Определение начальной глубины заложения дождевой сети

Минимальную глубину заложения трубопровода на внутриквартальной сети определяем на основании «трех условий». Выбираем, исходя из меньшего значения.

1. Условие промерзания грунтов:

h_min1=h_пр-a, где а-минимальная глубина промерзания грунтов в районе строительства(м).

Это величина, зависящая от диаметра трубопровода (при d<500 мм, a=0,3, при d>500 мм, a=0,5),

тогда, h_min1 = 1,55-0,3=1,25;

2. Условие механической прочности:

h_min=0,7+d, где d- диаметр трубопровода.

3.Максимальная глубина заложения: зависит от грунта.

В скальных грунтах: 4-5 м, мокрых плывунах 5-6 м, сухих нескальных – 7-8м.

Затем определяем минимальную глубину заложения на уличной сети:

h_min = h₁+i(L+l) +z₁ – z₂ + Δd,

где h₁ – минимальная глубина заложения лотка выпуска внутриквартальной или дворовой сети в наиболее удаленной от площади стока точке, м

i – уклон внутриквартальной сети

L – длина внутриквартальной и дворовой сети, м

l – длина соединительной ветки от колодца до уличной сети (3-7м).

z₁ – отметка земли у колодца уличной сети, м

z₂ – отметка у выпуска, м

Δd – перепад между лотками соединительной линии и уличной сети, м

Гидравлический расчет самотечных трубопроводов дождевой сети выполняют на расчетный расход, определяемый по методу предельных интенсивностей. Правильность определения гидравлических характеристик на участках трубопроводов выполняется методом последовательных приближений величины, назначаемой скорости движения жидкости и принятой по таблицам для гидравлического расчета канализационных сетей [Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей.]. Гидравлический расчет условно можно разбить на две части. В первой части определяется расчетный расход и гидравлические характеристики. Во второй части выполняется построение продольного профиля.

Заполнение табл. начинают с информации, которая имеется на расчетной схеме. В графу 1 вносятся данные о расчетных участках ветвей и отдельных линий трубопроводов. В графу 2 записывается фактическая длина участков между расчетными точками.

В графах 3, 4 и 5 заносятся площади стока, формируемые на расчетных участках. В графу 7 записываются скорости движения жидкости. В графах 8, 9,10 определяется время движения воды. В графе 11 записываются расчетные расходы q_cal. В графы 12, 13 вносятся данные, принятые по таблицам гидравлического расчета [4]. Табличные расходы от расчетных расходов должны отличаться не более чем на 10 %. В графе 14 записываются данные расчетов потерь напора по длине.

Потери напора по длине равны произведению уклона на длину участка:

_h=i*l

 В графы 16 и 17 записываем отметки земли расчетных узлов участка. В графе 22 начальная глубина первой точки и других начальных участков сети определяется расчетом, согласно пункту 5. Для последующих узлов в графах 22 и 23 глубина заложения дна трубы определяется, как разница между отметкой земли в начале или конце участка минус отметка дна трубы в расчетном узле .

Отметка дна трубы в конце участка в графе 21 определяется как разница между отметкой дна трубы в начале участка и потерями на участке по формуле:

   

где i – уклон участка; L – длина участка, м.

В графах 18 и 19 отметки шелыги свода трубы в начале и конце участка определяются по формуле:

,м

 ,

где  и  – отметки шелыги свода в начале и конце участка, м;   – диаметр трубы, м.

В графе 24 среднее значение глубины заложения дна трубы определяется сложением заглублений в начале и конце участка и делением полученного значения на два по формуле:

 ,м

В графе 25 определяется уклон земли на расчетном участке по формуле:

Вся дождевая водоотводящая система состоит из внутренней и наружной сети. С крыш домов дождевая вода может подаваться вниз с помощью внутренних водостоков или наружных водосточных труб. Затем вода поступает в наружную водоотводящую сеть, которая бывает открытого, закрытого и смешанного типов.

Открытая сеть состоит из лотков и каналов, по которым дождевые воды удаляются за пределы населенных пунктов и промышленных предприятий. Открытые водостоки сооружают при малой плотности застройки, малом населении и малом количестве осадков.

Сеть закрытого типа устраивают в современных благоустроенных городах. В этом случае дождевые стоки, поступающие в лотки уличных проездов, затем попадают в специальные водоприемные колодцы (дождеприемники) и направляются по сети подземных трубопроводов к месту выпуска в водоем.

Смешанная сеть состоит из труб, прокладываемых под землей и уличных лотков. Такую сеть устраивают в целях сокращения капиталовложений на строительство. При отсутствии вблизи объектов канализования водоемов и оврагов, куда возможен выпуск дождевых вод, устраивают испарительные площадки, на которые и подаются эти воды. Как правило, отвод дождевых стоков производится самотеком.

