球墨鑄鐵管設(shè)計(jì)手冊

球墨鑄鐵管

管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊

新興鑄管股份有限公司

2006年元月

目錄

第一章前言...........................................................4

第二章管道設(shè)計(jì)概要

2-1管道系統(tǒng)類型...............................................5

2-2管道線路選擇...............................................6

2-3鋪設(shè)位置和深度.............................................7

2-4在彎道上鋪設(shè)管道...........................................8

第三章管道規(guī)劃

3-1總述........................................................10

3-2管道設(shè)施的位置和構(gòu)成........................................10

第四章管徑選擇

4-1總述........................................................14

4-2水頭損失的計(jì)算..............................................14

4-3管徑選擇舉例...............................................22

4-4泵的揚(yáng)程和功率要求.........................................24

4-5允許流率...................................................26

4-6經(jīng)濟(jì)型管徑.................................................26

4-7在配水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中管子尺寸的選擇.............................27

第五章水錘

5-1總述.......................................................29

5-2水錘的簡易計(jì)算.............................................29

5-3水錘的詳細(xì)計(jì)算.............................................32

5-4水錘的預(yù)防.................................................32

第六章鋪設(shè)條件和外部荷載

6-1由于回填土壤引起的土壤壓力.................................34

6-2由于卡車荷載引起的土壤壓力.................................36

第七章管壁應(yīng)力分析

7-1總述.......................................................37

7-2由于內(nèi)部壓力而引起的拉伸應(yīng)力...............................37

7-3由于土壤覆蓋而引起的彎曲應(yīng)力...............................37

7-4由于卡車荷載而引起的彎曲應(yīng)力...............................38

7-5作用在埋設(shè)壓力管管壁上的總應(yīng)力和安全系數(shù)...................39

7-6應(yīng)力分析舉例...............................................39

7-7埋設(shè)球墨鑄鐵管的變形情況...................................40

第八章推力錨固

8T總述.......................................................41

8-2由于水壓引起的推力.........................................41

8-3用混凝土墩固定.............................................42

8-4參考表格...................................................49

8-5使用限制接口來固定.........................................50

第九章防腐保護(hù)

9-1內(nèi)壁防腐保護(hù)...............................................52

9-2外壁防腐保護(hù)...............................................52

9-3陰極防腐保護(hù)...............................................54

第十章管道圖繪制

10-1繪制布管圖步驟...........................................55

10-2管道安裝條件的確認(rèn).......................................56

10-3管子種類的選擇...........................................57

10-4選擇合適的接口...........................................57

10-5決定管道的安裝結(jié)構(gòu).......................................58

10-6彎頭的使用...............................................59

10-7決定每一部分的管道安裝方法...............................61

10-8在管件處的錨固工作.......................................64

10-9管子的配置和管子切割長度的計(jì)算...........................64

10-10決定使用承套.............................................65

10-11繪制布管圖...............................................66

10-12材料數(shù)量清單.............................................66

第十一章挖溝、鋪管和回填

11-1總述....................................................69

11-2溝渠的寬度..............................................69

11-3承口槽..................................................69

11-4溝底條件...............................................70

11-5以前挖過的溝渠.........................................70

11-6溝渠中的排水工作.......................................70

11-7鋪管...................................................70

11-8閥門和管件安裝..........................................71

11-9回填...................................................72

第十二章連接

12-1總述...................................................73

12-2接口的結(jié)構(gòu)示意圖.......................................73

12-3連接步驟...............................................74

12-4使用直管在彎道上鋪設(shè)...................................79

12-5與其它種類管子的連接....................................80

第十三章現(xiàn)場水壓試驗(yàn)

13~1總述...................................................82

13-2現(xiàn)場水壓試驗(yàn)流程圖.....................................82

13-3每步試驗(yàn)的詳細(xì)情況......................................82

第十四章在軟土中敷設(shè)管道

14-1總述..........................................88

14-2土壤調(diào)查................................................88

14-3沉陷量計(jì)算.............................................88

14-4直線管道部分...........................................90

14-5彎曲管道部分...........................................94

14-6在軟土中敷設(shè)管道需要注意的事項(xiàng)..........................95

14-7管道的防腐措施.........................................96

第十五章頂管法

15-1總述............................

