雨水管道（精选7篇）
雨水管道 篇1
一地表水排放方式及特点
1. 自然散排
一般来说, 地表水经过地表时应该根据降雨量的大小和汇水面积来选择合适的坡度, 从而让地表水保持流动, 避免积水现象的发生。但是还应该考虑到地表水流速过快会对土壤造成侵蚀, 因此通常将场地坡度设计在0.5%到2.0%之间。
2. 辅助自然散排
考虑到现实中大多数的场地地形条件是比较繁杂的, 而且一般情况下, 地面水流流至150米左右就会呈现出汇集冲刷的特点。因此在设计场地排水的过程中, 应该尽量选择开沟铺设适当的排水构筑物来辅助地表水的排放。在具体的设计中, 要充分考虑场地的条件, 必要时还可以选择几种排水方式相混合的办法来综合使用。比如当场地地势明显高于四周的情况是, 就应该在场地的不同放下开挖明沟和水渠, 这样可以有效的将场地内的水流分散并在地势较低处收集, 从而避免对场地冲刷的问题。
3. 雨水管道
众所周知, 在场地中通过设置排水管网的是当前最为可靠和便利的排水方式, 这种方式一般适用于场地地质条件复杂和经济条件允许的情况下。排水系统和其他场地管网有一个明显相区别的特点就是管道无需闭合, 因此可以根据具体的情况来合理的设置雨水汇集区。灵活的选对排水管管径及长度做出判断与选择, 从而保证管网达到经济适用的良好效果。
二排水管网的综合布置
1. 管道综合布置的原则
在对排水管网进行综合布置时应该严格的遵循以下几个方面的要求。在管道水平布置时要充分满室室内净高及室外埋深要求, 而且管道在平面上要保持平行且均匀的辐射, 尽可能避免分层现象的出现, 从而方便日后对管道的安装及检修。但是如果平面上过于紧张, 可以在条件允许的情况下适当的分层辐射, 但是应该将平时检修率低、防水性能好、质量高、使用寿命长的管道布置在那些质量较差的管线上方, 比如电缆桥架和空调风管往往布置在排水管线的上部, 给排水管道布置在排水管道上方等。其次当遇到管道交叉的情况, 这是则应该按照“九让”原则来进行布置:先设计管道让已有管道;压力管道让自流管道;临时管道让永久管道;管径小的管道然让管径大的管道;可弯曲管道让不可弯曲管道;一般管道让特殊管道;故障问题小的管道让大的;检修容易的管道让困难的;工程量小的管道让工程量大的。
从以上的几个方面来看, 排水管网的综合布置中, 排水管道由于受到重力自留、不可弯曲、工程量大、故障问题大、检修难等影响因素的影响成为管网设置中需要避让的重点。因此在管线综合布置中要对各专业的走管要求进行全面细致的了解, 认真的熟悉各专业图纸, 其中包括:暖通、给排水、电气、结构、建筑等专业图纸, 如果结构已经完成, 也可以认真熟悉现场的结构, 以便合理确定层高和布置管线。
2. 管网综合及避让 (1) 管网的综合布设
在具体的排水管道布置当中, 应考虑到管网检修的便利性和空间的节省。这样就可以通过将大多数管道布置在一条地下综合管廊之内, 从而保证管道的检修等工作能够顺利进行, 减少难度。比如我国已经竣工的北京中关村地下管廊、杭州城站广场综合管廊等设计。但是由于这种管廊设计成本较高, 而且需要较高的技术支持, 因此在具体管道布置和这几种应用的不是很普遍。
从某种角度来看, 对于一般场地的排水管道设计, 采用廊、桥、沟公社的方式就能够起到较好的效果。通过将各种管道加以分类, 分为架空、地表、地下三种情况, 进而在保证水平间距合理的条件下合理的布置感到。具体来说就是将电力管道、通信管道、燃气管道等设置在上层, 把热力管网设置地表。地下则设置给水管道、雨水及排污管道等。这种方式进行管道的综合布置成本比较低, 而且具体施工起来非常容易, 不仅能够有效的节约空间, 而且在此基础上适当的加以绿化, 还能够起到美化城市环境的良好效果, 正因为具有这个特点, 此种布置方法在我国的工程设计当中得打了广泛的应用。
(2) 管道的避让
另外还需要注意的是, 在进行管道的综合平面布置时, 雨水、排污等管道应该在设计中选用大管径和直线坡度的做法。工程领域认为排水管道不易弯曲, 但是实践表明, 在管网设置中如果能够选择合理的管径作为前提, 保持排水管的坡度不变尽量使管道有规则的弯曲, 同样能够达到通畅排水的良好效果。因此对于铺设曲线较多的市政道路时可以十点过的采取排水管曲线布置的方法, 让排水管道和其他管道相互避让, 避免十字交叉等地段管道打架等问题。
在实际的管道布置施工当中, 往往会出现两种重力管道相互碰撞的问题。通常对此类问题的解决是使用提升泵用以提升部分管段的雨水, 从而顺利的让雨水达到排放的高度。同样, 如果能把雨水管道不需要封闭的这一特点加以灵活的运用, 也可达到良好的避让效果。比如在雨水、排污管道相交叉的地方增设一个检查将, 并将雨水管道在镜中断开, 直通污水管道, 这样一来不仅避开了交叉, 而且能够有效的对周边地表水加以收集。
三结语
总而言之, 排水问题是在场地排雨水设计中最为关键的环节和问题。正因如此, 在具体的设计过程当汇总, 要充分的结合和利用场地的地形地势条件, 根据场地坡度和降雨量科学合理的进行设计, 从而保证在最短的时间内能够将雨水经济有效的排放, 并防止地表土的冲刷和积水现象的发生。同时对于综合管网的设计也应该全方位的进行考虑, 比如如何解决压力管道与雨水、排污管道交错问题都非常重要。这些问题不仅关系到整个城市地下系统的正常运作, 对于我国城市现代化的发展也具有重要的意义。
参考文献