Главной особенностью гидравлического расчета дождевых сетей является то, что величина расчетного расхода (по которому принимается диаметр и уклон трубы) связана с продолжительностью протока по сети, а значит, зависит от диаметра и уклона. По этой причине весь расчет приходится производить методом последовательных приближений. Итак, гидравлический расчет необходимо проводить в следующем порядке:

1. Производится трассировка дождевой сети и разбивка кварталов на площади стока, с последующим определением величин площадей стока.

2.

3. Для последующих участков время протока tp обязательно суммируется с временем протока на всех предыдущих участках.

Если расчетный расход окажется меньше расхода на предыдущем участке, его принимают равным расходу на вышележащем участке.

4. По соответствующим таблицам или номограммам находится уклон и диаметр трубы (при полном заполнении) таким образом, чтобы пропускная способность и скорость течения в ней отличались от ранее заданных значений Qcal и Vp не более чем на 10%. Если предварительно заданная скорость все же отличается от вычисленной, следует повторить расчет при вычисленной скорости и скорректировать значение расхода.

5. Производится определение отметок и глубин заложения труб, а также высотное проектирование сети. Строятся продольные профили коллекторов.

Загрязненность поверхностного стока

Загрязнение поверхностного стока зависит от множества факторов, которые можно объединить в следующие группы: климатические условия, санитарное состояние бассейна водосбора и закономерности движения в дождевой сети.

Климатические условия: интенсивность и продолжительность дождя, частота выпадения и количество осадков, продолжительность таяния снега и т.д.

Состояние бассейна водосбора: уровень благоустройства, род поверхностного покрова, степень загрязнения атмосферы, интенсивность движения автотранспорта и т.д.

Основными источниками загрязнения на городской территории являются продукты эрозии почвы, пыль, строительные материалы, выбросы в атмосферы, нефтепродукты от автотранспорта.

Характерными загрязнителями для поверхностного стока являются взвешенные вещества. Органические вещества в суспензированном виде занимают примерно 90 % общего количества окисляющихся веществ, содержащихся в поверхностном стоке. Концентрация всех примесей в стоке во многом зависит от интенсивности выпадения осадков, продолжительности периода сухой погоды и предшествующего дождя.

На территории современного благоустроенного города можно условно выделить 4 района, концентрация загрязнений в поверхностном стоке от которых существенно различается:

• жилые районы с умеренной интенсивностью движения транспорта,

• новые жилые районы со средней интенсивностью,

• районы с преобладанием складских и промышленных территорий,

• автомагистрали.

Все промышленные предприятия в зависимости от физико-химического состава поверхностного стока разделяются на две группы. К первой группе относят предприятия, для которых основными примесями стока являются грубодисперсные вещества, сорбированные главным образом на взвешенных веществах (черная металлургия, машиностроение, электротехника, угольная, нефтяная, легкая, пищевая промышленность, энергетика, порты, ремонтные заводы, и т.д.). Ко второй группе относят предприятия, для которых в настоящее время характерно поступление специфических веществ - цветная металлургия, коксохимическая, химическая, лесохимическая, целлюлозно-бумажная промышленность и т.д.

Коэффициент стока

Не вся вода, выпавшая на территорию водосбора в виде осадков, превращается в сток. Выделяют следующие виды потерь осадков:

1. Потери на перехват - происходят прежде всего на лесных массивах, составляют примерно 2... 10 мм.

2. Испарение в период дождя - имеет небольшую интенсивность -до 0,3 мм/ч, однако продолжается и после прекращения выпадения осадков.

3. Поверхностное задержание - это потери воды на образование пленки и заполнение бессточных неровностей, составляет для песков - 5 мм, для глин - 2,5 мм, для мостовых - 1,6 мм.

4. Инфильтрация в грунт - просачивание осадков. За период выпадения ливня инфильтрация постепенно уменьшается по мере наполнения пор водой. Для песчаных слоев инфильтрация к концу первого часа составляет 13...25 мм/ч.

Осадки, достигающие дождеприемников, называются общим слоем стока.

Отношение объема поверхностного стока на водосборе в течение одного ливня к общему объему осадков, выпавших за время этого ливня, называется коэффициентом поверхностного стока ψ. Для оценки годовых средних объемов стока используют коэффициент годового стока

Для конкретных расчетов расходов дождевых вод в водоотводящей сети используют еще один вид коэффициента стока - ψо, который учитывает поверхностное задержание и инфильтрацию, а также учитывает гидродинамику поступления воды к расчетному сечению. Величина коэффициента стока ψо может приниматься постоянной (~ 1), если водонепроницаемые поверхности крыш и асфальтовые покрытия составляют более 50 % всей площади.

Особенностью формирования дождевых стоков в канализационных коллекторах является не одновременность возникновения расчетных (максимальных) расходов на разных их участках. Нижние участки труб рассчитаны на большее время протекания, а значит, на дождь большей продолжительности, следовательно, меньшей интенсивности. Тогда при выпадении этого дождя верхние участки будут заполняться не полностью, т.к. они рассчитаны на меньшую продолжительность, следовательно, на большую интенсивность дождя. Поэтому при возникновении расчетного расхода на одном участке другие будут работать с неполным заполнением.

