ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЕТИ

Основной задачей гидравлического расчета является выбор оптимального диаметра и уклона трубопровода, обеспечивающего пропуск расчетного расхода при скорости не ниже самоочищающей и наполнении не более регламентированного нормами.

4.1 Определение начальной глубины заложения канализационной сети

Минимальная глубина заложения трубопроводов принимается исходя из следующих трех условий:

а) исключение промерзания труб;

б) исключение механического разрушения труб под действием внешних нагрузок;

в) обеспечение самотечного присоединения к трубопроводам внутриквартальных сетей и боковых веток.

Температура сточных вод в зимнее время не снижается ниже 10⁰С. Поэтому оказывается возможным прокладывать трубопроводы на глубине, меньшей глубины промерзания грунта. Благодаря большой теплоемкости воды вокруг трубы образуется зона талого грунта, которая примыкает к нижней зоне непромерзающего грунта, поэтому трубопровод не промерзает и не разрушается.

Минимальная глубина заложения уличной сети в начальной точке определяется по формуле:

где – глубина заложения лотка трубы дворовой сети в наиболее удаленной точке (колодце);

– длина дворовой или внутриквартальной сети от наиболее удаленного колодца до первого уличного колодца;

– уклон дворовой сети;

и – отметки поверхности земли соответственно у уличного и дворового колодца;

–разница диаметров трубопроводов уличной и дворовой сети в местах их соединения.

Глубина заложения лотка трубы дворовой сети в наиболее удаленной точке (колодце) определяется по формуле:

где – глубина промерзания грунта;

– величина, зависящая от диаметра трубопровода, значение которой рекомендуется принимать равными: 0,3м – при диаметре до 500мм и 0,5м – при большем диаметре.

Минимальная глубина заложения уличной сети в начальной точке главного коллектора:

м

4.2 Основные положения по расчёту сети

а) минимальный уклон можно определить по формуле: .

б) начальные участки сети, где расходы меньше 10-12л/с, считаются безрасчетными, наполнение и скорость не определяются;

в) трубы укладываются по шелыгам. При этом уровень воды в последующем участке должен быть меньше или равным уровню воды в предыдущем участке;

г) следует соблюдать принцип наращивания скоростей по длине коллектора;

д) скорость может снижаться, если уклон меняется с крутого на пологий или если скорость более 1,5м/с;

е) согласно СНиП 2.04.03-85 максимальная глубина заложения равна 8м, но на практике не более 6м;

ж) максимальные скорости для неметаллических труб не должны превышать 4м/с.

Данные расчетов сводим в таблицу:

Таблица «Гидравлический расчет»

Под конструированием сети понимают строгое выполнение определенных инженерных решений, обеспечивающих безаварийную надежную работу. Основное требование-обеспечение в сети благоприятных гидравлических условий движения потока сточных вод, исключающих заиливание трубопроводов.

Материалы, применяемые для устройства канализационных сетей, должны быть прочными, водонепроницаемыми, устой­чивыми против коррозии и истирания, гладкими (для умень­шения сопротивлений, возникающих при движении жидкостей) и дешевыми.

В данном проекте были применены следующие виды труб:

а) железобетонные диаметром 450мм, 800мм (ГОСТ 64820-89). Их изготовляют из бетона марки не ниже 300 вибрационным или центробежным способом. Железобетонные трубы соединяют с помощью раструбного или фальцевого соединения. Стык в раструбном соединении законопачивают до половины просмоленной или битуминизированной пеньковой прядью, затем заливается асфальтовая мастика. Стыки фальцевых труб заделывают цементно-песчаным раствором, мастикой или другими материалами. При сопряжении применяются также резиновые прокладки и кольца;

б) бетонные безнапорные (ГОСТ 14-3-1247-83) диаметром 200мм, 350 мм, 400мм. Трубы соединяют с помощью раструбного соединения. Стык в раструбном соединении законопачивают пеньковой прядью, затем заливается асфальтовая мастика;

Основания под трубы принимают в зависимости от несущей способности грунтов, диаметра труб, гидрогеологических условий и фактических нагрузок. В нормальных достаточно плотных грунтах с допускаемым давлением на грунт не менее 0,15МПа трубы всех типов рекомендуется укладывать на естественное ненарушенное основание, причем ложе под трубу устраивают непосредственно перед ее укладкой таким образом, чтобы труба соприкасалась с ненарушенным грунтом не менее на 90^o.