[1]刘如平.浅谈城市排水管网的设计与实施管理[期刊论文]-山西建筑2002, 28 (7) [1]刘如平.浅谈城市排水管网的设计与实施管理[期刊论文]-山西建筑2002, 28 (7)
[2]彭丞.PENG Cheng.城市排水系统规划设计[期刊论文]-交通科技与经济2011, 13 (2) [2]彭丞.PENG Cheng.城市排水系统规划设计[期刊论文]-交通科技与经济2011, 13 (2)
雨水管道 篇2
为能使昆山老城区截流及分流改造工程排水工程能够按期保质完成，本项目部精心安排和组织过硬的施工队伍，足够的技术力量，齐全的机械设备，采用先进合理的技术措施。昆山老城区截流及分流改造工程排水工程污水管道由DN300、DN500PE管DN300PVC-U加筋管相配套的窨井
施工前准备工作：临时设备、料场、水电、原材料进场送检、测量放样。
一、污水管道施工步骤：
（一）、施工流向
纵向上：采用人工与机械配合，以下游为主体，上游辅助。从下游开始，严格按标高，坡度向上游进行施工。
（二）、施工流程
1、PVC-U加筋管
施工前准备→开挖沟槽→碎石垫层→黄砂垫层→安管（加橡胶止水圈）→黄砂坞膀→检查井→回填。
（三）、各工序具体施工
1、污水管道中心线
根据道路中心线，用经纬仪将每个窨井的位臵确定。架设龙门桩定出管道中心基准点。
2、基槽开挖
根据测量放线的基准灰线，采用机械进行开挖，开挖至槽底上10-20cm,再用人工清土至设计槽底标高。
施工注意点：
（1）、确保槽底土壤不受扰动和超挖，应严格控制槽底标高。
（2）、严格控制沟槽的几何尺寸、高程和边坡，对超挖部位严禁用土回填，严禁破坏槽底稳定性。
3、管道垫层。
在沟槽验收合格后，铺设碎石垫层、黄砂垫层
施工注意点：
（1）、及时铺设碎石垫层及黄砂垫层，减少地基扰动的可能。
（2）、严格控制黄砂顶面高程不能高于设计高程，低于设计高程不超过10mm。（3）、黄砂垫层表面平整，不得有石块及泥土。
（4）、安管、接口。
（5）、检查井
检查井在安管接口的同时砌筑，在砌砌筑检查井的同时，根据设计要求，要准确预留支管。
施工注意点：
①、井壁砌筑，组砌正确，严禁砌体通缝。
②、砂浆应随拌随用，保持适宜的稠度，一般宜在3-4h内使用完毕，气温超过30oC时，宜在2-3h内使用完毕。
③、已凝结的砂浆不得使用。
④、铁爬梯位臵预留正确。
⑤、井框盖安装必须牢固、平稳、位臵正确。
（6）、黄砂坞膀
管道各工序验收全部合格后，方可进行黄砂回填工作。
施工注意点：
①、回填时两侧相对同时下土，水平方向均匀的摊铺用木棍捣实，填至管半径以上，在两侧用木夯夯实。②、黄砂坞膀时，不允许有粒径大于50mm的石块、碎砖等。
③、黄砂坞膀完后灌水密实。
(7)、闭水
此项工程要求污水管道做闭水实验，验收合格后方可进行下一道工序。施工注意点：
①、闭水实验应在管道填土前进行。
②、闭水实验应在管道灌满水后经24h后在进行。
③、闭水实验的水位，应为实验段上游管道内顶以上2m。如上游管内顶至检查口的高度小于2m时，闭水实验水位可至井口为止。
④、对渗水量的测定时间不少于30min。
（8）、回填混合料
黄砂坞膀及闭水实验验收合格后，方可进行回填混合料工作。
二、管道质量标准
槽底高程 0 –30mm，底中线每侧宽不小于设计宽度，沟槽边坡不陡于规定。垫层中线每侧宽不小于设计规定，垫层高程0 –15mm；平基中线每侧宽+10mm0，高程0 –15mm，厚度不小于设计规定；安管中线位移不大于15mm，管内底高程±10mm，相邻管内底错口不大于3mm。检查井长、宽±20mm，井
盖高程（非路面）±20mm、井盖高程（路面）与道路的规定一致，井底高程±10mm。
三、安全措施
（一）、作业前的安全准备工作
1、做好严格细致的交接班，特别要交接好车辆安全装臵技术状况。
2、工作前要穿戴好劳动保护用品，严禁赤足和穿拖鞋操作。
3、身体过于疲劳，睡眠不足和酒后，严禁上车操作。
4、检查车辆个部件的连接是否牢固，螺丝是否松动，制动和转向装臵是否有效。
5、检查照明、信号是否正常。
6、检查燃油、机油、冷却水是否充足，发动机等动力装臵的表面附属件是否齐全有效。
7、检查有无漏油现象。
8、检查蓄电池液面高度和极柱是否松动。
9、检查皮带的松紧度，必要时进行调整。
（二）、作业中的安全要求
1、发现机械不正常或有异响，要立刻停机检查修理，严禁带病作业和行驶。
2、按指挥信号和指挥人的指挥作业。
3、因天气和场地影响安全操作的，不得强行作业和行驶。
4、不准擅自把车辆交给别人操作和操作与执照不相符的车辆。
5、在作业过程中，车辆的任何部位不准坐和站立人员。
6、不准将货物悬吊在空中停留而离开驾驶室，或进行检修及长距离行驶。
市政工程中污雨水管道设计分析 篇3
城市排水工程直接关系到城市的健康发展, 所以需要树立科学的发展观, 在排水工程设计时遵循全面规划、统筹兼顾、综合利用及讲求效益的原则, 充分考虑防洪、资源和环境, 在排污设计及洪涝治理过程中协调好水资源的利用和改善, 做到洪涝兼治, 排蓄结合, 在市政工程污雨水管理设计上要本着高起点、高质量及高效能的宗旨, 确保城市的健康、持续发展。
1 市政工程中城市污水管设计原则
1.1 污水管布置和敷设
在城市污水管设计时, 需要根据城市地形及整个城市的纵向规划来对排水流域进行划分, 形成排水区界, 排水区界是排水系统所设置的边界, 即在排水界限之内的面积则为排水系统的服务面积, 其在确定排水区界时往往是需要根据城镇规划的建筑界限来进行确定。在市政工程中城市污水管道布置时, 需要充分的利用整个城市的地形特点, 确保在管线埋深较浅及管线较短的情况下污水能够自流排除。在整个规划的总平面上来对污水管渠系统的平面进行布置。
