Розробка схем водовідвідної мережі. Трасування мережі.
Розробку схем водовідвідних мереж починають з визначення місця розташування очисних споруд, до яких має забезпечуватися транспортування стічних вод. Перед складанням схеми обслуговується об'єкт розбивається на басейни водовідведення і визначаються їх межі. Потім на основі вивчення рельєфу місцевості орієнтовно визначають місце розташування колекторів басейнів каналізування, насосних станцій. Колектори зазвичай розташовують по тальвегах і найбільш низьким кордонів басейнів. Насосні станції - в найбільш знижених точках басейнів. Після цього приступають до детальної трасування мережі. Трасування - це детальне зображення мережі в плані (на проект планування населеного пункту). До трассировке ставляться такі вимоги:
· Забезпечення самопливного мережі;
· Мінімальна протяжність мережі і мінімальне заглиблення труб і колекторів;
· Мінімальна кількість насосних станцій;
· Прокладка по можливості в сухих грунтах;
· Мінімальна кількість перетинань з інженерними комунікаціями, водними перешкодами, транспортними магістралями.
Трасування мережі може здійснюватися за трьома схемами (рис.8). про б'емлющая схема трасування застосовується при невеликому ухилі поверхні землі або при плоскому рельєфі місцевості для великих кварталів і при відсутності всередині них забудови.
Рис.8. Схеми трасування водовідвідних мереж.
а) охоплює схема; б) трасування по зниженій грані; в) через квартальна схема трасування; г) через квартальна схема при проходженні тальвега через квартал.
Трасування по зниженій межі кварталу застосовується при ухилі землі в сторону зниженою межі, i З 0,008.
Через квартальна схема трасування застосовується при забудові населеного пункту мікрорайонами, коли відомий план забудови усередині кварталу, а також під час проходження через квартал явно вираженого тальвега.
Після виконання трасування водовідвідну мережу розбивають на розрахункові ділянки і на них визначають розрахункові витрати.
т рассіровка може уточнюватися в ході гідравлічного розрахунку трубопроводів.
Визначення розрахункових витрат на розрахункових ділянках мережі
Розбивка мережі на розрахункові ділянки проводиться виходячи з наступного:
· Розрахунковий ділянку - ділянку трубопроводу між двома поворотами або вузловими колодязями;
· Довжина ділянки повинна відповідати довжині кварталу.
Витрата по ділянці умовно приймається постійним і рівним витраті в кінці ділянки.
Розрізняють попутний, бічній, транзитний і зосереджений витрати.
Попутний витрата - витрата, що надходить з прилеглих площ кварталів.
Бічний витрата - витрата, що надходить з бічних підключень.
Транзитний витрата - витрата, що надходить на розрахунковий ділянку з попереднього ділянки.
Зосереджений витрата - витрата, що надходить від великих споживачів води (промислових підприємств та інших).
Розрахунковий середній витрата отримують підсумовуванням всіх витрат, максимальна витрата -умноженіем середньої витрати на загальний коефіцієнт нерівномірності. Обчислення витрати попутного і бічного доцільно проводити з використанням модуля стоку. Модуль стоку - це витрата з одиниці площі житлової забудови, визначається за формулою:
т оли середня витрата буде дорівнює:
а максимальна витрата:
F - площа стоку, га.
Площа стоку визначають безпосередніми вимірами за проектом планування населеного пункту шляхом розбиття кварталів на площі стоку, що тяжіють до ділянок трубопроводу.
Принципи розбиття наведені на рис.9.
Мал. 9. Схеми розбивки кварталів на площі стоку в залежності від
розташування вуличних трубопроводів (стрілками показано, до яких
трубопроводах тяжіють площі стоку).
п редварітельно на проекті планування все квартали нумеруються і визначається площа, потім квартали розбиваються на площі стоку, які також нумеруються або позначаються буквами.
Для спрощення розрахунків їх зводять в відомість розрахункових витрат (таблиця 2.2).
Відомість розрахункових витрат.
Середні витрати, л / с
Площі стоку, га
общ.средній рас-хід, л / с
коеф. заг. не- рівномірності, k gen.
