1. общие сведения о территориях городов и населенных пунктов, инженерных сетях и оборудовании

Трубопроводы и кабели, прокладываемые в земле, носят общее название – подземные инженерные сети или подземные коммуникации. Дисциплина «Инженерные сети и оборудование» может быть определена как наука о рациональном устройстве, размещении и строительстве инженерных сетей, служащих для обеспечения населенных мест и промышленных предприятий водой, различными видами энергии (теплом, газом, электричеством), а также для удаления ливневых, бытовых и промышленных стоков.

Система инженерных сетей, большинство из которых относится к подземным коммуникациям, является составной частью инфраструктуры современного города и определяет уровень его развития и благоустройства.

Протяженность инженерных сетей в крупных городах в несколько раз превышает суммарную протяженность улиц и дорог. Важным фактором улучшения жилищных и культурно-бытовых условий жизни населения города является достаточно развитая сеть инженерно-технических подземных коммуникаций.

Таким образом, сеть инженерно-технических подземных коммуникаций предназначена для обеспечения жителей города и промышленных предприятий водой, электроэнергией, теплом, газом, связью, а также для отвода поверхностных и отработанных промышленных и фекальных вод. Прогрессивные принципы построения новой планировочной структуры города и его жилых территорий исходят из комплексного решения жилой застройки, системы культурно-бытового обслуживания, инженерного оборудования, транспорта, озеленения и благоустройства территории.

Подземное хозяйство современных городов, а также промышленных предприятий имеет сложную систему. Всю совокупность подземных инженерных сетей можно разделить на три группы: трубопроводы, кабельные сети и коллекторы.

2. Классификация инженерных сетей. Транзитные, разводящие и внутриквартальные сети

Известно, что инженерные сети можно разделить на две категории. В основу представленной классификации лег принцип их размещения. Так как каждая из сетей может располагаться внутри помещения и за его пределами, то их условно разделяют на внешние и внутренние.

Капитальный ремонт внешних инженерных сетей представляет собой комплекс работ, направленный на реконструкцию таких наружных элементов, как колодцы, лотки, а также площадки.

Капитальный ремонт внутренних инженерных систем проводится внутри здания, так как располагаются они чаще всего именно тут. Капитальный ремонт данного типа инженерных сетей является достаточно сложным и комплексным, чаще всего он представляет собой ремонтные работы в области всех имеющихся в строении внутренних коммуникаций.

Трубопроводы подразделяют на магистральные (транзитные), обслуживающие город или его отдельные районы; разводящие, обслуживающие микрорайоны и кварталы; внутриквартальные, обслуживающие отдельные дома.

По функциональному назначению трубопроводы разделяются на общегородские (водопровод, канализация, теплопроводы, газопроводы, дренажи) и специальные промышленные (нефтепроводы, паропроводы, водопроводы и др.).

3. Трубопроводы, кабельные прокладки, коммуникационные коллекторы и каналы

Трубопроводы подразделяют на магистральные (транзитные), обслуживающие город или его отдельные районы; разводящие, обслуживающие микрорайоны и кварталы; внутриквартальные, обслуживающие отдельные дома. По функциональному назначению трубопроводы разделяют на общегородские (водопровод, канализация, теплопроводы, газопроводы, дренажи) и специальные промышленные (нефтепроводы, паропроводы, золопроводы и др.).

Кабельные сети – электрические сети высокого (до нескольких десятков киловольт) и низкого напряжения, а также сети слабого тока – телефонные, телеграфные, радиовещания, телевещания.

Коллекторы подразделяют на три группы:

– коллекторы-трубопроводы – трубы большого диаметра (больше 1,5 м) и тоннели, служащие для пропуска различных жидкостей, в основном канализационные и водосточные коллекторы;

– специальные коллекторы (каналы), в которых размещают один вид подземных инженерных сетей, чаще всего теплосеть или кабельные прокладки;

– общие или совмещенные коммуникационные коллекторы для совместной прокладки инженерных сетей различного назначения.

