Устройство сетей и сооружений на них

Трубы и арматура. В современной практике строительства напор­ных водопроводов применяются пластмассовые, чугунные, стальные, асбе-стоцементные, бетонные, железобетонные, стеклянные и другие трубы.

Для безнапорных водопроводных сетей применяются бетонные и железо­бетонные трубы, открытые каналы из бетона, железобетона, дерева, кана­лы с земляной одеждой, а также бракованные стальные и чугунные трубы.

В практике водоснабжения и канализации населенных мест, про­мышленных предприятии и отдельных объектов за последние десятилетия все больше начинают применяться различные пластмассовые трубы. Ис­пользование таких труб позволяет экономить металл, сокращать продол­жительность монтажа трубопроводов, а также удлинять срок их службы. Это обстоятельство связано с тем, что пластмассовые трубы не подверже­ны коррозии. Кроме того, гладкая поверхность таких труб обеспечивает большую пропускную способность сетей при одинаковых диаметрах.

Среди множества пластмассовых труб наибольший интерес пред­ставляют полиэтиленовые и винипластовые трубы. Полиэтиленовые на­порные трубы изготавливаются из полиэтилена высокой и низкой плотно­сти и выпускаются четырех типов (Л, СЛ, С и Т) в зависимости от макси­мально допускаемого давления транспортируемой воды при температуре 20 °С. Типы труб определяются толщиной стенок: наименее тонкие стенки имеют трубы типа «Л» и наиболее толстые - трубы типа «Т». Трубы изго­тавливаются в отрезках длиной 6, 8, 10 и 12 м и диаметром от 10 до 630 мм (из полиэтилена высокой плотности), и диаметром от 10 до 160 мм (из по­лиэтилена низкой плотности). Для уменьшения толщины стенок пластмас­совые трубы в последнее время выпускаются с металлическими прослой­ками внутри пластиковых поверхностных слоев - металлопластиковые трубы под различными товарными названиями

Чугунные трубы в зависимости от толщины стенок и испытательно­го давления подразделяются на три класса ЛА, А и Б. Соединения таких труб - раструбные и раструбно-винтовые. Длины труб, выпускаемых оте­чественной промышленностью, колеблются в пределах от 2 до 6 м, а диаметры - от 65 до 1000 мм.

Для изменения направления потоков воды, а также их разделения применяются фасонные части: колена, отводы, полуотводы, тройники, крестовины и др. Переход от одного диаметра трубопровода к другому производится с помощью переходных деталей. Этими деталями могут быть двойные раструбы и различные переходные патрубки. Установка по­жарных гидрантов осуществляется на специальной фасонной части - по­жарной подставке. Подобные подставки выполняются либо отдельно, либо совмещенными с другими фасонными частями.

Стальные трубы в водопроводной практике находят применение главным образом при устройстве высоконапорных водоводов и трубопро­водов, подвергающихся воздействию динамических нагрузок.

Для монтажа трубопроводов применяют электрическую или газовую сварку, фланцевые, раструбные и соединения на муфтах. Сварные стыки

прочны и герметичны. В настоящее время они нашли наиболее широкое применение. Фланцевые соединения устраиваются при помощи стальных фланцев, либо привариваемых к трубе, либо надеваемых на трубу, с после­дующей развальцовкой концов труб или наваркой на них опорных колец,

Для соединения труб, изменения и разделения потоков воды изго­тавливаются стальные фасонные приварные части.

К серьезным недостаткам стальных труб следует отнести подвер­женность их значительной коррозии как с внутренней стороны транспор­тируемой жидкостью, так и с внешней стороны - грунтовыми водами. В настоящее время выпускаются стальные трубы со специальным полимер­ным покрытием с обеих сторон, что позволяет значительно увеличить срок службы труб и сохранять качество транспортируемой воды, а так же рас­ширить область их применения.

