【干货】给排水超强总结（五）

愿你走出半生，归来仍是少年

七、污水泵站设计

（一）、水泵的选择

1．泵站设计流量的确定

城市的用水量是不均匀的，因而排人管道的污水流量也是不均匀的。排水泵站的设计流量一般均按最高日最高时污水流量决定。一般小型排水泵站(最高日污水量在5000m3以下)，设1-2套机组；大型排水泵站(最高日污水量超过15000m3)设3-4套机组。

2．泵站扬程的确定

泵站扬程可按下式计算：

H=Hss+Hsd+∑hs+∑hd(m)(7—1)

式中Hss——吸水地形高度，m，为集水池内最低水位与水泵轴线之高差；

Hsd——压水地形高度，m，为水泵轴线与输水最高点(即压水管出口处)之高差；

∑hs，∑hd——污水通过吸水管路和压水管路中的水头损失(包括沿程损失和局部损失)。

由于污水泵站一般扬程较低，局部损失占总损失比重较大，所以不可忽略不计。考虑到污水泵在使用过程中因效率下降和管道中因阻力增加而增加的能量损失，在确定水泵扬程时，可增大1-2m安全扬程。

3．选泵应注意的问题

(1)因为水泵在运行过程中，集水池中水位是变化的，因此所选水泵在这个变化范围内应处于高效段，当泵站内的水泵超过两台时，在选择水泵时应注意不但在并联运行时，而且在单泵运行时都应处于高效段内；

(2)为提高水泵的使用范围，每台水泵的流量最好相当于1／2～1／3的设计流量，并且以采用同型号的水泵为最好；

(3)从适应流量的变化和节约电能角度考虑，采用大小搭配较为合适的型号可适应更广泛的来水量。若选用两台不同型号的水泵，则小泵的出水量不应小于大泵出水量的一半；若选用一大两台水泵，则小泵的出水量不小于大泵出水量的]／3；

(4)大流量的排水泵站可选择轴流泵，一般泵站选择离心污水泵，泵房不太深的情况可选择PWF耐腐蚀污水泵、ZW高效无堵塞自吸排污泵；

(5)工业排水泵站的来水中往往含有酸性、碱性或其他腐蚀性物质，因此，应选择耐腐蚀性能好的污水泵；

(6)泵站经常工作水泵不多于四台，且为同一型号时，只需在管路中设置一套备用机组；若超过四台，除安装在管路上的一套备用机组外，还应在仓库中备用一套。

（二）、集水池设计

1．集水池形式

污水泵站集水池的形式有圆形、半圆形和矩形等多种形式，上口宜采用敞开式，周围加栏杆或短墙，上加顶棚，设梁勾或滑车，以满足吊泥或栅渣的要求。

2．集水池布置原则

集水池的布置，应考虑改善水泵吸水的水力条件，减少滞流和涡流，以保证水泵正常运行。布置时应注意以下几点。

(1)泵的吸水管或叶轮应有足够的淹水深度，防止空气吸入或形成涡流时吸入空气。

(2)水泵的吸入喇叭口应与池底保持所要求的距离。

(3)水流应均匀顺畅无漩涡地流近水泵吸水管口。每台水泵进水水流条件基本相同，水流不要突然扩大或改变方向。

(4)集水池进口流速和水泵吸入口处的流速尽可能缓慢。

污水泵房的集水池前应设置闸门或闸槽，以在集水池清洗或水泵检修时使用。

3．集水池容积

集水池的容积与进入泵站的流量变化情况、水泵的型号、工作台数及其工作制度、泵站操作性质、启动时间等有关。在满足安装格栅和吸水管的要求，保证水泵工作时的水力条件及能够及时将流入的污水抽走的前提下，集水池应尽量小些。

自动控制污水泵站泵站为一级工作：w=Q0/4

泵站分两级工作：w=(Q2-Q1)/4

式中，W为集水池容积，m3；Q0为泵站一级工作时的出水量，m3／h；Q1，Q2为泵站二级工作时，一级与二级工作水泵的出水量，m3／h；n为水泵每小时的启动次数，一般取n=6