При проектировании сетей дождевой системы водоотведения их наполнение принимают равным 1.

Диаметры:

Для дождевой сети минимальная скорость принимается равной 0,6 м/с.

Максимальной расчетной скоростью называют наибольшую допустимую скорость течения, не вызывающую снижения механической прочности материала труб при истирающем действии песка и твердых веществ в стоках.

Для металлических труб значение максимальной скорости составляет не более 8 м/с, а для неметаллических - не более 5 м/с. Для дождевой сети - соответственно 10 и 7 м/с. В открытой дождевой сети наименьшие уклоны лотков, кюветов и канав принимают по СНиП в пределах 0,003 -0,005. Максимальные уклоны могут быть найдены по той же формуле, что и минимальные.

Особенности проектирования полураздельной системы водоотведения

При полураздельной системе водоотведения устраивают две водоотводящие сети - производственно-бытовая, которая служит для отвода бытовых и производственных вод, и дождевая, которая служит для отвода атмосферных и поливомоечных вод. Главный коллектор прокладывают один - общесплавной, по которому все бытовые и производственные стоки и часть наиболее загрязненных атмосферных вод подаются на очистные сооружения.

Камеры. Дождевая сеть к общесплавному коллектору присоединяется через разделительные камеры, которые при интенсивных ливнях, превышающих принятый предельный дождь, сбрасывают часть дождевого стока в водоем. Вся территория канализуемого объекта разбивается на бассейны водоотведения. Число бассейнов бытовой сети может не совпадать с числом бассейнов дождевой сети. Общесплавной коллектор может принимать по пути бытовые и производственные стоки с прилегающих кварталов, однако поверхностный сток следует отводить только в дождевую сеть.

Особенности проектирования общесплавной системы водоотведения.

При общесплавной системе устраивается одна водоотводящая сеть, по которой отводятся сточные воды всех видов. При высоком уровне воды в водоеме и сложных гидрогеологических условиях главный коллектор строят закрытым тоннельным способом с большим заглублением. В этом случае ливнеспуски располагаются в конце коллекторов бассейна водоотведения. Схема с такими коллекторами позволяет с минимальными затратами в перспективе переходить на полураздельную систему, которая является лучшей в санитарно-гигиеническом отношении. Кроме этого, коллектор глубокого заложения позволяет отказаться от устройства районных насосных станций, которые крайне нежелательны из-за высокой стоимости и больших эксплуатационных затрат.

Трубы и каналы для дождевых сетей.

Для транспортирования дождевых стоков используются те же трубы, что и для бытовых стоков. Кроме этого, для отведения больших расходов широко применяются сборные железобетонные каналы. Они собираются из отдельных блоков, при диаметре до 2 м имеют обычно круглое сечение, а при больших размерах – прямоугольное. Открытые дождевые сети выполняются в виде борт-лотков, расположенных вдоль крайней полосы проезжей части улицы или тротуара, а также в виде канав, кюветов или открытых каналов. Борт-лотки устраивают из сборных железобетонных или бетонных элементов, монолитного бетона, труб, разрезанных пополам и т.д. Разрезы трех видов таких лотков изображены на рисунке. (А–бетонный треугольный, Б-армированный прямоугольный, В- армированный трапециидальны.)

На внутриквартальных проездах глубина воды не должна превышать 6 см, на улицах ограничивается и ширина потока воды, которая не должна превышать 2 м.

Кюветы размещают по сторонам проезжей части. Делаются в виде каналов трапецеидального сечения, стенки укрепляются камнем, железобетонными плитами или бетоном.

В дождевую сеть вода должна поступать только через дождеприемники.

Дождеприемники, конструкции (рис.дальше) (А-без осадочной части, Б - с осадочной частью, 1-съемная решетка, 2-днище лотком, 3-колодец, 4- осадочная часть)

Дождеприемники устанавливаются:

• в пониженных местах и в конце улиц с затяжными спусками,

• на перекрестках и у пешеходных переходов,

• на затяжных спусках - в промежуточных точках,

• при плоском рельефе местности - в пониженных местах лотков улиц,

• внутри кварталов, дворов и парков.

Конструктивно дождеприемник представляет собой колодец, состоящий из съемной решетки, стакана и днища с лотком. Он бывает без осадочной части и с осадочной частью.

Дождеприемники с осадочной частью целесообразно применять при плоском рельефе местности и малоблагоустроенных территориях. Для нормальной эксплуатации такого колодца необходима регулярная его прочистка.

Дождеприемные колодцы обычно собирают из железобетонных колец диаметром 0,7 и 1 м. Глубина зависит от глубины промерзания грунтов и составляет от 910 до 2020 мм (по типовым проектам). Длина присоединения (ветки) от дождеприемника до коллектора должна быть не более 40 м. На одной ветке можно располагать 2-4 дождеприемника. Кроме решеток, в дождеприемниках для стока воды могут устраиваться вертикальные отверстия в бордюрном камне.