мак-сім. розр рас-хід,
з чення середніх попутного і бічного витрат визначаються за формулою 2.19. т ранзітний витрата переписується з графи 10 попередньої ділянки, для першої ділянки 1-2 ця витрата буде дорівнює 0. Загальний середня витрата визначається підсумовуванням всіх витрат (графи 6,7,8 И9). За загальним середній витраті визначають k gen.max (табл.1.2) і, множачи відповідний загальний середня витрата на знайдений коефіцієнт загальної нерівномірності, отримують максимальний розрахунковий витрата. Описана методика справедлива при кількості виробничих стічних вод, що не перевищує 45% загальної витрати. В іншому випадку максимальні витрати визначаються за графіками припливу стічних вод за годинами доби або за формулою:
з осредоточенний витрата визначається підсумовуванням максимальних секундних витрат, обчислених в розділі "Розрахункові витрати промпідприємств", причому транзитний витрата визначається як сума середніх витрат попутного, бокового і транзитного попереднього ділянки.
Мінімальні та максимальні глибини закладення трубопроводів
Глибини закладення трубопроводів визначаються в ході гідравлічного розрахунку. Разом з тим необхідно мати на увазі, що ці глибини не повинні бути менше мінімальної і більше максимальної глибин закладення.
Мінімальна глибина закладення визначається з наступних трьох умов:
· Виключення промерзання труб;
· Виключення руйнування труб під дією зовнішніх навантажень;
· Забезпечення приєднання до трубопроводів внутрішньоквартальних мереж і бічних підключень.
Мінімальна глибина, яка визначається з умов промерзання, дорівнює:
h пр - глибина промерзання грунту;
а - величина, що залежить від діаметра трубопроводу; а приймається, що дорівнює 0,3 м, при діаметрі труб до 500мм і 0,5 - при більшому діаметрі.
Для виключення руйнування труб зовнішніми навантаженнями відстань від поверхні землі до верху труби не повинно бути менше 0,7 м. з ледовательно, мінімальна глибина закладання (відстань від поверхні землі до лотка труби) дорівнює:
При приєднанні внутрішньоквартальної мережі до вуличної мінімальна глибина закладання вуличного трубопроводу повинна бути в місці приєднання не менш (рис.10).
Ця ж формула застосовується і для визначення початкової глибини закладення трубопроводу.
Тут h min - мінімальна глибина закладання внутрішньоквартальної мережі в найвіддаленішої (диктує) точці. Вона обчислюється за формулами, наведеними вище, і з двох величин вибирається більше значення.
- мінімальний ухил внутрішньоквартального трубопроводу, приймається рівним 0,008.
- різницю діаметрів трубопроводів вуличної і внутрішньоквартальної мереж, м.
z 1 і z 2 - відповідно позначки поверхні землі в диктує точці і в початковій точці вуличного трубопроводу (в точці підключення внутрішньоквартального трубопроводу до вуличного), м.
L - відстань від диктує точки до початкової точки вуличної мережі, м.
е сли ухил поверхні землі внутрішньоквартального трубопроводу дорівнює або більше 0,008, то його ухил приймається рівним ухилу поверхні землі і тоді Н буде дорівнює:
Максимальна глибина закладання трубопроводів при відкритому способі виробництва робіт диктується економічними і технічними вимогами. Її рекомендується приймати: в скельних грунтах-4-5м, в мокрих і пливунних грунтах-5-6м, в сухих нескельних грунтах-7-8м.
п ри закритому способі прокладки глибина закладення не обмежується, так як вартість прокладки практично не залежить від глибини залягання. Однак слід пам'ятати, що закриті способи будівництва значно дорожче відкритих.