Асбестоцементные трубы, применяемые при устройстве наружных водопроводов, изготавливаются трех классов - ВТ6, ВТ9 и ВТ12 на макси­мальное рабочее давление соответственно 0,6; 0,9 и 1,2МПа. Для соединения труб применяются асбестоцементные муфты или чугунные муфты. Трубы выпускаются условным диаметром от 100 до 500 мм длиной от 2950 до 3950 мм.

Ряд присущих асбестоцементным трубам достоинств делает вполне целесообразным их применение в некоторых случаях наравне с металличе­скими. К числу достоинств этих труб относятся /1,11/: малая тепло- и элек­тропроводность; стойкость в отношении коррозии; малая плотность (2100 кг/м³), что облегчает их транспортировку и укладку; сохранение в условиях эксплуатации гладкой и незагрязненной внутренней поверхно­сти, благодаря их незначительной шероховатости; большая пропускная способность, чем, например, у чугунных труб; легкость обработки.

Недостатками асбестоцементных труб являются их малая сопротив­ляемость динамическим нагрузкам, а также сложность и относительно высокая стоимость стыковых соединений.

Бетонные и железобетонные трубы изготавливаются как заводским способом, так и непосредственно на строительных площадках. Трубы мо­гут быть безнапорными (бетонные и железобетонные) и напорными (желе­зобетонные). Если транспортируемая жидкость или фунтовые воды явля­ются агрессивными по отношению к бетону и металлу арматуры труб, то трубы следует изготавливать из бетонов и арматуры, стойких к данному виду агрессии.

По типу стыковых соединений бетонные и железобетонные трубы разделяются на раструбные, фальцевые и муфтовые.

Безнапорные железобетонные трубы изготавливаются условным диаметром D_у от 500 до 2400 мм при их длине 5000 мм и бетонные - от 100 до 1000 мм при длине от 1000 до 2000 мм. Напорные железобетонные тру-­

бы изготавливаются методами виброгидропрессования и центрифугирова­ния и выпускаются условными диаметрами от 500 до 1600 мм.

Железобетонные напорные трубы в зависимости от величины рас­четного внутреннего давления подразделяются на три класса; 1 - на давле­ние 1,5 МПа, II - на 1,0 МПа и III - на 0,5 МПа. Трубы I класса испытыва-ются на водонепроницаемость внутренним гидравлическим давлением 1,8 МПа, трубы II класса - на 1,3 МПа и трубы III класса - на 0,8 МПа (тру­бы, изготавливаемые виброгидропрессованием) и на 0,7 МПа (трубы, изго­тавливаемые центрифугированием).

Отдельными предприятиями методом вибрации изготавливаются железобетонные напорные трубы со стальным цилиндром диаметрами от 600 до 1000 мм при длине до 5270 мм и полимержелезобетонные трубы с D_y = 300... 1500 мм при длине до 5200 мм.

На водопроводной сети для управления, регулирования подачи, обеспечения требуемых параметров и ремонта устанавливается следующая арматура: запорная, регулирующая; водоразборная и предохранительная.

Запорная арматура (вентили, краны, задвижки, затворы) применяется для отключения разводящих линии от магистральных и разделения сети на ремонтные участки. Для предотвращения гидравлических ударов в трубо­проводах на них устанавливается арматура с длительными периодами за­крытия и открытия. На трубопроводах с диаметром более 50 мм в основ­ном устанавливаются задвижки, которые в зависимости от назначения, ра­бочего давления и условного прохода делятся на параллельные и клино­вые, с выдвижными и не выдвижными шпинделями.

К водоразборной арматуре, устанавливаемой в наружной сети водо­провода, относятся: водоразборные краны и колонки, пожарные гидранты. Водоразборные колонки применяются на улицах, где в зданиях отсутству­ет внутренний водопровод. Они устанавливаются в оживленных местах, на перекрестках улиц и с таким расчетом, чтобы расстояния между ними бы­ли не более 200...250 м. К водоразборной арматуре относятся также питье­вые фонтанчики и поливочные краны. Фонтанчики устанавливаются в парках, садах, на площадях, бульварах и т. п. Поливочные краны предна­значены для поливки дорожных покрытий, зеленых насаждений и т. д.

