Проектирование сетей водоотведения

 

7.1. Бассейны водоотведения и трассировка сети

Трассировка является одним из важнейших этапов проекти­рования водоотводящих сетей населенных мест, который обычно начинается с установления границ бассейнов водоотведения. Бас­сейны водоотведения определяются в зависимости от рельефа местности с учетом вертикальной планировки таким образом, что границы отдельных бассейнов обычно соответствуют линиям водоразделов. Площадка очистных сооружений и место выпуска очищенных сточных вод располагаются за чертой населенных мест вниз по течению реки. Районные коллекторы обычно трассируются по тальвегам, а главный (перехватывающий) коллектор, отводящий сточные воды на очистные сооружения, — вдоль бе­рега водоема. Определяющим условием трассировки водоотводя­щих сетей является обеспечение в них самотечного движения сточных вод при минимальных объемах земляных работ. Это достигается в тех случаях, когда уклоны самотечных трубопрово­дов совпадают с уклонами поверхности земли. Варианты трасси­ровки главных коллекторов водоотводящих сетей для городов, расположенных по одному и двум берегам реки, представлены на рис. 7.1.

Варианты трассировки (рис. 7.1, а, г, д, ж) характерны для условий, когда максимальное заглубление главного коллектора сравнительно невелико (до 8 м) и его прокладка осуществляется в сухих или слабообводненных грунтах. Если участок главного коллектора от начальной точки до главной насосной станции называется плечом, то такие главные коллекторы являются одноплечими. Подобные варианты наиболее экономичны в тех случаях, когда город имеет небольшую протяженность вдоль реки, основные расходы сточных вод от уличных коллекторов сосредоточены в начальной части главного коллектора, а уклон местности совпадает с его направлением и способствует мини­мальным заглублениям. Рассмотренные варианты трассировки могут быть дополнены решением, когда главные насосные стан­ции удается располагать в пределах очистных станций, что упрощает их эксплуатацию. Дополнительным преимуществом данного решения является возможность применения шнековых водоподъемников, что позволяет экономить электроэнергию и из­бегать трудностей, связанных с эксплуатацией решеток.

Варианты трассировки (рис. 7.1,6, в, е, з) целесообразны в тех случаях, когда город имеет большую протяженность вдоль реки, а сравнительно высокий уровень грунтовых вод затрудняет прокладку коллектора глубокого заложения. Использование при этом трассировки с одноплечими главными коллекторами вызывает необходимость устройства промежуточных станций подкачки, что увеличивает эксплуатационные затраты и снижает надежность работы системы водоотведения в целом. Если часть самотечного главного коллектора трассируется к главной насос­ной станции в направлении, совпадающем с течением реки, а другая часть — в направлении, противоположном течению реки, то такие главные коллекторы являются двуплечими. Экономический анализ показывает, что подобная трассировка позволяет уменьшить заглубление сети, избежать устройства промежуточных насосных станций подкачки, а также уменьшить диаметры главных коллекторов за счет сокращения транзитных расходов сточных вод. Некоторое увеличение протяженности напорных трубопроводов, а также неудобства от расположения главной насосной станции в черте городской застройки с избытком окупаются при использовании данного способа трассировки.

Варианты трассировки (рис. 7.1, в, г, ж, з) характерны для городов, имеющих двускатный рельеф местности относительно речной долины. Районные насосные станции, обслуживающие районы города на обратном скате местности, в свою очередь могут располагаться в конце районного одноплечего коллектора или в промежуточной части двуплечего коллектора. В обоих случаях сточные воды от районной насосной станции по напор­ным водоводам через камеру гашения напора поступают в само­течный уличный коллектор и по нему — к главной насосной станции.

 

 

___________

Рис 7 1 Варианты трассировки главных коллекторов водоотводящих сетей'

/ — граница объекта; 2 — главный коллектор левобережной части города, 3 — глав­ная насосная станция, 4 — напорные трубопроводы, 5 — очистные сооружения; 6 — выпуск очищенных стоков; 7 — самотечный коллектор, 8 — водораздел; 9 — район­ный коллектор'левобережной части города, 10 — районная насосная станция, // — камера гашения напора, 12 — главный коллектор правобережной части города, 13 — дюкер, 14 — районный коллектор правобережной части города

 

Изложенные выше рекомендации по трассировке главных коллекторов водоотводящих сетей затрагивают наиболее харак­терные планировочные решения городов и не Являются универ­сальными. В реальных случаях обычно рассматривается не­сколько вариантов трассировки, число которых может быть сок­ращено с помощью данных рекомендаций. Окончательное реше­ние принимается на основании технико-экономического сравне­ния конкурентных вариантов с учетом расчетных периодов эксплуатации и оценки надежности водоотводящей системы в целом.

Заключительный этап трассировки сети — начертание улич­ных коллекторов с целью отвода воды от каждого квартала (микрорайона) застройки в зависимости от рельефа местности и размеров кварталов, осуществляется по следующим схемам:

-объемлющая (рис. 7.2, а), когда уличные коллекторы охва­тывают квартал с трех (или более) сторон; эту схему применяют при плоском рельефе или небольшом уклоне местности (до 0,007), когда квартал имеет значительные размеры;

-по пониженной стороне квартала (рис. 7.2,6), когда рельеф местности имеет ярко выраженный уклон (более 0,007) к одной или двум сторонам квартала;

-внутриквартальная (рис. 7.2,в), когда детальная плани­ровка -кварталов выполнена с учетом условий эксплуатации сетей; такая схема позволяет значительно сокращать протяжен­ность самотечных трубопроводов, однако более сложна в эксплуатации.

 

7.2. Расчетные расходы для участков сети

Определение расчетных расходов сточных вод на отдельных участках водоотводящей сети возможно двумя методами: по при­легающим (тяготеющим) площадям / и по удельному расходу на единицу длины трубопровода 2. Второй метод, широко применяющийся при расчете наружных водопроводных сетей, при расчете водоотводящих сетей используется редко, так как дает заметную погрешность в определении расчетных расходов иа начальных участках сети.

При вычислении расчетного расхода сточных вод для отдель­ных участков сети используют понятия транзитного, бокового, попутного и сосредоточенного расходов. Кварталы (микрорайоны) городской застройки разбивают на бассейны водоотведения по правилу биссектрисы угла (рис. 7.3). Транзитный расход q₁ на данный расчетный участок поступает от вышележащих учаем ков главного коллектора. Попутный расход q₂ в расчетные участок поступает рассредоточенно по его длине, однако в целях упрощения расчета и создания некоторого запаса в расчете erg условно считают присоединенным в начале участка. Боковом расход q₃ поступает в начало расчетного участка от бокового! присоединения с одной или двух сторон. Общий средний расхож на данном участке q_cpс=q₁+q₂+q₃ при умножении на К_общ превращается в расчетный расход q_maxc = K_общq_срс Если в начало данного расчетного участка наряду с расходами от жилой^: застройки поступает сосредоточенный расход q_c от промышлен-J ного предприятия, то расчетный расход равен q_maxc = K_общq_срс+q_c, Сосредоточенный расход q_c для всех последующих участков становится транзитным. Результаты определения расчетных расходов на участках главного коллектора с точки 1 до очистных сооружений сводятся в табл. 7.1.

