水渗入量 污水收集量（万m3/d） 2020 9 80 70 2030 14 90 90 在运用以上三种预测方法所得出的结果中，采用用水定额与城市单位建设用地综合用水法预测所得出的可收集污水量是接 近的，综合考虑，本项目污水收集最后确定以用水定额法与城市单位建设用地综合水量法预测所得出的可收集污水量的平均值作为设计收集量，计算结果详见下表： 设计污水量预测表 年份 用水定额法预测污水收集量（万 m3/d） 城市单位建设用地综合用水量法预测污水收集量（万 m3/d） 设计污水收集量（万m3/d） 2020 2020 三、雨水量预测 雨水量计算公式及参数： 合山市 排水管网改造工程可行性研究报告 15 雨水流量计算公式： ）sLFq /(ψQ = 式中： q— — 暴雨强度； Ψ —— 综合径流系数，根据地面情况确定； F—— 汇水面积（ ha）； 合山目前的暴雨强度公式，考虑到该地区气象特征与邻近地区的来宾市较为相似，现采用来宾市的暴雨强度公式计算： ）（（ hastL g Pq •++= /)8()4 9 1 8 4 式中： P—— 重现期 取 P=1 年： mttt += 1 式中： m—— 折减系数。 t1—— 地面为汇水时间，单位为分钟；在本次雨水管道管径计算中，根据径流区面积的大小、雨水流程长短、地形坡度大小等不同情况，取 t1=5～ 10 分钟不等。 t2—— 雨水在上游管段流行的时间 第五章 工程方案设计 合山市 排水管网改造工程可行性研究报告 16 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： 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。 新建城区应严格采用雨污分流制。 应尽量使污水重力自流排放。 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，并在适当的位置设置溢流井，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。 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合山市 排水管网改造工程可行性研究报告 17 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 ，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) 管长 m 备注 城站路 1200*1200 DN1200 1351 教育路 1200*1200 DN1200 431 东环路 2200*1500 DN2020 538 城中街 600*400 DN600 152 城中一街 1200*1200 DN1200 610 合山市 排水管网改造工程可行性研究报告 18 城中二街 800*800 DN800 156 城中三街 800*800 DN800 156 城中四街 800*800 DN800 156 城中五街 800*800 DN800 144 城中一二街间 800*800 DN800 94 城中二三街间 800*800 DN800 121 城中三四街 800*800 DN800 84 人民中路 1200*1200 清通、修补 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： 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。 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。 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。 排水管的内壁应平整光滑，使排水阻力尽量减少。 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 钢筋混凝土管 钢管 HDPE 管 夹砂玻璃钢管 使用寿命 较长 较长 长 长 抗渗性强 较强 强 强 较强 合山市 排水管网改造工程可行性研究报告 19 防腐能力 较强 较强 强 较强 承受外压 可深埋能承受 较大外压 可深埋能承受 较大外压 受外压较差易变 形 受外压较差易 变形 施工难易 较难 方便 方便 方便 接口形式 承插式橡胶圈 密封连接 现场焊接刚性 接口 承插接口，电热 熔或法兰接口 承插式橡胶圈 密封连接 粗糙度（ n值） 水头损失 水头损失较大 水头损失大 水头损失较小 水头损失较小 重量管材运输 重要较大运输 麻烦 重要较大 重量较小运输方 便 重量较小运输 方便 价格 便宜 较贵 较贵 较便宜 对基础要求 较高 较低 较低 较低 （三）管材选择 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，还需设置一些附属建筑物，主要包括检查井、跌水井、截流井等。 （一）检查井 检查井的位置，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，宜设置沉泥槽，深度以为。 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 管径或暗渠净高（ mm） 最大间距 污水管道 合流管道 200400 40 50 500700 60 70 合山市 排水管网改造工程可行性研究报告 20 8001000 80 90 11001500 100 120 16002020 120 120 （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 时，宜设跌水井；跌水水头大于 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 300600mm 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置截流井。 截流井的位置应根据污水截流干管位置、合流干管位置、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，应设置闸门等防倒灌设施。 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。 由于顶管施工不开挖地面，被铺设管道的上部土层未经扰动，管路的管节端不易产生段差变形，其管道的寿命亦不大于开槽法埋管。 制约顶管施工法的推广主要因素是顶管的施工技术复杂，对施工企业的技术要求较高，施工成本相对较大，但由于不需要开挖面层，能穿越地面构筑物和地下管线，。