Предохранительные клапаны используются для предотвращения по­вышения давления в трубопроводах выше расчетного, например, при гид­равлических ударах. Обратные клапаны устанавливаются на трубопрово­дах с целью создания движения потоков жидкости в одном направлении. Вантузы применяются для выпуска и впуска воздуха в трубопровод при нормальной его эксплуатации, а также при его опорожнении. Выпуски служат для сброса воды при опорожнении водоводов.

Как правило, арматура изготавливается фланцевой. Заказчикам она поставляется с ответными фланцами, в которых должны быть просверлены

отверстия, с прокладками и крепежными деталями. Арматура и комплек­тующие изделия на строительство поступают в заводской консервации, обеспечивающей защиту их от коррозии.

Сооружения на сети. К сооружениям на сети относятся колодцы, различные типы упоров, переходы под железными и автомобильными до­рогами, дюкеры и др.

Колодцы предназначены для размещения задвижек, гидрантов и дру­гих видов арматуры и фасонных частей. Они устраиваются из железобето­на, кирпича, бутобетона и других местных материалов. В редких случаях колодцы делают из дерева. Если уровень грунтовых вод выше дна колодца, то в колодце с наружной стороны делают гидроизоляцию на 0,5 м выше этого уровня. Для спуска в колодец на горловине и стенках колодца уста­навливают стальные рифленые или чугунные скобы, в некоторых случаях допускается устройство металлических лестниц.

Вокруг люков колодцев, расположенных на участках без дорожных покрытий или в зеленой зоне, устраиваются отмостки шириной до 1 м с уклоном от люков. Отмостки и, соответственно, люки должны быть выше прилегающей территории на 0,05 м. Люки колодцев на водоводах, прокла­дываемых по незастроенной территории, необходимо устанавливать выше поверхности земли на 0,2 м. На проезжей части улиц с усовершенствован­ными покрытиями крышки люков следует располагать на одном уровне с поверхностью проезжей части.

Особо сложные и значительные по размерам узлы трубопроводов больших диаметров либо разделяются на несколько колодцев, либо для размещения этих узлов проектируются камеры переключения. В колодцах на водоводах с клапанами для впуска воздуха устанавливаются вентиляци­онные трубы с фильтрами. На водоводах, по которым транспортируется вода хозяйственно-питьевого назначения, фильтры проектируются такими же, как у резервуаров чистой воды. В районах с низкими наружными тем­пературами в колодцах должны предусматриваться вторые утепленные крышки для создания воздушного теплоизоляционного слоя.

При изменении направления напорных трубопроводов в горизон­тальной и вертикальной плоскостях и на концевых участках возникают усилия, превышающие допускаемые усилия в стыковых соединениях. Для восприятия усилий, возникающих на отдельных точках трубопроводов, например на поворотах, устанавливаются упоры.

Переходы водопроводных линий под железными и автомобильными дорогами I и II категории, а также под городскими магистралями выпол­няются в футлярах из стальных труб большего диаметра, позволяющего протаскивать трубы на специальных катках. При наличии на трассе дорог, или вблизи них тоннелей, эстакад и путепроводов общего назначения должна быть предусмотрена возможность использования их для прокладки

водопроводов. Переходы обычно устраиваются на прямолинейных участ­ках трубопроводов с пересечением полотна железных или автомобильные дорог под углом, близким к прямому. Располагаться они должны в местах с минимальным числом путей, там, где отсутствуют стрелочные переводы, съезды и перекрестки, и не ближе 10 м от опор контактной сети и фунда­ментов искусственных сооружений.

При производстве работ щитовым способом кожухи делают из кера­мических или бетонных блоков. Кожухи, как и рабочие трубопроводы, за­щищают от коррозии. При пересечении электрифицированных железных дорог предусматривается также защита от блуждающих токов. Проекты переходов для каждого частного случая должны согласовываться с мест­ными организациями министерства транспорта России.

