给排水工程(第5章).ppt
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1、第5章,排水管渠系统的附属构筑物 及排水管渠材料,5.1 倒虹管,排水管渠遇到河流、山涧、洼地或地下构筑物等障 碍物时,不能按原有坡度埋设,而是按下凹的折线 方式从障碍物下通过,这种管道称为倒虹管。,倒虹管,5.1 倒虹管,5.1.1 倒虹管组成,进水井,下行管,平行管,上行管,出水井,倒虹管,1.0m,5.1 倒虹管,5.1.2 倒虹管设计规定,(1)通过河道的倒虹管,一般不宜少于两条;通过谷地、旱 沟或小河的倒虹管可采用一条。通过障碍物的倒虹管, 尚应符合与该障碍物相交的有关规定。,(2)最小管径宜为200mm;,(3)管内设计流速应大于0.9m/s,并应大于进水管内的流速, 当管内设计流
2、速不能满足上述要求时,应增加定期冲洗措 施,冲洗时流速不应小于1.2m/s;,5.1 倒虹管,(4)倒虹管的管顶距规划河底距离一般不宜小于1.0 m,通 过航运河道时,其位置和管顶距规划河底距离应与当地 航运管理部门协商确定,并设置标志;,(5)在进水井或靠近进水井的上游管渠的检查井中宜设置 事故排出口。当需要检修倒虹管时,可以将污水通过事故 排出口直接排入河流。,(6)倒虹管进水井的前一检查井,应设置沉泥槽。,(7)倒虹管的上下行管与水平线夹角不大于30度。,5.1 倒虹管,5.1.3 倒虹管水力计算,污水在倒虹管内的流动是依靠上下游管道中的水面高差;,(进、出水井的水面高差),该高差用来克
3、服污水通过倒虹管时的阻力损失;,阻力损失包括:,沿程水头损失:,局部水头损失:,总水头损失:,5.1 倒虹管,式中: i 倒虹管每米长度的阻力损失; L 倒虹管的总长度(m); 局部阻力系数(包括进口、出口、转弯处); v 倒虹管内水流速度(m/s)。,初步估算时,局部阻力损失Hf按沿程阻力损失HL的5%10%计算;,倒虹管长度大于50 m时,采用5%;等于或小于50 m时,采用10%。,5.1 倒虹管,进水井和出水井的水面高差H:,H= H1 +(0.050.10)m,5.1 倒虹管,例:已知最大流量为340 L/s,最小流量为120 L/s,倒虹管长为 50 m,共4只15弯头,倒虹管上游
4、管流速为1.0 m/s,下游 管流速为1.24 m/s;确定进水井和出水井的水面高差H。,解:,(1)采用两条倒虹管,每条倒虹管的最大设计流量340/2=170 L/s;,查水力计算图得到倒虹管管径D=400 mm,水力坡度i = 0.0065, 流速v= 1.37 m/s。,最小流量时,只使用一条倒虹管,此时流速为1.0 m/s0.9 m/s。,5.1 倒虹管,(2)倒虹管沿程水头损失:,=0.006550= 0.39(m),(4)倒虹管全部水头损失:,H1 = Hf + HL = 0.039 + 0.39 = 0.429 (m),(5) 倒虹管进、出水井水面高差:,H= H1+ 0.10=
5、 0.429 + 0.10= 0.529 (m),Hf = 0.10 0.39 = 0.039 (m),(3)倒虹管局部水头损失(按沿程阻力损失的10%计算):,5.2 排水管渠的断面形式及材料,5.2.1 排水管渠断面形式,5.2.1.1 排水管渠断面应满足的要求,(1)静力学,管道必须有较大的稳定性,在承受各种荷载时稳定而坚固。,(2)水力学,管道断面应具有最大的排水能力,并在一定流速下不易 产生沉淀物。,5.2 排水管渠的断面及材料,(4)养护方面,管道造价低。,(3)经济性,管道断面应便于冲洗和清通,没有淤积。,5.2 排水管渠的断面及材料,5.2.1.2 排水管渠断面形式,(1)圆形
6、,圆形断面有最大的水力半径;,在一定的坡度下,圆形断面流速最大,流量也大;,圆形管节省材料;,对外压力的抵抗力强,稳定性好;,养护方面也较方便。,最常用的一种断面形式。,5.2 排水管渠的断面及材料,(2)半椭圆形,在外部荷载较大时,可以更好地分配管壁压力,可减小管壁厚度。,在污水流量无大变化,管渠直径大于2m时, 采用半椭圆形断面较合适。,5.2 排水管渠的断面及材料,(3)马蹄形,马蹄形断面,其高度小于宽度。,在地质条件差或地形平坦地区,需要尽量减小管道埋深, 可采用马蹄形断面。,这种断面下部尺寸较大,适宜输送流量变化不大的大流量 污水。,5.2 排水管渠的断面及材料,(4)蛋形,蛋形断面
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