Что же представляет собой коммуникационный коллектор? Это тоннель, предназначенный для прокладки в нем тепловых сетей, кабелей различного назначения и других коммуникаций, по которым в жилые дома горожан и организации поступают вода, свет, связь и тепло. В условиях плотной московской застройки именно система коллекторов позволяет свести к минимуму затраты на то, чтобы отыскать место повреждения коммуникаций и быстро его устранить, чтобы не было так сильно надоевших горожанам разрытых тротуаров и объездных путей. При возникновении какой-либо аварийной ситуации ремонтные бригады в любое время суток просто спускаются под землю и оперативно устраняют неполадки.

4. Виды подземных сетей: водопровод, теплопровод, газопровод, электрические сети, канализация, водосток.

Водопровод — система непрерывного водоснабжения потребителей, предназначенная для проведения воды для питья и технических целей из одного места (обыкновенно водозаборных сооружений) в другое - к водопользователю (городские и заводск. помещения) преимущественно по подземным трубам или каналам; в конечном пункте, часто очищенная от механических примесей в системе фильтров, вода собирается на некоторой высоте в так называемых водоподъемных башнях, откуда уже распределяется по городским водопроводным трубам. Объем водозабора определяется водомерными приборами (т.н. водомерами, водосчетчиками). Водонапорной силой водопровода пользуются и для гидравлических целей.

Канализа́ция — составная часть системы водоснабжения и водоотведения, предназначенная для удаления твёрдых и жидких продуктов жизнедеятельности человека, хозяйственно-бытовых и дождевых сточных вод с целью их очистки от загрязнений и дальнейшей эксплуатации или возвращения в водоём. Необходимый элемент современного городского и сельского хозяйства. Нарушение его работы может ухудшить санитарно-эпидемиологическую ситуацию в местности.

Также канализацией называют любую систему каналов, например, кабельная канализация служит для прокладки под землёй кабелей.

Газопрово́д — инженерное сооружение, предназначенное для транспортировки газа (в основном природного газа) с помощью трубопровода. Газ по газопроводам и газовым сетям подаётся под определённым избыточным давлением.

Типы газопроводов

Газопроводы подразделяются на:

Магистральные газопроводы — предназначены для транспортировки газа на большие расстояния. Через определённые интервалы на магистрали установлены газокомпрессорные станции, поддерживающие давление в трубопроводе. В конечном пункте магистрального газопровода расположены газораспределительные станции, на которых давление понижается до уровня, необходимого для снабжения потребителей.

Газопроводы распределительных сетей — предназначены для доставки газа от газораспределительных станций к конечному потребителю.

По давлению в магистрали:

Магистральные[1]:

первой категории — до 10 МПа

второй категории — до 2,5 МПа

Распределительные:

низкого давления — до 0,005 МПа;

среднего — от 0,005 до 0,3 МПа;

высокого — второй категории от 0,3 до 0,6 МПа и первой категории — от 0,6 до 1,2 МПа (для СУГ до 1,6 МПа).

По типу прокладки:

Наземные;

Надземные;

Подземные;

Подводные.

Резервные газопроводы сооружаются по стратегическим соображениям, для обеспечения гибкости в погрузке газовозов и для снижения длины маршрута транспортировки.

Теплоснабжение. Теплоснабжение городов может осуществляться двумя способами: централизованным (получение тепловой энергии от ТЭЦ и мощных котельных) и децентрализованным (от местных источников тепла).

В соответствии со СНиП 2.07.01-89* теплоснабжение городов и жилых районов с застройкой зданиями высотой более двух этажей должно быть централизованным. При централизованном теплоснабжении одна котельная установка снабжает теплом группу домов, квартал или район города, а также промышленные предприятия. Котельные в зависимости от назначения подразделяют на энергетические, производственные и отопительные. Отопительные котельные дают тепло на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий, и в зависимости от производственной мощности бывают индивидуальные и групповые. Групповые условно подразделяются в зависимости от размера обслуживаемой территории на квартальные и районные.

Для транспортировки тепла к потребителям используют трубопроводы - тепловые сети, которые могут передавать тепло с помощью воды и пара, и в зависимости от теплоносителя они соответственно могут быть водяными и паровыми.