15-2頂管法.....................................97

15-3用頂管法安裝球鐵管.........................97

15-4允許頂推阻力...............................98

15-5土壤質(zhì)量和地下水的調(diào)查.....................98

15-6頂管法安裝工作準(zhǔn)備.........................99

15-7長距離頂管法（DNIOOOmm到DN2600mm的管子采用

中間套管頂管法）................1.0.3

15-8設(shè)計(jì)所必須的信息...........................104

15-9用頂管法安裝的球鐵管的尺寸.................105

第十六章在特殊條件下敷設(shè)管道

16-1在斜坡上敷設(shè)管道.............................107

16-2在地面上敷設(shè)管道........................................108

16-3在隧道中敷設(shè)管道.......................................108

16-4穿越河流...............................................109

16-5穿越鐵路和公路.........................................110

16-6在建筑物內(nèi)敷設(shè)管道......................................111

第十七章服務(wù)設(shè)施連接（開孔連接和支線管連接）

17-1總述...................................................114

17-2連接方式建議...........................................114

17-3直接開孔...............................................114

17-4在鞍形座結(jié)構(gòu)上開孔.....................................115

17-5在現(xiàn)有管道上插接三通管.................................115

附錄1國際單位制、公制與英制單位換算表................................118

附錄2室內(nèi)管子布置..................................................120

第一章前言

球墨鑄鐵管被廣泛應(yīng)用于自來水管道、污水管道、工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)用水管道工程中。

由于球墨鑄鐵管強(qiáng)度高、可塑性好、經(jīng)久耐用，因此已高度地為人們所接受。然而，為

了最好地利用球墨鑄鐵管的這些特性，我們有必要了解合適的關(guān)于管道鋪設(shè)的設(shè)計(jì)和安

裝方法。

就象“管道鋪設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)手冊”一樣，在本手冊中引用例子和參考資料對球墨鑄鐵

管道的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了評述，為球墨鑄鐵管道的正確設(shè)計(jì)提供幫助。本手冊不是管道設(shè)

計(jì)的課本，但是可以用作球墨鑄鐵管道設(shè)計(jì)的一本較好的具有實(shí)用性的指導(dǎo)資料，主要

用于輸水管道工程的設(shè)計(jì)。因此，一些基本的和理論性的要點(diǎn)在本手冊當(dāng)中沒有討論。

我們希望這本手冊會(huì)對致力于球墨鑄鐵管道設(shè)計(jì)的工作人員有某些幫助。

注：在本手冊當(dāng)中，球墨鑄鐵管和管件的尺寸和性能參數(shù)以國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）和（或）

英國標(biāo)準(zhǔn)（BS）為準(zhǔn)，因此對于其它標(biāo)準(zhǔn)的管子和管件，例如美國標(biāo)準(zhǔn)（ANSI）、日本工

業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）,有必要對尺寸和性能參數(shù)進(jìn)行修改。

第二章管道設(shè)計(jì)概要

2-1管道系統(tǒng)類型

2-1-1自流管道系統(tǒng)

如果一條管道的起始點(diǎn)比終止點(diǎn)高，加上這兩點(diǎn)之間由于摩阻損失而引起的壓差（表

示為以米為單位的水頭），那么這條管道可以靠自流來起作用。

這種管道系統(tǒng)有下列特性：

（1）不需動(dòng)力；

（2）節(jié)省設(shè)施費(fèi)用、使用費(fèi)用和維修費(fèi)用等；

（3）使用過程中沒有故障出現(xiàn)，維護(hù)保養(yǎng)方便；

（4）在下列地形條件下，我們建議使用這種管道系統(tǒng)。

自流管道圖2?1

2-1-2壓力（水泵輸送）管道系統(tǒng)

在管道的起始點(diǎn)高度不足，不能靠自流供水的情況下，有必要用泵增壓，將水抽到

供水處0

這種管道系統(tǒng)有下列特性：

（1）水壓容易控制；

（2）受地形條件影響較??；因此管道線路所受限制較小。

壓力（水泵輸送）管道

Maximumstatichead

Minimumhydraulicgradientlin

高水位H.W.L

傷i?L.W.L

H=Totalheadof

pump、

H=泵箭總水務(wù)