在进行污水管道敷设时, 通常情况下需要沿道路的走向并与道路中心平行进行敷设, 对于需要横穿道路情况进行埋设污水管道时也需要避开交通繁忙路段。对于道路宽度超过40米时, 则需要在道路两侧各设置一条污水管道。在进行地下污水管道敷设时, 需要处理好管道与地下设计及地面建设之间的关系, 污水管道布置的位置, 需要确保其在敷设和检修时与其他管线及建筑设施不会存在相互影响。即使污水管道发生损坏时, 也不会影响到建筑物、生活饮用水等。在进行污水管道敷设时, 需要根据污水管道与其他管道及建筑物设计的标准高、类型、施工顺序和管线损坏后的后果来对敷设时两者之间的水平和垂直最小净距进行确定。
在北方寒冷地区为了防止污水管内的污水冰冻或是因土壤冰冻膨胀而导致管道受损, 则需要将管道埋设在冰冻线下。管道敷设时其覆土厚度往往取决于房屋排出管在衔接上的要求, 同时管顶也需要有一定的覆土厚度来避免管壁承受过大的荷载。
1.2 污水管道衔接
1.2.1上游管段容易形成回水而导致淤积发生, 所以需要将下游管段的高程进行提高, 降低其埋深。管道水面需要确保做到平接, 即污水管道水力计算上、中、下游管段的设计充满度需要与下水面的高程保持相同。在平埋坦地区, 将异管径的管段与水平平接, 可以有效的减少管道的埋深, 有利于成本的降低。但由于小口径管道水面变化通常情况下都会比大口径管道的水面变化大, 这就极易导致上游管道中形成回水, 所以对于城市污水管道通常都会采用管顶平接法。
1.2.2管道跌水衔接
当管道施工路段坡度较陡时, 这时可以利用跌水井来衔接上下流的管段, 同时下流管段的管径可以小于上游管段的管径, 这样对于上游管段回水问题可以较好的避免。对于污水管道处于坡度较大地段时, 则可以采用阶梯或是跌水井来进行连接, 而且管道管顶平拉, 这样不仅有利于增加下游管段的埋深, 而且对于上游管段的回水问题可以起到有效的抑制作用。而且在不同口径管道的衔接过程中都可以采用管顶平接来进行。
2 市政工程中城市雨水管设计原则
2.1 雨水排放设计
雨水与污水具有本质的不同, 通常情况下雨水都更加清洁些, 而且不会给水体带来破坏作用, 所以在市政工程中, 雨水可以直接排入水体中, 不会对水体的经济价值带来什么影响。所以在雨水管渠设计时, 可以充分的利用自然地形的破度, 采取较短的距离, 利用雨水自身的重力确保其排入到水体当中。在雨水管道进行布置时, 需要根据地形来对其布置的位置进行选择, 在坡度较大的地形时以布置在地形较低处为宜, 但在地形平坦地方, 则需要将排水管道布置在排水区域中间。而且还需要尽可能的扩大重力流范围, 以达到尽量少设置雨水泵站的目的。雨水干管的平面布置宜采用分散式出水口的管道布置形式, 这在技术上、经济上都是比较合理的。当河流的水位变化很大, 管道出水口离水体很远时, 出水口的建造费用很大, 这时不宜采用过多的出水口, 而应考虑集中式出水口的管道布置形式。
2.2 雨水管道布设
在进行雨水管道设计时, 通常都将其设置在慢车道以下, 管道起端埋深以2米为宜, 雨水管轻易不能在快车道下进行布置, 以避免由于积水增加而导致行车的困难。对于道路超过40米宽时, 则需要在道路两侧分别进行雨水管道的设置。两个雨水口之间间距一般以30~50米左右为宜, 对于道路坡度较小或是低洼的地方, 则设置的密度可以适当增加, 确保路面的雨水能够及时排除。对于一些工厂和居住区靠近山麓进行建设, 在进行雨水管道设计时, 不仅需要在厂区和居民区进行雨水管道的布置, 同时还要设置排洪沟, 这样分水岭以内排泄下来的雨水或是洪水都能够利用排洪沟进行有效的拦截, 将其引入附近的水体中, 确保工厂和居住区的安全。
城市街区内部雨水在径流分配上, 通道以道路作为其径流的集中地, 所以需要在道路两内里利用边沟来排除地面径流。由于雨水口可以对地面径流进行有效收集, 所以根据汇水面积和地形来进行雨水口布置, 通常将雨水口设置在道路交叉口及地形低洼处, 以雨水不致漫过路面为宜。雨水降落到地面后, 经吸收及蒸发后剩余的雨水在重力作用下形成地面径流进入到雨水管渠, 雨水管渠设计时需要根据雨水设计流量为依据, 由于城市雨水管渠汇水面积较小, 所以在雨水管渠设计流量时可以以小汇水面积暴雨径流推理公式为依据来进行计算。
3 结束语
城市排水工程是市政工程中的一项非常重要的系统工程, 由于雨水管网和污水管网在设计上存在着一定的差异性, 雨水管网在布置时多利用地形的特点来依靠重力流就近将管道内的雨水排入到水体中, 其管线分布较为分散。污水管网作为一项系统工程, 与城市的水环境质量息息相关。当前我国各个城市由于对雨水管网的建设都缺乏足够的重视, 多采用污水雨水管网合流的形式, 这也是近几年各城市频繁发生洪涝灾害的重要原因。市政排水管网作为城市发展过程中非常重要的基础设施, 其对城市经济发展有着非常重要的影响, 可以说城市排水工程是城市水污染防治和城市排涝防洪的重要工程, 也是一个城市健康发展的强大保障。城市管网作为城市的生命线, 确保着城市水资源的安全、控制水环境的污染, 防洪排涝, 所以强化城市排水管道的设计是完善城市排水的关键所在。
参考文献
[1]徐速, 陈吉宁, 曾思育, 等.城市排水系统的集成化模拟研究[J].中国给水排水, 2006 (15) .
