"

九州体育登陆全球拥有全球最顶尖的原生APP,每天为您提供千场精彩体育赛事,九州体育登陆全球更有真人、彩票、电子老虎机、真人电子竞技游戏等多种娱乐方式选择,九州体育登陆全球让您尽享娱乐、赛事投注等,且无后顾之忧!

"
咨詢熱線:17736920826

行業新聞

城市污水管網工程的設計優化

本站     2021-1-28 10:49:29    

隨著城市進程的加快,城市人口不斷增加,城市的污水排放量也不斷上升,這給污水管網的建設帶來了巨大挑戰。建立一個經濟有效的污水管網處理系統是當前城市發展的重要任務之一。城市污水管網工程投資巨大,設計時如何在滿足規定的各種約束條件下,進行優化設計,盡量降低污水管網工程投資,是擺在工程設計人員面前的一個難題。
關鍵詞:城市污水管網工程;設計優化

        引言
        城市污水管網是城市重要的基礎設施,是污水收集和集中處理的關鍵,是污水處理保護水資源和改善環境的必要手段。污水系統投資較大,償還期限長,這就需要提供較先進可靠的設計方法對污水管道進行優化設計,尋求滿足各種技術條件,且能使整個系統總費用最低的設計方案,不僅具有重要的理論和應用價值,而且具有明顯的經濟和社會效益。
        一、影響污水管道工程費用的主要因素
        1.1管道埋深
        管道埋深決定溝槽或基坑土方的開挖回填量、管材規格等級要求、支護形式及工程量、人工降低地下水位措施方法及路面恢復工程量,直接影響工程造價。
        1.2管材及施工工藝
        不同的施工工藝對管材、施工周期等均有決定性的影響。在沿海地區,拖拉管施工工藝要求管材為PE管、鋼管等抗拉管材,最大管徑規格為de630,管道埋深必須滿足覆土2m以上;頂管施工工藝要求管材為鋼筋混凝土管、鋼管等抗壓管材,最小管徑規格為DN800,管道埋深必須滿足覆土2m以上。
        1.3邊坡坡度
        拉管和頂管工作一般采用沉井施工,因此邊坡坡度主要針對管道開挖施工。邊坡坡度對溝槽土方開挖回填量、路面恢復工程量有較大影響。
        1.4人工降低地下水位
        隨管道埋深和地質情況的不同,溝槽或基坑需采用不同的人工降低地下水位的預降水方法。沿海地區采用的措施主要是輕型井點降水和管井降水,輕型井點降水多用于溝槽深度≤6.0m的溝槽開挖,管井降水多用于頂管、拉管工作坑和控制井的基坑降水。
        1.5溝槽支護
        溝槽支撐所采用的形式同樣跟管道埋深有關,沿海地區主要采用鋼板樁支護。鋼板樁支護主要分為槽鋼密排支護(6、8m)和拉森鋼板樁支護(9、12m)。槽鋼支護主要用于4~6m以下的溝槽支護,拉森鋼板樁主要用于6m以下的溝槽支護。