В местах выпусков водостока в естественный лог или в реку и в местах перехода труб в открытый канал устраивают выходные оголовки. Имеются конструкции оголовков из сборного и монолитного железобетона, а также из кирпича.

3. Устройство водоотводящих сетей и сооружений на них: материалы труб, формы поперечных сечений труб, стыковые соединения, устройство оснований под трубы, вентиляция сетей, классификация и устройство канализационных колодцев и камер.

Выбор труб для строительства сетей определяется видом водоотводящей сети, геологическими и гидрогеологическими условиями, объемом стоков, качественным и количественным составом загрязнений.

Для дождевых и бытовых внешних безнапорных сетей чаще всего используют трубы бетонные, железобетонные, керамические и пластмассовые. Для напорных линий применяют стальные, чугунные, напорные железобетонные и пластмассовые трубы. Для транспортирования агрессивных жидкостей (кислот, щелочей) рекомендуется использовать керамические и стеклянные трубы. Для отведения поверхностного стока наиболее предпочтительны железобетонные трубы.

Материалы и виды	Усл прох,Dу,мм	Назначение
Чугунные канализационные	50-150	Сети внутренней бытовой и производственной канализации
Керамические канализационные	150-500	Сети внутренней бытовой и производственной канализации
Полиэтиленовые	50-300	Сети внутренней бытовой и производственной канализации при давлении выше 0,1 МПа (10 м.в.ст)
	100	Сети производственной самотечной канализации
Асбестоцементные безнапорные	100-150	Сети внутренней бытовой и производственной канализации слабощелочных и слабокислых сточных вод (рН=6-9) и водостоков
Асбестоцементные напорные	100-300	Сети внутренней бытовой и производственной канализации слабощелочных и слабокислых сточных вод (рН=6-9)
Бетонные и железобетонные безнапорные	300-1500	Сети внутренней (подземной безнапорной) бытовой и производственной канализации (если сточные воды не агрессивны по отношению к бетону)
Стеклянные для надземных трубопроводов	45-122 (наружный диаметр)	Сети внутренней канализации агрессивных сточных вод (за исключением плавиковой кислоты)
Стальные водогазопроводные	25-65	Сети внутренней бытовой канализации (отводы от групп умывальников)

Лотки, предназначенные для транспортирования химически агрессивных сточных вод выполняют из кислотоупорных материалов. Для транспортирования слабокислых (рН=6-6.5) и слабощелочных (рН=8-9) сточных вод можно применять чугунные трубы. Для отвода химически агрессивных сточных вод под давлением применяют трубы кислотоупорные пластмассовые, стальные гуммированные, эмалированные и футерованные пластмассой.

Бетонные и железобетонные трубы изготавливают напорными и безнапорными. Бетонные - соединяют с помощью раструбного соединения, а ж/б - с помощью раструбного или фальцевого соединения (см. рис.) Стык в раструбном соединении законопачивают до половины просмоленной или битуминизированной пеньковой прядью, затем заливается асфальтовая мастика. Стыки фальцевых труб заделывают цементнопесчаным раствором, мастикой или другими материалами. При сопряжении применяются также резиновые прокладки и кольца.

Достоинства: долговечны, гладкая внутренняя поверхность, высокая пропускная способность.

Н едостатки: тяжёлые,

Рис.:Ж/б труба раструбная и фальцевая.

Керамические – из пластичной огнеупорной глины с примесью кварцевого песка, покрывающего снаружи и внутри солевой глазурью, что придаёт водонипронецаемость и гладкость. Керамические трубы соединяют также раструбом. Внутренняя поверхность раструба и гладкий конец трубы имеют специальные бороздки, способствующие лучшему зацеплению материалов, заполняемых в раструб, со стенками трубы (см. рис.) Стык заполняется до половины пеньковой прядью, затем асфальтовой мастикой или асбестоцементом.

Недостаток: большие затраты труда, хрупкие.

Асбестоцементные – напорные и безнапорные. Безнапорные: хрупкость, износ под воздействием песка. Использовать не рекомендуется, если СВ содержит много минералов. Асбестоцементные трубы между собой соединяются с помощью муфт - коротких отрезков асбестоцементной трубы большего диаметра (см. рис.) Пространство между внутренней поверхностью муфты и наружной поверхностью трубы заполняется прядью и мастикой.

Достоинства: стойкие к коррозии, невысокая стоимость, низкая плотность, морозоустойчивость

Недостатки: хрупкость, низкая сопротивляемость ударам.

Пластмассовые трубы соединяются с помощью сварки или раструбным соединением на клею

Раструбы чугунных канализационных труб заделывают смоляной прядью или просмоленным канатом, после чего зачеканивают раструб асбестоцементом или цементом на глубину 20 мм. Можно заливать раструбы раствором расширяющегося цемента или нагретой серой по предварительной заделке двумя витками смоляной пряди, препятствующей вытеканию цемента внутрь трубы. Чугунные канализационные трубы соединяют с асбестоцементными с помощью стального сварного патрубка с переходом диаметрами 50 х 150 и 100 х 150 мм (рис.12.1,а), чугунного перехода диаметрами 50 х 100 и 100 х 150 мм (рис. 12.1, б), чугунного патрубка с переходом диаметром 100x150 мм (рис. 12.1,в).

