Учебники и пособия / Подшивалов В. П. Инженерная геодезия

•насосные станции для подачи воды на очистные сооружения, накопительные емкости или непосредственно потребителям;

•водоочистные сооружения;

•резервуары или водонапорные башни, относящиеся к регулирующим емкостям;

•водопроводы и водораспределительные сети, поставляющие воду потребителям.

В местах пересечения водопроводных линий с другими инженерными сооружениями (например, дорогами) строят специальные тоннели либо устраивают переход трубопровода на определенной высоте над дорогой. Для перехода через реки, овраги строят мосты или дюкеры (специальные напорные участки водопровода).

На рис. 9.1, а показана схема водопровода из открытого ис-

точника, на рис. 9.1, б – из закрытого (подземного). Канализационные сети (рис. 9.2) состоят из инженерных

сооружений, обеспечивающих:

•прием сточных вод;

•транспортирование сточных вод к очистным сооружениям;

•очистку сточных вод и извлечение полезных веществ из вод и осадка;

•сброс вод, очищенных до заданных показателей, в водоем. В канализационных сетях для самотечной транспортировки

сточных вод трубы укладываются с определенным уклоном, по возможности используя естественный рельеф территории. В необходимых случаях самотечные трубопроводы поднимают уступом в более высокое положение, а воду перекачивают с по-

Рис. 9.2. Схема канализационной сети и сооружений:

1 – внутридомовая (внутрицеховая) сеть; 2 – наружная сеть; 3 – напорный водовод; 4 – водовод-выпуск; 5 – максимальный уровень в реке; ВК – выпускной колодец; НС – насосная станция; ОС – очистные сооружения

360

мощью насосных станций. Поэтому в соответствии с рельефом местности территорию, где устраивают канализацию, делят на участки – бассейны канализации, в пределах которых обеспечивается самотечность сточных вод. Сточные воды одного или нескольких бассейнов самотеком поступают в коллектор – участок канализационной сети. Крупные коллекторы называют каналами. Линейные сооружения коллектора (трубы, коллекторы, каналы) в местах пересечения с дорогами, реками, оврагами дополняются дюкерами или обустраиваются мостовыми

переходами, эстакадами.

Газопроводные сети представляют собой систему трубных прокладок (газотрубопроводов), сооружений и распределительных устройств на них, обеспечивающих доставку газа потребителям в требуемом количестве. В зависимости от величины давления газопроводы разделены на три категории: низкого давления – 4,90 кПа; среднего – от 4,9 до 294,20 кПа; высокого – от 294,20 до 1176,79 кПа или, соответственно, 0,05 кгс/см2, 0,05–3 кг/см2, 3–12 кг/см2.

Трубы газопроводов, транспортирующих газ из месторождения на большие расстояния, как правило, закладывают в траншеи ниже поверхности земли с уклонами, соответствующими рельефу местности, в пониженных местах к трубам присоединяют устройства для сбора конденсата. На городских территориях газопроводы газовой сети классифицируют по назначению на транзитные (магистральные), распределительные и ответвления. Городские газопроводы прокладывают в грунт вдоль улиц и проездов. Внутриквартальные дворовые газопроводы прокладывают в грунт вдоль улиц и проездов, допускается устраивать их на опорах и фасадах жилых и общественных зданий. Трубы, транспортирующие осушенный газ, закладывают без учета уклона и устройства сборников конденсата.

9.3. Трасса трубопровода. Колодцы

Трассой подземного или надземного трубопровода называется пространственная линия на местности, представляющая ось этого сооружения линейного вида. Проектное и фактическое положение трассы показывают на топографических, инженерно-топографических планах, профилях и на строительных чертежах.

361

При составлении графической документации трассу рассматривают в проекции на горизонтальную плоскость (на планах) и в профиле (на чертежах, отображающих вертикальный разрез местности вдоль оси трассы). Трассы трубопроводов, как правило, проектируют прямолинейными участками в плане и в профиле, т.е. оси трубопроводов обычно на местности представляют собой пространственные ломаные линии. В местах излома трассы и в промежуточных точках устраивают колодцы различного назначения.

Линейной координатой точки трубопровода служит ее пикетное расстояние от начальной его точки по оси трассы, высотная координата определяется отметкой – численным значением высоты точки трубопровода над исходной уровенной поверхностью.

На водопроводных и газовых инженерных сетях устраивают сетевые колодцы, которые сооружают, как правило, в ме-

стах установки водопроводной и газовой арматуры (соединений и регулирующих устройств). Размеры сетевых колодцев выбирают соответственно диаметру трубопровода, глубины его заложения, размеров трубопроводной арматуры, удобств выполнения монтажных и ремонтных работ, прочностных характеристик грунта. Колодцы изготавливают из сборных же-

лезобетонных элементов или выкладывают кирпичом.

Для канализационных сетей предусматривают смотровые колодцы. Схема устройства смотрового канализационного колодца представлена на рис. 9.3. Бетонное основание 1 опирается на грунт. Нижняя часть стенок 4 образует рабочую камеру. На переходный конус опирается горловина 5. Чугунный люк 6 закрыт крышкой 7. Сточная жидкость в пределах колодца движется по открытому лотку, поверхность которого устроена как продолжение внутреннего сечения трубы до половины ее высоты. Площадку между стенками лотка и колодца, называемую бермой, бетонируют с небольшим уклоном в сторону лотка.