4．集水池的内部标高的确定

(1)对于小型泵站，集水池中最高水位取进水管渠渠底标高；

(2)对于大、中型泵站，最高水位取进水管渠计算水位标高；

(3)集水池的有效水深，从最高水位到最低水位，一般取1.5～2．0，池底坡度为i=0．1～0.2倾向集水坑；

(4)集水坑的大小应保证水泵有良好的吸水条件，吸水管的喇叭口放在集水坑内，一般朝下安设，其下缘在集水池中最低水位以下0.4m，离坑底的距离不小于喇叭口进口直径的0.8倍，吸水管喇叭口边缘距离池壁不小于喇叭口进口直径的0.75～1.0倍，在同一吸水坑中安装几根喇叭口时，吸水喇叭口之间的距离不小于喇叭口进口直径的1.5～2.0倍。

泵房(机器间)的布置

1．机组布置

污水泵站中机组台数一般不超过3～4台；

为了满足安全防护和便于机组检修，泵站内主要机组的布置和通道宽度，应符合下列再求．

(1)相邻两机组间的净距：当电动机容量小于等于55kW时，不得小于0.8m；电动机容量大于55kW时，不得小于1.2m。

(2)无吊车起重设备的泵房，一般在每个机组的一侧应有比机组宽度大0.5m的通道，但不得小于第一条规定。

(3)相邻两机组突出基础部分的间距和机组突出部分与墙壁的间距，以及泵房主要通道的宽度与给水泵房要求相同。

(4)在有桥式起重设备的泵房内，应有吊运设备的通道。

(5)当需要在泵房内就地检修时，应留有检修设备的位置，其面积应根据最大设备(部件)的外形尺寸确定，并在周围设置宽度不小于0.7m的通道。

2．管道布置

(1)吸水管路布置每台水泵应设置一条单独的吸水管。这样不但可以改善水泵的吸水条件，而且还可以减少管道堵塞的可能性。

吸水管的流速一般采用l．0～1.5m／s，不得低于0.7m／s。当吸水管较短时，流速面适当提高。

吸水管进口端应装设喇叭口，其直径为吸水管直径的1.3～1.5倍。吸水管路在集水池中的位置和各部分之间的距离要求，可参照给水泵站中有关规定。

当排水泵房设计成自灌式时，在吸水管上应设有闸阀(轴流泵除外)，以方便检修。非自灌式工作的水泵，采用真空泵引水，不允许在吸水管口上装设底阀。因底阀极易被堵塞，影响水泵启动，而且增加吸水管阻力。

(2)压水管路布置压水管流速一般为1.0～2.5m／s。当两台或两台以上水泵合用一条压水管时，如果仅一台水泵工作，其流速也不得小于0．7m／s，以免管内产生沉积。单台水泵的出水管接人压水于管时，不得白干管底部接入，以免停泵时，杂质在此处沉积。

当两台及两台以上水泵合用一条出水管时，每台水泵的出水管上应设置闸阀，并且在闸阀与水泵之间设止回阀；如采用单独出水管口，并且为自由出流时，一般可不设止回阀和闸阀。

3．管道敷设

泵站内管道一般采用明装。吸水管一般置于地面上。压水管多采用架空安装，沿墙设在托架上。管道不允许在电气设备的上面通过，不得妨碍站内交通、设备吊装和检修，通行处的地面距管底不宜小于2.0m，管道应稳固。泵房内地面敷设管道时，应根据需要设置跨越设施。

泵站内部标高的确定

自灌式泵站集水池底板与机器间底板标高基本一致，水泵轴线标高可由喇叭口标高及吸水管上配件尺寸推算来确定。

对于非自灌式泵站，由于利用了水泵的真空吸上高度，机器间底板标高通常高于集水池底板标高，水泵轴线标高可根据水泵允许吸上真空高度和当地条件确定；水泵基础标高则由水泵轴线标高推算，进而可以确定机器间地板标高。机器间上层平台标高通常应比室外地坪高出0.5m。