Соединение чугунных канализационных труб с асбестоцем. 1-чугунная, 2-стальной патрубок, 3-приварной фланец,4-асбестоцементная труба, 5-асбестоцементная заделка раструба,6-чугунный канализационный переход,7-асбоцем муфта, 8-чугунный патрубок

Формы поперечных сечений труб

Исходя из требований индустриализации строительства и широкого применения сборных железобетонных элементов в настоящее время закрытые коллекторы сооружают круглыми I, т.к. такое сечение экономично, выдерживает внешние нагрузки, удобная укладка и эксплуатация, а для пропуска больших расходов сточных вод — прямоугольными VIII.

Д о 90% протяженности всех существующих канализационных сетей выполняют из труб круглого сечения. При малой глубине заложения коллекторам придают полукруглую II форму сечения лотка с вертикальными боковыми стенками, перекрытыми съемными плитами. Коллекторы банкетного сечения III относя г также к круглым: лоток у них представляет собой полуокружность малого радиуса. Для крупных коллекторов круглого сечения давление грунта и временная нагрузка довольно велики. В целях уменьшения толщины стенок крупным коллекторам придают полуэллиптическое (шатровое) IV сечение. В них, как и в круглых каналах, высота равна ширине, поэтому они обладают высокой отводоспособностью и благоприятными гидравлическими условиями для транспортирования песка. Яйцевидные V коллекторы хорошо сопротивляются давлению грунта и временным нагрузкам, однако не индустриальны в строительстве и встречаются только в канализациях, построенных до 1930 г. При устройстве дождевой канализации получили применение лотковые VI и пятиугольные VII коллекторы. В настоящее время строят круглые и прямоугольные коллекторы из сборных железобетонных элементов. Открытые каналы трапецеидального IX и прямоугольного сечения применяют при распределении сточных вод на очистных сооружениях, на полях орошения и при отведении очищенных вод в водоем.

Гидравлическая характеристика поперечных сечений коллекторов определяется наибольшей их пропускной способностью при заданном уклоне и площади живого сечения потока. Наивыгоднейшим в этом отношении сечением является круглое, как имеющее наибольший гидравлический радиус.

Гидравлическим радиусом R называется отношение площади живого сечения потока ω к смоченному периметру χ.

Основания под трубы

1-естественное основание, 2-песчаная подушка,3-бетонный стул.

Основания под трубы принимают в зависимости от несущей способности грунтов, диаметра труб,

гидрогеологических условий и фактических нагрузок. В нормальных достаточно плотных грунтах с допускаемым давлением на грунт не менее 0,15 МПа трубы всех типов рекомендуется укладывать на естественное ненарушенное основание, причем ложе под трубу устраивают непосредственно перед ее укладкой таким образом, чтобы труба соприкасалась с ненарушенным грунтом не менее на 90° (см. рис.) В глинистых, крупнообломочных и скальных грунтах укладка труб должна производиться на песчаную подушку (см. рис.) При укладке трубопроводов в грунтах с возможной неравномерной осадкой (свеженасыпные, мягкопластичные глинистые и суглинистые, пылеватые и др.) устраивается искусственное основание - бетонный стул на плите (см. рис.) В торфяных, илистых и подобных грунтах основание делается по специальному проекту, например, на железобетонных сваях - ростверках.

Вентиляция сети канализации

Сети бытовой и производственной канализации, предназначенные для отвода сточных вод, выделяющих запахи, вредные газы и пары, вентилируются через стояки, вытяжные части которых выводятся на 0,5 м выше кровли здания и заканчиваются обрезом трубы (без флюгарки). В зданиях допускается устройство невентилируемых стояков в следующих случаях:

• в одноэтажных жилых домах;

• в двухэтажных жилых домах, если имеется еще не менее одного вентилируемого стояка;

• в других случаях (при, наличии не менее одного вентилируемого стояка), если расход сточной жидкости не превышает определенного значения.

Число стояков n_ст, обеспечивающих достаточно надежную вентиляцию сети, можно определить по формуле: n_ст=КW/Q

где К - коэффициент суточной кратности воздухообмена, принимаемый для зданий, расположенных в населенных пунктах с численностью жителей до 10 тыс. чел, равным 50, с большей численностью- 100;

W - объем канализационной сети, м3;

Q- расчетная пропускная способность стояка в сутки, м3.