2-2管道線路選擇

管道的線路應(yīng)該由下列條件來決定：

（1）管道的設(shè)計(jì)和鋪設(shè)必須使管道當(dāng)中的各個(gè)點(diǎn)都低于最低的水力梯度。（參看圖

2-1和2-2）

（2）根據(jù)地圖和實(shí)際調(diào)查資料在兒條可能的管道線路當(dāng)中進(jìn)行選擇時(shí)，必須以對其

水力條件、經(jīng)濟(jì)性和維護(hù)保養(yǎng)性的充分、綜合的考慮為基礎(chǔ)，做出決定。

（3）在管道當(dāng)中應(yīng)該避免嚴(yán)重的偏轉(zhuǎn)，不管是橫向還是縱向偏轉(zhuǎn)。當(dāng)在管道某處各

點(diǎn)不可避免地要高于最低的水力梯度時(shí)，在上游這一段距離內(nèi)應(yīng)該增加管徑來降低摩阻

損失，以便提高管道的最低水力梯度。然后在下游地段再將管子的管徑縮小。

不合適的管道設(shè)計(jì)例子圖2.3

（4）在發(fā)生緊急事故的情況下，有些地段由于缺乏與其它管道的連接而造成恢復(fù)困

難，因此在這些地段可能需要鋪設(shè)雙管道，或者整條線路都需要鋪設(shè)雙管道。

（5）在決定管道線路時(shí)要切合實(shí)際，不應(yīng)將管道鋪設(shè)在不穩(wěn)固的地段，例如在可能

出現(xiàn)坍坡的地段、在陡峭的斜坡上或者是在陡坡的底部或邊緣地段。當(dāng)不可避免地要在

上述那樣的地段鋪設(shè)管道時(shí)，除了帶著問題對其地形結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分的調(diào)查外，還應(yīng)遵循

下面這些步驟來進(jìn)行：

①在斜坡上，除了進(jìn)行充分的保護(hù)以外，還應(yīng)進(jìn)行施工去除地表水、滲水和地下水，

以防止管道受到腐蝕和斜坡坍塌。

②如果必須在靠近斜坡，或是在斜坡地段，或是在易出現(xiàn)坍坡的地段鋪設(shè)管道，那

么允許進(jìn)行最小量的開鑿和筑土堤的施工。

筑土堤或砍樹、竹子經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致斜坡地帶的塌陷。在這樣的地方，要用岸墩或墩柱

建一道高架渠，或最好是采用地上管道設(shè)計(jì)來代替埋設(shè)管道。

③在地面條件不好的地區(qū)，例如堤岸地段，或者是需要改造的土地地段等，在鋪設(shè)

管道以前，要求改進(jìn)地基的條件或者是進(jìn)行打樁工作。地基改進(jìn)的方法包括更換土壤、

夯實(shí)、降低沙地區(qū)的地下水位的井點(diǎn)、壓實(shí)等。在使用上述這些方法改進(jìn)地基以前必須

進(jìn)行充分的地形調(diào)查和檢測工作。在地基條件可能會(huì)發(fā)生變化的地區(qū)或者是在可能存在

有極其不均勻沉陷的地區(qū)，應(yīng)該使用柔韌性較高的承套，以配合不規(guī)則的土地沉陷。

如果地基不牢，那么在很多情況下地下水位會(huì)變高，這樣由于浮力作用，管子容易

漂浮。因此應(yīng)該采取相應(yīng)的措施制止這種傾向。（參看表14-6）。

（6）通常配水管道應(yīng)設(shè)計(jì)成網(wǎng)狀系統(tǒng)。在地形等高線相差明顯的地區(qū)，應(yīng)將管道系

統(tǒng)分成兒個(gè)不同的壓力區(qū)。這種分布設(shè)計(jì)可以保證每個(gè)壓力區(qū)內(nèi)的壓力要求，也可以使

配水管道所受的壓力不會(huì)超過它的額定值。

2-3鋪設(shè)位置和深度

在決定管子的鋪設(shè)位置和深度的時(shí)候，應(yīng)考慮下面的因素：

2-3-1如果要將管子鋪設(shè)在公路的下面，那么管子的鋪設(shè)位置和鋪設(shè)深度要符合所有有關(guān)法規(guī)以及聯(lián)

邦政府、國家和地方的各種規(guī)則要求。特別是配水管道，原則上來講，只有經(jīng)過詳盡的考慮，確保

是否面臨將來的維修問題以后才能進(jìn)行鋪設(shè)。

通常，地下設(shè)施的鋪設(shè)位置和鋪設(shè)深度應(yīng)與公路的種類相對應(yīng)，也應(yīng)征求公路管理

機(jī)構(gòu)和地下設(shè)施所有人的同意。

2-3-2鋪設(shè)深度應(yīng)該在考慮了地表面的荷載因素和其它因素以后再做出決定。

規(guī)定地下設(shè)施的鋪設(shè)深度是為了防止地下設(shè)施受到土壤壓力和車輛荷載力的損壞。

因此要求的鋪設(shè)深度將隨著土壤、表面條件、公路級別以及管子的結(jié)構(gòu)和尺寸的不同而

不同。

一般來說，在公路下面，管子鋪設(shè)深度的標(biāo)準(zhǔn)為土壤覆蓋厚度達(dá)到120cm。然而，

在不能保持標(biāo)準(zhǔn)深度的地方，可以允許將土壤覆蓋的厚度減小到最低程度，即60cm。在

低于60cm的情況下，建議采用混凝土板鋪砌在管子上面的道路表面，或者是在管子的

四周使用盒式或門式的混凝土硬框，來加強(qiáng)管子，以保護(hù)管子，防止其受到損壞。

總之，管子的直徑越大，要求土壤覆蓋的厚度也就越大。如果將管子鋪設(shè)到人行道

的下面，或者是施工線路為輸水管線路所專用，不允許車輛通過，那么可以允許較淺的

土壤覆蓋厚度。然而，在地下水位較高、可能會(huì)使管子漂浮的地方，土壤覆蓋的厚度應(yīng)

