寒冷地区污水管道浅埋
- 1. 寒冷地区污水管道浅埋 给排水科学与工程 学号： 学生： 指导老师：
- 2. 寒冷地区污水管道浅埋1背景2主要原因3经济效益4总结
- 3. 背景我国是一个受季风影响的国家，有大面积的寒冷地区，冻结深度>0.5m的季节性冻土面积可达68.6%，即我国有2/3左右的季节性冻土区，主要分布在华北、西北和东北广大地区。这些地区敷设的污水管道一般埋设较深，给工程实施带来了许多困难。 我国现行的室外排水设计规范规定：“无保温的生活污水管道或水温与它接近的工业污水管道，官底可埋设在冰冻线以上0.15m。”
- 4. 季节性冻土的阶段“冻土”是指温度等于或低于零度,且含有冰的各类土,是污水管道主要接触的介质季节性冻土呈周期性,与大气圈的整个热交换过程有关系。每年秋冬季,当负气温开始出现,从土的表层随着时间的推移,逐步向深层冰冻。到初春季节,气温回转为正值时,地表温度开始回升,冻层继续向下伸延,此时产生最大冻深,同时土层中的温度亦逐渐回升。每年的1、2月份是地温值最低的月份。 从地表温度出现负温到地表温度变为正温止,称为季节性冻土的第一阶段 从地表正温开始到季节性冻土层全部变为正温止,即完成了第二阶段。
- 5. 以哈尔滨为例 因地区不同,影响因素的不一致,其发生的时间亦是不同的。哈尔滨约在每年10月末、11月初开始负温,到第二年的五月末、六月初全部地层才为正温。其地层的最低温度在1~2月间,最大冻深在2月末或3月初,冻害的出现多在迟后的一般时间,也即3~4月。
- 6. 一是管内流动的污水不被冰冻; 二是管道在冰冻土层中不被土壤冻胀所破坏。 主要原因
- 7. 污水在管内流动是否被冻结 敷设在冻土中的污水管道,通过周围介质不断的散热,当污水温度降至冰点以下时,管壁就要挂冰,缩小通流断面,逐渐使管道形成冰塞构成冻害。但流动污水有一定的温度,如地面水源的生活污水最低也可达2~3C,地下水源的生活污水最低可达到6~8C。冬季最不利条件下,流动78m.温降也只有1~2C,既使污水温度降至0℃时,管内水的流动仍然是正常的。污水中含有大量的无机、有机杂质,含盐量大,因此,其冰点很低,加之重力流的污水管道沿途不断的入流也会使管内的温度得到补偿。综上所述,污水在管内流动被冻结的可能性极小,大量的经验及实验研究都可以说明这一点。
- 8. 冻融的变化对管道输水能力影响季节性冻土在冻结时,由于土中水份逐渐结成冰,使土体积膨胀而产生内应力。设置在该土层中的一切构筑物、都会受到冻胀内应力的作用,管道会向上抬起使接口折裂,产生漏水。当冻土融化后,管道又会回陷,也同样对接口产生破坏。土层冻胀强度的大小,其影响因素很多,土中水分条件、土温状况、土颗粒成分、冻结速度、土层最大冻结深度等等,因此,很难准确地确定那种深度的冻胀强度最大。在实际中只能依据一些冻土研究的成果,粗略考虑一些可行的办法,根据不同的土壤、含水率、温度情况,参照冻土地基分类,指导确定本地区的管道敷设深度。从实际运行的情况看,很少有人提出冻胀酸坏接口现象,认为冻胀对管道破坏不大。其原因是重力流的管道接口出现一些裂纹不易发觉;冻融的变化对管道输水能力影响不大。
- 9. 冻土对管道的破坏性 通过实验,季节性冻土中的污水管外,有一个变化的冻融圈,土壤温度较高,冻融圈就大,反之则小,冻融圈能形成一个较大断面的塑性体,对土壤的冻胀会产生缓冲作用,该圈半径越大,越有利。根据专家研究季节性冻土层的地表到临界冻深层会形成一块板状的冻体结构,对临界冻深层以下至最大冻深层内的冻胀内应力有一定的抑制作用,污水管道基本敷设在这一土层中,因此,对管道的破坏性减少。
- 10. 03 经 济 效 益
- 11. 小污水管道实施浅埋可获得较大的经济效益,尤其在地下水位高、上质条件差、冰冻深度大的地区更是如此。如齐齐哈尔市1982年施工的排水工程,将该工程中的2500m管道管底普遍提高0.6m,就节约了施工降水、土方、板桩费用近20万元。又如黑龙江省庆安县,冰冻深度为2.06m,最高地下水位0.8~1.2m,该县新设计的排水管道工程的定额直接费用约810万元,其中土方工程为136万元;施工井点排水为221万元;板桩工程为110万元。按浅埋技术的要求,将埋深提高0.6m,既可节省土方工程15%,施工排水工程10%,总计节省工程直接费约55万元。
- 12. 04 总结
- 13. 1,寒冷地区季节性冻土中,无保温污水管道可以浅埋,只要管内有0.25L/S的流量,管内的污水是不会被冻结的。2.本研究提出了我国污水管道浅埋的理论根据,现行“室外排水工程规范”规定的冰冻埋深的条款,应当重新修订;在季节性冻土中,污水管外壤温度在-4~-5C时,管内污水的流动是安全的。
- 14. 3.应根据当地的地温分布曲线确定污水管道的埋设深度;也可根据当地气象部门观测的0.4m处地温值及最大冻深值4.推荐污水管道的最小埋深,应根据当地的养护经验采用。无养护资料时,管底埋深可采用0.6Hm(0.6倍的最大冻深值)。在车行道下管顶最小复土厚度不得<0.7m。5.使用传热学热流量理论公式(1)计算污水流动温降是可行的。但对于流量<3L/S时,其温降△C按(2)式求算,计算结果与实测数据相符合。
- 15. 更多资讯 《寒冷地区污水管道浅埋》曲瑞祥 孟昭鲁6.季节性冻土中的污水管道在设计施工中,要依据当地的情况,参照“地基土冻胀性分类”,合理地确定污水管道的浅埋深度,如属皿、Ⅳ类土壤,可考虑适当增加埋深。7.污水管道实施浅埋,有较大经济效益,特别是冻深大、地下水位高、地质情况复杂的城市,其经济效益是显著的,一般可节约工程费用15~20%左右。
- 16. 谢 谢 请大家批评指正
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