Тепловые сети делают двух- и многотрубными. Наиболее распространена двухтрубная система, при которой одна труба - подающая, другая - обратная. В этой системе вода циркулирует по замкнутому кругу: отдав свое тепло потребителю, возвращается в котельную. В жилых районах применяют два вида водяных систем теплоснабжения: открытую и закрытую. Их разница заключается в том, что при закрытой системе теплоснабжения в трубопроводах циркулирует постоянное количество воды, а при открытой часть воды непосредственно из системы разбирается на нужды горячего водоснабжения. В открытой системе теплоснабжения вода должна быть по качеству равноценна питьевой, а запас воды постоянно пополняться.

Бесканальная прокладка теплопроводов - простой и дешевый способ заложения, поэтому он наиболее распространен. Этот способ имеет, однако, большие недостатки, такие, как коррозия, трудность ремонта, отсутствие периодического надзора. Частично эти недостатки преодолевают путем защиты труб от внешних воздействий грунта с использованием изоляционного материала, цементной корки и гидроизоляции. Применяют такой способ защиты в армированном пенобетоне, где арматура выполняется в виде сетки, что придает значительную жесткость трубопроводам. Тепловые сети допускается прокладывать в общих траншеях с водопроводами, водостоками, канализацией и газопроводами давлением до 0,3 МПа включительно.

Водото́к — водный объект, характеризуемый постоянным или временным движением воды в русле в направлении общего уклона.

[править]

Типы водотоков

Водотоки подразделяются на следующие категории:

постоянные и временные;

естественные (реки и ручьи) и искусственные (каналы);

поверхностные и подземные водотоки.

Электрическая сеть — совокупность электроустановок предназначенных для передачи и распределения электроэнергии от электростанции к потребителю. ГОСТ 24291-90 даёт следующее определение электрической сети

Классификация электрических сетей

Электрические сети принято классифицировать по назначению (области применения), масштабным признакам, и по роду тока.

Назначение, область применения

Сети общего назначения: электроснабжение бытовых, промышленных, сельскохозяйственных и транспортных потребителей.

Сети автономного электроснабжения: электроснабжение мобильных и автономных объектов (транспортные средства, суда, самолёты, космические аппараты, автономные станции, роботы и т. п.)

Сети технологических объектов: электроснабжение производственных объектов и других инженерных сетей.

Контактная сеть: специальная сеть, служащая для передачи электроэнергии на движущиеся вдоль неё транспортные средства (локомотив, трамвай, троллейбус, метро).

Масштабные признаки, размеры сети

Магистральные сети: сети, связывающие отдельные регионы, страны и их крупнейшие источники и центры потребления.

Региональные сети: сети масштаба региона (в России - уровня субъектов Федерации). Имеют питание от магистральных сетей и собственных региональных источников питания, обслуживают крупных потребителей (город, район, предприятие, месторождение, транспортный терминал).

Районные сети, распределительные сети. Имеют питание от региональных сетей. Обычно не имеют собственных источников питания, обслуживают средних и мелких потребителей (внутриквартальные и поселковые сети, предприятия, небольшие месторождения, транспортные узлы).

Внутренние сети: распределяют электроэнергию на небольшом пространстве — в рамках района города, села, квартала, завода.

Электропроводка: сети самого нижнего уровня — отдельного здания, цеха, помещения. Зачастую рассматриваются совместно с внутренними сетями. Характерны низким и бытовым уровнем напряжения и маленькими потоками мощности (десятки и сотни киловатт).

Принципы работы

Электрические сети осуществляют передачу, распределение и преобразование электроэнергии в соответствии с возможностями источников и требованиями потребителей.

5. Конструкция трубопроводов, материал труб. Конструкции трубопроводов

Конструкции трубопроводов

Магистральный трубопровод представляет собой непрерывную трубу с диаметром более 1000 мм, вдоль которой размещаются сооружения, обеспечивающие перекачку продукта при заранее заданных параметрах (давление, температура, производительность). Состав этих сооружений зависит от целевого назначения трубопровода. Так, газопровод включает (рис. ХУЛ): головные сооружения, в которые входят установки по очистке газа и компрессорные станции в начальной точке газопровода; линейную часть, состоящую из собственно трубопровода и промежуточных компрессорных станций; газораспределительные станции (ГРС) и подземные газохранилища, возводимые в конце трубопровода; станции катодной защиты.

Подобную же структуру имеет, и магистральный нефтепровод.

