2. Формы и материалы труб и каналов канализационной сети

Для устройства канализационной сети применяют трубы и каналы круглой, полукруглой, полуэллиптической, прямоугольной, трапецеидальной форм (рис. 2).

В городских канализационных сетях наибольшее применение находят трубы с круглой формой поперечного сечения (рис.2, а), у них лучшие эксплуатационные и гидравлические характеристики. Трубы и коллекторы круглого сечения сравнитель­но легко очищаются от осадков гидравлическим способом с применением шаров и цилиндров. Они наиболее экономичны по затратам материалов и изготовлению, обладают хорошим сопротивлением внешним нагрузкам, удобны и технологичны при укладке.

С увеличением диаметра коллектора круглого сечения давление грунта и временной внешней нагрузки достигают значительных величин. Для уменьшения усилий в стенках, а следовательно, и их толщины своду канала придают такое очертание, при котором кривая давления проходит в средней трети толщины свода. Этим требованиям удовлетворяет полуэллиптическое сечение (рис. 2, в).

Рис. 22.2. Поперечное сечение труб и каналов:

а - круглое; б - полукруглое; в - полуэллиптическое; г - банкетное: д - овоидальиое (яйцевидное); е - эллиптическое; ж - полукруглое с прямыми встав­ками; з - яйцевидное перевернутое; и - лотковое; к - пятиугольное; л - пря­моугольное; м - трапецеидальное

В некоторых случаях применяют яйцевидную (овоидальную) форму трубопровода (рис. 22.2, д), которая выдерживает весьма высокие статические и динамические нагрузки. Однако недостатком такого сечения является то, что высота канала, а следовательно, и глубина заложения больше, чем для труб круглого се­чения при одинаковой пропускной способности. Кроме того, известно, что в каналах эллиптического сечения быстро отлагаются осадки, поэтому каналы с эллиптической формой сечения реко­мендуется применять для отведения производственных сточных вод, не содержащих тяжелых примесей.

В условиях водонасыщенных грунтов и плывунов применяют лотковую форму коллектора (рис.2, и), что позволяет уменьшить заглубление сети.

Лотки и каналы выполняют прямоугольной или трепецеидальной формы (рис.2, к, л, м), как правило, из сборных железобетонных элементов. Рекомендуемые унифицированные по серии 3.900.3 размеры прямоугольных лотков (ширина × высота, мм): 200×300, 200×450; 300×450; 300×600; 450×600; 600×900; 900×900; 1200×900.

Материал, из которого выполняется канализационная сеть, должен удовлетворять особым требованиям обеспечения долговечной и надежной эксплуатации. Трубы должны без деформации воспринимать постоянную нагрузку от веса грунта и временную нагрузку от движущегося транспорта, быть устойчивыми против коррозии, разрушения от транспортируемой жидкости и не­проницаемыми для жидкостей, бактерий, вирусов и газов; иметь гладкую внутреннюю поверхность и быть достаточно дешевыми.

Для канализационных трубопроводов следует принимать: самотечные-безнапорные железобетонные, бетонные, керамические, чугунные, асбестоцементные, пластмассовые трубы и железобетонные детали; напорные - напорные железобетонные, асбестоцементные, чугунные, стальные и пластмассовые трубы.

Материал, из которого выполняется канализационная сеть, вы­бирается в зависимости от состава сточных вод, гидрогеологиче­ских условий на трассе коллектора, пересечений с подземными коммуникациями, дорогами и другими препятствиями.

Трубы бетонные безнапорные (ГОСТ 20054- 82) предназначены для прокладки безнапорных трубопроводов для транспортирования самотеком бытовых и атмосферных сточных вод, а также грунтовых и производственных жидкостей, не агрессивных по отношению к бетону труб и уплотняющим материалам стыковых соединений.

Трубы в зависимости от вида их соединения подразделяют (рис.3) на раструбные и фальцевые, в зависимости от формы поперечного сечения — на круглые и круглые с плоской подошвой. Их изготовляют диаметром от 100 до 1000 мм, длиной от 1000 до 2000 мм. Толщина стенок труб ГОСТом не регламентируется. Трубы выпускают толщиной стенок 20, 25, 30 мм и далее до 110 мм с интервалом через 10 мм в зависимости от назначения труб и требований к их прочности. Стык заделывается цементным или асбестоцементным раствором.

Трубы железобетонные безнапорные (ГОСТ 6482.-79) изготовляют того же вида соединений и форм поперечного сечения, как и бетонные безнапорные трубы (рис.3). Если транспортируемая жидкость или грунты являются агрессивными по отношению к бетону труб, то трубы должны быть изготовлены из бетонов, стойких к данному виду агрессии.

Раструбные трубы изготовляют двух видов раструбного соединения: а - с заделкой стыковых соединений с помощью зачеканки соответствующими герметиками и б - с уплотнением

Рис. 3. Трубы бетонные безнапорные:

а - раструбные; б - фальцевые; в - круглые; г - с плоской подошвой

стыковых соединений резиновыми кольцами. Трубы должны изготовляться в зависимости от величины контрольных нагрузок (при испытании их на прочность) двух категорий: Н- трубы нормальной прочности, У - трубы повышенной прочности. Раструбные трубы выпускают диаметром от 500 до 2400 мм, длиной от 5 до 3 м, а фальцевые - диаметром от 400 до 1600, длиной 5 м.