 

 

 

7.3. Определение глубины заложения трубопроводов

При проектировании водоотводящих сетей различают мини­мальную, максимальную и начальную глубины заложения сети.

Минимальная глубина заложения труб при диаметре труб до 500 мм на 0,3 меньше глубины промерзания грунта в данном районе, а при диаметре труб свыше 500 мм — на 0,5 м меньше глубины промерзания.

Глубина промерзания грунта, см, на территории России приведена ниже:

Во всех случаях из условия предохранения труб и разрушения под действием внешних нагрузок заглубление должно быть не менее 0,7 м до верха трубы. При условии проезда тяжелого наземного транспорта это значение должно быть увеличено до 1,5 м.

Максимальная глубина заложения трубопроводов прн откры­том способе прокладки сетей зависит от характера грунтов, уровня грунтовых вод и материала труб. В нормальных сухих грунтах ее принимают в пределах 7...8 м, в мокрых и плывун­ных — 5...6 м, в скальных — 4...5 м. При закрытом способе производства работ (щитовая проходка) максимальная глубина заложения может достигать 15...30 м, однако стоимость строи­тельства закрытым способом существенно выше стоимости строи­тельства открытым способом и требует дополнительных обосно­ваний.

Начальная глубина заложения уличной сети в диктующей точке главного коллектора (точка /) Н, м (рис. 7.4), определяет­ся по формуле

где h — минимальная глубина заложения трубопровода в на­чальном колодце (дворовой внутриквартальиой сети), м; L— длина дворовой сети от начального до контрольного колодца, м; / — расстояние от контрольного колодца до начального колодца (точка /) уличного коллектора, м; z\, z₂— отметки поверхности земли у колодца уличной сети (точка /) и начального колодца дворовой сети соответственно, м; ∆d — разница диаметров труб дворовой и уличной сетей, м; / — уклон дворовой или внутри-квартальной сети, принимаем i' = 0,007...0,01 для d=150 мм, / = 0,005...0,007 d = 200 мм.

Если сумму членов формулы (7.1), не зависящую от отметок поверхности земли, обозначить h\, то при уклоне поверхности земли, не превышающем уклон дворовой сети, ее можно пред­ставить следующим образом:

В тех случаях, когда z₂ > Zt, Н= h1 - ∆z; при z₂ < zi H = hi + ∆z; при Z2 = zi H = h1. Если уклон дворовой или внут-риквартальной территории превышает уклон сети, то ее прокладывают параллельно поверхности земли, руководствуясь усло­вием H≥h.

Рис. 7 4. К определению начальной глубины заложения уличной сети:

/ — внутриквартальная или дворовая сеть; 2 — выпуск, 3 — стояк внутренней сети; 4 — вытяжка; 5 — дорожное покрытие, 6 — колодец уличной сети; 7 — уличный коллектор (начальный участок главного коллектора); 8—соединительная линия; 9— контрольный колодец; 10 — колодцы дворовой сети

 

Диктующими точками на трассе главного коллектора помимо начальной также являются точки, требующие проверки на вели­чину минимального заглубления и в ряде случаев обусловливаю­щие дополнительные заглубления. Эти точки обычно находятся в местах присоединения к главному коллектору уличных коллек­торов более глубокого заложения или обслуживающих отдален­ные участки города.

7.4. Высотная схема (профиль) водоотводящей сети

Высотное проектирование водоотводящих сетей предусматри­вает обеспечение наилучших гидравлических условий ее работы в сочетании с минимальным объемом приведенных затрат, а так­же надежности и долговечности.

Важным этапом проектирования сети является определение диктующих точек главных коллекторов — начальных и наиболее удаленных точек на схеме сети. При наличии различных вариан­тов выбора равноудаленных диктующих точек предпочтение сле­дует отдать самой иизко расположенной, так как в этом случае обеспечивается самотечное присоединение всех боковых веток (уличные коллекторы) к главному коллектору.

Гидравлический расчет сети производят, как правило, с по­мощью таблиц или реже с помощью номограмм. Наибольшее распространение получили таблицы А. А. Лукиных и Н. А. Луки­ных. Расчет сетей по этим таблицам сводится к определению диаметров, наполнений и уклонов трубопроводов в зависимости от максимальных (расчетных) расходов сточных вод на данном участке (см. Приложение 8). Назначаемые при этом диаметры должны быть согласованы с сортаментом выпускаемых промыш­ленностью труб, который в свою очередь зависит от материала труб н ГОСТа на их изготовление. Предпочтительные диаметры неметаллических труб, мм, при этом следующие: 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 2000, 2400. Рас­четные наполнения не должны превышать максимально допусти­мые для конкретных диаметров труб и не должны быть ниже 0,5 по экономическим соображениям. Уклоны трубопроводов должны обеспечивать режим самоочищающих скоростей иа расчетных участках, при этом уклоны не назначаются ниже минимальных.

При резком снижении скорости происходит выпадение взве­шенных частиц из потока сточных вод, поэтому при выборе укло­нов сети надо стремиться к плавному возрастанию скорости по­тока от начала сети к ее концу. Крайне нежелательно уменьшать скорости иа последующих участках на нижнем пределе само­очищающих скоростей — это вызывает дополнительные эксплуа­тационные затраты по очистке сети. Снижение скорости потока без ухудшения условий эксплуатации сети возможно на 15...20% при ее значениях более 1,5 м/с.

Рассмотрим характерные примеры высотного проектирования сети (рис. 7.5).

При уклоне поверхности земли /„, равном или близком к расчетному уклону i_rp трубопровода (рис. 7.5, а), сеть проклады­вают параллельно поверхности земли, в связи с чем заглубление сети остается постоянным.

При уклоне поверхности земли, меньшем расчетного уклона трубопровода (рис. 7.5,6), включая случай (рис. 7.5, в), когда уклон местности отсутствует, а также случай (рис. 7.5, г), когда местность обладает обратным уклоном, заглубление сети воз­растает от начала участка к его концу. Поэтому целесообразно расчетный уклон трубопровода назначать возможно ближе к ми­нимальному, обеспечивающему режим самоочищающих ско­ростей.

При уклоне поверхности земли, превышающим максималь­ный уклон трубопровода, необходимо устройство перепадного колодца, чтобы заглубление сети было не ниже ftmin (рис. 7.5, д), В ряде случаев целесообразно альтернативное решение (рис. 7.5, е), когда допустимый уклон сети может быть повышен путем использования металлических труб меньшего диаметра.

Наименьшие диаметры труб самотечных сетей следует прини­мать: для уличной сети — 200 мм, для внутриквартальной сети бфтовой и производственной канализации – 150 мм.