[2]董欣, 陈吉宁, 赵冬泉.SWMM模型在城市排水系统规划中的应用[J].给水排水, 2006 (5) .
雨水管道土方开挖安全整改方案 篇4
雨 编制人： 审核人：
批准人： 编制日期：水 管 沟 槽 开 挖 安 全 整 改 方 案
目录
第一章、工程概况 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1 第二章、施工方案 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
1、测量放线‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
2、沟槽开挖及放坡‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
3、雨季施工措施‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥第三章、安全保障措施 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
1、安全责任‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
2、安全教育‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥第四章、安全施工措施 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥第五章、应急安全预案 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥1 1 2 3 3 3 4 5
雨水管沟槽土方开挖安全整改方案
一、工程概况
本方案为XXX工程雨水管沟槽土方开挖安全整改方案。雨水管道管材选用HDPE双臂波纹管，承插链接，橡胶圈承插接口。覆土未满足规范要求及机动车道下的排水管采用DN300混凝土管。本工程现场土方为回填土方，雨水管道沟槽采用机械与人工配合施工，针对沟槽开挖边坡处理措施编制专项安全整改方案。
二、施工方案
1、测量放线
管道工程开工前，测量人员认真复核图纸，按照图纸要求，准确放出管道中线位置，无误后进行施工，开挖土方不准堆方在沟槽边缘。
2、沟槽开挖及放坡
（1）、采用人工配合挖掘机挖槽，技术人员向挖掘机司机详细交底，并设专职人员指挥，及时测量槽底高程和宽度，防止超挖和亏挖。深槽挖土的边坡系数根据土质和挖深定为1:0.75，具体按规范操作。沟槽开挖时设安全员，及时观测沟槽边缘情况，发现和排除各种险情，为确保槽底土壤结构不被扰动和破坏，机械开挖时，应留20cm左右不挖，待人工清除，尽量不扰动原状土。人工清槽时，应认真控制槽底高程和宽度，并注意不使槽底土壤结构遭受扰动和破坏。
（2）、由于雨水管有些区域沟槽开挖较深，确保沟槽壁不出现塌方现象，采用放坡开挖，坡度为1：0.75，若土质较为松软，坡度调整为1:1，根据现场开挖情况而定，保证坡顶无堆土，开挖采用后退法施工。施工关健是解决土体本身的稳定性，基槽稳定性主要包括：边坡整体滑动，土体扰动破坏，保证边坡坡度，槽边不堆土，无动载。
（3）对沟槽开挖深度大于5米的情况都属于深沟槽范围，沟槽采用分台放坡大开挖施工，按照规范放坡的方法进行施工，随即采取护坡措施，开挖后暴露时间不超过2天，安全员应经常检查坑壁的稳定情况。挖槽前认真组织人员学习图纸，进行调查研究，充分了解挖槽段的土质、结构以及施工环境等情况，制定必要的安全措施，确保施工质量及安全。
3、雨季施工措施
在雨季施工，应尽量缩短开槽长度，并作好防排水措施，如果雨水泡槽以后，要尽快采取措施，抽排积水，清理淤泥，用砂石料回填湿槽，达到稳定，不可铺垫过厚，造成基础沉陷不均匀。深槽不能被积水泡槽过久，否则极易塌方。沟槽底部的开挖宽度，除基础底部宽度外，应根据施工需要增加工作面、排水设施。沟底需增设排水沟时，工作面宽度可适当增加。此沟槽开挖宽度根据管径大小决定。深沟槽在雨季施工开挖后，必须随即采取护坡措施，采用防雨彩条布对边坡进行覆盖，以免边坡坍塌或移滑。在挖方边坡上 2
侧堆放材料及移动施工机械时，应与挖方边缘保持3米以外，以保证边坡的稳定。
三、安全保证措施
1、安全责任
（1）、项目经理为安全施工的总责任人，组织实施各项安全措施和安全制度。
（2）工长对分管施工范围内的安全施工责任，贯彻落实各项安全技术措施。
（3）技术员负责组织安全技术措施的编制和审核，安全技术交底和安全技术教育。
（4）工地设专职安全管理人员，负责安全管理和监督检查。（5）各专业人员都有相应岗位的安全责任。（6）每个施工人员亦有安全职责。
2、安全教育（1）安全教育
A、工程项目经理，施工现场管理人员经安全岗位培训，考核合格方可上岗。
B、新工人进入施工现场前完成三级安全教育：安全基础知识、法规、法制教育。现场规章制度和遵章守纪教育、本工种岗位安全操作及安全制度纪律教育。
C、施工现场作业人员安全教育，即进现场安全教育、季节性安全教育（如高温，低温等自然变化）。
D、特种作业人员的安全教育：对特种作业人员进行安全教育，经培训、考核取得操作证后，持证上岗。（2）、安全检查
A、每月一次全面安全检查，由工地各级负责人与有关业务人员实施，每旬一次例行定期检查，由现场管理人员实施。
B、班组每天进行上岗安全检查、上岗安全交底、上岗安全记录。
四、安全施工措施