該足夠大以防止管子漂浮。

在管子鋪設(shè)期間，在溝渠里面滯留的水可能會(huì)引起管子漂浮，因此，應(yīng)盡可能快地

完成管道的埋設(shè)工作。

在公路表面荷載輕的地方，可以減小土壤覆蓋的厚度。但是，土壤覆蓋的厚度不能

太淺，否則會(huì)反而影響到消防栓或控制閥門的安裝、與專用的污水管的連接或者是影響

到煤氣輸送管的安裝。

2-3-3當(dāng)埋設(shè)的管子要穿過或接近其它的地下裝置的時(shí)候，至少應(yīng)與其保持30cm的距離。如果在輸

水管道和其它地下裝置之間沒有間隙，那么不僅會(huì)使管道的維護(hù)和修理變得困難，而且可能會(huì)使荷

載力集中作用于兩者的接觸點(diǎn)周圍。因此，在鋪設(shè)管道的時(shí)候，要保持最低限度的距離或間距。

2-3-4當(dāng)不可避免地要將管子鋪設(shè)在從地形角度考慮不合適的地區(qū)的時(shí)候，在經(jīng)過充分的考察以后，

必須采用必耍的措施來保持土壤的穩(wěn)定性。在必須在地基不穩(wěn)的地區(qū)（例如可能出現(xiàn)坍坡的地段、

在陡坡或斜坡處等）鋪設(shè)管道的情況下，應(yīng)該對這樣的地區(qū)做充分的調(diào)查，決定其土壤條件、地形

結(jié)構(gòu)、地下水的狀態(tài)等。然后，再根據(jù)要求采取相應(yīng)的保護(hù)措施，包括選擇鋪設(shè)位置和鋪設(shè)深度、

制止坍坡、改造地基以及對管子施行保護(hù)等。

在地上有細(xì)小裂縫并可能會(huì)招致或促進(jìn)斜坡坍塌的情況下，應(yīng)特別注意進(jìn)行保護(hù)性

的工作。當(dāng)要鋪設(shè)大口徑管子的時(shí)候，為了使管子不與地下水流相互干擾，應(yīng)安裝一條

滲流管，與此管成直角，這樣有助于地下水的流動(dòng)。

2-3-5在寒冷的地帶，管道的鋪設(shè)深度應(yīng)大于冰凍的深度。在不能決定鋪設(shè)深度的情況下，應(yīng)該考

慮采取充分的保護(hù)措施，例如使用絕熱墊。

2-4在彎道上鋪設(shè)管道

在街道或公路的拐彎部分鋪設(shè)管道的時(shí)候，經(jīng)常有必要用直管偏斜管道。管子的滑

入式接口和法蘭式接口都易于其在接口處的偏轉(zhuǎn)。

在曲率半徑較大的情況下，溝渠挖得比通常的溝渠要寬，以便實(shí)現(xiàn)在偏轉(zhuǎn)前進(jìn)行直

線安裝。建議不要在偏轉(zhuǎn)的條件下將—根足尺的管子的插口端插入到承口內(nèi)，并且也應(yīng)