Запрещается соединять вытяжную часть канализационных стояков с вентиляционными системами здания и дымоходами. Выводимые выше кровли вытяжные части стояков необходимо удалять от открываемых окон и балконов не менее чем на 4 м (по горизонтали). На плоских эксплуатируемых кровлях вытяжные стояки выводят на высоту не менее 3 м над поверхностью кровли и соответственно декорируют. Одной вытяжной частью рекомендуется объединять не более шести канализационных стояков. Диаметр вентиляционного стояка следует принимать на один размер меньше диаметра канализационного стояка. Отвод сточных вод по вентиляционному стояку не допускается. Допускается изгиб стояка на толщину кирпичной стены для обхода встречающихся труб и каналов. Канализационные стояки должны иметь по всей высоте одинаковый диаметр не менее 50 мм и не менее наибольшего диаметра отводной линии, присоединяемой к данному стояку.

Смотровые колодцы, соединительные камеры и промывные колодцы.

С мотровые колодцы (камеры, шахты) - одни из основных конструктивных элементов водоотводящих сетей, которые устраиваются в местах присоединения трубопроводов, изменения их диаметров, глубины заложения и уклонов, а также на прямолинейных участках сети через определенные СНиП расстояния. Различают линейные, узловые, поворотные, контрольные и другие типы смотровых колодцев, через которые производится наблюдение за работой сети и осуществляется профилактические мероприятия и ремонт.

Смотровым колодцем или камерой называют шахту, расположенную над водоотводящим трубопроводом, внутри которой труба или коллектор заменены открытым лотком.

Назначение этих колодцев состоит обеспечении возможности прочистки, контроля и вентиляции сети.

Места расположения смотровых колодцев:

1-в местах изменения диаметра или уклона трпр,

2-при изменении направления трпр в плане (повороты),

3-в местах присоединения боковых веток

Также установка колодцев предусматривается на прямолинейных участках через 35-300 м в зависимости от диаметра.

На сетях бытовой и производственной канализации сточных вод, выделяющих неприятные запахи, вредные газы и пары, смотровые колодцы внутри зданий не устраивают.

Колодцы и камеры выполняются из сборного или монолитного железобетона, кирпича. В плане колодцы бывают круглыми, прямоугольными или полигональными.

С мотровые колодцы состоят из следующих основных элементов: рабочей камеры, горловины и переходной части между ними, основания и люка с крышкой над горловиной.

Основные конструктивные элементы смотрового колодца:

1-люк с крышкой,

2-горловина колодца,

3-плита перекрытия,

4-рабочая камера,

5-подводящая труба,

6-отводящая труба,

7-открытый лоток,

8-плита основания,

9-песчаная подготовка

Лоток в колодце делается из бетона, в нижней части он полукруглый, в верхней - имеет вертикальные стенки.

С двух сторон лотка создаются полки с уклоном к центру. Рабочие камеры и горловины оборудуются скобами или лестницами для спуска или подъема. Стенки рабочих камер и горловин могут выполняться из типовых железобетонных элементов - колец и плит.

Поворотные колодцы предусматриваются в случае изменения направления трассы трубопровода, причем для устранения большого гидравлического сопротивления необходимо, чтобы угол между присоединяемой и отводящей трубами был не менее 90°, а радиус поворота - от 1 до 5 диаметров труб. Лоток такого колодца плавно искривлен.

Узловые колодцы устраивают в местах соединения двух-трех трубопроводов. Они имеют узел лотков, соединяющих не более трех подводящих труб и одной отводящей. Узловые колодцы на крупных коллекторах называют соединительными камерами.

Контрольные колодцы выполняются в местах присоединения дворовой или внутриквартальной сети к уличной и располагаются за пределами красной линии.

Промывные колодцы служат для периодической промывки начальных участков сети, которые имеют малые диаметры. В этом качестве могут использоваться обычные смотровые колодцы и специальные конструкции с запорными устройствами и подводом воды.

Случаи установки перепадных колодцев

Сопряжение труб, уложенных на разной глубине, осуществляется с помощью перепадных колодцев, которые могут быть установлены на любой системе водоотведения. Необходимость их применения возникает в следующих случаях (см. рис.):

• при присоединении боковых веток к коллекторам или внутриквартальных сетей к уличным

трубопроводам (вариант А на рис.),

• при пересечении трубопроводов с инженерными сооружениями и естественными препятствиями (вариант Б на рис.),

• при устройстве затопленных выпусков воды в водоемы (вариант В на рис.),

• при больших уклонах земли для исключения превышения максимально допустимой скорости движения (вариант Г на рис.)

а)Перепады с водосливом практического профиля и водобойным колодцем в нижнем бьефе

б)Трубчатые перепады, которые бывают различной конструкции, но с обязательной вертикальной трубой

в)Перепады с отбойно-водосливной стенкой

г)Шахтные многоступенчатые перепады различных конструкций. Гашение падающей энергии происходит на каждой ступени конструкции.

д)Быстротоки – короткие каналы с большим уклоном

4.Гидравлический расчет и проектирование напорных водоотводящих сетей. Порядок расчета канализационного дюкера при переходе через естественную водную преграду. Правила пересечения канализационными сетями естественных и искусственных препятствий.

Гидравлический расчет и проектирование напорных водоотводящих сетей.

