§3. Зовнішня водопровідна мережа.

3.1. Класифікація і схеми водопровідних мереж

Водопровідна мережа служить для транспортування води від джерела водопостачання до місця її споживання і складається з водоводів, магістральних (головних) і розподільних ліній.

Водоводи служать для транспортування води від вузла головних споруд до розвідної мережі міста або промислового підприємства. Вони можуть бути у вигляді труб, тунелів або відкритих каналів (наприклад, канал Сіверський Донець — Донбас). Іноді застосовують всі ці конструкції на різних дільницях одного і того ж водоводу. При влаштуванні напірних водоводів значної довжини їх треба робити у дві нитки. Для відключення окремих дільниць при пошкодженні труб передбачаються з'єднувальні лінії не рідше, ніж через кожні 3—4 км. Місця переключення обладнують засувками. У підвищених точках водоводу (місцях перегину профілю) може скупчуватися повітря, для видалення якого в колодязях встановлюють вантузи. У понижених точках траси водоводу робляться випуски для спорожнення і промивання труб. Діаметр випуску має забезпечувати спорожнення обслуговуваних ним дільниць водоводів або мережі протягом не більш як двох годин.

Магістральні (основні) лінії служать для транспортування транзитних витрат води.

Розподільні, розвідні (другорядні) лінії призначені для транспортування води з магістралей до окремих будинків, в яких споживачі одержують воду безпосередньо із зовнішніх розподільних ліній. На промислових підприємствах водопровідні лінії часто не розділяють на магістральні і розподільні, бо кількість споживачів (цехів) буває звичайно невелика. Основними вимогами, що їх має задовольняти правильно спроектована водопровідна мережа, є:

- забезпечення подавання заданих кількостей води до всіх місць її споживання під потрібним напором (мережею мають бути охоплені всі споживачі води); надійність і безперебійність роботи;

- найменші затрати на будівництво і експлуатацію мережі.

Мал. .8. 14. Схеми водопровідних мереж:

а — розгалуженої; б — кільцевої; НС — насосна станція; ВБ — водонапірна

башта.

Виконання цих вимог досягається правильним вибором конфігурації мережі і матеріалу труб, а також технічно та економічно правильним визначенням діаметрів труб.

Першим завданням, що його розв'язують при проектуванні мережі, є її трасування, тобто надання їй певних геометричних обрисів у плані. Лінії водопровідної мережі розташовують, враховуючи: характер планування об'єкта, що постачається водою, розміщення окремих споживачів води, розташування проїздів, форми і розміри житлових кварталів, цехів, зелених насаджень та ін.; наявність природних і штучних перешкод (рік, каналів, ярів, залізничних колій тощо); рельєф місцевості, ґрунтові та гідрогеологічні умови.

Водопровідні лінії слід розташовувати, як правило, паралельно до ліній забудови, по можливості за межами бетонних або асфальтових покриттів. Трубопроводи повинні перетинати проїзди під прямим кутом. Якщо водопровідні лінії прокладають нижче від каналізаційних, то водопровідні труби треба вміщувати у футляр довжиною 5 м у кожний бік при глинистих ґрунтах і по 10 м — у фільтруючих ґрунтах.

За формою водопровідні мережі поділяються на:

- розгалужені, або тупикові (мал. 8. 14 а);

кільцеві, або замкнуті, що становлять собою систему суміжних замкнутих контурів-кілець (мал.8.14, б);

- комбіновані.

Тупикові лінії можна застосовувати; для подавання води на виробничі потреби, якщо за технологічним процесом припустима перерва в подаванні води на період ліквідації аварії; в системах господарсько-питного водопостачання — при діаметрі труб не більш як 100 мм і при подаванні води на протипожежні потреби — при довжині лінії не більш як 200 м.

Кільцеві мережі мають істотну перевагу перед тупиковими. При аварії на головних дільницях розгалуженої мережі подавання води в наступні дільниці припиняється, а в кільцевій мережі пошкоджену дільницю можна відключити і вода подаватиметься в розташовані далі райони іншими лініями. Позитивним у кільцевій мережі є також те, що вона значною мірою пом'якшує дію гідравлічних ударів. Кільцеві мережі можуть бути одно- і багато кільцевими з одно- і багатобічним живленням, тобто з подаванням води з одного або кількох джерел. Кільцева мережа в експлуатації надійніша за тупикову, але вартість її вища. Найбільші довжини магістральних трубопроводів, які в основному і визначають вартість мережі, спостерігаються при кільцевих мережах. Безперебійність подавання води споживачеві по кільцевих мережах особливо важлива для протипожежних водопроводів і об'єднаних з ними господарських і виробничих.

