道路與機(jī)場(chǎng)排水工程

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緒論主講教師：秦建平

長(zhǎng)安大學(xué)

1緒論

【內(nèi)容提要】

公路雨水排水工程主要介紹：水的來(lái)源；水的病害；排水設(shè)計(jì)的一般原則；排水工程分類；小橋涵等。機(jī)場(chǎng)雨水排水工程主要介紹：概述；表面排水；地下排水等。城市排水系統(tǒng)的體制和組成主要介紹：概述；城市排水系統(tǒng)的體制及其選擇；城市排水系統(tǒng)的組成等。城市排水工程規(guī)劃主要介紹：城市排水工程規(guī)劃的內(nèi)容、原則與方法；城市排水工程規(guī)劃與其他工程規(guī)劃的關(guān)系；工業(yè)廢水的排除；城市排水系統(tǒng)的平面布置等。

1緒論1.1公路雨水排水工程1.1.1水的來(lái)源根據(jù)水源的不同，影響道路的水流可分為地面水和地下水兩類（1）地面水包括大氣降水以及海、河、湖、水渠、池塘水。（2）地下水包括上層滯水、潛水、層間水等。

1.1.2水的病害道路的各種病害和變形的產(chǎn)生，如路基沉陷、沖刷、坍塌、翻漿；瀝青路面松散、剝落、龜裂；水泥混凝土路面唧泥、錯(cuò)臺(tái)、斷裂等，無(wú)不與道路上水的漫濕和沖刷等破壞作用有關(guān)。水的作用加劇了路基和路面結(jié)構(gòu)的損壞，加快了路基、路面使用性能的變壞，縮短了它們的使用壽命。

道路排水設(shè)計(jì)的任務(wù)是將公路結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的濕度降低到一定的范圍內(nèi)，使其常年處于干燥和中濕狀態(tài)，確保結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以避免積水特別是路面積水，來(lái)延長(zhǎng)和確保其正常使用壽命，避免公路結(jié)構(gòu)受水的危害。排水系統(tǒng)由各種攔截、匯集、攔蓄、輸送、排放地表水或地下水的排水設(shè)施和構(gòu)造物組成。1緒論1.1.3排水設(shè)計(jì)的一般原則（1）全面規(guī)劃、合理布局、因地制宜充分利用當(dāng)?shù)挠辛匦魏吞烊凰怠＃?）設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行調(diào)查研究，根據(jù)公路等級(jí)．沿線地形、地質(zhì)、水文、氣象等條件以及橋涵設(shè)置等情況進(jìn)行綜合考慮。（3）在不斷總結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，積極采用新材料、新工藝。（4）考慮施工場(chǎng)地的臨時(shí)性排水設(shè)施，并盡可能使之與永久性排水設(shè)施結(jié)合起來(lái)，注意就地取材，以防為主，既要穩(wěn)固適用，又必須講究經(jīng)濟(jì)效益。（5）穿越城鎮(zhèn)的公路，其排水設(shè)計(jì)應(yīng)與城鎮(zhèn)現(xiàn)有或規(guī)劃的排水系統(tǒng)和設(shè)施相協(xié)調(diào)。（6）黃土、膨脹土、鹽湖土、多年凍土、滑坡等特殊路段的公路，其排水設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合該工程的其他處治措施進(jìn)行特殊設(shè)。1緒論1.1.3排水工程分類（1）路界地表排水（2）路面內(nèi)部排水（3）地下排水（4）公路構(gòu)造物及下穿道路排水1緒論1.1.4小橋涵公路跨越溝谷、溪溝、河流，人工渠道以及排除路基內(nèi)側(cè)邊溝水流時(shí)，常常需要修建各種橫向排水構(gòu)造物，最常見的排水構(gòu)造物是小橋涵。公路中的涵洞一是排泄小溪流和天然雨水，二是農(nóng)田灌溉。一般平原區(qū)每公里有1~3道，山區(qū)有3~5道；小橋涵的布設(shè)還與農(nóng)田水利灌溉有著密切關(guān)系。涵洞的建設(shè)規(guī)模是以孔數(shù)、跨徑、臺(tái)高形式表示。長(zhǎng)度以進(jìn)出口間水平距離計(jì)；孔徑是指橋涵下過(guò)水凈空的大小，它是橋涵設(shè)計(jì)的基本尺寸。通常橋梁的孔徑用孔數(shù)和單孔跨徑表示；涵洞孔徑用孔數(shù)、單孔跨徑和涵臺(tái)高度表示，圓管涵則用涵管的孔數(shù)和內(nèi)徑表示。孔徑選擇除水力計(jì)算外，還應(yīng)考慮清淤需要。1緒論1.2機(jī)場(chǎng)雨水排水工程1.2.1概述排除地面水和地下水的充分的排水系統(tǒng)，對(duì)飛機(jī)的安全和道面的壽命來(lái)說(shuō)是極其重要。機(jī)場(chǎng)排水系統(tǒng)的職能包括：（1）攔截和引走來(lái)自機(jī)場(chǎng)鄰近地區(qū)流來(lái)的地面水和地下水；（2）排去從機(jī)場(chǎng)來(lái)的表面徑流；（3）排去從機(jī)場(chǎng)來(lái)的地下潛流。場(chǎng)地本身的自然排水能夠充分滿足這些職能的情況少有，因此必須設(shè)置人工排水。1.2.2表面排水表面排水指設(shè)計(jì)暴雨徑流排水系統(tǒng)的工作。在選擇經(jīng)濟(jì)的排水系統(tǒng)之前可能需要做若干個(gè)排水的試行布置方案。通常在跑道、滑行道和機(jī)坪已完成的整坡等高線圖進(jìn)行布置暴雨排水系統(tǒng)。1.2.3地下排水地下排水的功能是：排除從基層來(lái)的水；排除從道面下土基來(lái)的水；攔截、匯集并排除從泉或透水層流來(lái)的水。