Все компрессорные и насосные станции, так же как и вспомогательные сооружения и емкости для приема и хранения продуктов, представляют собой сооружения, фундаменты для которых проектируются в зависимости от габаритов сооружений и действующих нагрузок при полном учете особенностей инженерно-геологической обстановки. Линейная часть трубопровода может возводиться по четырем схемам: подземной, наземной, надземной и подводной.

Причем подземная схема применена на 98% длины всех возведенных трубопроводов. По этой схеме трубы укладываются в предварительно подготовленную траншею на глубине не менее 1 м от верхней образующей трубы до дневной поверхности, называемой глубиной заложения. От глубины заложения трубопровода во многом зависит надежность его эксплуатации: защита труб от механических повреждений, защита изоляции труб от прямого атмосферного воздействия, выравнивание температурных колебаний при суточных, сезонных, многолетних изменениях температуры.

Чугунные раструбные трубы получили большое распространение при подземных прокладках. Эти трубы и соединительные фасонные части к ним по действующему ГОСТ 5525-88 рассчитаны на нормальное давление не более 1,0 МПа и на повышенное не более 1,6 МПа. Их выпускают диаметром от 50 до 1000 мм и длиной от 2 до 5 м, причем большая длина соответствует большему диаметру. Для предохранения от ржавления трубы и фасонные части при их изготовлении асфальтируют в горячем состоянии.

Чугунные трубы отличаются высокой прочностью, значительной противокоррозионной сопротивляемостью, простотой соединения и долговечностью.

Стыки раструбных труб заделывают сначала просмоленной или битуминозной прядью, а затем асбестоцементом, цементом и серосплавом. Асбестоцементные стыки эластичнее цементных, в этом заключается их преимущество. В исключительных случаях (при авариях, особо агрессивных водах и пр.) для заделки стыков применя­ется свинец.

Узлы на водопроводной сети монтируются при помощи фасонных час­тей, отливаемых из чугуна заводским способом. Применяют: тройники и кресты (для ответвлений), колена и отводы (при изменении направ­ления трубопровода), переходы (при изменении диаметра), патрубки (для перехода от раструбных соединений к фланцевым).

Стальные трубы выдерживают большее внутреннее давление (свыше 10 МПа, ГОСТ 10704-91 и ГОСТ 8696-74) и имеют меньшую, чем чугунные, толщину стенки. Однако стальные трубы подвержены коррозии в большей степени, чем чугунные, поэтому укладывать их можно только с изоляцией.

Трубы выпускаются диаметром от 20 до 1 400 мм, толщина стенки от 3 до 14 мм.

Для прокладки водопровода стальные трубы используют лишь в обос­нованных случаях (как правило, при высоких давлениях в сети, под проездами с интенсивным движением, при пересечении водопроводных линий с другими трубопроводами и пр.).

Соединяют стальные трубы главным образом сваркой стыков. Преи­мущество этого способа – высокая прочность и герметичность. Для соединения различного рода арматуры (задвижек, клапанов и пр.) ис­пользуют фланцевые соединения. Их размещают внутри камер и поме­щений, а также в местах, легкодоступных для ремонта и осмотра. Между соединительными поверхностями фланцев кладут прокладки из резины или промасленного картона.

Для защиты от коррозии укладываемые в грунт стальные трубы пок­рывают изоляцией на основе нефтяного битума и резиновой крошки.

Асбестоцементные трубы (ГОСТ 539-80) имеют ряд преимуществ по сравнению с металлическими трубами: малый вес, гладкая внутренняя поверхность, лучшая стойкость против коррозии, диэлектричность. Однако им при­сущи существенные недостатки: малая сопротивляемость ударам и зна­чительное понижение прочности при падении на твёрдое основание. Промышленностью выпускаются напорные трубы ВТ6, ВТ9, ВТ12 под давление соответственно 0,6; 0,9; 1,2 МПа, диаметром от 100 до 500 мм, длиной 3-4 м.

Асбестоцементные трубы соединяются с помощью муфт двух типов: асбестоцементных с резиновыми уплотнителями или чугунных с болто­выми стяжками и резиновыми уплотнителями. Последнее соединение более герметично, но такие муфты не подлежат повторному использованию при ремонте трубопровода; этот тип соединения более дорогой. Наружные размеры асбестоцементных труб приняты аналогичными с чугунными трубами, поэтому допускается применение чугунных фасонных частей при устройстве водопровода.