八、雨水泵站设计

设计雨水管渠时，应尽可能重力排除雨水，但在平原地区，因地势平坦，雨水管渠起点距河道较远，管渠埋深较大，施工困难，雨水排出口管渠的水位较洪水水位低，或受海潮影响，不得不修建雨水泵站。

雨水泵站设计的好坏对泵站今后长期正常运转起着决定性的关键作用，且雨水泵站的设计比较复杂，其投资在整个雨水工程中所占的比例较大。如果设计不合理，所造成的浪费是无法补救的。上海、天津、武汉及东北等地的雨水泵站在排涝中都发挥了很大的作用。如1998年7月21日武汉普降暴雨，在短短的12h内，武汉降雨量达283mm，汉阳地区达438mm，某些地区积水深达1~2m，又遇长江洪水，54个雨水泵站全面启动，排除积水，保证了城市正常的生产和生活。

现根据对雨水泵站的调查，提出雨水泵站设计的几点看法：

1设计资料收集

在我国，工厂雨水泵站及排出管的位置可以设在厂区内，也可以设在厂区外。市政雨水泵站位置应根据市政规划及设计需要而定。在雨水泵站及排出管的位置确定后，以1500或11000的比例测量厂站的地形，并提出钻探深度及征地要求。其测量范围应根据泵站及附属构筑物所需占地面积的大小而定，一般不宜小于泵站面积的四倍。而对雨水管及泵站排出管的测量范围可以采用沿管道中心线两侧各20~30m。

雨水泵站设计前还应注意的另两个主要因素是：准确的设计计算降雨强度；雨水排出口处的河、渠水文资料的可靠性、准确性。否则整个设计将建立在不可靠的基础上，从而造成浪费。如某国外设计单位对洛阳涧河及洛河的水文地质资料了解不深入、不准确，该雨水泵站建成四十多年以来从未使用过，雨水一直从岔道排走，造成了不应有的浪费。

2工艺流程

目前我国工厂及城市雨水泵站流程一般都采用以下方式：

雨水干管格栅间进水管雨水调节池雨水泵站水泵压力出水管出流井(或缓冲池)排水管(渠)出口翼墙(有时还设有防洪阀门)水渠河流或海洋。

以上流程并不是一成不变的，可以根据每个地区的具体情况合并或减少。如格栅间、雨水调节池均可设在雨水泵站内，合并成一个构筑物。如遇高潮位及洪水位时，可设计成岔道，当中低潮位(中低洪水位)时自流排入水体，而在高潮位(高洪水位)时，用水泵将雨水排入水体。一般雨水泵站的平面布置比较紧凑，排水量大，故多采用轴流泵。这样一来，设置格栅时，除了要考虑便于清理外，还应使进水稳定，不要造成漩涡，保证水泵在高效段运行稳定。

3雨水量的计算

雨水量的计算要求准确，过大会造成浪费，过小会造成事故。如北京东郊某厂，由于设计计算降雨强度偏低，造成13000m2的厂房被淹，积水深达0.3m使该厂全面停产。雨水泵站的设计水量应和全厂或城市雨水管网的设计同时进行，必要时应考虑发展，设计时，除了根据厂区及城市雨水排水总干管的设计流量来进行设计外，还应用全部管网处于压力流时的流量来校对。同时应考虑以下因素：