Рис. 7.5. Варианты высотной прокладки трубопроводов при различных уклонах поверхности земли и начальных заглубле­ниях сети

 

При малых расходах в начальных участках сети, особенно при плоском или слабовыражениом рельефе местности, обычно не удается обеспе­чить самоочищающие условия ввиду низких наполнений труб. Такие участки сети, прокладываемые с минимальными уклонами, принято считать безрасчетными.

Условия взаимного высотного расположения сетей водоотве­дения и водоснабжения представлены на рис. 7.6.

В практике проектирования используют два метода сопряже­ния труб по высоте в узловых смотровых колодцах: «шелыга в шелыгу» и «по уровням воды» (рис. 7.7). Известными величи­нами при решении данных задач являются диаметры труб d\, d2, м, наполнения (h/d)\, (h/d)2, отметка лотка подводящего трубопровода z\, м. Определению подлежат отметка лотка отво­дящего трубопровода Z₂, м, отметки сопрягаемых уровней воды X, Х\, Х2, м.

При соединении трубопроводов способом «шелыга в шелыгу» (по верхней части труб) (рис. 7.7, а) искомые величины находят следующим образом:

 

При этом справедливо следующее соотношение:

В тех случаях, когда х\—х₂=0 при d₂[l—(h/d)₂] = d\[ 1—(h/d)i], способы сопряжения «шелыга в шелыгу» и «по уровням воды» дают одинаковые результаты.

При соединении трубопроводов одинакового диаметра спосо­бом «по уровням воды» (рис. 7.7, б) искомые величины находят следующим образом:

При соединении трубопроводов различного диаметра спосо­бом «по уровням воды» (рис. 7.7, в) искомые величины находят по формуле

Таким образом, высотное сопряжение труб одинакового диа­метра, но разного наполнения способом «по уровню жидкости», во избежание подпора является обязательным. Из двух методов соединения труб разного диаметра предпочтителен способ «по уровням воды», при котором заглубление коллектора получается меньшим.

Результаты гидравлических расчетов и высотного проектиро­вания главного коллектора сводят в табл. 7.2.

 

Продольный профиль обычно выполняют в двух мас­штабах: горизонтальном или масштабе генплана, т. е. 1:5000 или 1:10000, и вертикальном, равном 1:100. Отметки земли на про­филе фиксируют с точностью до 0,01 м, а лотков труб — до 0,001 м. При переходе профиля с меньшего уклона на больший 166 допускается уменьшение диаметра труб, но не менее 250 мм, при­чем для труб диаметром до 300 мм уменьшение не должно превы­шать одного интервала по сортаменту, а для труб диаметром бо­лее 300 мм — двух интервалов. Узловые колодцы минимального заглубления на главном коллекторе должны быть проверены на возможность бокового присоединения к ним уличных сетей. Рас­четная скорость бокового присоединения не должна быть выше расчетной скорости основного коллектора. При больших уклонах боковых веток на них перед присоединением к главному коллек­тору необходимо устраивать перепадные колодцы. На профилях движение сточных вод от начальных участков к конечным приня­то ориентировать слева направо.

 

7.S. Пример расчета водоотводящей сети города

Исходные данные. Требуется запроектировать водоотводя-щую сеть города, расположенного в центре европейской части России, на территории которого кроме жилых микрорайонов на­ходится промышленное предприятие. Город (рис. 7.8) располо­жен в месте впадения в реку ее притока, занимая оба берега реки и территорию образовавшейся стрелки. Рельеф местности по бе­регам реки односкатный с уклоном к реке, территория стрелки имеет ярко выраженный водораздел с уклоном как в сторону реки, так и ее притока. Площадка очистных сооружений расположена на правом берегу реки на 800 м ниже границы (створа) город­ской застройки.

По степени благоустройства и плотности населения город де­лится на три района: I (микрорайоны 1 —13), р = 380 чел/га, п = 350 л/чел-сут); II (микрорайоны 14—27), р = 400 чел/га, п = 300 л/чел • сут); III (микрорайоны 28—40), р = 420 чел/га, п = 300 л/(чел-сут).

В городе находится промышленное предприятие, работающее по двухсменному графику. Число рабочих на предприятии — 5000 человек, в том числе 3000 человек, в максимальную смену. В холодных цехах работает 60 % от общего количества рабочих. Количество производственных сточных вод — 4000 м³/сут с рас­ходом сточных вод в максимальную смену 2400 м³ при общем ко­эффициенте неравномерности, равном 1,2. Количество душевых сеток — 80.

• Трассировка сети. Принимаем полную раздельную систему водоотведения по пересеченной схеме с двуплечей трассировкой главных коллекторов в каждом из трех районов города. Сточные воды II района города переводятся через реку на территорию стрелки с помощью дюкера (участок 6-7), где они в точке 8 со­единяются со сточными водами I района. Далее стоки I и II рай­онов с помощью самотечного перехода (участок 8-9) пересека­ют русло притока реки, в точке 9 к ним присоединяются сточные воды III района города. Участок 9-ГНС должен быть рассчитан на пропуск суммарного расхода сточных вод города и промыш­ленного предприятия. От главной насосной станции сточные воды по двум напорным водоводам одинакового диаметра поступают на очистные сооружения. Перед дюкером и главной насосной станцией предусматриваются аварийные выпуски.

Водоотводящие уличные коллекторы трассируются по каждой продольной и поперечной улице города с учетом рельефа местно­сти. Сточные воды от промышленного предприятия присоединя­ются к главному коллектору в точке 3.

Расчетные расходы сточных вод. В табл. 7.3 приводится ве­домость площадей стока в соответствии с планировкой города и номерами микрорайонов. В ведомость также заносятся площади микрорайонов, плотность населения и нормы водоотведения (графы 2, 3 и 5 соответственно). Расчетную численность населе­ния /V (графа 4) на примере микрорайона 7 определяют по фор­муле

N = Fp = 25 • 380 = 9500 человек.

 

 

Средние расходы Q_cp, <7_cp (графы 6, 7) на примере того же микро­района определяют по формуле

Таким образом, расходы сточных вод, л/с от I, II н III районов города — 569,1, 637,3; 437 соответственно, что в целом по городу составляет 1643,4 л/с.

Переходя к определению расхода сточных вод от промышлен­ного предприятия, в соответствии с исходными данными вычис­лим количество работающих в максимальную смену в холодных цехах: 3000-0,6 = 1800 человек. Тогда в горячих цехах в макси­мальную смену работает 3000 — 1800 = 1200 человек.

Для расчетов выбираем плечо главного коллектора, проклад­ка которого осуществляется с наибольшими заглублениями и, таким образом, является диктующим для других присоединений. Как следует из предварительных расчетов, диктующим является плечо 1-2-3-4-5-6-7-8-9-ГНС (главная насосная станция) - ОС (очистные сооружения) с дюкером на участке 6-7 и переходом на участке 8-9. Цифра, обозначающая начало участка, ставится только в месте присоединения к сети бокового (сосредоточенно­го) расхода от жилой застройки или от промышленного предпри­ятия и не ставится на простых поворотах трассы главного кол­лектора.