Железобетонные напорные трубы (ГОСТ 12586.0-83) также используются для сооруже­ния водопроводных сетей. Они имеют внутренний диаметр от 500 до 1600 мм и длину 5 м. Соединение этих труб производится при помощи раструбов или надвижных муфт с резиновыми прокладками. Рассчитаны на давление 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 МПа.

Материал

Полиэтилен и полипропипилен являются термопластиками, обладающиe превосходными качествами для применения их в водопроводящих и канализационных системах, а также для изготовления ёмкостей для хранения жидкостей и твердых материалов. Полиэтилен и полипропилен – это экологичные материалы, устойчивые к воздействию большинства химических веществ, и прекрасно подходящие для транспортировки и хранения различных жидкостей.

Трубы могут быть изготовлены из следующих термопластов:

Полиэтилен высокой плотности (PE 80 и PE100)

Полипропилен-рандом (PP-R)

Гомогенный полипропилен (PP-H)

Невоспламеняющийся полипропилен (PP-S)

6. Основные принципы размещения инженерных сетей на городских улицах

При реконструкции проезжих частей улиц и дорог с устройством дорожных капитальных покрытий, под которыми расположены подземные инженерные сети, следует предусматривать вынос этих сетей на разделительные полосы и под тротуары. При соответствующем обосновании допускаются под проезжими частями улиц сохранение существующих, а также прокладка в каналах и тоннелях новых сетей. На существующих улицах, не имеющих разделительных полос, допускается размещение новых инженерных сетей под проезжей частью при условии размещения их в тоннелях или каналах; при технической необходимости допускается прокладка газопровода под проезжими частями улиц.

7. Исходные данные для размещения инженерных сетей

• План, Сводный план инженерных сетей;

• Продольный профиль;

• (Используя пункт меню «Выбор подпрофильной шапки» пользователь выбирает вид оформления чертежа);

• Выполняется деталировка колодцев;

• Таблица водопроводных колодцев;

• Выполняется формирование исходных данных для CO;

• Нанесение геологических скважин (указывается № скважины и производится набор слоев и указывается глубина подошвы слоя);

• По заданному проектировщиком типу грунта автоматически подсчитываются и формируются таблицы объема земляных работ;

• Предусмотрен выбор различных шаблонов подпрофильной шапки.

8. Принцип комплексного размещения подземных инженерных сетей в приделах улицы

Основой методов размещения подземных сетей является комплексное проектирование городских улиц и размещение под ними инженерных подземных сетей. При этом предусматривается установление местоположения каждого трубопровода, канала или кабеля под улицей.

В практике известны следующие методы размещения подземных сетей под улицами и на территориях жилых микрорайонов:

а) размещение подземных сетей под улицами или проездами непосредственно в грунте;

б) размещение подземных сетей в специальных каналах, с прокладкой в них различных по назначению трубопроводов и кабелей;

в) размещение подземных сетей в подвалах и подпольях зданий.

Под городскими улицами инженерные сети прокладывают в грунте в каналах или в общих коллекторах. Пользуясь этими методами, размещают под улицами все транзитные и магистральные сети. На территориях жилых микрорайонов используют все три метода размещения сетей и, в частности, размещение сетей под зданиями в подвалах и подпольях.

Каждому из методов размещения подземных сетей соответствуют технические способы— приемы прокладки сетей. Так, при размещении сетей в грунте, применяются следующие приемы:

раздельное размещение подземных сетей под улицей в отдельных траншеях;

раздельное размещение сетей при дублировании по сторонам улицы всех или некоторых трубопроводов, каналов и кабелей;

размещение сетей в общих траншеях, объединяющих группу сетей различного назначения.

При методе размещения подземных сетей в каналах и в коллекторах предусматриваются следующие варианты:

совмещенное размещение подземных сетей (трубопроводов и кабелей) в проходных подземных галереях — общих коллекторах;

прокладка сетей в полупроходных каналах, отличающихся от общих коллекторов меньшими габаритами по высоте канала;

прокладка подземных сетей, главным образом трубопроводов, в непроходных каналах и блоках, например труб теплосети или кабелей телефонной связи между АТС.