Пересечение водопроводными линиями водных преград осуществля­ется с помощью дюкеров (рис. 2.3). Дюкеры из стальных труб укладывают не менее, чем в две линии, причем они должны иметь усиленную антикор­розионную изоляцию, защищенную от механических повреждений. Глу­бину укладки подводной части трубопровода, считая до верха трубы, сле­дует принимать не менее чем на 0,5 м ниже дна реки, а в пределах фарва­тера на судоходных реках - не менее 1 м. Расстояние в плане между ли­ниями дюкеров должно быть не менее 1,5 м. Угол наклона восходящих частей дюкера принимается не более 20° к горизонту. По обе стороны дю­кера устраиваются колодцы и переключения с задвижками. Проекты дюке­ров через судоходные реки необходимо согласовывать с органами управ­ления движения речного флота.

Надземные и наземные переходы. Надземные переходы выполня­ются в виде подвесок к мостам общего назначения, укладки трубопроводов по специально сооружаемым мостам, опорам и эстакадам, устройств само­несущих арок и «провисающих» нитей. Переходы сооружаются из сталь­ных труб с усиленной антикоррозионной изоляцией. Для защиты от охла­ждения в необходимых случаях устраивается тепловая изоляция.

Трубопроводы, пересекающие болота, обычно укладывают по дам­бам с основанием из минерального грунта, а иногда по сваям с ростверка­ми и лагам (наземная прокладка). В отдельных случаях допускается про­кладка трубопроводов разного назначения в тоннелях и каналах. Тоннели выполняются проходными, полупроходными и непроходными, одно- и двухсекционными. При устройстве тоннелей закрытым способом их обыч­но выполняют щитовым методом и они имеют круглые сечения.

Вводы в здания и сооружения. Конструкция ввода в здание или со­оружение представляет собой короткий прямой участок трубопровода, со­единяющий наружную водопроводную сеть с внутренней водопроводной сетью здания или сооружения и предназначенный для подачи воды из на­ружной сети во внутреннюю. Для того чтобы вводы имели наименьшую длину, от уличной сети их проводят перпендикулярно к зданию. Ввод обычно состоит из узла присоединения к наружной сети, располагаемого в колодце, трубопровода, соединяющего этот узел с водомерным узлом в здании, и водомерного узла с арматурой (рис. 2.4).

 

Рис. 2.4. Ввод в здание: 1 -задвижки; 2 - устройство для слива воды; 3 - водомер; 4 - ввод; 5- городской водопровод

Как правило, в жилых зданиях делают один ввод или даже один ввод на группу зданий. В промышленных крупных цехах, высотных и произ­водственно-коммунальных зданиях - два и более. Глубина заложения тру­бопровода ввода обычно должна соответствовать глубине заложения

уличного водопровода и располагаться ниже глубины промерзания. Вводы устраивают из пластмассовых или чугунных труб диаметром 50... 100 мм и реже - из труб 0 150 мм.

Водомерные узлы устанавливают вблизи наружных стен зданий в сухих, теплых и нежилых помещениях. В водомерный узел должен быть обеспечен свободный доступ обслуживающего персонала.

Размер отверстия в стене делается на 150...200 мм больше, чем диа­метр трубы. Пропускаемая через стену труба помещается несколько ниже оси отверстия. Кольцевой зазор между трубами сначала забивают паклей, а затем заливают специальным раствором. Например, раствор может состо­ять из песка и антраценового масла или битумов. При оседании стены внутренняя труба будет оставаться неподвижной, а набивка с раствором растрескаются или уплотнятся.

 

Контрольные вопросы

 

1. Источники водоснабжения.

2. Системы и схемы водоснабжения.

3. Водозаборные сооружения.

4. Очистка и подготовка воды.

5. Трассировка водопроводных сетей.

6. Общая схема водоснабжения населенного пункта.

7. Сооружения на водопроводных сетях.

8. Оборудование, устанавливаемое в водопроводных сетях.

 

3. КАНАЛИЗАЦИЯ