避免這樣操作。當(dāng)有必要進(jìn)行偏轉(zhuǎn)時(shí)，在偏轉(zhuǎn)以前，在橫向和縱向上都應(yīng)先以直線方式

安裝好管子。對于法蘭式接口的管子，在偏轉(zhuǎn)整根管子以前，接口處的螺栓不應(yīng)全部擰

緊。不同的偏轉(zhuǎn)角度在后面的表格當(dāng)中都已經(jīng)列舉出來。這些都是最大的偏轉(zhuǎn)角度，不

能超過。在用于設(shè)計(jì)目的時(shí)，偏轉(zhuǎn)的角度應(yīng)該限制在所給值的50-80%。

Fig.2?5

滑入楨口的翱蜘影解

Maximumdeflectionfu

Approx.RadiusOfCurve(r)Produced

Nominal_MaximumOffset(S謔大偏移⑹--..i.-..BySuccessionOfJointsNominal

Diameter**Deflectionm7川

墉觸

4mpipe5mpipe6mpipe:-9mpipe-4nrpipe:5ffipipe-6nrpipe-般臉

fo

10°0,69一一—22———80

10010。(T6986104一222834一100

15010。0，—86104一一2834一150

20。10。?！?6104——2834一200

2508。0，一6983一一3542-iso

3008。O'——83———42—300

3508。?！灰?3一一一42—350

400700,一一73一一一.49—400

4506。。'_一62—一一57一450

5006。?！?2一一一57—500

6006。。’一—6294一一5785600

7005。0，一一5278—一68103700

8005。O'—一5278——68103800

9005°0/——5278—一68103900

10004。。'一一4162——851281000

11004。?！?162——851281100

12004。。'一—4162——851281200

14004。0，—一4162一一851281400

15004。O'——4162——851281500

16004。0，__4162—一851281600

18004。。'一—41一一一85一18C0

20004。。'一3441——7185—2000

根枝式接畫皆令母橢轉(zhuǎn)磷整弊題梃電

Maximumdeflectionfulllengthpipemechanicaltypejoints\荔able2-2

梆物酈Approx.RadiusOfCurve(r)

NominalMaximumOffset(S)?ProducedBySuccessionNominal

DiameterDeflectionOfJoints(m)Diameter

Angle(⑴叫呼:

公海睚4mpipe5mpipb6mpipe4mpipe5mpipe6mpipe

8010°O'69—一22——80

10010°0z6986104222834100

15010。（T—86104—28341S0

20010°O'—86104—2834200

25010°O'—86104—2834250

3001000z一—104——34300

3509°40'——100——35350

4008°20'——86——41400

4507°40'——80—一44450

5006°40'——69—一51500

6005°40'——59——60600

700500，——52一一68700

8004°20'——45一_-79800

900400，一一41—一85900

10003°40'——38—一931000

11003°20'——34■.—一1031100

1200300，一一31—一1141200

14002°40'一—27—一1281400

15002°20'——24—-1471500

1600300，一—31—一1141600

1800300，——31—1141800

2000300，一2631—951142000|

21003。0，一26——95—21005

22003°O'一26一7695—2200

24003°0,20——76"―一24C0

26003°O'20——76一一2600

第三章管道規(guī)劃

3-1總述

在管道線路的調(diào)查和規(guī)劃當(dāng)中的問題主要受管子尺寸和鋪設(shè)位置的影響。當(dāng)管子的

尺寸增大并且當(dāng)管道從郊區(qū)鋪向市區(qū)的時(shí)候，更有必要注意各種細(xì)節(jié)和預(yù)防措施。一般

來說，在選擇任何一條輸水管道的時(shí)候，必須得有一張平面圖和一張剖面圖以及某些其

它細(xì)節(jié)。這些資料應(yīng)顯示出：

1）橫向（水平）距離和縱向（垂直）距離，可以直接測量或者是通過測量站和標(biāo)高

來測量。如果給出了斜距，那么應(yīng)說明。

2）彎頭的位置和其安裝角度，包括橫向和縱向位置（最好是交叉點(diǎn)）；

3）彎頭的度數(shù)，彎曲度數(shù)或曲度半徑，曲線切距或者是根據(jù)明確要求提供外部距離;