1、施工现场安全防护措施，进入现场作业人员必须佩带安全帽。
2、现场机械设备定期维护检查，确保机械设备在现场安全运行，机械设备进入现场作业点后，施工技术人员应向机械操作人员进行施工任务及安全技术措施交底，作业完毕后停放指定地点。
3、施工期间，在沟槽两侧设置安全警示牌及警示线，防止车辆及人员跌落沟槽，晚间要设置警示灯。
4、任何人不得擅自拆除施工场地的安全防护设施和现场安全标志，如需拆除，须由项目部管理人员协商后，并采取相应措施后方可由有关人员进行操作。
5、在沟槽下施工时，要注意沟壁的稳定情况，所有人员必须戴安全帽，并不得在沟槽内坐卧、休息，在施工现场设专人监视，防止下面施工人 4
员未知的情况下，发生边坡滑坡、塌方及有土块等颗粒滚落在沟槽中，另外要对发现的潜在危险及时清除。
6、项目部神队深沟槽施工成立安全检查小组，在施工情况下，就要有专职安全员进行监督，随时检查消除可出现塌方的隐患。
7、项目部加强对施工人员的安全施工培训教育。
五、安全应急预案
由现场常驻劳务人员组织应急专业队，一旦发生事故，组织火速赶往事故现场，具体实施应急救援计划；在场外设立应急援助组织，从人力、物力、财力全方位保证抢险救援工作的高效执行。加强现场应急专业队和场外应急援助组织的管理，通过培训提高抢险、救援能力。（1）、危险因素分析及对策
沟槽主要危险因素为：落物伤人、塌方、人或者机械生产的安全事故。原因及对策如下：
A、塌方：原因：主要是因为土质不好，放坡不够，或者有地下水及雨水冲刷。对策：根据土质情况确定合适的边坡，并且在开口时适当加大尺寸，当遇到不稳定地质条件时适当加大坡率，通过该土层后正常放坡。对于开挖过程中出现的塌方根据不同情况采取锚固支撑、斜柱支撑等措施，施工期间加强滑坡的检测监控，对点位有变化需立即停止现场的施工，仔细分析点位的变动原因。
B、落物：原因：槽边坡上松动石块没有清理干净或者施工过程中落物。5
对策：沟槽边缘3米内禁止堆放土方及材料，槽边坡上异物清理干净。（2）事故应急措施
A、发生坍塌事故后，立即报告应急指挥小组，由项目经理负责现场总指挥。发现事故人员通知现场安全员，并由安全员组织施工人员紧急撤离至安全区域。
B、如有人员受伤，立即拨打“120”急救电话取得联系，详细说明事故地点、严重程度，并派人到路口接应。
C、在向有关部门电话求救同时，对受伤人员在现场安全地带采取可行的应急措施。
D、立即上报公司及有关部门，并启动公司应急救援预案。
非线性规划法优化雨水管道设计 篇5
关键词：雨水管道,优化,罚函数,管径
1带有约束条件的非线性规划问题
在一定约束条件下求目标函数的最优值的问题, 通常称为规划问题, 通常写为:
minf (x) , x∈Rn
undefined
当目标函数和约束函数中至少有一个是x的非线性函数时, 称式 (1.1) 为非线性规划。
由于雨水管道的约束条件是不等式约束, 因此, 本文只介绍不等式约束问题 (1.2) 的最优性条件。
minf (x) , x∈Rn (1.2)
s.t.gi (x) ≤0, i=1, 2, …, m
记D1={x∣gi (x) ≤0, i=1, 2, …, m}, 称为问题 (1.2) 的可行域。
定义 设x*∈D1, 若对某个i有gi (x*) =0, 称gi (x) ≤0为点x*处的起作用约束, 也称有效约束、积极约束。记I (x*) ={i∣gi (x*) =0}为起作用约束下标集, 简记为I。若gi (x*) <0, 则称gi (x) ≤0为在点x*处的不起作用约束。
罚函数法又称为序列无约束极小化方法, 是解决非线性约束最优化问题的一个重要的途径, 其基本思想是:利用问题中约束函数作出适当的惩罚函数, 由此构造出带参数的辅助函数, 将约束问题转化为求解一系列无约束的最优化问题。但是, 罚函数法的主要缺点是目标函数的病态性质, 这种病态性质是由罚因子的无限增大或减小而引起的, 从而使得辅助函数的无约束非线性规划的求解出现数值困难。为了改造罚函数法提出的各种方法中, 精确罚函数法是一种重要的算法, 它吸引了许多人的注意。这种罚函数的构造都是按约束给出的。本文拟采用一种新的精确罚函数, 使得含约束的非线性规划问题能采用无约束优化方法中许多有效的解析方法。这种新的精确罚函数不同于已经研究的罚函数形式, 在一定条件下同时具有精确性和光滑性。
对于问题 (1.2) , 其中可行解的集合是D1={x∣gi (x) ≤0, i=1, 2, …, m}。
令Φ (t) =[max (0, t) ]2, 于是对于t有连续的一阶导数。当t≥0时, Φ′ (t) =2t;当t<0时, Φ′ (t) =0。
再令undefined, 易知S (x) ≥0, 且S (x) =0的充要条件是gi (x) ≤0 (i=1, 2, 3, …m) 。于是问题 (1.2) 的解x*满足S (x*) =0, 且对任意满足S (x) =0的点x都有f (x) ≥f (x*) 。
对于问题 (1.2) , 我们研究下面的罚函数:
F (x, μ) =Φ[f (x) -μ]+S (x) (1.3)
易知F (x, μ) ≥0。
考虑新的罚函数对应的无约束优化问题:
minF (x, μ) x∈Rn (1.4)
设其最优解为xμ*, 则对任意的x、μ, 有0≤F (xμ*, μ) ≤F (x, μ) , 且
F (xμ*, μ) =0的充要条件是f (xμ*) ≤μ且S (xμ*) =0。
定理1 如果x*是问题 (1.2) 的最优解且μ=f (x*) , 则x*是罚问题 (1.4) 的最优解且F (x*, μ) =0。