(1)厂区或城市的地形及厂区或城市是否允许短时间内积水。

(2)降雨量是变量，雨水量波动较大，设计时应考虑初雨、小雨、中雨及暴雨的雨水水量的排除。

(3)厂区或城市雨水管网中都有一定数量被污染的废水排入。如排入的生产废水量不超过雨水量的8%，设计时可不考虑。如大于雨水量的10%，设计流量则应包括该流量。

4雨水泵的选择

国内大、中型雨水泵站，大多选择轴流泵。据了解，上海地区雨水泵站多年运转情况是，泵站中雨水泵的运转时间一般为1h左右，最长时间也不超过3天，而一年内水泵仅在雨季运转，故一般不考虑经常电费。但必须保证所选用的每台水泵在任何情况下都能及时运转，在地面不积水的原则下，水泵运转时间宜长。为了适应雨量变化的要求，雨水泵宜选择多台大、中或中、小型水泵组合，建议采用设计雨水量的1/2、1/3及1/4的组合。其中两台或一台小泵宜选用无极变速电机或可调整叶片的轴流泵，使水泵可以利用电机变速或调整叶轮角度来调整水量，以便减少水泵台数，使水泵使用率提高，运转灵活，并可节约投资。据不完全统计，目前我国雨水泵站设计的雨水量一般均在0.7~7.5m3/s之间，超过100m3/s的特大泵站并不多。故建议雨水泵站的最大设计流量不要超过100m3/s。由于雨水泵流量大、功率高，故雨水泵站(包括土建及配套电器和设备、道路等)的一次投资高。建议所选用的雨水泵不得少于2台，也不宜多于5台。当雨水泵的流量确定后，还要确定水泵的扬程。每台泵单独运转时，有一定的启止水位。如需另一台泵参加运转时，则另有启止水位。雨水泵的启动及停止一般是按积水深度来确定的。故第一台水泵及第二台水泵之间应有不同的启止水位，但启动及停止水位差不宜过大，通常在0.3~0.6m之间。雨水泵扬程应根据水泵第一次启动水位与压力出水管标高差再加上所需的自由水头和局部阻力来确定，并应用水泵停止水位来复核。

如果降雨历时短而雨水径流量集中，这时雨水管内易形成压力流，那么所选雨水泵的台数宜少，泵的流量大，否则，所选雨水泵的台数宜多一些。单台雨水泵的流量宜小一些。在选择雨水泵的数量时，除了按设计流量考虑外，尚需考虑初雨及非暴雨的雨量的排除。水泵宜选用同一型号。当水量变化较大时，应考虑水泵大小搭配，但型号不宜过多，或采用可调速电机。不设备用泵。当有条件设置一定容

量的雨水调节池时，可适当减少水泵数量。

在一般情况下，雨水泵站是和雨水管网同时设计。如不考虑厂区发展，雨水泵也同样不考虑远期发展。如考虑将来的发展，雨水量将要增加。这时，雨水调节池和雨水泵站应按远期设计，雨水泵机组则按近期雨水量配置。

5雨水泵站设计

雨水泵站应根据选用水泵的型号及规格，设计成干室淹设式。如水泵台数为3台及3台以下，应采用圆形，如水泵台数超过3台，则宜采用矩形。

水泵站内集水池的有效容量的计算应从全部水泵中的最低启动水位计算到所有水泵中的最高停止水位。但不得小于全部水泵1分钟的流量。如有生产废水排入雨水泵站，则集水池内应考虑防腐措施。电机间的标高应高于最高水位0.5m以上。集水池底标高根据水泵样本和吸水喇叭口的要求确定。

水泵压力出流管在穿墙时应水平设置，并予埋套管，同时考虑减小转动轴不平稳而产生的应力。应采用柔性接头。水泵间除考虑水泵的布置外，还应考虑设置小泵排水，检修场地。

九、管线迁改流程

复核设计数量，进行现场踏勘。

在项目进场后，首先分专业根据设计院提供的工程量清单进行现场踏勘核实，在线路调查过程中，要做好详细记录，对增减数量做好记录，为今后上报业主及监理核实做好准备。本工区根据项目工程特点拟分为三个专业小组：即临电及电力迁改小组，通信迁改小组，管道迁改小组。

土建单位在施工现场标注铁路红线及桥墩承台位置，现场具迁改条件。

在做好现场调查，核对好工程数量后，通知线下土建单位在图纸到位后在现场准确测量铁路红线及桥墩承台位置，做好现场的标记，现场有树木及其它障碍物时，也要及时清理，现场具备迁改条件。

接到土建单位迁改通知后，与产权单位或其指定的施工队伍踏勘现场，根据铁路红线及桥墩承台位置制定迁改方案。

土建单位在现场具备迁改条件后，会通知我工区主管人员，小组主管人员在接到通知后与产权单位或其指定的施工队伍到现场制定方案。现场方案的制定要在符合产权单位迁改规范要求的前提下，本着最优化、最经济，迁改时间最短的原则；这样能够节省迁改费用，提高工作效率，确保迁改进度，又能最大限度的减少因为管线迁改带来的停电、停气等诸多不利影响，为实现路地共建，创建和谐社会尽份力量。