В тех случаях, когда визуальным путем не удается определить диктующее плечо главного коллектора, необходимо рассчитывать заглубления по всем его плечам и в точках слияния определять значения наибольших заглублеций.

 

Определяем площади стока, тяготеющие к отдельным участи кам сети и обозначенные индексами а, б, в, г, д. Общий средний! расход для каждого участка складывается из транзитного, попут-j ного и бокового расходов. При этом общий средний расход от данного участка сети является транзитным для соседнего ниже­лежащего участка. В табл. 7.4 приводятся результаты определе­ния расходов сточных вод для участков сети. Каждый участок се-{ ти должен быть рассчитан на пропуск сточных вод, поступающих) по его длине, а также от вышележащих участков. При расчете принимают, что путевой расход поступает в начальной точке каждого участка — это создает дополнительный резерв пропуск­ной способности главного коллектора. Коэффициент неравномер­ности Кобщ (графа 7) определяют методом интерполяции по табл. 5.2 с учетом средних расходов. Проверкой правильности проведенных расчетов является равенство общего среднего рас­хода на участке ГНС-ОС (графа 6) и суммарного среднего рас­хода от города по табл. 7.4.

• Профиль главного коллектора. Гидравлический расчет главного коллектора оформляют в виде табл. 7.5, графы 1, 2, 3, 9 н 10 которой заполняют на основании предшествующих расче­тов и исходных данных. Минимальный диаметр водоотводящей сети 200 мм. Диаметры неметаллических труб, выпускаемых про­мышленностью от 200 до 400 мм, идут через 50 мм, от 500 до 600 мм — через 100 мм, от 600 мм до 1600 мм — через 200 мм, от 2000 до 2400 мм и более — через 400 мм, образуя следующий предпочтительный ряд диаметров: 200—250—300—350—400— 500—600—800— 1000— 1200— 1400— 1600— 1800—2000—2400 мм. В соответствии с этим выбор труб диаметром, например 550 мм, является ошибкой; не следует также в самотечных сетях исполь­зовать диаметры 700, 900 и 1100 мм, так как такие неметалличе­ские трубы отечественная промышленность не выпускает.

Гидравлический расчет главного коллектора выполняют с ис­пользованием сокращенных таблиц гидравлического расчета (см. Приложение 8), а при их недостаточности — с использованием «Таблиц для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н. Н. Павловского» А. А. Лукиных и Н. А. Лукиных или таблиц Н. Ф. Федорова. Участки главного коллектора 1-2 и 2-1 являются верховыми" со средним уклоном местности, близким к 0,01. В этом случае уклоны трубопроводов назначают таким образом, чтобы начальное заглубление коллек­тора 2,5 м изменялось незначительно. На остальных участках коллектора уклоны трубопроводов назначают близкими к мини­мальным при условии обеспечения в них самоочищающих скоро­стей и расчетных наполнений в соответствии с данными табл. 6.2. Сопряжение труб на всех расчетных участках коллек­тора выполняют по уровню жидкости. На примере точки 5 кол­лектора осуществим вертикальное сопряжение труб в колодце, т. е. при известной абсолютной отметке лотка подводящей трубы г\ определим отметку отводящей трубы:

z₂ = zi — [(h/d)₂d₂ - {h/d)₁d₁] = 71,578 - (0,66 • 0,8 --0,71 -0,6) = 71,476 м.

При этом отметка сопряженного уровня жидкости х в точке 5 равна

х = 71,578 + 0,71 • 0,6 = 71,476 + 0,66 • 0,8 = 72,004 м.

Требуется рассчитать дюкер (участок 6—7) на пропуск расхо­да 1039,5 л/с. Принимаем две стальные нитки диаметром каждая 800 мм на пропуск 50 % общего расхода со скоростью не ниже 1 м/с при единичных потерях i = 0,0015. Общие потери напора в дюкере h составят

h = h_тр + h„ = il + 0,2h_тр = 0,0015 • 180 + 0,2 • 0,27 = = 0,27 + 0,054 = 0,324 м.

С учетом отметки лотка трубы в верхней камере 70,204 и об­щих потерь напора в дюкере отметка лотка трубы в нижней ка­мере составит: 70,204—0,324=69,88 м. При выходе из строя одной нитки дюкера (аварийный режим работы) весь расход во­ды, равный 1039,5 л/с, будет проходить по трубопроводу диамет­ром 800 мм со скоростью 2,05 м/с при i = 0,00596. В этом случае общие потери напора в дюкере h составят

h = h_тр + h_m = il+ 0,2h_тр = 0,00596 • 180 + 0,2 • 1,073 = = 1,073 + 0,214 = 1,287 м.

Разница аварийных и рабочих потерь напора в дюкере со­ставит

1,287— 0,324 = 0,963 м.

Если рабочая отметка уровня воды в верхней камере дюкера равна 71,004 м, то при аварийном режиме она составит 71,004 + + 0,963 = 71,967 м. С учетом отметок уровня воды в вышележа­щих по отношению к дюкеру участках станет ясно, что аварий­ный подпор воды не распространяется выше точки 5.

Профиль главного коллектора представлен на рис. 7.9. Сточ­ные воды от главной насосной станции по двум водоводам диа­метром 1200 мм подаются в камеру гашения напора на очистных сооружениях, расположенную в искусственной подсыпке, подо­шва которой имеет отметку 80,20 м, а верх — 82,20 м.

График притока и откачки сточных вод. Распределение среднесуточного расхода сточных вод от микрорайонов города и промышленного предприятия по часам суток с целью совмещения графиков притока и откачки (ступенчатых или часовых и инте­гральных или суммарных) выполняют по форме табл. 7.6, состав­ленной на основе табл. 5.7. Данные расчеты и построения, выполняемые сначала в табличной, а затем в графической форме, необ­ходимы для определения вместимости приемного резервуара главной насосной станции (графы 18, 19), количества насосных агрегатов, их производительности и режимов работы.

Графы 2 и 3 табл. 7.6 заполняют с учетом значения Кобщ = 1,46 на заключительном участке главного коллектора и дан­ных табл. 5.5, в которой даны типовые распределения среднесу­точного расхода сточных вод от жилой части городов. Искомое распределение для К₀бщ=1,46 находим интерполяцией между значениями Ковщ=1,47 и 1,44.

Среднесуточный расход сточных вод от города (без промышленного предприятия) равен

Q_{cp сут} = q_{ср е} • 86 400/1000 = 1643,4 • 86,4 = 141 990 м³/сут.

Зная Q_{cp сУт} и часовое распределение расхода в процентах (графа 2), найдем значение часового расхода (графа 3), напри­мер для часа 9—10:

141 990 • 61,1/100=8661,4 м³/ч.

 

С учетом этого часовой приток в процентах (графа 10) в том же интервале 16—17 ч равен

7348,8 • 100/146205 = 5,3%.

Графы 11, 13, 17 заполняют последовательным суммировани­ем по вертикали часовых притоков таким образом, что последние строки (интервал 23—24 ч) являются суммарным суточным при­током или откачкой.