Водопровідні мережі можуть бути без водонапірних башт і з баштами, встановлюваними залежно від місця розташування підвищення — на початку, посередині і в кінці мережі (в такому разі мережа називається мережею з контррезервуаром .

Потрібна пропускна здатність мережі і напори визначаються правильним добором діаметрів труб при проектуванні.

Надійність роботи водопровідних мереж залежить від якості матеріалу труб і арматури, а також від їх укладання і монтажу.

Вартість водопровідної мережі населених міст становить близько 50—70% вартості усього водопроводу, тому її трасуванню, конструюванню і спорудженню має приділятися багато уваги. Найменша вартість водопровідних мереж — при прокладанні їх найкоротшими шляхами від джерела води до місць споживання.

Використовуються , згідно зі СниПом, наступні види труб:

• сталеві електрозварні прямозшивні (ГОСТ 10704-76) діаметром до 1620 мм (зовнішнім) при довжині до 10 метрів;

• азбестоцементні напірні (ГОСТ 539-80) діаметром умовного проходу 100-500 мм, довжиною до 4 м (сучасно випуск припинено);

• залізобетонні напірні труби (ГОСТ 12586-77), діаметром умовного проходу 500-2000 мм;

• пластмасові труби (ГОСТ18599) з поліетилену низького тиску (високої щільності)

діаметром умовного проходу до 500 мм;

• пластмасові труби з неплстифікованого полівінілхлориду (ТУ 6-19-307-86) таких ж діаметрів;

Перевага неметалевих труб в стійкості проти корозії, металевих — в механічній міцності. Тому останні використовуються в випадках наявності слабких, осадних ґрунтів чи укладення на територіях, які піддаються підземній підробці (наприклад, шахтою).

Труби з’єднуються зварюванням (сталеві чи пластмасові), за допомогою вставлення гладкої кінцівки у розтруб наступної труби (чавунні чи залізобетонні), за допомогою муфт (азбестоцементні).

Арматурою зовнішньої водопровідної мережі є заслінки, пожежні гідранти(8.10) (для приєднання пожежного насосу до мережі), повітряні вантузи(8.11) (для випуску чи впуску повітря в найвищих чи найнижчих точках ремонтної ділянки (8.12) мережі).

8.10. Пожежні гідранти Пожежні гідранти — це пристосування, призначені для приєднання до водопровідної мережі пожежного авто-насосу.

8.11. Повітряні вантузи Повітряні вантузи — це пристосування, призначені для випуску чи впуску повітря в найвищих чи найнижчих точках мережі.

8.12. Ремонтна ділянка Ремонтна ділянка — це ділянка, яка може бути виключена з мережі на період ремонту без порушення умов безперебійного водопостачання. Включає не більш за 5 пожежних гідрантів.

3.2. Водопровідні колодязі.

На водопровідній мережі і на водоводах колодязі обов’язкові. В них розміщують всю водопровідну арматуру: засувки, зворотні клапани, вантузи, гідранти і т ін. включаючи всі фасонні частини з фланцями. Як правило, слід робити колодязі із збірних залізобетонних елементів Вони найдосконаліші і економічніші, значно скорочують строки при масовому будівництві (рис. 28).

Розроблено типові круглі колодязі із збірних залізобетонних кілець діаметром 700, 1000, 1250, 1500 і 2000 мм для вузлів трубопроводів діаметром 50—800 мм і типові прямокутні колодязі із збірних залізобетонних плоских елементів розміром 1500, 2000 і 2500 мм для труб. Діаметром 350-1000 мм. Бувають круглі колодязі з вмонтованими вузлами комунікацій. Особливість цих колодязів у тому, що їх нижня частина являє собою заводського виготовлення блок, до якого входять днище, стіни і вузол комунікацій.