如果某些管线的迁改，如自来水管道，天然气管道等，因为在红线范围内迁改满足不了施工需要，要涉及到规划，须上报规划局审批，并由规划局给出管线规划位置后再做施工方案。

产权单位或迁改施工队伍根据双方确定的迁改方案编制迁改预算。

根据以往的施工经验，施工队伍的选择有以下几种情况：一是由产权单位的相关负责人直接到现场制定方案，包括今后的预算审核，合同签定，迁改施工，费用结算都由产权单位负责。二是由产权单位指定一家施工队伍与我工区配合迁改施工，其中现场制定方案，包括今后的预算审核，合同签定及施工，结算都由这家施工队伍负责。三是产权单位的相关负责人指定的施工队伍，今后相关工作由该施工队伍处理。

迁改预算的编制应符合现场实际，工程量双方严格控制，取费标准应取得双方同意。

审核迁改预算，与产权单位或迁改施工队伍确定迁改费用。产权单位或迁改施工队伍在做好预算后，须及时交我工区专业小组主管人员审核。预算的审核要认真仔细，对工程量，材料单价等严格核实把关，去除不该有的费用，切实降低成本。在审核完后与产权单位或迁改施工队伍沟通，在双方都认可的情况下最终确定迁改费用。

结合工期，费用，安全、质量等方面的具体要求双方签定迁改协议。

在确定迁改费用后，双方须签定管线迁改协议，由于是产权单位或其指定的队伍施工，我工区不直接迁改，竣工后的管线产权归属原单位。所以在协议中须对迁改工程的工期，费用要认真把关；对于安全，质量等方面进行严格界定，进行风险的合理转嫁，但无论采取哪种方式，都应对整个迁改实施过程进行全面的督促。

按协议要求实施迁改。

双方签定迁改协议后，施工队伍即可实施迁改。在迁改过程中，我工区的各专业小组管理人员要及时到现场检查，协调迁改队伍与线下土建单位的关系，对互相干扰大的地方要派人进行对接，联系。迁改过程要强调一个快字，要尽快将影响土建施工的管线迁改出施工范围，确保线下工作的顺利进行。

如果在施工过程中出现特殊情况，如土建设计变更，或因百姓阻拦需调整迁改路由，要增加或减少费用的，双方可协商签定补充协议。

迁改完成后，现场确认是否迁改出土建施工范围，是否影响施工，监理签字确认。管线产权单位也进行签字确认，管线产权移交给所属单位。

按照惯例，在迁改完成后，应通知土建单位，监理，产权单位的负责人到现场确认，在确认管线已迁改出土建施工范围，不影响铁路施工后，监理，产权单位负责人签字确认，同时把管线产权移交给原单位。

符合迁改要求后，按协议要求支付迁改费用，双方办理结算手续，迁改完成。

迁改完成符合要求后，我工区在规定的时间内与产权单位或迁改施工队伍进行迁改费用的结算，双方办理结算手续及相关资料的移交，双方须保证结算手续的规范及合法。

十、管道穿越障碍物的方法

城市排水管道一般都是D400mm以上的重力流管道，根据规划及相关的标准、规范要求，市政管线建设一般遵循着小管让大管，有压让无压的原则进行设计与施工，这意味着排水管道施工时城市排水管道一般都是D400mm以上的重力流管道，根据规划及相关的标准、规范要求，市政管线建设一般遵循着“小管让大管，有压让无压”的原则进行设计与施工，这意味着排水管道施工时，其它管线都应该对它进行避让。

《室外排水设计规范》中除了对排水管穿越河涌进行倒虹设计有条款说明外，也没有就排水管穿越其它类型障碍物进行设计条款说明。并且排水管道在施工时对其它管线进行被动的避让也已成为一个不争的事实。这种情况的出现主要有以下原因，当前城市地下管线错综复杂，设计时难以周全考虑地下各管线标高、位置对排水管的影响与实施，导致设计标高与其它管线冲突；在排水管道改造工程中，由于产权归属不同部门，先施工的管线很难全部避让后施工的排水管道；现场条件无法满足其它管线对排水管道进行避让，或者需要更高的造价。所以对排水管道进行设计与施工时，就应主动地、周全地考虑各种避让措施，对相应的养护、清疏要求进行说明。在我省城区排水改造工程中，排水管道穿越障碍物一般采用以下四种方法。