4）與三通管或其它各分支管的中心線的交叉點(diǎn)，并從進(jìn)水端標(biāo)明流動(dòng)的方向（左

或右，卜或下）或角度。

-5）M種閥自、泵或管道中其它管件的位置和尺寸；

6）相鄰的或其它相干擾的安裝設(shè)施及構(gòu)造的位置；

7）與地界線、（路）邊線、公路或街道的中心線以及其它一些相關(guān)的必要特征的連

接，以決定道路用地和管道中心線的明顯位置；

8）所有的專用部件的細(xì)節(jié)或說明，以及其它所需信息；

9）所有關(guān)于法蘭的細(xì)節(jié)、尺寸和級別規(guī)定或其它說明；

10）任何影響管子生產(chǎn)或管道安裝步驟的特殊要求。

在選擇管道線路的時(shí)候，有必要對土壤條件進(jìn)行調(diào)查以決定管子外部保護(hù)涂層的要

求、挖溝的步驟、可允許的土壤承載能力，或者是固定錨塊或止推擋墩的設(shè)計(jì)。地下水

位也可能影響管道的設(shè)計(jì)和安裝。當(dāng)要安裝大型輸水管道的時(shí)候，可能需要土鉆。

3-2管道設(shè)施的位置和構(gòu)成

一旦管道的路線選定了，建立了管道的使用條件，重要的事情就是選擇和正確地安

裝各種閥門和其它設(shè)施，以確保管道使用的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

3-2-1放氣閥

排出管道中的空氣是保證管道供水可靠、穩(wěn)定的最重要的因素。

1）放氣閥可以安裝在管道當(dāng)中的最高點(diǎn)，或者是在管道中的兩個(gè)線路閥之間沒有最

高點(diǎn)的情況下，將其安裝在位置較高的線路閥的下面。

這里所說的最高點(diǎn)不是指整條管道當(dāng)中的最高點(diǎn)，而是指局部最高點(diǎn)，例如兩個(gè)閥

門之間的這部分管道、水道橋管或高架管道橋部分。當(dāng)兩個(gè)線路閥之間不存在有最高點(diǎn),

也不存在凹形地段的時(shí)候，如果這兩個(gè)閥門之間的距離比較長，那么我們建議以合適的

間隔距離為基礎(chǔ)安裝放氣閥。

然而，在輔助分配干線上，空氣可以通過管道上的輔助設(shè)施或消防栓來釋放或引入。

如果通過消防栓可以將空氣釋放，那么就沒有必要特別安裝放氣閥了。

2）在直徑為DN400mm或更大的管子上應(yīng)安裝雙孔放氣閥。

對于直徑為2DN800mm的大口徑的管子，從維護(hù)保養(yǎng)的角度來考慮，使用三通管

和DN600mm法蘭支管和法蘭蓋，結(jié)合放氣閥，使用這種方法排氣證明比較方便。對于

直徑小于DN400mm的管子來說，如果考慮排氣通道，我們建議也可使用雙孔放氣閥。

如果管子的直徑特別大，應(yīng)該考慮使用專門的裝置來排除氣體。

3）使用放氣閥，為了便于放氣閥的替換和修理，如必要，還應(yīng)該安裝斷流閥。

4）如果將管子埋設(shè)在地下，還應(yīng)配一個(gè)保護(hù)閥門用的閥門箱。當(dāng)放氣閥的閥門箱被

安裝在地下水位較高的地方的時(shí)候，還應(yīng)安裝具有足夠高度的連接管來保護(hù)放氣閥，使

其不受污水回流的影響?？諝忾y的閥門箱可以使用鋼筋混凝土或鋼筋混凝土墩來制作，

頂部使用鐵蓋板，可以允許修理人員進(jìn)入。安裝閥門箱的時(shí)候，應(yīng)建筑地基，以免使其

與主管道直接接觸。

在寒冷的地區(qū)，閥門箱的覆蓋厚度應(yīng)是壁厚的兩倍，以防止閥門凍結(jié)；并且在閥門

箱當(dāng)中應(yīng)填滿合適的隔離材料。（請參看附錄2）

3-2-2斷流閥

有時(shí)，由于使用當(dāng)中出現(xiàn)問題或由于修理工作、清理排水、連接分支管以及維修等

工作的需要，有必要停止管道當(dāng)中的水流。這時(shí)應(yīng)盡力將受影響的地區(qū)縮小到最小的程

