3 Расчёт водосборной системы
Назначение системы: собрать фильтрат и отвести в зумпф, затем оттуда откачать с помощью насоса. Рассматриваем открытый водоотлив лотковой конструкции из жести (Рисунок 4).
3.1 Конструирование водосбора внутри котлована
По периметру дна котлована прокладывается два открытых канала, каждый из которых имеет протяженность L+В. Система рассредоточено по всей длине принимает и отводит в зумпф фильтрационный поток с расходом Qрасч
Qрасч=1/2 Qпр , м3/с (10)
м3/с
Условно принимается, что весь расчетный расход сосредоточено приходит в начало каждого канала.
Общие рекомендации по проектированию
1. Ширина лотка по дну не менее 30 см (ширина лопаты)
2. Уклон принимаем i=0,001
Принимаем лотки прямоугольного сечения:
Расчетные формулы:
v
= C
м/с (11)
Q
= Qрасч=
Сw
(12)
(13)
м
(14)
w=
b*h
(15)
=
b + 2h м
(16)
где: v – средняя скорость потока, м/с
С – коэффициент Шези, √ м/с2
R – гидравлический радиус, м
w – площадь живого сечения, м2
- смоченный периметр, м
i=0,001 – уклон дна канала
n – коэффициент шероховатости (принимаем n = 0,025 )
h – высота сечения лотка, м
b - ширина сечения лотка, м
Найдем зависимость Q=f(h) для гидравлически наивыгоднейшего сечения (ГНС) лотка, результаты расчётов запишем в таблицу 3
Таблица 3. Определение глубины наполнения лотка
h, м |
b, м |
w, м2 |
|
R, м |
С, √ м/с2 |
Q, м3/с |
0,1 |
0,3 |
0,03 |
0,5 |
0,06 |
25 |
0,0058 |
0,2 |
0,3 |
0,06 |
0,7 |
0,085 |
26,52 |
0,0146 |
0,05 |
0,3 |
0,015 |
0,4 |
0,0375 |
23,14 |
0,002125 |
0,08 |
0,3 |
0,024 |
0,46 |
0,052 |
24,45 |
0,00423 |
м
По результатам вычислений строим график зависимости Q=f(h) ( Рисунок 3)
Выбираем
соответственно расходу
м3/с
м
Тогда
,
Размеры лотка очень малы, поэтому принимаем сечение лотка 0,30x0,30 м.
Тогда действительная
высота живого сечения будет равна:
Вычисляем действительную скорость:
(17)
, В канале будет
наблюдаться заиление.
Если намечается эксплуатация водоотлива и после завершения строительства ,то по периметру котлована обычно организовывают капитальный водоотлив при помощи дренажных труб, которые могут быть выполнены из разного материала. Трубы укладывают в траншеи впритык друг к другу, стыки между ними обкладывают мхом, соломой и др. материалами для предотвращения их от засорения грунтом.
3.2 Выбор конструкции зумпфа
Местоположение выбирается таким образом, что бы водоотводящие каналы выполняли свои функции.
Вместимость зумпфа принимается больше чем Q притока за 5 минут (300 секунд)
Wзум>Qпрt, м3 (18)
,
м3
Исходя из практики строительного производства, для данного котлована рекомендуется принимать зумпф геометрической формы:
- деревянный (параллелепипед) колодец
- ж.б. труба
В качестве зумпфа принимаем ж.б. круглую трубу. По СНиП 3.02.01-87 примем глубину зумпфа равной 2 м. Объем зумпфа рассчитываем исходя из геометрии конструкции по формуле:
(19)
Из формулы (19) определяем диаметр трубы, учитывая соотношение (18):
Принимаем стандартный диаметр ж.б. трубы для зумпфа:
Вычисляем время заполнения зумпфа, которое должно быть больше 5 минут, по формуле:
(20)
t >5мин - условие выполняется.
4 РАСЧЁТ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ
Назначение
Насос обеспечивает перекачку собранного фильтрата в приемник удаляемой воды:
а) в черте населенного пункта – ливневые канализационные сети
б) в окрестной местности – близлежащие водоемы, овраги.
Общие рекомендации к расчету
1. Остановка насоса при достижении минимального уровня воды в зумпфе и пуск ее в момент достижения максимального наполнения зумпфа должна производится по сигналу датчика уровня;
2. Обязательно назначается на 1¸ё2 рабочих насоса 1 резервный;
Подача насоса должна быть несколько больше притока воды (примерно в 1,5 раза);
3. Напор насоса должен обеспечивать перекачку воды, т.е. Ннас> Нрасч;