§5. Зовнішня каналізаційна мережа.
На схемі каналізаційної мережі завжди є точки (одна або кілька), що диктують глибину закладання мережі. Чим глибше закладено каналізаційну мережу, тим вища її вартість, тому глибину прагнуть робити якнайменшу. Встановлюючи максимальну глибину закладання лотоків труб вуличних мереж, треба враховувати необхідність оберігання труб від замерзання і механічних пошкоджень, а також глибини закладання випусків з будинків дворової мережі. Щоб зменшити глибини у диктуючих точках по всій мережі (якщо є приймальники стічних вод, що глибоко залягають), іноді передбачають місцеві перекачувальні установки.
Найменшу глибину закладання лотоків каналізаційних труб треба визначати на підставі досвіду роботи каналізації в даному районі або в подібних умовах. Якщо такого досвіду нема, то лотоки труб діаметром до 500 мм укладають на 0,3 м, а великих діаметрів —н а 0,5 м вище від найбільшої глибини промерзання ґрунту в районі укладання труб, але не менш як 0,7 м до верху труби, рахуючи від планувальної відмітки.
Із збільшенням діаметра кількість стічних вод, що протікають трубопроводом, збільшується, а це, враховуючи додатну температуру стоків в будь-який час року, дає можливість укладати каналізаційні труби в зоні промерзання ґрунту, але трубопроводи, закладені на глибині до 0,7 ж, лічачи до верху їх, мають бути убезпечені від пошкодження наземним транспортом.
Максимальні глибини закладання труб залежать від ґрунтових умов, методів здійснення робіт і т. ін. Щоразу їх визначають техніко-економічним порівнянням варіантів колектора глибокого закладання і мілкого, але з будівництвом насосної станції. При
відкритому способі проведення робіт звичайно найбільшу глибину закладання труб у сухих ґрунтах беруть 7—8 м, а у водонасичених, мулових і скельних ґрунтах — близько 4—5 м.
1
Мал. 9.3. Схема визначення початкової глибини закладання вуличної
водопровідної мережі: 1 — вулична мережа; 2 — дворова мережа.
На мал. 9.3. дано схему визначення початкової глибини закладання вуличної мережі Н:
Н = h + і (L + l) - (z1 – z2) + Δd , м,
де h — глибина закладання дворової труби в найвіддаленішому колодязі;
і — ухил дворової або внутрішньоквартальної мережі на дільницях від колодязя К1 до вуличного колодязя МК (міської каналізації);
L + l — довжина дворової (квартальної) мережі на дільницях від К1 до МК, м;
z1 і z2 — відповідно відмітки поверхні землі біля колодязя на вулиці і біля найвіддаленішого колодязя дворової (квартальної) мережі, м
Δd — перепад відміток між лотоками випуску дворової (квартальної) каналізації і вуличної труби в колодязі МК, м.
Ухил каналізаційної мережі визначають за гідравлічним розрахунком. Величина гідравлічного ухилу має великий вплив на значення величин швидкостей руху потоку в каналізаційній мережі.
Стічні води забруднені нерозчинними речовинами, що мають досить велику питому вагу, тому величину розрахункових швидкостей у каналізаційній мережі треба визначати, виходячи з умови транспортування цих домішок (піску, шлаку і т. ін.). Частинки домішок можуть переміщуватися у завислому стані трубопроводом і лотоком труби.
Швидкість, при якій починається рух частинки, називається розмиваючою. Швидкість, відповідна повному зависанню найбільш важких домішок у стічних водах, називається самоочисною.
Мал. 9.4. З'єднання каналізаційних труб у колодязях: а— з'єднання «по воді» для труб однакових діаметрів: б — з'єднання «шелига в шелигу» для труб різних діаметрів.
Мінімальні значення розрахункових швидкостей повинні бути рівними самоочисним швидкостям або й більшими (наприклад, для труб діаметром 150—250 мм самоочисна швидкість дорівнює 0,7 м/сек), причому для трубопроводів великого діаметра величина розрахункової швидкості має бути більшою.
Перепад відміток між лотоками (Δd) при з'єднанні труб колодязя може бути здійснений за двома методами: за рівнем («як вода показує») води в трубах і «шелига в шелигу» (відмітки верхніх внутрішніх точок труб однакові) — мал. (9.4).
Розрахунок каналізаційних мереж пов'язаний з побудовою профілю, який є однією з основних ланок проектно-кошторисної документації, необхідних при будівництві. На профілі колекторів наносять розрахункові точки, виписують дані гідравлічног розрахунку, вказують матеріал труб, віддаль між розрахунковими точками, показують розрізи по ґрунтах, позначають рівні ґрунтових вод, всі перетини з перешкодами (ріками, ярами), надземними і підземними спорудами, трубопроводами та ін. (аналогічно побудові профілю внутриквартальної каналізаційної мережі, розглянутої в Т-7).