        二、傳統污水設計存在的問題

        (1)傳統的開挖施工的費用函數為埋深H和管徑D的二變量函數,但在沿海地區,開挖施工一般均為放坡開挖,極少采用擋土板支護,因此溝槽邊坡坡度I對開挖回填的工程量和路面恢復工程量均有較大影響,需要推導出開挖施工的埋深H、管徑D、溝槽邊坡坡度I三變量費用函數。
        (2)傳統的排水管道優化設計僅考慮了開挖回填施工的費用函數,而關于拖拉管和頂管的費用函數還鮮有實例推導,開挖、拉管和頂管這三種施工工藝的經濟對比和適用條件不得而知,因此需要推導出拉管、頂管施工的費用函數。
        (3)傳統的污水管道優化設計方法中采用的費用函數未考慮路面恢復、溝槽回填材料、人工降低地下水位措施對工程費用的影響,因此必須完善細化費用函數內容。
        (4)傳統的優化設計方法中管道費用函數為固定函數,而管材價格、回填材料價格等隨時間波動變化較大,因此在優化設計過程中需增加調整費用函數的功能。
        三、污水管網優化設計
        3.1 管徑優化設計
        管網管徑常用的優化方法有線性規劃方法、分段線性規劃法、廣義簡約梯度法、二次規劃法和分支定界法。但用這些方法進行優化設計的過程較復雜,計算值發散,且需要構造恰當的優化模型。除了將管徑優化轉化為分段管長優化問題得到的優化結果不需再處理外,其它經典優化方法得到的優化管徑還需要使用分支定界法圓整到標準管徑,這僅適用于小型管網。實際中所采用的圓整方法多是根據就近圓整規則進行的,啟發式優化方法是以經驗構造的算法為依托,根據污水管道經濟流速的范圍,地形和污水管道定線確定各管段水流動向,從最起端節點開始進行節點流量向排水管段的流量累加,采用就近圓整規則進行管徑圓整,在合適的計算時間和計算空間下能尋找最好的解決方法。
        3.2平面布局的優化設計
        污水管網平面布置的優化設計原則是使管線短,管道工程量最小,水流通暢且節省能量。正確的定線是合理經濟地設計污水管道系統的先決條件,對不同定線方案的優化選擇更具實用價值。對于某種平面布置方案是否最優,取決于該平面布置埋深優化設計的計算結果,因此,已定管線下的優化設計是平面優化布置的基礎。污水管網的平面優化布置與已定管線下的優化設計計密不可分。
        3.3 管道材料優化設計
        適用于排除雨水和污水的混凝土管有混凝土管,輕型鋼筋混凝土管和重型鋼筋混凝土管三種;炷凉懿目箟盒詮、使用年限久、技術成熟,但重量重,運輸費用較高、承插口加工精度較低,管道易滲漏,管內壁容易滋生水生物,清理困難,影響管道過水能力。隨著新材料技術的發展,越來越多的城市排水系統應用了HDPE管等新型材料。常用的高密度聚乙烯(HDPE)塑料管的外壁是環狀波紋結構,內壁為平滑的新型塑料管材。這種新型管材重量輕、連接可靠、抗磨損、耐腐蝕、韌性高,但承載能力差,不宜在高強度的荷載路面下鋪設。管材的選擇應根據工程的實際情況,綜合考慮各種管材的力學性質和維護方便程度,全面對比選擇。
        3.4管道銜接方式優化設計
        管道接口是管道系統給排水的薄弱環節,管道的銜接質量檢查是污水管網優化的一個重要內容。檢查井內管段銜接要在滿足管段在檢查井內銜接的約束條件的前提下,根據相銜接兩管段的管徑與管段中的污水深度情況減小下游管段埋深。當下游管段的管徑比上游管段的管徑大時使用管頂平接;下游管段的污水深度大于或等于上游管段中的污水深度時應使用水面平接;遇到陡坡情況下產生的下游管段管徑反而比上游管段的管徑小時使用管底平接。
        四、污水管網系統的管理
        4.1全面管理
        全面調查管網的運行情況,落實責任與目標,有效發揮現有管網的效能。需要有關部門通力配合,在協調中積極對施工現場進行勘察、收集有關信息,掌握管網工作現狀,在明確污水管網產權范圍的前提下,對污水管線能組網運行系統管理,以提高污水收集、輸送的效率為目的。逐步建立管網設施的評價標準,根據不同情況制定不同的管養維護方案。
        4.2參與環保
        城市污水管網關系著市民的切身利益,市民缺乏有關城市污水管網系統的知識,不能對雨、污水管道有效分辨,也造成了雨、污混接。在城市污水管網建設和改造規劃時要增求市民意見,通過輿論宣傳,鼓勵公眾參與,增進市民環保意識。
        結束語:城市污水管網是城市生活中主要的基礎設施,污水管網的建設和管理是城市發展首要課題之一,在管理的問題是重要的研究方向,污水管網工程設計既要滿足改善水環境的要求,又要與城市總體規劃相互協調,爭取獲得最大的社會、經濟和環境效益,為城市的可持續發展創造條件。


更多相關信息 還可關注中鐵城際公眾號矩陣 掃一掃下方二維碼即可關注


九州体育登陆全球 <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>