污水倒虹管设计防淤措施

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1、污水倒虹管设计防淤措施南淝河污水倒虹管设计防淤措施摘要：合肥市穿越南淝河中游的2处污水倒虹管，按照防、治兼顾的原则设计，不仅按照设计规范要求控制设计流速，而且考虑到为倒虹管的清淤提供便利条件，增设了倒虹管清通井，为管道的运行管理提供了有利条件。关键词：倒虹管；污水；淤积；清淤在城市水污染治理工程中，污水管网担负着收集和输送污水的职责，是污水处理工程的重要组成部分，而污水倒虹管，作为穿越障碍的措施，是污水管网上的重要节点，往往随着污水管网建设或根据城市污水规划结合城市其它市政项目适度超前建设。1999年，合肥市南淝河综合治理工程启动

2、，除了河道的整治外，还包括两岸的防洪排涝设施、绿化及污水系统工程。其中，合作化路一亳州路，为南淝河中游，根据合肥市污水规划，河北的污水需穿越南淝河汇入规划的望塘污水处理厂，共需敷设倒虹管2处：合作化桥东倒虹管负责输送南淝河以北、四里河以西的污水，肥西路桥西倒虹管输送的是南淝河以北、四里河以东的污水，倒虹管结合河道清淤、岸堤建设同步实施。1倒虹管设计在确定了设计流量后，倒虹管设计应确定倒虹管的根数、管径，并应根据穿越障碍物的情况来确定倒虹管的形式。合作化桥东倒虹管的进水管高程较高，与河床的高差较大，适合建成多折型。根据文献[2]规定

3、，通过河道的倒虹管，一般不宜少于2条，考虑到设计流量较小，为保证设计流速，设计倒虹管取为2条，1条工作、1条备用，尽量避免事故出水对河道的污染。在确定管径时，着重考虑的是流速及相应的水头损失。根据文献[2]规定：管内设计流速应大于0．9m／s，并应大于进水管内的流速，当管内设计流速不能满足上述要求时，应加定期冲洗措施，冲洗时流速不应小于1．2m／s。将管径取为400mm，设计流速V=0．96m／s>0．9m／s，i=0．0148，水头损失共为1，21TI，满足此处的倒虹管敷设条件，同时满足规范要求。合作化桥东倒虹管纵剖面，见图1所

4、示1.JPG倒虹管形式分为多折型、凹字型两种。肥西路东倒虹管由于其服务范围内地势的影响以及考虑到与雨水等市政管线竖向交叉的因素，进水管高程较低，与河床的高差较小，将此倒虹管按照凹字型设计。倒虹管的根数取为3，为2条工作、1条备用。由于受经济等因素的影响，目前倒虹管服务范围内大部分未能按雨污分流制建设，污水主干管虽然按照远期分流的污水量计算设计，但是在相当长的一段时间内，作为向分流制过渡的阶段，旱季输送污水，雨季为了尽量减轻对南淝河的污染，在近期起着输送截流的合流制污水的作用。本项目按照旱季设计、雨季情况校核：旱季，设计流量为730

5、L／s，使用2条管道，单根管设计流量为365L／s，将管径取为600mm，设计流速=1．3m／s，i=0．0036，倒虹管水头损失共计为0．571TI。按照文献[1]，倒虹管的进出水管设计高差应稍大于倒虹管的全部水头损失，一般取0．05～0．11TI。此倒虹管设计进出管水位差取为0．71TI，倒虹管出水管直接接至刘郢污水泵站，其出口水位受泵站设计最高水位控制，确保倒虹管出水管的水位，从而保证了倒虹管的水位差。雨季，由于设计流量、单根管设计流量、倒虹管设计流速、水头损失相应增加，超过了旱季流量时设计水位差，倒虹井进水管的水面相应壅高

6、。由于倒虹管出水管的水位受泵站控制，经计算，汛期倒虹管进水井水位不会超过dl200的进水管管顶高，壅高的水面高不会对进水管的流态造成不利影响。肥西路桥西倒虹管纵剖面，见图2所示。2.JPG2问题分析文献[2]中，对倒虹管最小设计流速的确定解释如下：我国以往的设计，都采用倒虹管内流速应大于0．9m／s，并大于进水管内的流速，如达不到时，定期冲洗的水流流速不应小于1．2m／s。此次调查中未发现问题。日本规定：倒虹管内的流速，应比进水管渠增加20％～30％；英国规定：倒虹管的流速不应低于1．2m／s，与文献[1]规定基本一致。近期国内外

7、研究成果及模型试验结果显示，对于城市排水大型倒虹管，0．9m／s的限制流速无法控制倒虹管的泥沙淤积。要满足倒虹管水平管段不产生严重的泥沙淤积，根据国外研究成果分析，要求倒虹管内流速不小于1．36m／s；根据模型试验中淤积和冲淤工况结果，当管内流速大于1．07～1．37m／s时，沙床高度基本不影响倒虹管的正常运行；由冲淤试验显示，流速大于1．37m／s冲淤2．5h后，能将大多数淤沙冲出倒虹管；流速大于1．46m／s时，管内基本无沙床存在。对于中小型倒虹管，虽尚未有对限制流速的最新研究成果，但以上对大型倒虹管的试验研究成果，对中小型倒

8、虹管的防止淤积问题，具有参考意义。就本工程而言，倒虹管可能产生泥沙淤积问题的原因，分析如下：①由于此二处倒虹管相对于上游污水管道，工程建设相对超前，运行初期污水排放量较小、流速较低。②由于倒虹管按照远期分流的污水量计算设计，但在合流制向分流制过渡的