5.1. Труби, застосовувані при влаштуванні каналізації.
Самопливні трубопроводи укладають з керамічних (ГОСТ 286—82), бетонних, залізобетонних (ГОСТ 6482.0—79 та 6482.1-79) і азбестоцементних (ГОСТ 1839—80) труб, а при належному обґрунтуванні — з чавунних (ГОСТ 9583-75). Але в останній час рекомендуються поліетиленові труби (ГОСТ 18599-83, ГОСТ 22689-77, ТУ 6-19-307-86). Для напірних трубопроводів застосовують залізобетонні, азбестоцементні, чавунні і сталеві труби. Сталеві труби застосовують для дюкерів, к також при будівництву у складних умовах: при осадних ґрунтах, або на територіях, що підробляються підземними виробітками. Їх потрібно захищати від внутрішньої корозії, як і зовнішньої. В нормальних умовах перевага віддається неметалічним трубам за їх первинну корозійну стійкість.
Більш подробно про труби і каналізаційні колодязі доведено при опису внутриквартальної (дворової) каналізаційної мережі (Т-6). Тільки в вуличній мережі більші діаметри та глибини закладання. Мінімальний діаметр умовного проходу що дозволяється — 200 мм.
5.2. Канали (9.9).
Колектори великих розмірів (канали) роблять з цегли, бетону, залізобетону і—рідше — з бутового каменю.
9.9 Канали Канали— це колектори великих розмірів з цегли, бетону, залізобетону і —рідше — з бутового каменю. Бувають закриті або відкриті (з відкритою до атмосфери поверхнею води), різної форми перерізу. |
За формою поперечного перерізу канали поділяють на круглі, витягнуті (висота більша за ширину) і стиснуті (висота менша від ширини). Форма поперечного перерізу має забезпечити максимальну пропускну здатність, максимальну міцність, мінімальні будівельні витрати, можливість найкращого транспортування домішок, зручність промивання і прочищання.
Мал. 9.5 Каналізаційний прямокутний канал із збірних елементів:
1 — підготовка з щебеню; 2 — підготовка з бетону марки «100»; 3—стіновий блок ДС; 4 — блок перекриття ; 5 — блок днища ; 6 — місця стикування і замонолічування.
Вибір форми поперечного перерізу залежить від гідрогеологічних і ґрунтових умов, наявності місцевих будівельних матеріалів, величини і нерівномірності змін витрат стічних вод і виду навантажень, що діють на канал.
Круглі, найбільш індустріальні в будівництві канали застосовують для транспортування середньої кількості стічних вод при самопливному і напірному режимах руху. Для колекторів, що залягають неглибоко, придатніший напівкруглий переріз, стиснуті перерізи — при значній продуктивності і несприятливих гідрологічних умовах. Відкриті мережі мають прямокутний і трапецоїдний перерізи.
В багатьох містах України поширені канали прямокутного поперечного перерізу із збірних залізобетонних елементів (мал. 9.5.). На канали більших розмірів діють більші статичні сили, а якщо ці канали розташовані під проїзною частиною вулиці — і динамічні, що потребує встановлення під каналами потужних основ, які мають великі площі опори, особливо у слабких ґрунтах. Застосування збірних залізобетонних елементів дає можливість будувати канали за індустріальним методом. Конструкція збірного залізобетонного колектора залежить від його розміру і способів проведення робіт. Широко застосовуються конструкції каналів, склепіння яких виконані зі збірних залізобетонних блоків, а основи — з цегли, буту, бетону або бутобетону. Збірні блоки можуть бути двох видів: двошарнірні (суцільні по ширині) і тришарнірні — склепіння складається з двох частин.
Якщо несприятливі геологічні умови, значні глибини закладання, а іноді й міські споруди на трасі колектора не дають можливості прокладати відкриті канали, то застосовують безтраншейне будівництво (прокол, прохід, щитова проходка та ін.). Найбільшого поширен ня при спорудженні великих колекторів набув метод щитової проходки. Розробляють грунт у щиті вручну або за допомогою спеціальних механізмів. Тиск навколишніх порід бере на себе щит, захищаючи робітників, які перебувають у вибої. Щит (Мал. 9.6) в міру вироблення ґрунту пересувають за допомогою гідравлічних домкратів. Тіло каналу складають з окремих блоків-тю-бінгів. У простір між тілом колектора і ґрунтом нагнітають цементний розчин. Всередині круглої футеровки (тіла) може бути обладнаний лотік потрібної форми поперечного перерізу.