Трубы керамические канализационные (ГОСТ 286—82) применяют при строительстве безнапорных бытовых и производствен­ных канализационных сетей, а также при строительстве сетей в агрессивных грунтовых водах. Керамические трубы изготовляют Диаметром от 150 до 600 мм, длиной 1000... 1200 мм с раструбным стыковым соединением. Раструбное стыковое соединение (рис.4) имеет на наружной стороне конца ствола и внутренней стороне раструба не менее пяти нарезок - канавок глубиной не менее 3 мм. Трубы изготовляют из кремнекислой пластичной огнеупорной глины обожженные, глазурованные. Керамические трубы вследствие долговечности, водонепроницаемости и стойкости против агрессивного действия грунтовых и сточных вод получили большое распространение. Изготовляют также кислотоупорные керамические трубы.

Трубы чугунные канализационные (ГОСТ 6942.0-80) диаметром 50, 100 и 150 мм применяют для безнапорных трубопроводов.

Трубы чугунные напорные с раструбным соединением под зачеканку и со стыковым соединением под резиновые уплотнители выпускают диаметром 50... 1000 мм (с резиновым уплотнением диаметром 65...400 мм), длиной 2... 6 м.

Трубы асбестоцементные для безнапорных трубопроводов (ГОСТ 1839—80*) изготовляют диаметром 100...400 мм, длиной 2,95... 3,95 м с гладкими концами. Соединение асбестоцементных труб выполняют с помощью асбестоцементных муфт на резиновых

Рис.4. Труба керамическая

уплотнительных кольцах. Завод-изготовитель должен поставлять асбестоцементные трубы комплектно с муфтами и резиновыми уплотнителями. Напорные асбестоцементные трубы (ГОСТ 539- 80*) выпускают диаметром 100 ...500 мм, длиной 2...3 м, со стыковым соединением (муфта на резиновых уплотнителях).

Трубы пластмассовые из винипласта и фторопласта изготовля­ют диаметром 100...400 мм, длиной 6; 8; 10 и 12 м со стыковым соединением на резиновых уплотнителях. Их применяют для безнапорных и напорных трубопроводов (давление 0,5...0,25 МПа) для отвода агрессивных сточных вод с температурой воды не более 30°С.

Применение чугунных и пластмассовых труб для самотечной и стальных труб для напорной сетей допускается при прокладке в труднодоступных пунктах строительства, в вечномерзлых, просадочных грунтах, на подрабатываемых территориях, в местах переходов через водные преграды и других местах, где возможны механические повреждения труб.

Канализационные трубы, как правило, укладывают непосредст­венно на выровненное и утрамбованное дно траншеи. В скальных грунтах необходимо предусматривать укладку труб на подушку толщиной не менее 10 см из песчаного или гравилистого грунта; в илистых, торфянистых и других слабых грунтах — на искусственное основание.

Водонепроницаемость и долговечность канализационной сети обеспечивается тщательной заделкой соединений при укладке труб.

Керамические трубы соединяют следующим образом. Гладкий ко­нец трубы вставляют в раструб. Для заделки стыка гладкий конец обвертывают наполовину длины борозд просмоленной пеньковой прядью, выверяют правильность положения трубы, подконопачивают смоляную прядь стальной конопаткой и лишь после этого приступают к заделке стыка.

При заделке стыков асфальтовой мастикой свободную половину раструба заливают расплавленной мастикой, изготовляемой из 3 ч. асфальта и 1 ч. гудрона или битума марки БН-III. Чтобы повысить стойкость такого стыка, к мастике иногда добавляют известко­вую муку, золу, песок. Перед заливкой мастикой поверхности раструба и труб должны быть хорошо высушены, так как мастика не прилипает к влажной поверхности. Заделывать стыки асфальто­вой мастикой следует очень быстро. Такой стык достаточно эластичен и хорошо противостоит химическим воздействиям сточных вод. Иногда для ускорения работ по заделке стыков керамические трубы изготовляют с кольцами из асфальтовой мастики. Перед тем как вставить один конец трубы в другой, поверхность мастичного коль­ца размягчают каким-нибудь растворителем, что дает возможность получить вполне герметичное соединение труб.

При заделке цементом стыки получаются жесткими. Кроме того, со временем цементные стыки разрушаются под действием агрессивных грунтовых вод. Для лучшего сцепления цементной массы с просмоленной прядью последний слой набивки делают из непросмоленной пряди. Состав цементного раствора 1:1 или 1:2. Асбесто­цементные стыки более гибки, чем цементные, и поэтому получили большое распространение. Асбестоцементная смесь состоит из 30% (по массе) асбестового волокна не ниже IV сорта и 70% цемента марки не менее 300. Перед заделкой стыка массу увлажняют, добавляют к ней 10% воды.

Стыки раструбных бетонных труб, так же как и керамических, заделывают асфальтовой мастикой. Для лучшего сцепления поверхности бетона с мастикой стыкующуюся часть поверхности труб предварительно следует прогрунтовать жидким горячим раствором битума марки БН-III с растворителем (бензолом или сольвентом).

Трубы с гладкими концами соединяют муфтами. Муфты изготовляют из железобетона. Стыки заделывают либо целиком цементным раствором, либо часть зазора между трубой и муфтой заполняют пеньковой прядью. Стыки могут также заделываться с помощью резиновых уплотнительных колец.