Гидравлический расчет и высотное проектирование водоотводящей сети

После определения расходов на участках сети следующим этапом в проектировании является гидравлический расчет сети.

Он заключается в следующем:

1. назначение начальных глубин заложения трубопроводов;

2. подбор и определение уклона, диаметра, наполнения и скорости на расчетном участке, выполняемые с учетом всех необходимых требований;

3. определение отметок дна трубопровода, поверхности воды, шелыги трубы и глубины заложения во всех расчетных точках и местах соединения трубопровода.

Требования к высотному проектированию водоотводящих сетей:

· Глубина заложения в любой точке сети должна быть больше или равна минимально возможной глубине заложения;

· Глубина заложения не должна быть больше максимально возможной глубины;

· Скорость на участке должна быть не менее незаиливающей скорости и одновременно не менее скорости на предыдущем участке;

· Скорость не должна быть больше максимально возможной для данного вида труб;

· Для труб диаметром 150 и 200 мм уклон трубопровода должен быть не меньше минимального.

Гидравлический расчет отдельных участков ведется по известным формулам, номограммам и таблицам.

Определение начальной глубины заложения трубопроводов

Начальная глубина заложения уличной водоотводящей сети значительно влияет на объем работ и стоимость ее строительства. Поэтому выбору минимальной начальной глубины заложения сети следует уделять большое внимание.

Наименьшую глубину заложения принимают, исходя из опыта эксплуатации ранее построенных сетей водоотведения в данном районе. При отсутствии этого опыта глубину можно рассчитывать по условию:

h_min = h_пр – (0,3¸0,5) ≥ 0,7 + D,

где h_пр - нормативная глубина промерзания грунта, м (СНиП 2.01.02-82 “Строительная климатология и геофизика”),
D – диаметр трубы, м.

Если средний уклон рельефа местности меньше среднего уклона дворовой или внутриквартальной сети, то начальная глубина заложения уличной сети может быть определена по следующей схеме на рисунке.

Формула для расчета начальной глубины H в этом случае будет выглядеть так:

H = h + i (L + l) + (Z ₁- Z ₂) + Δ,

где h - минимальная глубина в наиболее удаленном или невыгодно расположенном колодце во дворе,
L - длина дворовой или внутриквартальной водоотводящей ветки до красной линии застройки,
l - расстояние от красной линии до линии уличной сети,
i - минимальный уклон дворовой сети, принимаемый для труб d = 150 мм – 0,008, для труб d = 200 мм – 0,007,
Z ₁ и Z ₂ - отметки поверхности земли соответственно у колодца уличной сети и у удаленного колодца,
Δ - перепад между дном труб дворовой линии и дном уличной сети.

Максимальная глубина заложения определяется, исходя из характеристики грунтов, экономических и технических условий строительства. Обычно в слабых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод заглубление бытовой сети допускают до 5,5 – 6 м, а в суглинках и глинах – 7,5 – 8 м и более.

Пример задачи по определению отметок и глубины заложения трубопровода в конце расчетного участка

Дано: Z ₁ и Z ₂ – отметки поверхности земли в начале и конце участка,
h₁ - заложение трубопровода в начале участка,
i ₀ - уклон трубопровода,
D - диаметр трубопровода,
h - глубина воды,
L - длина трубопровода.

Найти: Отметки лотка трубопровода (Z ₁’ и Z ₂’), отметки поверхности воды (Z ₁’’ и Z ₂’’), отметки шелыги, т.е. верхней части трубы - (Z ₁’’’ и Z ₂’’’) и заложение в конце трубопровода h ₂.

Расчет:

Z 1’ = Z 1 - h 1	Z 2’ = Z 1’ - i 0 L	h 2 = Z 2 - Z 2’
Z 1’’ = Z 1’ + h	Z 2’’ = Z 2’ + h
Z 1’’’ = Z 1’ + D	Z 2’’’ = Z 2’ + D

Сопряжение трубопроводов

Сопряжение трубопроводов двух смежных участков водоотводящей сети производится тремя способами:

1. По уровню воды. Это сопряжение делают в тех случаях, когда глубина воды во второй трубе больше, чем в первой, т.е. h ₁ < h ₂.

Отметки уровня воды в обоих трубах равны: Z ₁ = Z ₂.

Отметка лотка трубы:

Z_{К 2} = Z_{К 1} - Δ h,

где Δ h = h ₂ – h ₁.

 

 

 

2. По дну трубопровода. Это сопряжение применяют тогда, когда глубина воды в первом трубопроводе больше, чем во втором, т.е. при h ₁ > h ₂.

Отметки лотка обоих труб равны: Z_{К 2} = Z_{К 1}.

Отметка воды:

Z ₂ = Z ₁ – (h ₁ – h ₂) = Z ₁ + Δ h.

 

3. По шелыгам труб. Это сопряжение рекомендуется СНиП 2.04.03-85 при сопряжении труб разных диаметров. Глубина воды на первом участке меньше, чем на втором, и диаметр первой трубы тоже меньше, чем второй, т.е. h ₁ < h ₂ и D ₁ < D ₂.

Отметки шелыг обоих труб равны: Z_{Ш 2} = Z_{Ш 1}.

Отметки поверхности воды: Z ₂ = Z ₁ + (h ₂ – h ₁) + (D ₁ – D ₂).

Отметки лотка: Z_{К 2} = Z_{К 1} + (D ₁ – D ₂).