度。因此，必須在管道當(dāng)中安裝足夠數(shù)量和型號的斷流閥，例如，門（閘）閥、蝶形閥

等。

1）在管道當(dāng)中應(yīng)該安裝切斷閥，以便在需要時(shí)操作盡可能少數(shù)目的閥門將受水流截

斷影響的區(qū)域限制到盡可能小的程度。

建議在分支點(diǎn)處安裝兩個(gè)斷流閥，在交叉點(diǎn)處安裝三個(gè)切斷閥，以便使其能夠阻止

每條管道當(dāng)中的水流。對于一條較長的管道，切斷閥應(yīng)安裝在管道當(dāng)中某個(gè)合適的地點(diǎn),

以便能夠停止管道當(dāng)中的部分水流。

2）切斷閥應(yīng)安裝在重要的反虹吸管處、橋處、鐵路交叉點(diǎn)的前后、排氣管處和與配

水管道相連接的連接管上。

3）在高壓點(diǎn)處，應(yīng)該在2DN400mm以上的切斷閥上安裝一個(gè)旁通切斷閥。

當(dāng)閥門的一邊和另一邊壓差較大的時(shí)候，閥門的開、關(guān)操作可能會(huì)比較困難。因此，

我們建議給水頭（水位差）超過40m、管子的直徑超過400mm的切斷閥安裝一個(gè)旁通

閥。在操作主閥之前，應(yīng)該首先使用這個(gè)旁通閥。這樣，在主閥兩側(cè)的壓力就相等了，

主閥的操作也就很容易了。當(dāng)然，旁通閥也可以幫助小規(guī)格的切斷閥控制水流和壓力。

4）應(yīng)該使用閥門箱或閥門室來對閥門進(jìn)行保護(hù)。（請參看附錄2）

3-2-3沖洗裝置

在管道鋪設(shè)完畢之后，要清理掉殘留在管道內(nèi)部的土壤、沙子和石屑，還要清理掉

滯留在管道內(nèi)部的水，這樣就應(yīng)該在管道當(dāng)中安裝一種沖洗裝置。

1）在位置較低的管道地段，應(yīng)安裝管道沖洗裝置。在有河流或河床的地方，如果河

水足夠用來沿著管道排放，如果可能的話，在其臨近地區(qū)安裝一個(gè)沖洗裝置。另外，建

議使用裝配有沖水裝置的試水設(shè)備，以便檢查水的質(zhì)量。

如果沒有充足的排水渠，那么可能需要長距離的排水管道。

排水管道應(yīng)裝配有斷流閥。主管道也應(yīng)裝配有斷流閥。

斷流閥的安裝有兩種系統(tǒng)：1）安裝兩個(gè)閥門，在沖洗裝置的每一側(cè)各有一個(gè)；2）

安裝兩個(gè)沖洗裝置，在干道上的斷流閥兩側(cè)各有一個(gè)。

2）排水管的標(biāo)準(zhǔn)尺寸是主要管道尺寸的1/3到l/6o如果有可能將水排到現(xiàn)有的河

道當(dāng)中，那么可以擴(kuò)大排水管的尺寸。

3）當(dāng)出水裝置的水面位置高于主管道底部的時(shí)候，如果有必要，應(yīng)在排水管和出水

口之間配裝一個(gè)排水箱。

排水管的出口位置應(yīng)高于排水渠中的最高水位，以防止排出的水回流。當(dāng)排水渠中

的水面位置高于主管道的底部的時(shí)候，如果只簡單要求排出清理用水，那么，可以將排

水管的位置設(shè)計(jì)得比排水渠的水面位置高一點(diǎn)。如果要排空管道，應(yīng)設(shè)計(jì)一種增壓排放

的方法，在通向排放出口的路上提供一個(gè)集水坑。

4）要絕對保護(hù)好排放出口附近的護(hù)坡，以防止其受到排放水的沖刷和破壞。

如果擔(dān)心排放出口附近地區(qū)受到大量的排放水的沖刷和破壞，那么，應(yīng)該使用混凝

土結(jié)構(gòu)、礫石等進(jìn)行保護(hù)。如果只是臨時(shí)性的保護(hù)，應(yīng)該使用鋼板樁、木排等。還有一

種保護(hù)方法，就是集水坑采用鋼筋混凝土來構(gòu)筑。這樣，從沖洗管道中排出的水沖擊到

墻壁上，抑制了水力。在這種情況下，應(yīng)將溢流出口的寬度擴(kuò)大到最大的程度，以便減

小流率。

為了安全起見，建議在出水裝置的周圍構(gòu)筑圍墻。

(B)