1緒論1.3城市排水系統(tǒng)的體制和組成1.3.1概述

1.3.1.1排水體制

排水體制：分流制或合流制。雨水綜合管理應(yīng)按照低影響開發(fā)(LID)理念采用源頭削減、過(guò)程控制、末端處理的方法進(jìn)行，控制面源污染、防治內(nèi)澇災(zāi)害、提高雨水利用程度。排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮下列因素：（1）污水的再生利用，污泥的合理處置。（2）與鄰近區(qū)域內(nèi)的污水和污泥的處理和處置系統(tǒng)相協(xié)調(diào)。（3）與鄰近區(qū)域及區(qū)域內(nèi)給水系統(tǒng)和洪水的排除系統(tǒng)相協(xié)調(diào)。（4）接納工業(yè)廢水并進(jìn)行集中處理和處置的可能性。（4）適當(dāng)改造原有排水工程設(shè)施，充分發(fā)揮其工程放能。1緒論1.3.1.2排水類型城市排水可分為三類，即生活污水、工業(yè)廢水和降水徑流。

1）生活污水是指人們?cè)谌粘Ｉ钪兴a(chǎn)生的污水。

2）工業(yè)廢水是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水，來(lái)自工廠車間或礦場(chǎng)等地。根據(jù)它的污染程度不同，又分為生產(chǎn)廢水和生產(chǎn)污水兩種。（1）)生產(chǎn)廢水是指生產(chǎn)過(guò)程中，水質(zhì)只受到輕微污染或僅是水溫升高，可不經(jīng)處理直接排放的廢水。如機(jī)械設(shè)備的冷卻水等。（2）生產(chǎn)污水是指在生產(chǎn)過(guò)程中，水質(zhì)受到較嚴(yán)重的污染，需經(jīng)處理后方可排放的廢水。其污染物質(zhì)，有的主要是無(wú)機(jī)物，如發(fā)電廠的水力沖灰水；有的主要是有機(jī)物，如食品工廠廢水；有的含有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、并有毒性，如石油工業(yè)廢水、化學(xué)工業(yè)廢水等。廢水性質(zhì)隨工廠類型及生產(chǎn)工藝過(guò)程不同而異。

3）降水指地面上徑流的雨水和冰雪融化水。1緒論1.3.1.3給水排水工程與建筑給水排水工程的劃分給水排水工程，按其所處的位置不同，分為城市給水排水工程和建筑給水排水工程兩種；兩者之間的界線與范圍如圖。城市給水排水工程屬市政建設(shè)工程。1緒論1）城市給水工程的范圍一般是從水源地的一級(jí)泵房起，至建筑小區(qū)的水表井。包括一、二級(jí)泵房、輸水管網(wǎng)、給水處理廠和配水管網(wǎng)等。