Основная задача составления табл. 7.6 заключается в постро­ении сглаженных графиков откачки (ступенчатого, графа 14, и интегрального, графа 16) и связанной с ними вместимости прием­ного резервуара (графы 18, 19), получаемой вычитанием значе­ний граф 16 и 17 из соответствующих значений граф 12 и 13. По­строение ступенчатого графика откачки требует определенного опыта и носит итерационный характер. Основные условия для его построения следующие:

- количество часовых зариантов откачки (обычно 4—6) дол­жно быть существенно ниже количества вариантов часового при­тока (обычно 12—20);

- сумма значений графы 14 по вертикали, так же как и по­следняя (нижняя) строчка графы 16, должна быть равна 100%;

- минимальное наполнение приемного резервуара должна быть не меньше 0; для взаимного баланса графиков притока щ откачки удобно в интервале 23—24 ч в графах 18 и 19 иметь ну­левые значения (опорожненный приемный резервуар);

- максимальное наполнение (расчетный объем) приемного резервуара (графы 18, 19, в нашем случае интервал времени 4-5 ч) должно соответствовать размерам типовых насосных стан­ций на данную производительность, т.е. не превышать 0,5% суточного притока;

- экономически целесообразно, чтобы необходимость устрой­ства приемного резервуара данной вместимости была подкрепле­на рядом других значений строк в графах 18, 19, близких к мак­симальному (в нашем случае интервалы времени 3—4, 5—6, 19— 20, 20—21 ч).

Интегральные графики притока и откачки (фрагмент) по дан­ному примеру расчета представлены на рис. 7.10. Детальные рас­четы насосных станций систем водоотведения приведены в гл. 14,

 

 

Глава 8

ДОЖДЕВАЯ И ПОЛУРАЗДЕЛЬНАЯ СЕТИ

Выпадающие атмосферные осадки могут вызвать затопление территорий, что нарушит движение или может нанести матери­альный ущерб. Для сбора дождевой воды, а также сбора стоков от таяния снега устраивают дождевую (ливневую) сеть таким образом, чтобы сточные воды удалялись от места выпадания кратчайшим путем.

Отличие в составе и свойствах бытовой, производственной и дождевой сточных жидкостей обусловливает различные реше­ния по их водоотведению и очистке. Способы водоотведения (системы), схемы и технологические характеристики детально изложены в предыдущих главах.

8.1. Расчет дождевой водоотводящей сети

Для определения расчетного расхода сточных вод заданного периода однократного превышения расчетной интенсивности сто­ка принимают метод «предельных интенсивностей», согласно кото­рому расчетная продолжительность дождя равна продолжитель­ности протока от наиболее удаленной точки бассейна водосбора до расчетного сечения (рис. 8.1).

Расчет ведут в такой последовательности: устанавливают условный сток дождевых вод q; определяют предварительный расход сточных вод q₀ с 1 га территории бассейна стока при условии, что расчетная продолжительность дождя t_r = 5 мин; по 180 предварительному расходу qo и заданной скорость, находят рас­четный диаметр, уточняют скорость движения воды в трубах для принятого диаметра дождевой сети по сортаменту с учетом материала труб; по уточненной скорости находят расчетную про­должительность дождя t_r = t_zon + r2tr и коэффициент уменьше­ния интенсивности дождевого стока р; определяет фактический расход сточных вод, который пропустит труба данного диа­метра; находят отметки лотков труб с учетом принятого уклона. Условный расход дождевых стоков, л/(с · га),

где Zmid — среднее значение коэффициента, характеризующего поверхность бассейна стока; А, п — параметры, зависящие от географического положения района проетктирования и местных условий; t_r — расчетная продолжительность дождя, с.
Параметр А определяют по формуле

где q₂₀ — интенсивность дождя, л/(с • га) (для Данной местности продолжительность дождя 20 мин при Р = 1 год (рис. 8.2); Р — период однократного повышения расчетное интенсивности дождя, год; т, — среднее количество дождей за год_; γ - показа­тель степени, зависящий от географического положения данного района проектирования.

 

Рис 8.1. Расчетная схема дождевой сети (полная Раздел система водоотведения),

 

Ниже приведены вычисленные значения (1 + lgP/lgm_r)^T для указанных Р:

 

 

 

• Коэффициент стока. При выпадении дождя часть дождево­го стока испаряется, часть просачивается в грунт или поглощает­ся растениями. Это учитывается коэффициентом стока. Его зна­чение зависит от многих факторов, в том числе от вида поверх­ностного покрова (водопроницаемость покрытия), интенсивности и продолжительности выпадения осадков.

Средние значения коэффициента стока Z_m<d определяют как средневзвешенную величину зависимости от коэффициентов Z, характеризующих поверхность (табл. 8.1).

Пример. Определить средние значения коэффициента стока Исходные вычисленные значения приведены в табл 8 3

Таблица 83 Средние значения коэффициента стока

Период однократного превышения расчетной интенсивности — это время, в течение которого выпадает один дождь интенсивностью, большей расчетной и вызвавшей переполнение сети. Период однократного превышения расчетной интенсивности Р подбирают в зависимости от назначения объекта водоотведения, расположения коллектора в уличном проезде, климатических условий (интенсивности дождя), коэффициента стока и других факторов (табл. 8.4).

 

Примечания: 1 Благоприятные условия расположения коллекторов: басе* площадью ие более 150 га имеет плоский рельеф при среднем уклоне 0,005 и менее; к лектор проходит по водоразделу или верхней части склона иа расстоянии от водор дела ие менее 400 м 2 Средние условия расположения коллекторов' бассейн площад более 150 га имеет плоский рельеф с уклоном 0,005 и менее; коллектор проходит в т ней части склона по тальвегу с уклоном 0,02 и менее; при этом площадь не превыш 150 га 3 Неблагоприятные условия расположения коллекторов: коллектор проходи нижней части склона, площадь бассейна превышает 150 га; коллектор проходит тальвегу с крутыми склонами при среднем уклоне склонов свыше 0,02. 4. Особо иебла приятные условия расположения коллекторов: коллектор отводит воду из замкнут пониженного места (котловины)

 

Периоды однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р при проектировании дождевых водоотводящих сетей для особых сооружений (метро, вокзалов, подземных переходов 11 др.) промышленных объектов, а также для районов при значе­ниях q₂₀ менее 50 л/(с • га) следует принимать из соответствую­щих таблиц СНиПа.

Расчетный расход дождевых стоков, м³/с,

где ρ — коэффициент интенсивности дождевого стока; β — коэф­фициент, учитывающий заполнение свободной емкости сети в мо­мент возникновения напорного режима; F — площадь стока, га. Коэффициент интенсивности дождевого стока

Вычисленные значения р приведены в табл. 8 5

Коэффициент β определяют в зависимости от показателя сте­пени п:

 

• Гидравлический расчет дождевой сети. Продолжите протока дождевых вод по поверхности и трубам

где tcon — продолжительность протекания дождевых вод до улич­ного лотка или при наличии дождеприемников в пределах квар­тала до уличного коллектора (время поверхностной концентра­ции), с; tсап — то же, по уличным лоткам до дождеприемника, с:

здесь /сап — длина участка лотков, м; v_can — расчетная скорость течения на участке, м/с; t_р — продолжительность протекания дождевых вод по трубам до рассчитываемого сечения:

здесь / — длина участка уличной сети; v — предварительная ско­рость течения воды в трубах, м/с.