3-2-4減壓閥和安全閥

1）在壓力不同的兩個(gè)使用區(qū)之間連接管道的時(shí)候，必須裝配減壓閥，這樣，在輸水

系統(tǒng)的使用和維修當(dāng)中就不會(huì)出現(xiàn)由于剩余壓力而引起的問題，輸水系統(tǒng)中的壓力也不

會(huì)超過允許的最大壓力。

2）在泵的出口處和容易出現(xiàn)水錘現(xiàn)象的地方也應(yīng)安裝減壓閥。然而，在有其它壓力

控制裝置（例如，壓力箱等）的地方就不需要安裝減壓閥了。

3-2-5消防栓

1）消防栓應(yīng)安裝在便于消防活動(dòng)的地方，例如街道交叉路口的支管上等，特別是在

配水管密集區(qū)和集水區(qū)。

除了這些位置以外，應(yīng)依據(jù)街道或公路旁的房屋和各種建筑物的位置，按一定的問

隔配裝消防栓。

2）在DN150mm及其以上的管子上應(yīng)安裝單噴嘴的消防栓；在DN300mm及其以上

的管子上應(yīng)安裝雙噴嘴的消防栓。然而，如果管道網(wǎng)絡(luò)有足夠的能力，或者是當(dāng)水壓較

高時(shí)，或者是當(dāng)臨近地區(qū)安裝有大管徑的管子，并且可以提供滿意的消防用水時(shí)，那么，

即使是在小于DN150mm的管子上也可以使用雙噴嘴的消防栓。考慮到維修的需要，包

括切斷水流進(jìn)行修理等，應(yīng)給消防栓配裝一個(gè)補(bǔ)充閥。

3）在多雪的地區(qū)，如果不是交通被中斷，應(yīng)該使用防凍、表面式的消防栓?；蛘咴?/p>

這種情況下，為了防止凍結(jié)，應(yīng)該使用非凍結(jié)式的消防栓。如果采用地下式的消防栓，

那么必須設(shè)計(jì)一個(gè)帶有雙層蓋的消防栓保護(hù)箱，或者是在保護(hù)箱當(dāng)中填滿隔離材料。

3-2-6流量計(jì)和壓力表

1）建議在管道的起始點(diǎn)處安裝一個(gè)流量計(jì)，以測量水量。所用的流量計(jì)應(yīng)該能夠測

量和記錄正常、最大和最小水量。

2）流量計(jì)應(yīng)該配有指示、累計(jì)和記錄裝置。

3）為了有效、經(jīng)濟(jì)地使用管道系統(tǒng)，建議在管道使用區(qū)的一些合適的地方安裝可以

自動(dòng)記錄的壓力表和流量計(jì)。

3-2-7人孔

對于2DN800mm的管道，考慮到檢查管子內(nèi)部情況和維修的需要，應(yīng)配置人孔。

在易于出現(xiàn)問題的地區(qū)，例如在水道橋、反虹吸管處及線路閥處等，在有明顯的地

形或地理變動(dòng)的地區(qū)，以及在其它要求提供有人孔的地區(qū)，都應(yīng)配有人孔。另外，在土

壤覆蓋層厚，從管子的外部進(jìn)行檢查和修理很困難的地區(qū)，也有必要配人孔。

一般來說，人孔的尺寸應(yīng)為600mm,并用一塊盲板封住，通常與空氣閥裝置連接到

,起。很可能在人孔中充滿有毒的氣體或缺乏氧氣，因此，在進(jìn)入檢修孔之前，必須使

用檢測器檢測一下。

第四章管徑的選擇

4T總述

--條管道所輸送的水量取決于下列因素：

1）在源頭處，即在泵或蓄水池處的水頭；

2）源頭和排水點(diǎn)處的高度差；

3）管道的直徑；

4）由管子引起的摩阻損失；

5）由管件（彎頭、三通管、漸縮管等）引起的摩阻損失;

6）由閥門等引起的摩阻損失；

因此，管徑的選擇以水頭損失為基礎(chǔ)。

4-2水頭損失的計(jì)算

一條管道的水頭損失可以表示為內(nèi)徑和管道長度以及管道中的流速的函數(shù)，用公式

表示如下：

式中，h：水頭損失（m）

L：管道長度（m）

D：管道直徑（m）

V：流速（m/sec）

g：重力加速度（m/sec2）

f：水頭損失系數(shù)

系數(shù)“f”是流速、所輸送的液體和管道的特性（管子的直徑和表面條件）的函數(shù)。

有許多公式可以計(jì)算系數(shù)“f”。然而，在輸水管道中，主要使用下列兩個(gè)公式，即：哈

森-威廉母斯（Hazen-WiHiams）公式和考爾布魯克-懷特（Colebrook-White）公式。

4-2-1哈森-威廉母斯（Hazen-Williams）公式

V=0.35464CH-D0831°54

Q=0.27853CH-D263-1054

I=10.666CH-KD-P.QLSS

式中，CH：與管子條件相關(guān)的系數(shù)

對于襯有水泥沙漿內(nèi)襯的球鐵管來說，C“值可以使用150；然而，在用

于設(shè)計(jì)目的的時(shí)候，建議G值使用130,其中包括由于管件、閥門和其它裝

置而引起的損失，加上容差。

1：水力梯度（管道單位水頭損失）=h/L

使用哈森-威廉母斯（Hazen-Williams）公式的計(jì)算圖表如圖4T、4-2所示。

施易計(jì)等表(夜用哈森-成房新公九口”15C)

Flowcalculationchart(ByHazen-Williams,CH=150)

10C000

90000

80°0070000

60000---------

40000

30000

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9000~222

7000.5522

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0.20.30.40.7|Lt1.023456789102030405070|9q

0.80.9、6080100

H猛矚V)

流者葉里圖表依甲哈森-威融伊仁CH-。)

Flowcalculationchart(byHazen-Williams,CH=130)Fig.4-2

DN2600

iodooo0N2400

DN2200

60000DN2000

50000DN1800

40000DN1600

30000DN1500

DN1400

20000

DN1100

QQQQJUUUUDN1000

DN900

7。。。勰

DN800

4000DN700

3000

DN600

2000

DN500