定理2 设x*是问题 (1.2) 的最优解, 对某个μ, xμ*是罚问题 (1.4) 的最优解和问题 (1.2) 的可行解, 并且F (xμ*, μ) ≠0。如果μ≤f (x*) , 那么xμ*是问题 (1.2) 的最优解。
2实例分析
某飞机维修机库, 屋面面积为5 000 m2, 屋面为拱形, 由中线向两侧倾斜。设计为压力流 (虹吸式) 屋面雨水排水系统, 管材为塑料管。
该机库位于南方某市, 取设计重现期=5a, 查设计手册q=5.38 L/s·100 m2。机库雨水总量Q=F×q=50×5.38=269 L/s。选用DN75压力流 (虹吸式) 雨水斗, 取单斗排水量q=12 L/s, 则需用雨水斗的个数N=Q/q=269/12=22.4只。
设计使用雨水斗24只, 当取雨水斗的排水量12 L/s时, 设计重现期略大于5a。每侧12只分成两个系统, 每个系统6只雨水斗。斗前水深0.07 m。雨水系统平面布置见图1。
在已布置管线下, 各管段的长度是确定的, 如图1所示。
根据雨水管道的总投资最小为优化目标建立的目标函数可知, 在已定线的情况下, 各管段的管径较小时, 造价较低。但是, 各管段还受一些约束条件的限制。以管段13～14为例, 优化计算管道的管径, 寻求造价最低:
1) 流量计算:
Q13～14=6×12=72 L/s
2) 估算管径:
等效长度L0=1.5L=1.5×49.2=73.8 m
单位等效长度水头损失的初始估算值R0=E/L0=ρgH/100L0=1 000×9.81× (1.2+14.4+0.6+0.07) /100×73.8=21.63mbar/m
根据求出的Q13～14和R0在水力计算图上查出管径:在DN125和DN150之间。
3) 约束条件:
13～14管段的约束主要为流速和压力约束。
a.流速约束:管内流体最低流速不小于1 m/s, 即4Q13～14/πD2≥1 (管径m;流量m3/s)
b.压力约束:悬吊管内呈不断增大的负压, 在与立管的交叉点处14点负压最大, 那么, 14点的压力不能超过-800 mbar且绝对值要不小于13点的压力绝对值。13点经过优化计算后压力为-352.32 mbar。那么, 14点的压力满足:
undefined
4) 优化问题的形式:
设已知管道的年折旧率及维修率e1=7.4%, 投资偿还期T=7a, 假设已经按照本步骤通过计算求出了13～14管段以前的管段管径的最优值 (本文不一一赘述) , 则13～14管段管径的优化问题经过化简以后, 即可表示如下:
undefined
其中, 式 (1) 为流速约束, 式 (2) 、 (3) 为压力约束。
根据式 (1.3) 构造罚函数, 化简以后得:
undefined
直接解出 (1.5) 的约束 (2) 和 (3) 比较麻烦。由于管道直径不是连续的, 而是离散并且规格一定, 如DN50、DN75、…、DN300, 因此, 对 (2) 和 (3) 式的求解最简单的方法就是遍历可能的管径来寻找问题 (1.5) 的可行解, 求出DN125、DN150和DN200为问题 (1.5) 的可行解。这时, 可以令▽F (D13～14, μ) =0来求得使F (D13～14, μ) 最小的D13～14值, 或者由定理2, μ取小于465.93D1.425的任何值时 (保证F (D13～14, μ) ≠0) , DN125为问题 (1.6) 的最优解, 也是问题 (1.5) 的最优解。
以上过程若用手工求解较为繁琐, 可以利用计算机来完成。依据以上分析, 确定了优化雨水管道的程序计算思路如下:首先输入原始数据 (流量、管长等) , 依据管径、流速和压力的约束条件计算第一管段可利用管径, 计算各管径下的该段费用, 把使费用最低的管径保留下来, 作为该段的最优管径。根据保留下来的第一管段的管径, 依据流速、压力的约束条件确定下一管段可利用管径并计算最优管径, 根据相同办法直至计算完全部设计管段后, 各管段的最优管径的组合即为使总费用最低的组合, 即最优设计方案。
表2是采用非线性规划法与普通查图表方法的计算结果比较: (只比较地面以上的管道部分)
可以看出, 39.2 m的雨水管道, 应用相同的造价函数, 普通查图表法的工程造价1408.7元, 而用非线性规划法优化以后的工程造价为1251.47元, 可节约投资11.2%。
3 结论
尽管给排水管网系统设计计算中存在着关系错综复杂的约束条件, 但是只要对其中的某些条件适当取舍, 合理地应用数学工具, 就可以把它简化、抽象为容易解决的数学模型, 通过计算得出最优解。非线性规划法基于求导原则, 即目标函数的导数为零的点就是所求的最优解, 从而可以找到适合该建筑的最优或准最优设计方案, 为进行方案评价和决策提供可靠依据, 但可能求出的最优解并不符合市场情况 (比如优化管径时, 对于求出的最优解, 市场并无该规格的管径出售) 。每一个建筑都因其建筑功能的不同, 采用的屋面雨水排水系统也不同, 从而在雨水管道管径的选择中需要考虑不同的约束条件, 应该具体问题具体分析。
参考文献
[1]唐中良.排水管道造价指标的费用函数分析[J].中国市政工程, 2006, (1) :42-47.
[2]姚青云, 李佳奇, 冯淑萍.压力管道经济管径计算[J].中国农村水利水电, 2005, (4) :56-57.
[3]陈义华, 王开荣, 何仁斌.最优化方法[M].重庆:重庆大学出版社, 2004:88-98.