 

 

Все последующие исход­ные и вычисленные величины приведены в табл. 8.6.

Для облегчения вычисле­ния строят график зависи­мости qf от t, для разных значений t_p (рис. 8.3). После подсчета времени протока по участку t_p и суммарного от начального участка сети (в том числе и /соп) из графика находят q, л/(с-га).

Пример. График (рис 8 3) построен по формуле q = = 198,6/t^{0 75}. По вычисленным зна­чениям найдем t_r = tcon + Σtр = 5 + Σ1/v. Из графика получаем значение q, л/с. Например, для участка 1-2 I = 300 м, v = 0,8 м/с, t, = 5 -4--f- 300/0,8 • 60 = 11,25 мии Этому значению продолжительности протока соответ­ствует q = 32,5 л/с

Продольный профиль дождевого коллектора показан на рис. 8.4.

8.2. Расчет полураздельной сети

Расходы в сетях производственно-бытовых и дождевых сточных вод определяют аналогично приведенным в § 5.2.

Расход сточной жидкости в главном коллекторе полураздельной системы принимают равным сумме расхода производственно бытовых стоков и расхода дождевой воды от так называемог «предельного» дождя. Под «предельным» дождем понимаю дождь некоторой наибольшей (предельной) интенсивности, при которой еще не происходит сброс дождевых вод в водоем.

Определение расчетных расходов дождевых вод в главно коллекторе может осуществляться двумя способами:

-пересчетом дождевой сети на случай выпадения дожд предельной интенсивности, обычно принимаемой из условия q_20,lim= 10 л/(с • га). При выпадении дождя указанной интенсив ности основная масса загрязнений смывается с поверхности во досбора, а в дальнейшем сток поступает через разделительную камеру в бытовой коллектор и на очистку. Этот способ является наиболее точным, но трудоемким;

-с использованием коэффициента разделения.

Ниже приводится расчет расходов в главном коллекторе коэффициентом разделения.

Расход смеси производственно-бытовой и дождевой сточноь жидкости в главном коллекторе, л/с,

где q_cit — максимальный расчетный расход производственных и бытовых сточных вод с учетом коэффициента неравномерности; Σq_lim — максимальный подлежащий очистке расход дождевого стока, равный сумме предельных расходов дождевых вод, q_lim, по­даваемых в общесплавной коллектор от каждой разделительной камеры, расположенной до рассчитываемого участка, л/с.

Расход стока от предельного дождя qnm определяют при пери­оде однократного превышения интенсивности дождя Р_lim= 0,05...0,1 года. Указанные значения Рц_т допускается уточнять по ме­стным условиям.

Предельный расход дождевых стоков qlim, сбрасываемых в главный коллектор от разделительной камеры,

где Kdiv — коэффициент, показывающий долю расхода дождевой воды, направляемой на очистную станцию; q_r — расход дождевой воды, поступающей к разделительной камере, без учета коэффи­циента β

Значение коэффициента разделения принимают по табл. 8.7. при этом требуется определить K’div:

где коэффициенты m_r, Р, у принимают при расчете дождевой сети до разделительной камеры (по табл. 8.8, 8.9).

По полученному значению К'div из табл. 8.7 находят Кdiv.

Принятые в табл. 8.7 значения Кdiv справедливы для продол­жительности протока t_r, равной 20 мин, а также разности показателей степени в формуле (8.1) n-n1=0 при любой продолжительности потока. В тех случаях, когда расчетная продолжительность протока до разделительной камеры 20 мин, а разность показателя степени 0, к значению коэффециента разделения вводится поправочный коэффециент (табл. 8.10).

 

Коэффициент разделения потока можно определить другим способом:

где q20, п, т, и у принимают, как для расчета дождевой сети при полной раздельной системе водоотведения (из условий гео­графического положения объекта, его назначения и др.).

Найдем параметр А\\_т:

A_Um = q₂₀ 20n|im(l + lgP/lgmr)^v (8.19)

 

где n_lim — показатель степени, соответствующий данному значе­нию принятого периода однократного превышения расчетной ин­тенсивности Рит<1 года; Pi™ принимают 0,05—1 год. Тогда

где t, — продолжительность дождя перед разделительной каме­рой, мин.

 

 

 

Согласно СНиПу (п. 2 21), предельный расход дождевых вод qw_m, подаваемый в общесплавной коллектор полураздельной системы водоотведения, допускается определять путем расчета стока дождевой воды (§2 12) при значении β = I

Подсчет расходов дождевой воды до разделительной камеры приведен в табл. 8.11 Расчетная схема приведена на рис. 8.5 По результатам гидравлического расчета (см. табл. 8 13) построен продольный профиль (рис. 8.6).

Расход производственно-бытовых стоков рассчитывают по методике, изложенной в § 5.2. Гидравлический расчет проводят так же по общеизвестной методике. Ниже дан пример расчета глав­ного (перехватывающего) коллектора (табл. 8.13). В примере расход производственно-бытовых стоков принят условно (рис. 8.5)

 

8.3. Расчет разделительной камеры

Разделительную камеру рассчитывают на отведение расхода воды от предельного дождя в главный коллектор и на сброс всех превышающих эту величину стоков по ливнеотводу в водоем.

Принцип работы разделительной камеры основан на изменении дальности полета струи при неменяющихся расхо­дах. В начале дождя сток незначителен и вся вода по­ступает в лоток главного коллектора. По мере разви­тия дождя расход увеличи­вается, сечение трубы запол­няется полностью (возмож­на работа с подпором) и струя перелетает водослив­ную стенку и попадает в лоток ливнеотвода.

Расчет разделительной камеры при известных рас­ходах, диаметрах труб и глубинах заложения сводит­ся к определению основных размеров камеры

 

 

Возможны разные кон­структивные решения раз­делительных камер (рис. 8.7). На рис 8.8 дождевая вода попадает в прямоуголь­ный лоток, ширина которого принимается равной диамет­ру дождевой сети, примы­кающей к камере. В конце прямоугольного лотка перед перепадом устанавливается крити­ческая глубина, которая при расчетном расходе q_r, м,

а при расходе от предельного дождя qn_m, м,

Высота перепада,

,

где

Высота водосливной стенки, где di — диаметр ливнеотвода, м; А_вх — потеря напора при входе в трубу, м:

где ς — коэффициент гидравлического сопротивления при входе в трубу: ς = 0,5. При расчете возможно использовать h_ax = 0,025у²; v — скорость течения воды в ливнеотводе, м/с.

Диаметр ливнеотвода d2 принимают равным диаметру d1.