Способи з'єднання труб на стиках рачетних ділянок
Верхня точка внутрішньої поверхні труби називається шелига, нижня точка - лотком. При вирішенні питання про висотному розташуванні труб на стиках розрахункових ділянок необхідно враховувати наступне. Основним розташуванням труб по висоті (з'єднанням) на стиках розрахункових ділянок є з'єднання "шелига в шелига". При такому з'єднанні відмітка шелига труби попереднього ділянки дорівнює позначці шелига труби наступної ділянки. Тоді різниця відміток лотків відповідних труб буде дорівнює різниці діаметрів труб (рис.11). про днако, якщо h 2 - h 1 d 2 - d 1. при з'єднанні "шелига в шелига" виникає підпір води, тобто відмітка води в наступному трубопроводі більше позначки води в попередньому (ріс.11б). У цьому випадку з'єднання виконують за рівнем води, тобто поєднують позначки води в попередньому і наступному трубопроводах (ріс.11в). т аке з'єднання застосовують і при однакових діаметрах, якщо наповнення на наступній ділянці трубопроводу зростає (ріс.11г). п ри зменшенні наповнення на наступній ділянці таке з'єднання неможливо через зростання позначки лотка наступного трубопроводу (ріс.11д), тому з'єднання виконують "шелига в шелига" або по лотках, що для однакових діаметрів одне і теж. У деяких випадках на наступній ділянці може виходити менший діаметр трубопроводу. Така ситуація виникає при різкому збільшенні ухилу трубопроводу на наступній ділянці при незначному збільшенні витрат. Тоді з'єднання труб слід виконувати по лотках, стежачи за тим, щоб в цьому випадку не виникло підпору (рис.11). При виникненні підпору застосовують з'єднання за рівнем води.
Рис.11. Способи з'єднання труб на стиках розрахункових ділянок.
Гідравлічний розрахунок водопроводящей мережі
Мета гідравлічного розрахунку - визначення діаметрів, ухилів трубопроводів, а також швидкостей руху стічних вод в них і наповнень. За результатами гідравлічного розрахунку визначаються глибини закладення ділянок трубопроводів і будується поздовжній профіль.
При виконанні гідравлічного розрахунку необхідно дотримуватися наступне:
а) на перших ділянках мережі, де малий витрата, а, отже, мінімальний діаметр 200мм, можна не визначати швидкості і наповнення; ці ділянки вважаються неощадно, ухил трубопроводу приймається 0,007;
б) швидкість руху стічних вод на наступній ділянці по можливості повинна бути рівною або більшою, ніж на попередньому. При зниженні швидкості для її гасіння влаштовуються перепадні колодязі; величина перепаду повинна бути не менше діаметра трубопроводу. При швидкості більше 1,5 м / с дозволяється зменшення швидкості на 10-15% без пристрою перепадних колодязів;
в) при розрахунку повинна бути забезпечена мінімальна глибина закладання трубопроводу. Збільшення глибини закладення виправдовується в разі, якщо швидкість не перевищує самоочищаються і, якщо необхідно підключити глибоко закладений бічній трубопровід;
г) розрахунковий наповнення, як правило, має бути не менше 0,5 d. перехід на більший діаметр допускається, якщо при заданій витраті і ухилі наповнення перевищує розрахункове (максимальне);
д) допускається на наступній ділянці збільшувати діаметр трубопроводу на один сортамент при діаметрі до 300 мм включно і на два сортаменту при діаметрі більшому, ніж 300мм (для дощової і общесплавной мережі більшому, ніж 500мм).
г ідравліческій розрахунок водовідвідної мережі ведеться в табличній формі (таблиця 2.3). з початку в таблицю заносять вихідні дані для кожної ділянки трубопроводу: розрахункові витрати з таблиці 2.2, довжини ділянок, позначки землі з проекту планування населеного пункту з нанесеною трасуванням мережі. Для полегшення прийняття рішення по ухилу трубопроводу на кожній дільниці можна обчислити ухили поверхні землі.
Визначення діаметрів, ухилів, наповнень і швидкостей руху стічних вод проводиться за допомогою таблиць і номограм гідравлічного розрахунку, складених або з використанням формул Н. н. Павловського, або Н.Ф. Федорова.
Гідравлічний розрахунок колектора.