Движение воды в напорных трубопроводах происходит полным сечением. Расчет напорных трубопроводов и дюкеров сводится к выбору экономичных диаметров трубопроводов и определению потерь напора. Диаметр трубопровода вычисляют из формулы постоянства расхода по расчетному расходу q при полном заполнении сечения трубы

Полная потеря напора в напорном трубопроводе Н состоит из потери на трение по длине труб h_тр и суммы потерь на преодоление местных сопротивлений h_м

По формуле Дарси

L-длина трубопровода,м;I-единичная потрея напора или гидравлический уклон;λ-коэфициент сопротивления трению.

Важное значение при расчете напорных трубопроводов имеет правильный выбор коэффициента шероховатости. При движении сточных вод в условиях шероховатой зоны турбулентного режима потери напора по длине рекомендуется определять по формуле

Напорные трубопроводы систем водоотведения часто имеют небольшую длину .В этом случае местные потери напора в коммуникациях насосных станций оказываются соизмеримыми с потерями напора по длине труб и их следует учитывать особо. При приближенных и предварительных расчетах общие потери напора определяют по формуле :

h=k_mil,

где k_{m-коэффициент ,учитывающий местные потери напора приблиз равный 1,1-1,5}

Порядок расчета канализационного дюкера при переходе через естественную водную преграду.

В местах пересечения канализационной сети с реками, оврагами, судоходными и водосточными каналами, железными дорогами, автострадами устраивают дюкеры, эстакады и переходы. Дюкер – подземные или подводные трубопроводы, в которых вода течёт при полном заполнении.

Дюкер состоит из входной (верхней) и выходной (нижней) камер и трубопровода.

1-коллектор;2-входная камера;3-направляющие для установки шибера;4-задвижка;5-аварийный выпуск;6-напорные трубы;7-выходная камера.

Средний участок трубопровода укладывают с небольшим уклоном, а боковые наклонные участки (нисходящий и восходящий) — с углом наклона восходящей части дюкерных труб не более 20° к горизонту. Прокладывают не менее двух рабочих линий дюкеров (из стальных труб диаметром не менее 150 мм с усиленной антикоррозионной изоляцией) и только через овраги и суходолы — одну линию из стальных, чугунных, асбестоцементных и железобетонных труб.

Трасса дюкера должна иметь: 1) направление, перпендикулярное пересечению; 2) минимальные длину и глубину заложения труб; 3) наиболее благоприятные грунтовые условия; 4) неразмываемые в месте пересечения берега и дно реки.

Трассу дюкера на судоходных реках и водоемах согласовывают с управлением судоходства. Подводную часть дюкерных труб укладывают на глубине не менее 0,5 м от дна реки, считая до верха трубы, а в пределах фарватера на судоходных реках — не менее 1 м. Расстояние между дюкерными трубами в свету должно быть не менее 0,7—1,5 м.

Входную камеру дюкера разделяют бетонной стенкой на две части: мокрую и сухую. В мокрой размещают открытые лотки, в сухой — трубы, задвижки или щитовые затворы, с помощью которых можно выключать любой из трубопроводов дюкера. Размеры камер в плане зависят от числа и диаметра труб. Высота камер должна обеспечивать удобство обслуживания и размещения задвижек и затворов и быть не менее 1800 мм. Высота лотков равна диаметру самотечного коллектора. Камеры оборудуют люками, лестницами или скобами для опускания рабочих. Камеры следует выполнять из сборных железобетонных колец и элементов, а в случае сложной конфигурации — из монолитного бетона и как исключение из кирпича. При водоносных грунтах наружную поверхность камеры покрывают битумом, внутренние бетонные стены торкретируют, а у кирпичных стен швы расшивают цементным раствором. Устраивают аварийный выпуск из верхней камеры дюкера или из ближайшего колодца перед дюкером. На трубах дюкера большой протяженности, прокладываемых через поймы и долины, рекомендуется устанавливать колодцы с ревизиями, а в пониженной части — выпуски для опорожнения и промывки дюкера на случай ремонта.

Дюкер заканчивается выходной камерой, где напорные трубы переходят в самотечный коллектор. Здесь же устанавливают шиберы. Дюкерные трубы недоступны для осмотра, а потому для обеспечения надежной и бесперебойной работы расчетные скорости течения неосветленной жидкости в них принимают не менее 1 м/с, а в коллекторе перед дюкером — не более скорости в дюкере.

Расчет дюкера.

Все линии дюкера принимают рабочими и рассчитывают на пропуск расхода

,

где q – расчетный расход через дюкер

n – число рабочих линий.

Диаметр труб определяют, исходя из условия обеспечения самоочищающих скоростей v>1,0 м/с, по формуле

.

Вода в трубах дюкера движется с заданной скоростью в результате наличия перепада уровней воды ∆h в верхней и нижней камерах, который принимается равным потерям напора в дюкере и вычисляется по формуле

,

где h_l=il – потери напора по длине трубы

h_м – потери напора в местных сопротивлениях

i – гидравлический уклон (потери напора на единицу длины трубы)

l – длина трубопроводов дюкера

v_p – скорость движения воды в трубах при расчетных условиях

g – ускорение свободного падения.