1管井合用

管井合用就是将原有障碍物保留在检查井内，将检查井改建后使得井内有充足过水断面满足排水要求，同时井内空间必须满足养护、清疏要求。例如，牡丹江市平安街排水改造工程施工时，开始认为平安桥的桥墩侵入到排水渠箱内缩小了过水断面，但根据这个思路经几次整改后效果均不理想。后来对排水系统及地形进行再次勘测，发现该排水系统中间一个检查井内有一条500mm的自来水管穿过导致上游排水不畅，经常水淹过膝。通过对上游管道的水力条件及现场施工条件勘测后，决定保留该自来水管在检查井内，将圆形检查井改建成方形沉砂井，实施后效果明显，水浸街问题得到根治。

2分级跌水

分级跌水充分利用地面坡度，将相应的排水井段进行跌水，通过调整排水管道的流水坡度，使得排水管道有效的避开障碍物。在绥芬河长江路改造工程设计时，考虑到该路段路面呈“V”字形，路面纵坡介于1％～2％，水浸点、出水均位于最低点，所以排水管道(D600mm)布置时，采用较大的坡度及少量跌水井。施工前明开挖深管显示，排水管道设计水位标高与一条d150mm煤气管、一条d300mm自来水管及一条d500mm自来水管正交，后设计调整为管道坡度均采用3％，通过加大跌水深度使管道从障碍物下面穿过，减少跌水深度使管道从障碍物上面通过，覆土不足部分采用C20混凝土包封处理，使得调整后的排水管道有效地避开煤气、自来水管道。

3倒虹

倒虹就是局部降低排水管道使之从障碍物下面穿过，倒虹管两端设置检查井、沉砂井与原管连接，整个穿越障碍物的排水管呈“U”字形。根据雨水、污水管的设计、施工及养护条件不同，通用采用以下单管或多管形式进行倒虹处理。

3.1单管倒虹

单管倒虹就是设计一根倒虹管从障碍物的下面穿过，此类工程在污水管道与河涌正交时应用最多。由于此类倒虹管设置的特点是深度较深，长度较长且沿线不设置沉砂井，管道上面没有条件加设溢流管，所以污水倒虹管道最易堵塞，难以清疏。在污水管道设计时，建议最好不设倒虹管，而对于雨水管道，由于在障碍物上面可以增设一根溢流管，使得排水管道不易堵塞且可以得到及时的清疏。

3.2多管倒虹

多管倒虹就是设两根及以上的倒虹管，在保证过水断面的前下，通过增加横向面积达到减少下沉的深度的目的。大管径的排水管与障碍物正交时，为避免排水管道下沉过多，通常将该排水管换成等流量的两根(或以上)较小管径的排水管穿越障碍物。在黑龙江省绥芬河市污水主管线新建工程中，排水管道从保税区至污水处理厂排水管线沿线长度9KM，其中三次穿越河流，并且地质勘察报告显示地表一米一下基本皆为岩石，为了减少管道埋深及污水处理厂的将来运营费用，三条排水管道过河段采用两条D1500mm的管道代替D2000mm的主管道，两端分别设矩形沉泥检查井和冲洗检查井，有效的减少埋设深度和工程造价，效果非常理想。

4改变过水断面形式

过水断面改变就是保持流水位不变，通过断面形式的改变来避让障碍物。这种方法一般适用于较大管径的排水管或渠箱与障碍物相交。例如牡丹江光华街排水改造工程设计时，排水渠箱的断面为BxH=2000x2000mm，在东四条路路口有一条800mm自来水管侵入渠箱内500mm，为保护该自来水管，施工时将该渠箱的断面BxH=3000x1500mm，水流水位不变，实施后效果理想。

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