1緒論2）城市排水工程的范圍分為城市污水排水工程和城市雨水排水工程兩種。（1）城市污水排水工程的范圍一般是從建筑小區(qū)的下游最后一個(gè)污水檢查井(碰頭井)起，至污水出水口止；包括污水碰頭井、污水排水管網(wǎng)、污水處理廠和污水出水口等。（2）城市雨水排水工程的范圍一般是從建筑小區(qū)的下游最后一個(gè)雨水檢查井(碰頭井)起，至雨水出水口止；包括雨水碰頭井、雨水排水管網(wǎng)和雨水出水口等。1緒論3）建筑給水排水工程的范圍（1）建筑給水工程的范圍分為建筑小區(qū)(室外)給水工程和建筑內(nèi)部(室內(nèi))給水工程兩種。（2）建筑排水工程的范圍分為室外污水排水工程和室外雨水排水工程兩種以及室內(nèi)污水排水工程和室內(nèi)(屋面)雨水排水工程兩種。1緒論1.3.2城市排水系統(tǒng)的體制及其選擇對(duì)生活污水、工業(yè)廢水和降水徑流采取的匯集方式，稱為排水體制，也稱排水制度。按匯集方式可分為分流制和合流制兩種基本類型。1）分流制排水系統(tǒng)當(dāng)生活污水、工業(yè)廢水、降水徑流用兩個(gè)或兩個(gè)以上的排水管渠系統(tǒng)來(lái)匯集和輸送時(shí)，稱為分流制排水系統(tǒng)，如圖所示。其中匯集生活污水和工業(yè)廢水中生產(chǎn)污水的系統(tǒng)稱為污水排除系統(tǒng)；匯集和排泄降水徑流和不需要處理的工業(yè)廢水(指生產(chǎn)廢水)的系統(tǒng)稱為雨水排除系統(tǒng)，只排除工業(yè)廢水的稱工業(yè)廢水排除系統(tǒng)。分流制排水系統(tǒng)中對(duì)于單純排除降水徑流的雨水排除系統(tǒng)通常有兩種做法。一種是設(shè)置完善的雨水管渠系統(tǒng)；另一種是暫不設(shè)，雨水沿著地面、道路邊溝和明渠泄入天然水體。1緒論2）合流制排水系統(tǒng)將生活污水，工業(yè)廢水和降水徑流用一個(gè)管渠系統(tǒng)匯集輸送的稱為合流制排水系統(tǒng)。根據(jù)污水、廢水、降水徑流匯集后的處置方式不同，可分為下列二種情況：

（1）直泄式合流制管渠系統(tǒng)的布置就近坡向水體，分若干排出口，混合的污水未經(jīng)處理直接泄入水體。

（2）截流式合流制

這種體制是指在街道管渠中合流的生活污水、工業(yè)廢水和雨水，一起排向沿河的截流干管。晴天時(shí)全部輸送到污水處理廠；雨天時(shí)當(dāng)雨水、生活污水和工業(yè)廢水的混合水量超過(guò)一定數(shù)量時(shí)，其超出部分通過(guò)溢流井泄入水體。如圖。1緒論1.3.3城市排水系統(tǒng)的組成1）城市污水排除系統(tǒng)的組成街道下面的管道可分為支管、干管、主干管及管道系統(tǒng)上的附屬構(gòu)筑物。支管是承受庭院管道的污水，通常管徑不大；由支管匯集污水至干管，然后排入城市中的主干管，最終將污水輸送至污水處理廠或排放地點(diǎn)。1緒論污水排除系統(tǒng)包括下列五個(gè)主要部分：（1）室內(nèi)(房屋內(nèi))污水管道系統(tǒng)及衛(wèi)生設(shè)備。（2）室外(房屋外)污水管道系統(tǒng)：包括庭院(或街坊內(nèi))管道和街道下污水管道系統(tǒng)。（3）污水泵站及壓力管道。（4）污水處理廠。（5）污水出口設(shè)施：包括出水口(渠)，事故出水口及灌溉渠等。1緒論2）工業(yè)廢水排除系統(tǒng)的組成有些工業(yè)廢水排入城市污水管道或雨水管道，不單獨(dú)形成系統(tǒng)；而有些工廠單獨(dú)形成工業(yè)廢水排除系統(tǒng)，其組成為：（1）車間內(nèi)部管道系統(tǒng)及排水設(shè)備。（2）廠區(qū)管道系統(tǒng)及附屬設(shè)備。（3）污水泵站和壓力管道。（4）污水處理站(廠)。（5）出水口(渠)。1緒論3）城市雨水排除系統(tǒng)的組成雨水來(lái)自兩個(gè)方面，一部分來(lái)自屋面；一部分來(lái)自地面。屋面上的雨水通過(guò)天溝和豎管流至地面，然后隨地面雨水一起排除。地面上雨水通過(guò)雨水口流至街坊(或庭院)雨水道或街道下面的管道。雨水排除系統(tǒng)主要包括：（1）房屋雨水管道系統(tǒng)：包括天溝、豎管及房屋周圍的雨水管溝。（2）街坊(或廠區(qū))和街道雨水管渠系統(tǒng)，包括雨水口，庭院雨水溝，支管、干管等。（3）泵站。（4）出水口(渠)。雨水一般就近排入水體，不需處理。在地勢(shì)乎坦、區(qū)域較大的城市或河流洪水位較高，雨水自流排放有困難的情況下，設(shè)置雨水泵站排水。