雨水管道 篇6
1 目前城市道路雨水管道发展的状态以及存在的不足
1.1 缺乏完善的管理体制
在城市排水设施发展建设中, 相关管理者缺乏对其深刻的认识, 没有意识到其重要性, 一味追求没有实际意义的面子工程, 重视地上建设, 忽视地下设施的不断完善和发展。
1.2 排水设施方面存在严重的滞后性
在城市发展过程中, 硬化地区的面积在逐渐增加, 使得相关设施、经费很难跟上城市道路发展的节奏。在表面上看, 城市建设发展迅速, 但是, 在排水设施方面的模式和标准仍是陈旧的方式。虽然有的道路已经完成建设, 但是排水设施仍存在较大问题, 不够健全和完善。在有的工程建设中, 虽然也将排水视为整个工程的一部分, 但是, 仍未得到真正的重视, 存在严重的敷衍性, 长时间不进行实际上的施工。有的工程甚至直接降低排水系统的建设标准和要求, 只是关注对于当前问题的应对, 忽视长远规划。
1.3 当前的排水系统较为陈旧落后
在城市中, 一旦发生内涝, 其多发地区和重点地区通常为老城区, 主要原因是这些地区的排水系统较为落后。这种陈旧的排水系统设施显然与当前的城市建设不相适应, 致使一些规格较小的管道出现破损的现象, 淤塞现象时有发生, 对整个系统的正常排水造成阻碍, 影响排水能力的有效发挥, 在很大程度上无法承担强降雨带来的负荷, 使得地面出现大面积的积水现象。
1.4 内渠和河流的储水功能不强
对于雨水的调节, 城市内渠和河流也有着重要的作用。一旦降雨强度过大, 超过道路排水系统的实际承受能力, 内渠和河流就能够发挥作用。借助临时性、直接排流的方式, 对雨水的高峰进行有效缓解, 对道路被淹的几率进行降低, 对整个排水系统的压力进行有效延缓。但是, 随着城市规模的不断扩大, 城市内所包含的内渠和河流的数量在逐渐减少, 主要源于城市的各种改造。即使仍有留下, 但是, 面积在逐渐缩小, 其调节蓄水的能力也不高【1】
1.5 缺乏对排水系统的完善管理
对于排水设施而言, 长期存在管理不到位的情况, 没有发挥对内涝的有效降低, 反而增加了内涝发生的几率。尤其是对于中小城市而言, 在排水管沟的设置方面仍然是合流制系统。长期下来, 使得处于同一位置的雨水在进行泄流的时候, 沉淀物无法顺利被带走, 沉积现象逐渐形成。同时, 即使采取分流制, 在降雨的初级阶段, 大量杂物也会随着时间的发展而大量沉积, 形成淤塞。这就使得排水管沟的水流面积逐渐减小, 同时, 在阻力的影响下, 排水管沟的水流面积也呈现减小的局面。因此, 对于排水沟进行定期梳理至关重要, 是关键的一环, 但是, 在实际的监管过程中, 存在严重的管理不到位的情况, 受重视的程度不高。
2 对雨水管道问题的系统分析和相关解决办法
2.1 对陈旧的排水管沟进行改造
在针对一些故障和陈旧的排水管沟进行改造之前, 要保证疏通清理措施的有效到位, 在根本上保障其应有的功能和作用。对于一些老城区的陈旧排水管沟, 要进行全面、深入的整改, 运用现代技术实现对排水管排水能力的有效提升。在进行具体改造的时候, 要与当地实际情况进行有机地结合, 实现新旧系统的完美结合, 实现与本地规划标准的有机融合;其次, 如果条件允许, 对于城市排涝效果最差的低洼地段, 要与城区排水设施的改造进行有机结合, 采取全面的举措, 实现对老设施的修整与改造。对于允许填高的地区, 要进行合理的高度的加高, 如果条件不允许, 要对低洼地区的设施进行调整, 保证雨水能够及时、高效地排出, 也可以采取其他措施, 实现对雨水的有效拦截。
对于既有管道的修复, 可以利用整体修复以及局部修复两大部分, 整体修复主要是针对某一管道的整体进行加固处理, 并且达到防腐以及防渗的作用, 提升其强度。局部修复仅仅对管道的接口等损坏的方位进行修复, 以此防渗堵漏修理, 这样可以降低维修费用, 但是无法提升修复的强度。整体修复技术主要有:穿插法, 在旧管道中插入新管道, 并且能够在新旧管道中间注浆, 提升其稳固性。折叠变形法, 主要是利用变形的PE以及PVP管进行加热折叠, 使其呈现出U形, 甚至是工字型, 这样降低新管的断面面积, 在一个检查井进入, 另一个检查井拉出, 之后利用加热使其恢复原状。缩径法, 利用接卸设备等将塑料管的断面产生形变, 缩小直径将其送入到旧管内部, 最后加热恢复原状。对于局部修复技术来说, 主要方式有:补丁法, 利用钢套环、PVP套坏以及软衬管来对一些小裂缝进行修补。灌胶修补套管法, 具有一个不锈钢芯结构, 在外部具有环氧树脂, 在相应的温度下发生固化并膨胀, 使其填满不锈钢以及旧管道之间的空隙, 这种方式适合于不均与沉降引发的管口接头松脱等现象。
2.2 重视对雨水调节和蓄水设施的建设
为了降低雨水过量产生的损失, 雨水调蓄池是比较重要的途径, 尤其是当排水无法实现大规模调整和改造的情况下。大量设置调蓄池, 能够对雨水实现较为科学和合理的运用, 实现对内涝的有效解决。通常, 调蓄池最佳的位置是沿河地段, 这样设置的目的是对内河的蓄水进行有效、及时的处理, 对周围的景观、绿化进行更加方便的灌溉。针对雨水的利用和管理, 很多地区都有着共同的思路。针对雨水的排放和流失问题, 借助相关制度、法规的制定, 达到对城市水资源、水环境以及生态系统的高效改造, 同时, 要不断增强对雨水储存、再利用的观念。在我国, 对内河进行了全新的改造, 增强河流的调节和蓄水的能力, 有效抑制了内涝现象的发生, 效果比较明显【2】