Розрахунок ведуть, починаючи з початкового ділянки мережі. Визначальним при розрахунку є рас-хід стічних вод. На початкових ділянках трубопроводу, де малий витрата, доводиться приймати мінімальний діаметр 200мм. д ля цього діаметра мінімальний ухил 0,007. Тому, якщо ухил поверхні землі на першій ділянці менше 0,007, то ухил трубопроводу приймається 0,007, якщо ухил поверхні землі на першій ділянці менше 0,007, то ухил трубопроводу приймається рівним ухилу поверхні землі. По витраті і прийнятому ухилу трубопроводу визначають, користуючись таблицями гідравлічного розрахунку або номограммами, швидкість і наповнення h / d. Потім обчислюють абсолютне значення наповнення і падіння трубопроводу i. l. За формулою, наведеною вище, обчислюють початкову глибину закладення трубопроводу і проставляють її в графу 16. Позначку лотка на початку ділянки обчислюють як різницю позначки поверхні землі і початкової глибини закладення (графа 14). Позначку лотка в кінці ділянки визначають відніманням з позначки лотка на початку ділянки падіння. Відмітки води на початку і кінці ділянки отримують додаванням абсолютного наповнення до відповідних позначок лотка. Після цього переходять до розрахунку наступної ділянки. При розрахунку наступної ділянки ухил трубопроводу вибирають таким, щоб глибина закладення трубопроводу була мінімальною, але в той же час дотримувалися вимоги до мінімального ухилу для діаметра 200мм і для діаметра більше 200мм вимоги до мінімальної самоочищающей швидкості. Після визначення діаметра, ухилу, швидкості і наповнення вирішують питання про спосіб з'єднання труб на стику розрахункових ділянок. Якщо з'єднання труб виконується "шелига в шелига", то позначку лотка на початку ділянки обчислюють з позначки лотка попереднього ділянки вирахуванням різниці діаметрів попереднього і розраховується ділянок. Якщо з'єднання виконується за рівнем води, то відмітка лотка води в кінці минулого ділянки переноситься в графу відмітки води на початку розраховується ділянки, і якщо з'єднання - по лотках, то переноситься відповідна відмітка лотка. Потім заповнюються всі інші графи відповідно до вищенаведеної методикою для першої ділянки.
Ділянки перевіряють на додаткові витрати. Додатковий витрата за рахунок поверхност-них і грунтових вод в періоди дощів і сніготанення, неорганізовано надходять в водовідвідну мережу через нещільності люків колодязів і за рахунок інфільтрації грунтових вод, визначається за формулою:
L - загальна довжина трубопроводів до розрахункового створу трубопроводу, км.
m d - величина максимального добової кількості опадів, мм, визначається згідно СНіП2.01.01.82.
п ри збереженні прийнятого в ході гідравлічного розрахунку ухилу і діаметра трубопроводу по сумарному припливу розрахункового і додаткової витрати визначають наповнення, яке не повинно перевищувати 0,95. В іншому випадку збільшують діаметр трубопроводу. За результатами розрахунку всіх ділянок трубопроводу будують поздовжній профіль трубопроводу.
Поздовжній профіль трубопроводу (колектора)
Поздовжній профіль - це вертикальний розріз - розгортка верхнього шару землі з запроектованим трубопроводом в напрямку течії води. п родольний профіль виконується в масштабах: горизонтальному, рівному масштабу проекту планування, тобто 1: 5000 або 1: 10000, і вертикальному 1:50; 1: 100 або 1: 200. Загальний вигляд поздовжнього профілю показаний на рис.12.
н а профілі зображують:
· Проектну поверхню землі тонкою суцільною лінією;
· Натурні поверхню землі тонкою штриховою лінією;
· Рівень грунтових вод тонкою штрих пунктирною лінією;
· Перетинаються автомобільні і залізні дороги, трамвайні колії, підземні комунікації, що впливають на прокладку трубопроводу;
· Колодязі, трубопроводи, частина будівель і споруд, пов'язані з проектованим трубопроводом;
· Футляри на трубопроводах із зазначенням діаметра, довжини і прив'язок їх до осей доріг або іншим спорудам;
· Зліва від профілю вказують вертикальний і горизонтальний масштаби.