Ширина донного отверстия а, м,

а = 1,41h_К „(0,3 + hо/h_кп)⁰⁵ + q_lim/8,87b[(h₀ + 1,5h_{К n})sinβ,]⁰'⁵,

(8.26)

где β1 — угол наклона струи к горизонту при расходе qu_m:

Для удобства работы в разделительной камере высота рабо­чей части должна быть не менее 1,8 м. Над рабочей частью уст­раивают горловину D = 0,7 м, как в обычном колодце.

Глубина воды в ливнеотводе подбирается (см. Приложение 8) при известных q, di и i.

Для h_л≥h„6 сопряжение производят по уровню воды, тогда
отметки дна ливнеотвода в месте примыкания к камере, м,;

Для предупреждения затопляемости разделительной камеры отметка для ливнеотвода должна быть выше горизонта высоких вод в водоеме Z_rbb

где l_л — длина ливнеотвода, м.

Отметки шелыги главного коллектора после разделительной камеры, м,

Z_mn = Z — h₀ — у. (8.36)

Значение у можно принимать 0,1 м.

Пример. Расчетный расход ц,, расход от предельного дождя q_lim приня-
ты по табл 8.13; диаметр трубы дождевого коллектора d1 = 600 мм Отметка
дна трубы дождевого коллектора при входе в камеру Z = 28,87 м Ширина лотка
в разделительной камере принята b = d1 = 0,6 м.;

Критическую глубину при расчетном расходе находим по формуле (8.21):'

Диаметр ливнеотвода, как и последнего участка перед разделительной ка­мерой, d₂ = 600 мм. Тогда при расходе q = 310 л/с уклон трубы i = 0,0025, v = = 1,12 м/с, наполнение полное. Потеря напора при входе в трубу по форму­ле (8 25) равна h_BJl = 0,5 • 1,12²/2 • 9,81 = 0,032 м, высота водосливной стенки по формуле (8.24) равна h_с = 0,6 — 0,032 = 0,568 м, ширина донного отверстия по формуле (8 26) равна а= 1,41 • 0,0970,3 + 0,532/0,09 + 0,05/8,87 • 0,6 X ±[0,532 + 1,5-0,09)0,893]°⁵ = 0,33 м, где sin βi = [0,532/(0,532 + 1,5-0,09]⁰⁵ = = 0,893 м.

Длина лотка в нижнем бьефе после водосливной стенки по формулам (8 27), (8.28) равна

Принято в = 0,3 и δ = 0,1.

Общая длина разделительной камеры по формуле (8 29) равна

L = 1,2 + 0,33 + 0,1 + 0,98 = 2,5 м,

где s = 4hк д = 4 • 0,301 = 1,2 м. 200

Ширину камеры найдем по формуле (8 30).

Во = b’+ 2b₁ = 0,6 + 2 • 0,3 = 1,2 м,

где b₁ = 0,3 м

Отметка лотка в конце нижнего бьефа по формуле (8.31) равна

Zнб = 28,87 — 0,532 - 0,568 - 0,01 • 0,84 = 27,686 м.

Глубина воды в нижнем бьефе по формуле (8.32) равна

h„ ₆= 0,31/[0,6 • 4,43(0,532 + 0,568 + 1,5 • 0,301)1= 0,197 м.

Так как h_л = d₂ = 0,6 м, что больше h„ ₆, то сопряжение лотка и трубы про­изводят по поверхности воды Тогда отметка дна ливнеспуска

Z_л = 27,686 + 0,197 — 0,6 - 0,032 = 26,856 м.

При длине ливнеотвода, равной 60 м, и отметке горизонта высоких вод, равной 24,0 м, Z_л > 24 + 0,003 • 60 = 24,18 м, т. е. условие (8.33) выполнено.

Отметка шелыги после разделительной камеры по формуле (8.36) равна

Z_шкг = 28,87 — 0,532 — 0,1 = 28,238 м.

Расчет главного перехватывающего коллектора приведен в табл. 8.13.

РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ

ИНЖЕНЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ НАРУЖНЫХ СЕТЕЙ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

 

Глава 9

ТРУБЫ, КОЛЛЕКТОРЫ И КОНСТРУКЦИИ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЯ

 

9.1. Условия выборе мвтериала и проклвдки трубопроводов

Трубопроводы и коллекторы наружных сетей, прокладывае­мые в различных гидрогеологических условиях, на различных глубинах и работающие в самотечном и напорном режимах, дол­жны иметь достаточно большой срок службы, быть надежными в эксплуатации, экономичными и индустриальными в строитель­стве. Это достигается правильным выбором материала труб, кон­струкций их стыковых соединений, эффективной изоляцией и устройством надежных оснований.

К конструкциям наружных сетей предъявляются следующие требования:

■ прочность — трубы и стыковые соединения без деформа­ций должны воспринимать давление насыпного грунта, нагрузку от движущегося транспорта, а также внутреннее давление воды;

■ водонепроницаемость (герметичность) — через стенкн труб и стыковые соединения не должны поступать в сеть грунтовые воды (инфильтрация) и просачиваться из сети вода (эксфиль-трация) сверх установленных нормативов;

■ гладкая внутренняя поверхность необходима для умень­шения сопротивлений при движении воды.

В дополнение к этому материал трубопроводов сетей водо­снабжения не должен ухудшать качество воды, а трубопроводы и стыки сетей водоотведения должны обладать стойкостью к ме­ханическому истиранию, химическому и температурному воз­действию.

При проектировании и строительстве водопроводных сетей обычно применяют чугунные или железобетонные напорные тру­бы, причем последние используют при диаметрах 500 мм и выше. Стальное трубы применяют в тех случаях, когда давление в сети 10 МПа и выше. Трубопроводы из стальных труб необходи­мо покрывать снаружи антикоррозионной изоляцией.

При проектировании и строительстве самотечных водоотво­дящих сетей диаметром до 350 мм обычно применяют керамиче­ские канализационные и асбестоцементные безнапорные трубы. При диаметрах 400 мм и выше используют железобетонные и бетонные трубы.

При проектировании и строительстве напорных водоотводя­щих линий диаметром до 500 мм включительно и рабочим давле­нием не более 1,5 МПа применяют асбестоцементные трубы, при диаметрах свыше 500 мм — железобетонные напорные трубы. При рабочем давлении до 3 МПа и выше используют чугунные напорные трубы.

Траншейная прокладка бетонных или железобетонных круг­лых труб нормальной прочности допускается на глубину до 3...6 м, а усиленных — до 5...6 м; труб с плоской подошвой нор­мальной прочности — до 4...6 м, а усиленных — до 6...8 м с уче­том степени уплотнения грунта, размеров временной нагрузки на поверхность землн н типа основания.

При проектировании наружных сетей диаметры труб из раз­личных материалов должны назначаться в строгом соответствии с утвержденными стандартами или сортаментами их промышлен­ного освоения.