Различают смотровые колодцы: линейные, поворотные, узловые и перепадные.

Линейные смотровые колодцы строят на прямолинейных участках водопроводных, газовых или канализационных прокладок для периодического осмотра и прочистки трубопровода. Строительными нормами предусмотрено размещение названных колодцев через следующие отрезки трассы: при диаметре труб d = 150 мм через каждые 35 м; при d = 200–450 мм

362

Рис. 9.3. Схема простейшего смотрового канализационного колодца:

1 – основание; 2 – основание под лоток; 3 – верх трубы; 4 – боковая стенка; 5 – горловина; 6 – чугунный люк; 7 – крышка

через 50 м; при d = 500–600 мм через 75 м; при d = 700–900 мм через 100 м; при d = 1000–1400 мм через 150 м; при d = 1500– 2000 мм через 200 м; свыше 2000 мм – через 250–300 м.

Поворотные смотровые колодцы устанавливают в местах поворота трассы, узловые смотровые колодцы – во всех местах соединения коллекторов, перепадные – в местах перепада высоты самотечных канализационных труб.

Смотровыми являются также колодцы контрольные и выходные, последние устраивают в местах присоединения дворовой или внутризаводской канализационной сети к уличной городской сети, а также колодцы на обоих концах перехода трубопровода через препятствие.

363

9.4. Сведения о выборе рабочих уклонов самотечных трубопроводов

Уклон труб самотечной канализации должен обеспечивать нормальный пропуск сточных вод без засорения и закупорки труб. В табл. 9.1 указаны уклоны труб самотечной канализации, обеспечивающие их нормальное функционирование. Сточная жидкость содержит большое количество твердых и жидких нерастворимых частиц, которые при малой скорости потока могут выпадать в трубах в виде осадка, постепенно уменьшая площадь внутреннего поперечного сечения трубы и ее пропускную способность. Чтобы избежать выпадения осадка при проектировании уклона самотечных трубопроводов учитывают следующие показатели:

•режим движения сточной жидкости;

•транспортирующую способность потока;

•минимальные самоочищающиеся (критические) скорости течения жидкости.

При проектировании уклона труб рассматривают также максимальную расчетную скорость течения.

Таблица 9.1

Геометрические характеристики продольного профиля самотечной канализации, обеспечивающие ее работоспособность

364

Минимальной (критической, или самоочищающей) расчетной скоростью называется такая скорость, уменьшение которой приводит к выпадению в осадок взвешенных частиц из потока (к заилению труб). При расчетном наполнении труб минимальную скорость потока принимают согласно нормам, приведенным в табл. 9.1.

Скорость потока зависит от диаметра и уклона трубы. При равномерном движении открытого (не заполняющего трубу полностью) потока уклон i его поверхности равен уклону лотка трубы:

где Н1 и Н2 – отметки дна лотка на концах участка постоянного уклона длиной l.

Максимальной расчетной скоростью называют такую скорость течения жидкости, при которой не происходит быстрого истирания внутренней поверхности труб и каналов песком и другими твердыми частицами потока. Такая скорость в металлических трубах не должна превышать 8 м/с, в неметаллических – 4 м/с.

В равнинной местности увеличение уклонов сопровождается большим нарастанием заглубления труб вдоль трассы самотечной канализации относительно ее исходной точки. Для снижения стоимости строительства трубопровода канализационную сеть проектируют с минимальными уклонами, соответствующими критической скорости потока. Для предотвращения брака в проектировании самотечной канализации и в ее строительстве особое внимание уделяется геодезическим нивелирным работам, точность которых должна обеспечивать достоверность расчета проектных уклонов труб и правильность их укладки по уклонам при строительстве. Соответственно притрассовые нивелирные реперы должны надежно сохранять свою высоту, т.е. должны быть устойчивыми.

9.5. Глубина заложения трубопроводов

Глубину заложения водопроводных, канализационных и газовых подземных сетей задают в процессе проектирования.

365

Глубина укладки труб водопровода hт рассчитывается до низа трубы ниже расчетной глубины сезонного промерзания грунта hпром на определенную величину, например при диаметре трубы d ≤ 300 мм (т.е. d ≤ 0,3 м) на глубину hт = = hпром + d + 0,2 м. В северных районах Беларуси расчетная глубина сезонного промерзания достигает 0,8–1 м, в южных составляет 0,4 м. В местах пересечения дороги, характеризующейся интенсивным транспортным движением, трубы заглубляют не меньше чем на 1 м. В целом профиль лотка напорного трубопровода должен соответствовать профилю земной

поверхности.