1緒論1.4城市排水工程規(guī)劃1.4.1城市排水工程規(guī)劃的內(nèi)容、原則與方法城市排水工程規(guī)劃的任務(wù)在于解決城市排水的原則性問(wèn)題，這些問(wèn)題往往相互關(guān)聯(lián)，并涉及城市建設(shè)的其他方面，需要通盤考慮，全面解決。1.4.1.1城市排水工程規(guī)劃的內(nèi)容（1）估算城市各種排水量（2）擬訂城市污水、雨水的排除方案（3）研究城市污水處理與利用的方法及污水處理廠、出水口位置的選擇（4）進(jìn)行排水系統(tǒng)的平面布置（5）估算城市排水工程的造價(jià)及年經(jīng)營(yíng)費(fèi)用1緒論1.4.1.2城市排水工程規(guī)劃的原則（1）滿足城市整體方面的要求（2）符合環(huán)境保護(hù)的要求（3）充分發(fā)揮排水系統(tǒng)的功能，滿足使用要求（4）要考慮現(xiàn)狀，充分發(fā)揮原有排水設(shè)施的作用（5）注意工程建設(shè)中經(jīng)濟(jì)方面的要求（6）處理好遠(yuǎn)近期關(guān)系1緒論1.4.1.3城市排水工程規(guī)劃的方法

1）搜集必要的基礎(chǔ)資料（1）有關(guān)明確任務(wù)的資料（2）有關(guān)工程現(xiàn)狀方面的資料（3）然條件方面的資料

2）作排水工程規(guī)劃方案并進(jìn)行分析比較3）繪制城市排水工程規(guī)劃圖及文字說(shuō)明1緒論1.4.2城市排水工程規(guī)劃與其他工程規(guī)劃的關(guān)系

1.4.2.1城市排水工程規(guī)劃與城市總體規(guī)劃的關(guān)系

1）根據(jù)城市總體規(guī)劃進(jìn)行排水工程規(guī)劃2）城市總體規(guī)劃中應(yīng)考慮排水工程規(guī)劃的要求1.4.2.2城市排水工程規(guī)劃與其他單項(xiàng)工程規(guī)劃的關(guān)系排水工程規(guī)劃是城市單項(xiàng)工程規(guī)劃之一，此外，還有道路工程規(guī)劃、交通系統(tǒng)規(guī)劃、用地工程準(zhǔn)備規(guī)劃、給水工程規(guī)劃、人防工程規(guī)劃、煤氣、電纜管線規(guī)劃等。

1緒論1.4.3工業(yè)廢水的排除1.4.3.1生產(chǎn)污水排入城市污水管道系統(tǒng)1.4.3.2獨(dú)立的工業(yè)生產(chǎn)污水排除處理系統(tǒng)一般在下列三種情況下采用：（1）生產(chǎn)污水水質(zhì)復(fù)雜，不符合排入城市污水管道的水質(zhì)要求時(shí)。（2）生產(chǎn)污水量大，利用城市污水管道排除時(shí)污水管道的管徑需增加較大，不經(jīng)濟(jì)時(shí)。（3）工廠位于城市遠(yuǎn)郊或離市區(qū)較遠(yuǎn)，利用城市污水管道排除生產(chǎn)污水有困難或增加管道連接不經(jīng)濟(jì)時(shí)。1緒論1.4.4城市排水系統(tǒng)的平面布置

1.4.4.1城市排水系統(tǒng)平面布置的要點(diǎn)平面布置對(duì)整個(gè)排水工程規(guī)劃起決定性作用，要在掌握必要的原始資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行，要貫徹排水工程規(guī)劃的原則。影響城市排水工程平面布置的因素很多，如地形、地物，城市用地功能分區(qū)布局、排水系統(tǒng)各組成部分的特點(diǎn)與要求，原有排水設(shè)施的現(xiàn)狀，污水處理與利用方案以及分期建設(shè)安排等。布置中應(yīng)分清主次、因地制宜。一般考慮下列因素：

1）排水區(qū)界的確定2）污水排除系統(tǒng)分散布置還是集中布置3）污水處理廠及出水口位置4）污水主干管的位置與高程5）泵站的數(shù)量與位置6）雨水管渠布置7）分期建設(shè)考慮

1緒論圖為某城市污水排除系統(tǒng)總平面圖。根據(jù)河流位置，地形條件及城市用地布局，將整個(gè)城市劃分為6個(gè)排水區(qū)域，各區(qū)域按分水線，建筑線分