Мал. 9.6. Колектор напівкруглого перерізу, виконаний при щитовому способі
ведення робіт:
1— керамічні або бетонні блоки; 2 — бетон; 3 — цементний розчин,
нагнічуваний за блок; 4 — штукатурка із залізненням поверхні.
5.3. Зовнішня дощова каналізація (8.10).
Зовнішня дощова каналізація призначена для вчасного відведення атмосферних опадів,
що прийшлися на територію міст або промислових підприємств, не припускаючи затоплення вулиць і підвальних приміщень під час злив.
9.10. Дощова каналізація Дощова каналізація — це система споруджень, призначена для для вчасного відведення атмосферних опадів, що прийшлися на територію міст або промислових підприємств, не припускаючи затоплення вулиць і підвальних приміщень під час злив. |
Розрізняють три основні системи дощової (зливової) каналізації:
- відкрита система, при якій атмосферні води відводять через мережу відкритих каналів, кюветів і вуличних лотоків;
- закрита система, яка складається з мережі підземних труб — водостоків;
- суміщена система, що становить комбінацію відкритої і закритої систем.
Відкриті дощові мережі (вуличні лотоки, шляхові кювети і водовідвідні канави) застосовують у районах відкритих складів і незабудованих територій промислових підприємств, а для населених місць — у невеликих містах і селищах.
Розрізняють три основні системи дощової (зливової) каналізації:
- відкрита система, при якій атмосферні води відводять через мережу відкритих каналів, кюветів і вуличних лотоків;
- закрита система, яка складається з мережі підземних труб — водостоків;
- суміщена система, що становить комбінацію відкритої і закритої систем.
Відкриті дощові мережі (вуличні лотоки, шляхові кювети і водовідвідні канави) застосовують у районах відкритих складів і незабудованих територій промислових підприємств, а для населених місць — у невеликі містах і селищах.
Закриті мережі роблять на забудованих територіях промислових підприємств, у середніх і великих містах, а також на площах і магістральних вулицях незалежно від розміру населеного пункту. У закриту систему водостоків входять дощоприймальники, мережа труб і колодязів та випуск у водойму. Роблять закриту водостічну мережу звичайно під проїзними частинами вулиць.
Суміщені мережі застосовують в населених пунктах будь-якого розміру і на територіях промислових підприємств залежно від виду забудови, проїздів та ін.
II- II
Мал. 9.7. Дощоприймальник: 1— залізобетонні стіни колодязя; 2 — глиняний гідроізоляційний замок; 3 — лотік дощоприймальника; 4 — бетонна підготовка; 5 — арматура; 5 — колодязь.
Дощоприймальниками (9.10). називають спеціальні колодязі для приймання в мережу
поверхневого стоку.
9.11. Дощоприймальник Дощоприймальник — це спеціальний каналізаційний колодязь для приймання в мережу поверхневого стоку (дощових чи талих вод). |
Це прямокутні або круглі колодязі з бетону чи цегли, що перекриваються чавунними або стальними приймальними ґратами (Мал. 9.8). Дощоприймальники мають бути розташовані так, щоб проїзну частину шляхів і тротуарів
під час злив не заливало водою. Віддаль між дощо-приймальниками залежить від поздовжнього уклону вулиці і схеми каналізування дворових (квартальних) і мікрорайонних територій. Приймальні грати дощоприймальників для кращого перехоплювання води, що рухається лотоком, утвореним бордюром і проїзною частиною вулиці, розташовують на 2—5 см нижче, від дна.
Зі збірною мережею дощоприймальники звичайно сполучаються трубопроводом з керамічних або бетонних труб діаметром не менш як 200 мм і не більш як 40 м завдовжки, щоб запобігти засміченню і замерзанню.
При діаметрі труб колектора 400 мм і більше може бути здійснене безколодязне сполучення вітки. У цьому разі довжина її має бути не більшою за 15 ж а швидкість течії-води в колекторі — не менш як 1 м/сек.
Для водостоків застосовують ті самі труби, що и для мереж господарсько-побутової каналізації. Водостоки, зважаючи на періодичність їх дії, можна укладати приблизно на 0,5 м вище від лінії промерзання ґрунту при глибині закладання основи дощоприймальника не менш як 0,8 м. На відміну від каналізаційних колодязів, нижня
частина водостічних колодязів найчастіше буває прямокутною, бо кругла форма при великих діаметрах незручна для з'єднання з трубами. Зібрані з території каналізування атмосферні стічні води, при сучасній постановці завдання охорони природи згідно з Основами водного законодавства України, мають спрямовуватися на обробку до спеціальних міських або виробничо-зливових очисних споруд.