Сумма коэффициентов равна

,

где - коэффициенты местных сопротивлений соответственно на входе, в задвижке, в отводах и на выходе

m – число отводов.

Эстакады устраивают при пересечении самотечных коллекторов с оврагами. Эстакада по конструкции более проста, чем дюкер, и может одновременно использоваться как пешеходный мост.

Эстакада представляет собой мост на опорах, по которому проложен самотечный трубопровод из длинномерных металлических, железобетонных или асбестоцементных труб в утепленном коробе — футляре. Эстакады устраивают из сборных железобетонных конструкций на железобетонных опорах или на сваях. Трубы укладывают в коробе на подкладках; их утепляют шлаком, минеральной шерстью, пористым бетоном, пенобетоном. При укладке коллекторов по эстакадам диаметры труб, наполнение и скорости течения в них принимают такими же, как и у прилегающего участка коллектора. Трубам придают требуемый уклон. К выбору трассы эстакады предъявляются такие же требования, как и к выбору трассы дюкеров. Напорные канализационные трубопроводы при пересечении рек и оврагов иногда подвешивают в утепленных коробах к пролетам существующих мостов.

1-колодец,2-труба;3-подпорная стенка,4-ж/б сборный кожух;5-ж/б опоры;6-подготовка под короб.

Переходы под железными и автомобильными дорогами применяют: для дорог, проходящих в глубоких выемках, — дюкерные, а в остальных случаях — самотечные. Переходы под железными и автомобильными дорогами I и II класса и магистральными городскими проездами проектируют в металлических или железобетонных футлярах, в непроходных и проходных туннелях. Металлические футляры прокладывают продавливанием при бестраншейной проходке. При пересечениях канализационными линиями электрифицированных железных дорог необходимо защищать металлические трубы от коррозии. Трубопроводы под путями железных дорог и трамвайными путями допускается прокладывать без футляра или без туннеля при выполнении: безнапорных линий — из напорных чугунных или железобетонных труб, а напорных — из стальных.

На напорных трубопроводах под магистральными железными и автомобильными дорогами устанавливают колодцы с отключающими устройствами с обеих сторон перехода, а на самотечных — только с верхней стороны. Расстояние от колодца до крайнего рельса, бордюрного камня или подошвы насыпи принимается не менее 5 м, а до бровки выемки или водоотводных устройств — не менее 3 м. Расстояние по вертикали от подошвы рельса железнодорожных путей или покрытия автомобильной дороги до верха трубы, футляра или туннеля следует принимать: при открытом способе производства работ — не менее 1 м; при закрытом способе производства работ путем продавливания или горизонтального бурения — не менее диаметра футляра или туннеля, но не менее 1,5 м; при щитовой проходке — не менее диаметра щита.

Канализационные самотечные переходы выполняют из стальных, чугунных и железобетонных труб. Типовые переходы разработаны для трубопроводов диаметром 150— 1000 мм.

Переходы под путями могут иметь следующие конструкции: а) труба без футляра (кожуха); б) труба в массивном стуле — бетонном, железобетонном с усиленным перекрытием; в) труба в футляре-кожухе; г) открытый лоток в галерее или туннеле.

При укладке в проходных туннелях расстояние от стенки трубы до внутренней поверхности ограждающих конструкций и стенок других трубопроводов необходимо принимать не менее 200 мм. Размеры проходного туннеля следует принимать с учетом возможности укладки и ремонта в них трубопроводов.

Пересечение коллекторов с другими подземными сооружениями в плане должно быть перпендикулярным. Расстояние между коллекторами и другими подземными сооружениями, имеющими значительную глубину заложения, должно быть таким, чтобы при производстве работ, а также при ремонте была обеспечена сохранность трубопроводов, расположенных вблизи места раскопки.

При пересечении коллекторов в одном уровне необходимо предусматривать перепад на одном коллекторе. Иногда перестраивают коллектор дождевой канализации, чтобы оставить без перекладки крупный коллектор бытовой канализации, либо перекладывают коллектор бытовой канализации в виде короткого дюкера, а коллектор дождевой канализации оставляют без изменений. Устройство дюкера целесообразно на бытовой канализации, работающей при постоянном притоке сточных вод. Аналогичным образом устраивают пересечение канализационных коллекторов с различными туннелями. Коллектор небольшого диаметра при пересечении с крупным водостоком можно заключать в футляр из стальных труб и пропускать через водосток без изменения его направления, а водосток в этом месте уширить.

Переходы под ж/д путями :а- дюкером; б- в футляре;1-входная камера;2-дюкерные трубы;3-стул из ж/б;4-основание под стул;5-выходная каме6ра;6-ремонтный участок;7-футляр из стальных труб;8-самотечный коллектор;9-приямок.