Основания под трубами могут быть искусственно созданными и естественными. Тип основания зависит от несущей способности местных грунтов, в которых прокладываются трубы, а также от материала труб и стыковых соединений. При производстве работ по механической отрывке траншей необходимо, чтобы нижний слой грунта на дне траншеи оставался ненарушенным, поэтому его недобирают на 0,2...0,3 м до проектных отметок и удаляют вручную перед укладкой труб. В тех случаях, когда под трубо­проводами залегает твердое скальное основание или встречаются отдельные каменные включения (валуны, скальные выходы), ₄ необходима песчаная подушка толщиной не менее 0,2 м, а уклад­ка труб должна производиться в профилированном ложе, глу­бина которого не менее 0,15 диаметра трубы.

Искусственные основания устраивают в слабых грунтах, к которым относятся просадочные, а также разжиженные глинис­тые, торфяные и илистые грунты. Тип искусственного основания выбирают на основе технико-экономических расчетов с учетом опыта строительства аналогичных объектов. Так, в водонасыщен-ных, хорошо отдающих воду грунтах при прокладке керамиче­ских, бетонных или железобетонных труб их укладку производят на щебеночное или бетонное основание, толщина которого в зависимости от диаметра труб и состояния грунта изменяется в пределах 0,1...0,2 м. Самотечные пластмассовые трубы даже при прокладке в сухих грунтах нуждаются в устройстве жестких, искусственных оснований. В свеженасыпных грунтах с ожидае-i мой неравномерной осадкой для предупреждения нарушения! стыковых соединений основание следует устраивать из монолит! ного железобетона.

В городах проезжую часть улиц, особенно при напряженном* движении транспорта, устраивают на бетонном основании, ПО' этому сети водоснабжения и водоотведения следует выносить в зеленую или техническую полосу улиц, а прокладку вести со­вместно с другими инженерными сетями в общей траншее (рис. 9.1). Это позволяет сократить объем земляных работ. По условиям строительства и экусплуатации водоотводящие сети, включая водостоки, целесообразно размещать

Рис 9 1 Совмещенная укладка инженерных сетей в открытой траншее.

/ — теплосеть; 2 — водопровод, 3 — газопровод среднего давления, 4 — то же, низкого давления, 5 — водосток, 6 — канализация

ближе к проезжей части улицы. При большом числе подземных коммуникаций под пересечениями крупных уличных магистралей возможна совме­щенная прокладка трубопроводов различного назначения в про­ходных или полупроходных галереях или тоннелях (коллектор­ная прокладка). Указанные сооружения выполняют из сборных железобетонных элементов прямоугольного или круглого сечения (рис. 9.2), что увеличивает срок службы трубопроводов и позво­ляет вести ремонтные работы без вскрытия проезжей части улиц.

 

9.2. Трубы керамические и асбестоцементные

Керамические канализационные трубы, применяемые при устройстве безнапорных водоотводящих сетей, изготовляют по ГОСТ 286—82 (рис. 9.3, табл. 9.1).

Керамические трубы должны соответствовать следующим основным требованиям:

 

 

 

 

- иметь на наружной стороне конца ствола и внутренней стороне раструба не менее пяти нарезок-канавок глубиной не менее 2 мм;

- быть водонепроницаемыми и при испытании выдерживать внутреннее гидравлическое давление не менее 0,15 МПа;

- иметь водопоглощение не выше 7...8 %; иметь на наружной и внутренней поверхностях равномер­ное, без пропусков, покрытие Из химически стойкой глазури.

Керамические трубы являются наиболее долговечными при устройстве водоотводящих сетей, особенно в тех случаях, когда грунтовые воды агрессивны. Однако недостатками этих труб являются большое количество стыковых соединений и хрупкость материала. Во избежание механических по­вреждений, в первую очередь при перевозке автомобильным тран­спортом, трубы уста­навливают вертикально в специальных кассе­тах (контейнерах) предприятия-изготови­теля или потребителя.

Асбестоцемент­ные безнапорные трубы и муфты к ним, применяемые при прокладке самотечных водоотводящих сетей, изготов­ляют по ГОСТ 1839—80* (рис. 9.4, табл. 9.2 и 9.3). Трубы имеют гладкую поверхность, практически водонепроницаемы, легко под­вергаются обработке (распиловке, фальцовке, сверлению), их масса в 3,5 раза меньше чугунных труб. Значительная длина труб сокращает количество стыковых соединений при прокладке сетей, однако они имеют большую хрупкость и истираемость. Применение данного вида труб нецелесообразно на быстротоках, несущих большое количество крупной минеральной взвеси (пе­сок, шлак, стеклянный бой). Асбестоцементные трубы поставля­ются в комплекте с соединительными муфтами и уплотнительны-ми кольцами. При испытании трубы и муфты должны выдержи­вать гидравлическое давление не менее 0,4 МПа, а трубы и муф­ты высшей категории качества — не менее 0,6 МПа.

Асбестоцементные напорные трубы, применяемые при уст­ройстве наружных напорных сетей (рис. 9.4), изготовляют по ГОСТ 539—80* четырех классов: ВТ6, ВТ9, ВТ12 и ВТ15 — на максимальное рабочее давление соответственно 0,6; 0,9; 1,2 и 1,5 МПа (табл. 9.4). Трубы каждого класса в зависимости от пропускной способности (внутреннего диаметра) и длины под­разделяют на три типа. Выбор

класса труб определяется про­ектным решением, которое учитывает условия эксплуатации. Для эластичного соединения труб применяют асбестоцементные муфты типа САМ по ГОСТ 539—80* или чугунные муфты по ГОСТ 17584—72*, а для уплотнения муфтовых соединений — резиновые кольца по ГОСТ 5228—89*. Завод-изготовитель дол­жен поставлять асбестоцементные напорные трубы

комплектно с муфтами и резиновыми кольцами. Применение напорных асбес­тоцементных труб для водопроводных сетей нецелесообразно Но санитарно-гигиеническим соображениям.

 

9.3. Трубы железобетонные и бетонные

Железобетонные безнапорные трубы получили широкое рас­пространение при сооружении самотечных водоотводящих сетей и хорошо себя зарекомендовали в тех случаях, когда сточные и грунтовые воды не агрессивны по отношению к бетону труб и к уплотняющим материалам стыковых соединений. Изготовляют эти трубы из бетона класса не ниже В22,5(М300) по ГОСТ 6482—88.

Трубы подразделяют на следующие типы: ■ РТ — раструбные цилиндрические со стыковыми соедине­ниями, уплотняемыми герметиками или другими материалами с образованием жестких или пластичных стыковых соединений (рис. 9.5, табл. 9.5);

 

РТПБ — раструбные с подошвой и с упорным бортиком на стыковой поверхности втулочного конца трубы (рис. 9.10, табл. 9.10); эластичные стыковые соединения этих труб уплот­няют с помощью резиновых колец;

РТС — раструбные цилиндрические со ступенчатой стыко­вой поверхностью втулочного конца трубы, эластичные стыковые соединения которых уплотняются с помощью резиновых колец (рис. 9.7, табл. 9.7);

ФТ — фальцевые цилиндрические со стыковыми соедине­ниями, уплотняемыми герметиками или другими материалами (рис 9.8, табл. 9.8);

<