7.4. Построение продольного профиля.

Для построения продольного профиля сети водоотведения необходимо сначала начертить профиль поверхности земли по трассе проектируемого коллектора. Продольный профиль главного и одного из уличных коллекторов обычно выполняется в двух масштабах: горизонтальном или масштабе генплана, т.е. 1:5000 или 1:10000, и вертикальном, равном 1:100. Отметки земли, соответствующие расчетным точкам коллектора, берутся с генплана населенного пункта и фиксируются с точностью до 0.01 м.

После проверки на пропуск контрольного расхода выполняется высотная увязка труб в колодцах, которая заключается в определении отметок лотков, уровней воды и шелыг труб в начальном и конечном колодцах каждого участка сети, а также глубин этих колодцев. Связь между одноименными отметками в начальном и конечном колодцах одного участка осуществляется через превышение, вычисляемое по уклону трубы. Отметки поверхности земли, глубину заложения трубы, отметки лотка трубы, а также величину падения линии, равную произведению уклона на длину участка, заносят в форму таблицы 10 с двумя десятичными знаками.

Соединение труб различных диаметров производится способом «шелыга в шелыгу». Соединение труб равного диаметра, имеющих различное наполнение, производится способом «по уровням воды».

Для самотечных водоотводящих трубопроводов, как правило, должны применяться неметаллические трубы: керамические ГОСТ 286-82, пластмассовые ГОСТ 18599-2001,асбестоцементные безнапорные ГОСТ 1839-80, бетонные и железобетонные безнапорные ГОСТ 64820-80, а также железобетонные элементы для устройства каналов. Для напорных трубопроводов применяются асбестоцементные напорные ГОСТ 539-73, железобетонные напорные ГОСТ 16953-78 и чугунные ГОСТ 9583-75 трубы. При подборе труб необходимо учитывать, что диаметр керамических меняется через 50 мм, железобетонных до 600 мм – через 100, а более 600 – через 200 мм. Для участков сети диаметром до 500 мм целесообразно применять керамические или асбестоцементные безнапорные трубы, а свыше 500 мм – железобетонные.

При оформлении профиля необходимо учитывать требования [2]. Кроме того, форма профильной таблицы основных данных прокладки трубопровода показана в [3].

8. Расчет дюкера.

В практике проектирования нередко приходится разрабатывать способы пересечения водоотводящих трубопроводов с различного рода препятствиями (реками, железными и автомобильными дорогами т.п.)

Если трубопровод непосредственно пересекается с препятствием т.е. труборовод и препятствие расположены на одной и той же отметке или разность их не значительна,то пересечение выполняется в виде дюкера.

Дюкер, состоит из следующих элементов : двух ( не менее) линий трубопроводов, прокладываемых под препятствием, и двух камер верхней и нижней. Напорные трубопроводы дюкера выполняются не менее чем из двух ниток стальных труб с усиленной антикоррозийной изоляцией. Диаметр их должен быть не менее 150 мм. Обе нитки должны быть рабочими. Лишь при небольших расходах допускается устройство дюкера с одной рабочей и одной резервной трубой.

Жидкость движется по трубопроводам под действием напора который устанавливается в следствии разности отметок уровней воды в верхней и нижней камерах.

Дюкер укладывается в траншее по дну русла. Угол наклона восходящей части дюкера должен быть не более 200 Глубина заложения дюкера от отметки дна реки, до верха трубы принимается не менее 0,5 м, а в пределах фарватера судоходных рек не менее 1 м. Расстояние между нитками дюкера в свету не менее 0,7-1,5 м ( в зависимости от напора и других особенностей устройства дюкера). Аварийный выпуск может быть проложен из верхней камеры дюкера или из ближайшего колодца. Его устройство должно быть согласовано со всеми органами осуществляющими контроль за охраной и использованием водоема.

Верхняя камера состоит из двух отделений: первого – мокрого и второго – сухого. Эти отделения разделяются между собой водонепроницаемой перегородкой.

Каждое отделение верхней камеры должно иметь горловину и оканчиваться люком с крышкой. Превышение люка камер над высоким уровнем вод в водоеме должно быть не менее h = 0,5 м.

Нижняя камера дюкера устанавливается, в виде, одного отделения где напорные трубопроводы переходят в открытые лотки, в начале которых должны, устанавливаться щитовые затворы.

Камеры дюкера размещают на незатопляемой даже при высоком уровне воды в водоеме территории. Дюкеры должны располагаться в местах с устойчивым, неразмываемым руслом, на участках с минимальной шириной реки. Трубопроводы дюкера прокладывают перпендикулярно руслу реки для обеспечения минимальной длины труб. При большой протяженности дюкера на трубах следует устанавливать колодцы или камеры с ревизиями, а в пониженных местах – выпуски для опорожнения дюкера (обычно при широкой затопляемой пойме реки).

Дюкер является коротким трубопроводом, в котором потери напора в местных сопротивлениях соизмеримы с потерями напора по длине труб, поэтому при определении потерь напора учитывают и местные сопротивления.

Величина всех сопротивлений, при прохождении ее через дюкер, выражается одной формулой

Δh = h₁ + h_м = il + Σζ (Vр² \ 2g) , (13)

где h1 = il – потери напора по длине трубы; hм – потери напора в местных сопротивлениях; i – гидравлический уклон (потери напора на единицу длины трубы); l – длина трубопровода дюкера;

ζ – коэффициент сопротивления, характеризующий размер потерь напора, вызванных местным сопротивлением в дюкере; Vр – скорость движения сточной воды в трубах дюкера при расчетных условиях; g – ускорение свободного падения.

Сумма коэффициентов равна

Σζ_i = ζ_вх + ζ_задв + m ζ_отв + ζ_вых ; (14)

ζ_вх , ζ_задв, ζ_отв ,ζ_вых - коэффициенты местных сопротивлений соответственно на входе, в задвижке, в отводах и на выходе; m = число отводов.

Все линии дюкера принимают рабочими и рассчитывают на пропуск расхода по формуле 15

q₁ = q_р \ n, (15)

где q_р – расчетный расход через дюкер л/с; n = число рабочих линий.

Диаметр труб определяют, исходя из условия обеспечения сомоочищающих скоростей V > 1,0 м/с, по формуле 16

d = / πv ; (16)

Вода в трубах дюкера движется с заданной скоростью в результате наличия перепада уровней воды Δh в верхней и нижней камерах, который принимают равным потерям напора в дюкере и вычисляют по формуле 7.

В случае выхода одной нитки трубопровода дюкера из строя, оставшаяся должна обеспечить пропуск всего расчетного расхода с учетом допустимого подпора. При подпоре будет происходить подтопление верхней камеры дюкера и лежащих выше участков подводящих самотечных трубопроводов. При подтоплении не должно происходить, излива сточной жидкости из камеры дюкера и смотровых колодцев. Подтопление трубопроводов не должно приводить к перебоям системы водоотведения и вызывать затопление подвалов и других частей зданий и сооружений. Следует иметь в виду, что даже допустимый подпор может отрицательно сказаться на работе водоотводящей сети. При подпоре трубопроводы будут работать под напором и полным сечением, снизятся скорости движения воды в них, а это, в свою очередь, приведет к отложению осадка. Подтопление не должно быть длительным. Величина допустимого подтопления подводящего коллектора определяется на основе анализа работы лежащих выше участков сети.

Расчет дюкера производят согласно с требованиями [7] и [4].