13. Минимальные диаметры труб и оптимальные степени их наполнений

Диаметр трубопровода определяется на основании гидравлического расчета. В случае небольших расходов—до 10 л/с при определении диаметра диктующими оказываются эксплуатационные требования. Наблюдениями установлено, что засорение труб в значительной степени зависит от диаметра трубопровода и в некоторой степени от уклона его прокладки. Число засорений для разных городов различно и зависит от уклонов труб, условий эксплуатации и других факторов. Засорения вызывают закупорку трубопровода и полное нарушение функционирования водоотводящей сети.

Для устранения засорений и профилактической прочистки трубопроводов от накопившихся отложений требуются значительные материальные и трудовые затраты, составляющие значительную долю всех затрат на эксплуатацию водоотводящих сетей. Очевидно, что эти затраты могут быть значительно сокращены за счет увеличения диаметров трубопроводов независимо от гидравлических условий их работы. Разница же в стоимости труб диаметром 150 и 200 мм или 200 и 250 мм незначительна. Именно поэтому на основании опыта эксплуатации сетей СНиП рекомендует минимальные диаметры:

Полу раздельная и полная раздельная с сетями

а)бытовой канализации – внутриквартальная - 150мм, уличная – 200мм;

б)уличной – 200мм;

общесплавная: внутриквартальная - 200мм, уличной - 250

При назначении минимальных диаметров исходят из того, что при прокладке трубопроводов принятых минимальных диаметров должен обеспечиваться минимум приведенных затрат (с учетом капитальных вложений и эксплуатационных расходов).

В практике проектирования на начальных участках водоотводящей сети при небольших расходах по расчету часто оказываются достаточными диаметры труб, мень­шие минимальных. В этом случае все же проектируются большие диаметры, равные минимальным, а такие участки считаются безрасчетными (скорость и наполнение в трубе не принимаются во внимание). Прокладку труб предусматривают либо с минимальными уклонами, установленными на основании опыта эксплуатации либо с уклонами, равными уклону поверхности земли, если последний больше указанных минимальных уклонов труб.

Особой задачей является определение предельной степени наполнения труб и коллекторов. Совершенно очевидно, что ее не следует принимать более h/d=0,95, при которой пропускная способность трубы при прочих равных условиях максимальна. Наполнение рекомендуется принимать даже меньше этого значения. Это объясняется, по меньшей мере, двумя причинами. Во-первых, при определении расчетных расходов коэффициентом общей неравномерности не учитывается колебание расходов воды в пределах часа максимального притока. Секундный расход может быть больше максимального расчетного и для пропуска его должен быть предусмотрен резерв в сечении трубопровода. Во-вторых, вследствие неравномерного движения воды в трубопроводах перед смотровыми колодцами (в конце расчетных участков) уровни поверхности воды имеют форму кривых подпора и наполнение перед колодцами возрастает. Это возрастание наполнения даже при частичном расчетном наполнении может достигать полного. Трубопроводы полностью подтопляются, вызывая ряд сопутствующих отрицательных последствий (отложение осадка, периодическое подтопление трубопровода и др.).

СНиП 2.04.03-85 рекомендует наибольшую степень на­полнения h/d в зависимости от диаметра труб d:150—250мм – 0,6; 300—400 – 0,70; 450—900 – 0,75; 1000 и выше – 0,8.

Увеличение максимального наполнения с увеличением диаметра труб объясняется соответствующим уменьшением колебаний в притоке сточных вод.

Для дождевых сетей полных раздельных систем и сетей общесплавных систем водоотведения рекомендуется принимать полное наполнение, но при безнапорном те­чении, когда свободная поверхность воды совпадает с верхним сводом (шелыгой) трубы или коллектора. Это объясняется тем, что расчетом это полное наполнение предусматривается обычно 1 раз в 0,5—10 лет, т. е. весьма редко. Значительную часть времени эти трубопрово­ды будут работать все же при частичном наполнении.

При других формах сечения трубопроводов наполнение следует принимать не более 0,7 Н. Для каналов и труб прямоугольного сечения – не более 0,75 Н.