2.3 对雨水管道的设计流程进行严谨地掌控
在进行雨水相关排水系统的设计之前, 要重视对各种相关资料的整理, 尤其是一些原始的材料, 例如, 系统的详细地形图、城市整体规划和设计、重大工业企业的位置和现状、土地的相关资料等, 要进行全面、综合性的整合, 将其作为设计工作的基础资料和参考数据, 而后与工程项目的实际进行有机结合, 主要分为如下几个步骤:首先, 对排水范围进行合理划分, 准确进行管道的定线操作, 主要涉及管网的规格、管道的各个分水线以及主干道的主要方向;其次, 在完成管段的相关区域划分之后, 对不同地段的汇水面积进行全面核算;再次, 对不同流域和区域的径流数值、出现时间以及集水时间进行全面分析和确认;第四, 对某一单位区间内的径流量进行合理计算, 同时, 要进行水力计算, 尤其注重对不同管段流量的准确设置;第五, 在进行管道相关控制关键点的确认之前, 要准确测量不同管段的管径、流速、深度等参数, 保证各个数值的精确性;第六, 针对设计工作, 形成不同项目的平面和纵断设计施工图纸, 保证与项目实际进行有机整合, 实现施工的顺利进行。
另外, 要做好雨水管道干管以及支管的连接, 对于干管以及支管的连接来说, 主要分为以下几种情况:首先是雨水管道的支管要从中间位置进行接入。其次, 就是雨水管道支管从干管的起端进行接入, 但是雨水管道不能接入到管底以及管顶平接接入, 必须要保证支管管底的标高要与干管管底的标高高出20cm, 这样会保证雨水支管起端埋入的深度符合要求。在雨水干管起端管底接平之后, 要检查好支管底部以及井内流槽底部的平整, 以此避免雨水支管中杂质的进入。
3 结束语
随着城市规模的不断发展以及城市建设的推进, 内涝问题十分突出, 对其进行有效地控制, 减少灾害的发生成为城市建设和规划需要高度重视的问题, 对整个城市的健康发展至关重要, 不容忽视。因此, 要重视这一问题, 强化管理, 与项目实际进行有机结合, 在根本上保证项目排水设计的可行性, 对问题进行有效地解决, 营造更加和谐、良好的生存环境。
参考文献
[1]陈宏亮.基于低影响开发的城市道路雨水系统衔接关系研究[D].北京建筑大学, 2013.
雨水管道 篇7
由于初期雨水污染物含量高, 因此成为城市面源污染的主要组成部分, 如果将这部分雨水排除, 则可以大幅度减轻受纳水体的污染。因成品油管道输油站生产过程中的“跑、冒、滴、漏, 设备检修、清洗”等原因会产生油污, 所以生产区的初期雨水是含油废水, 这部分废水必须得到处理才能排放或综合回用。
2 初期雨水计算
目前我国对初期雨水量还没有较为统一准确的计算方法, 只有两种常用的初期雨水计算方法: (1) 按当地暴雨强度公式及污染区面积进行计算确定, 取前15 min的雨水计算; (2) 依据《石油化工污水处理设计规范》 (SH 3095—2000) 中相关要求, 按实际的经验统计出来的一种近似经验计算方法, 即按降水深度15~30 mm与污染区面积的乘积确定。
以下用两种方法分别计算永川输油站初期雨水量, 重庆地区的径流系数为0.65, 永川站场生产区面积约6 800 m2。
2.1 方法一:暴雨强度公式法
重庆地区暴雨强度公式计算公式如下:
式 (1) 中:P为设计重现期, 取2年;t为设计降雨历时, 取15 min。
雨水设计流量公式为:
式 (2) 中:ψ为径流系数;F为汇水面积, hm2。
经测算, 永川输油站的初期雨水流量汇水量为105 m3/次。
2.2 方法2:近似经验计算方法
永川降雨深度按20 mm/次 (均值) , 初期雨水量Q= (20÷1 000) ×6 800×0.65=88.4 m3/次。
2.3 计算结果分析
“暴雨强度公式法”中暴雨强度是按最大降雨强度计算出来, 计算结果偏大;“近似经验计算方法”中数据是结合永川实际的降雨深度经验值, 计算结果与永川站的实际初期雨水量更接近。
通过分析, 计算永川输油站生产区初期雨水量取88.4 m3/次。
3 初期雨水处理
初期雨水主要污染因子为SS、石油类。一般含油污水处理设工艺流程如图1所示。
流程说明:来自站区、储罐区的含油污水重力流入污水提升池, 池内设有格栅, 污水中大颗粒悬浮物、漂浮物被截流后经泵提升至污水调节罐。调节罐内设有物位计, 含油污水在调节罐内充分静止分层后, 根据物位计上油液位和水液位的显示, 通过旁设撇油管撇油, 大部分轻油撇出, 在确保污水含油量≤100 mg/L后, 含油污水进入核桃壳过滤器过滤, 进一步去除油分和悬浮物。过滤后出水含油量≤10 mg/L, 在去除油分和悬浮物的同时, COD等也得到一定的去除。调节罐撇出轻油桶装外运, 核桃壳过滤器反洗水回流至污水提升池进行再处理。
4 结束语
初期雨水计算要结合具体各个地方实际情况, 建议采用经验公式计算。初期雨水的计算结果直接关系到输油站应急池的容量大小, 如果按照暴雨强度公式法计算初期雨水, 必然会造成应急池建设偏大, 浪费输油站用地和投资。
初期雨水量较大, 建议有条件的站场设立初期雨水调节池, 没有条件的站场也要收集初期雨水, 委托有资质单位回收处理。另外, 初期雨水是含油废水, 需处理后排放或综合回用。
参考文献
[1]薛英文, 文倩倩.期雨水截留池容积计算理论研究[J].中国农村水利水电, 2009 (7) :36-38.