Для осмотра и прочистки на канализационной сети соору­жают смотровые колодцы. Смотровые колодцы выполняют из кирпича и сбор­ного железобетона. В плане они могут иметь круглую или пря­моугольную форму. Он состоит из основания (подготовки, плиты и набив­ного лотка), цилиндрической рабочей камеры и горловины.

Для соединения трубопроводов, уложенных на различной глубине, на сети сооружают перепадные колодцы.

При диаметре труб до 500мм и высоте перепада до 6м перепадные колодцы выполняют со стояком из чугунных, асбестоцементных или железобетонных труб. При диаметре труб более 500мм пере­падные колодцы выполняют с водосливом практического про­филя и водобойным колодцем в основании. Перепадные колод­цы могут сооружаться из кирпича и железобетона. При наличии подземных вод наружная поверхность колодцев на 0,5м выше их уровня покрывается гидроизоляцией.

5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОЖДЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ

Дождевая канализация предназначена для быстрого и организованного отвода выпавших осадков, дождевых и талых вод, предотвращает от затопления подвальные помещения и улучшает санитарное состояние улиц.

5.1 Трассировка сети

В данном проекте принята полная раздельная система, представляющая собой подземную сеть труб, по которой воды транспортируются и сбрасываются в водоем. Для приема поверхностных вод служат дождевые колодцы, сток воды к колодцам происходит по поверхности территории и лоткам городских улиц.

Закрытая водосточная сеть включает следующие элементы:

а) водоприемные колодцы;

б) соединительные ветки;

в) водосборные и водоотводящие коллекторы водосточной сети;

г) сооружения на сети – смотровые колодцы, перепадные колодцы, быстротоки, выпуски (оголовки), камеры специального назначения.

Сеть водосточных коллекторов проектируется самотечной.

Водосток проектируется на отвод определенной интенсивности, продолжительности и повторяемости, но с учётом возможного переполнения.

Чем больше повторяемость, тем больше диаметр труб. Значение определяется экономическими показателями.

Расход определяют по методу предельной интенсивности по формуле:

где –среднее значение коэффициента, характеризующего поверхность бассейна стока;

– расчетная продолжительность дождя, равная продолжительности протекания поверхностных вод по поверхности и трубам до расчетного участка, мин;

– параметр, определяемый по формуле:

где – интенсивность дождя продолжительностью 20 мин, л/(с·га);

– показатель степени, зависящий от климатических условий;

– среднее количество дождей за год;

– однократный период, превышающий расчётную интенсивность, г;

– показатель степени.

Расчетный расход дождевых вод для гидравличес­кого расчета дождевых сетей следует определять по формуле:

где – коэффициент, учитывающий заполнение свободной емкости сети в момент воз­никновения напорного режима;

– коэффициент интенсивности стока (принимается по СНиП);

F– площадь стока.

Расчетную продолжительность протекания дождевых вод по поверхности и трубам следует принимать по формуле:

где – время протекания дождевых вод по поверхности уличного лотка или при наличии дождеприемников в пределах квартала до уличного коллектора (время поверхностной концентрации =10 мин.);

– то же, по уличным лоткам до дождеприемника (принимаем = 1 мин).

– то же, по трубам до рассчитываемого сечения, определяемое по формуле:

где – длина участка коллектора, м; – скорость на участке, м/с.

Величина коэффициент стока z зависит от типа площади поверхности водосбора, уклона местности, продолжительности и интенсивности дождя.

Для различных покрытий определяется по следующей таблице:

– интенсивность дождя продолжительностью 20мин;

– показатель степени;

– среднее количество дождей в год;

– показатель степени;

– однократный период, превышающий расчётную интенсивность;

– коэффициент, учитывающий заполнение сети.

Тогда:

5.2 Гидравлический расчёт дождевой сети

От глубины заложения трубопроводов существенно зави­сят стоимость и сроки строительства канализационной сети. В связи с этим ее назначают по возможности минимальной с уче­том следующих требований:

а) предохранить сточные воды в трубах от замерзания;

б) защитить трубы от механического повреждения;

Глубину заложения трубопроводов определяют расчетом одновременно с построением профиля канализационной сети. Необходимо стремиться задать уклон трубопроводу уклон земли, чтобы глубина заложения труб была постоянно минимальной, дабы избежать установки насосной станции.

Данные расчетов сводим в таблицу:

Таблица «Гидравлический расчет»