Колодязі роблять також з цегли, в окремих випадках застосовують бут. Форму колодязя в плані і його розміри вибирають залежно від роду вузла мережі, діаметра і від кількості засувок. Розміри колодязів у плані залежать від діаметра труб, а також від арматури і фасонних частин, що їх вміщують у колодязі. Якщо колодязь залізобетонний, то перекриття роблять із зйомних або суцільних залізобетонних плит. Згори перекриття к45олодязів має бути засипане шаром ґрунту не менш як 0,5 м. Висота колодязя від рівня підлоги до низу балки перекриття має бути не менше 1,8 м. Замуровування труб які пропускають крізь стінки колодязя, має бути герметичним, але не жорстким (бітум, глина та ін. ). Люки оглядових колодязів, розташовуваних поза проїздами, роблять залізобетонними, в решті випадків — чавунними. Люки колодязів у забудованих місцях мають височіти над поверхнею землі на 5 см. Навколо люка передбачається вимощення шириною 1 м з нахилом від кришки люка. На проїзній частині з удосконаленим покриттям кришку люка розташовують на одному рівні з поверхнею проїзної частини. На водоводах, що проходять незабудованою територією, люк має височіти над поверхнею землі н а 20 см.

Мал.8.15. Круглі збірні залізобетонні колодязі:

а—з нижним залізобетонним кільцем для сухих грунтів; б — те саме, для мокрих грунтів

в — для сухих грунтів з низом з цегляного мурування.

г — для сухих грунтів з конусним покриттям і нижнім залізобетонним

кільцем ( для мокрих грунтів конструкція днища в колодязях в і г аналогічна конструкції днища колодязя б).

На поворотах в горизонтальній і вертикальній площинах стики трубопроводів не витримують вісьових зусиль, тому в цих місцях влаштовують упори.

При робочому тискові до 10 н/см² і куті повороту до 10° упори на чавунних трубах не роблять. На стальних трубопроводах упори передбачаються при розташуванні кута повороту в колодязі і при поворотах у вертикальній площині на 30° і більше. При розташуванні повороту трубопроводу в колодязі відвід закріплюють у стіні колодязя.

3.3. Переходи, дюкери.

Прокладання водопровідних ліній має пов'язуватися з іншими підземними спорудами. У містах і на" промислових підприємствах, які мають велику кількість підземних комунікацій, доцільно прокладати їх у спеціальних прохідних і напівпрохідних тунелях і переходах.

Перехід водопровідних труб під залізницею треба робити так, щоб запобігти можливості розмивання залізничного полотна при аварії на водоводі і можна була ремонтувати труби, не припиняючи залізничного руху. При перетині залізничних колій водопровідні лінії мають бути укладені в прохідні галереї або у футляри (кожухи), що являють собою труби великого (200—300 мм) діаметра. Якщо водопровідні труби (особливо чавунні) великого діаметра залягають не глибоко, то їх руйнуванню-під впливом динамічного навантаження від залізничних ешелонів запобігають галерея або кожух. При перетині трубопроводів з автомобільними шляхами або залізницями віддаль від дна корита проїзної частини автошляху або від підошви рейки залізниці до верху труби або футляра має бути не менш як 1 м. Футляри, прокладені закритим способом, як правило, роблять із стальних труб. Стальну робочу трубу переходу в межах футляра встановлюють на повзункових опорах. Під електрифікованими залізницями робочу трубу виставляють на діелектричних опорах, які мають текстолітові прокладки.

У тих випадках, коли у напрямку траси водоводу є міст, водовід прокладають по цьому мосту. Іноді влаштовують спеціальний легкий міст. Труби підвішують до проїзної частини мосту або під тротуаром, забезпечуючи при цьому до них доступ для огляду і ремонту.

Мал. 8.16. Схема дюкера:

1 — труби дюкера; 2 — аварійний випуск: 3 — камери перемикання.

На невеликих ріках можлива конструкція переходу у вигляді само несучої арки.

Дюкером (8.13) називається перехід трубопроводу по дну водойми або яру (мал. 8.16).

8.13. Дюкер Дюкер — це перехід трубопроводу по дну водойми або яру з сталевих труб підвищеної міцності у дві лінії, з колодязями на вході і виході та аварійним випуском.

Загальна кількість ниток-ліній дюкера має бути не менше двох. На кожному березі на кінці дюкера влаштовують колодязі. Передбачається аварійний випуск. Верх трубопроводу розташовується нижче дна водойми не менш як на 0,5 м, а в межах фарватеру на судноплавних ріках — не менш як на 1 м. Для дюкера застосовують стальні труби підвищеної міцності із зварними стиками, посиленими муфтами. При вкладанні дюкера застосовують добре посилену протикорозійну ізоляцію, захищену футеровкою від механічних пошкоджень.