Глубина укладки труб канализации на выходе из мест образования сточных вод выбирается под условием укладки труб с уклоном, обеспечивающим естественный сток вод на участке до присоединения к трубам уличной сети или к заводским коллекторам. Соответственно глубина закладки коллекторов канализационной сети заранее выбирается из условия обеспечения необходимых уклонов присоединяемых сточных труб и собственных необходимых уклонов. С учетом того, что сточные воды обладают некоторым запасом тепловой энергии, наименьшую глубину заложения лотка труб канализации принимают меньше глубины наибольшего сезонного промерзания грунта: для труб диаметром d ≤ 500 мм на 0,3 м; для труб диаметром d > 600 мм на 0,5 м, но не меньше чем на 0,7 м от земной поверхности до верха всех видов труб канализации вне населенных пунктов.

На городских магистралях глубину заложения труб уличной канализационной сети назначают не меньше 1,5 м от

их верха.

Глубина укладки труб газопровода выбирается в зависимости от влажности газа (сухой или влажный газ), диаметра труб и требований защиты труб от механических повреждений. Трубы, по которым транспортируется сухой или осушенный газ, закладывают на нормальную глубину 0,8 м до верха трубы от поверхности непучинистого или слабопучинистого грунта. Эту глубину уменьшают до 0,6 м на необрабатываемых землях, где невозможно движение транспорта и сельскохозяйственных машин. На городских улицах газопроводные трубы закладывают в грунт вдоль улиц и проездов на глубину не менее 1–1,2 м. На внутридворовых участках газопроводы допускается устраивать на опорах и на фасадах жилых домов.

366

Рис. 9.4. Схема определения начальной глубины заложения участка примыкания самотечной канализации здания к уличной сети самотечной канализации: ВК – выпускной колодец; КК – контрольный колодец; ГК – городской коллектор

Расчет проектируемой трассы самотечной канализации на примыкание к существующим коммуникациям. Расчет

производится на глубину заложения труб начальных участков проектируемой трассы относительно фактической отметки лотка существующей линии канализации. Например, для определения наименьшей глубины hв.к выпускного колодца, принимающего сточные воды из некоторого здания (рис. 9.4), применяется формула

где hл.п – глубина лотка канализации примыкания; i – уклон труб проектируемой трассы; (L + l) – ее общая длина; (Н1 – Н2) – разность отметок поверхности земли у колодца выпускного и колодца примыкания соответственно; – перепад высоты между лотками соединительной ветки и колодца примыкания. Произведение i (L + l) представляет расчетное превышение между лотками колодцев выпускного и примыкания, зависящее от выбранной величины уклона i.

Пример 9.1. Пусть для схемы рис. 9.4 hл.п = 2,00 м; i = – 0,015; (L + l) = 200,00 м; Н1 = 105,00 м; Н2 = 102,00 м; = – 0,1 м. Вычислить глубину hв.к выпускного колодца, если диаметр трубы d = = 200 мм.

Решение. В направлении от колодца примыкания ГК к началу ВК участка примыкания домовой канализации знаки и величины i и противоположны знакам для прямого направления потока сточ-

367

ных вод, т.е. i = +0,015; = +0,1 м, поэтому по формуле (9.2) определяем

hв.к = 2,00 – 0,015 200,00 + 3,00 – 0,10 = 1,90 м.

9.6. Увязка взаимного положения подземных коммуникаций

Под покрытием улиц и проездов современных благоустроенных населенных пунктов на определенной глубине находятся большое количество подземных инженерных сетей (трубы водопровода, канализации, теплотрасс, газопровода, кабели электрические, телефонные, телевизионные и др.). Местоположение всех подземных прокладок должно быть взаимоувязано по допускам на минимальные расстояния между ними, а это сильно осложняет проектирование каждого вида подземной коммуникации и сопровождается необходимостью согласования их проекта с организациями, ответственными за безаварийную работу соответствующих действующих или проектируемых подземных сетей. Для обеспечения нормальной эксплуатации существующих и проектируемых подземных сетей в населенных пунктах составляют и при необходимости обновляют подробные планы подземных коммуникаций. За пределами населенных пунктов подземные трубопроводы и кабели обозначают специальными охранными знаками с указателями запрета проводить вблизи них земляные работы.

В населенных пунктах водопроводные, канализационные, газовые, тепловые трубы прокладывают, как правило, вдоль улиц и проездов параллельно линиям застройки, по возможности за пределами дорожного покрытия и с учетом минимальных повреждений уличных древесных насаждений. Но соблюдение всех условий сохранения уличных объектов практически не всегда выполнимо. Рациональное размещение подземных прокладок вдоль городских улиц возможно в кварталах новой застройки и при капитальной реконструкции улиц старой застройки с исчерпавшими свой ресурс коммуникациями. Пример такого размещения подземных параллельных коммуникаций в поперечном сечении улицы приведен на рис. 9.5, а в табл. 9.2 даны некоторые минимально допустимые расстояния между подземными прокладками.

368

Рис. 9.5. Пример размещения подземных коммуникаций:

Э – электрокабели; Т – телефонные кабели; Г, В, К – трубы газопровода, водопровода, канализации; ЭО – электрокабели освещения; Д – дождеприемники; ТС – тепловая сеть; ДК – дождевая канализация (водостоки)

Таблица 9.2

Минимально допустимые в плане расстояния между подземными коммуникациями

369