Конструирование водоотводящей сети

 

Под конструированием водоотводящей сети понимаются некоторые особенности ее проектирования в плане и по высоте. Главное требование конструирования сети – обеспечение в водопроводящей сети оптимальных гидравлических условий течения жидкости, при которых исключается подтопление трубопроводов и снижение скоростей течения жидкости, что, в свою очередь, исключает заиливание трубопроводов, т. е. обеспечивает их самоочищение.

В местах изменения направления трубопровода в плане, изменения его уклона, присоединения к нему других веток, а также на прямолинейных участках труб через 40–150 м следует устраивать смотровые колодцы. Между колодцами трубопроводы должны прокладываться прямолинейно. Соединение самотечных трубопроводов в колодцах следует выполнять в виде открытых лотков. На поворотах лотки должны выполняться по кривым с радиусом не менее диаметра трубы.

Угол поворота потока в трубопроводах, изменяющих свое направление в плане или при присоединениях трубопроводов, должен быть не более 90^о. Любой угол поворота трубопровода в плане может быть выполнен при условии устройства в колодце перепада-стояка.

Диаметр трубопровода в направлении движения воды в коллекторе может быть увеличен без всякого ограничения, если это обосновано расчетом. Расчет трубопровода в направлении движения воды при увеличении расхода может привести к уменьшению диаметра. Это происходит при резком и значительном увеличении уклона трубопровода и увеличении его пропускной способности. Опыт проектирования и эксплуатации показывает, что диаметр трубопровода не следует уменьшать более чем на один размер по сортаменту при диаметре трубопровода до 300 мм и более чем на два размера – при большом диаметре. Соединение труб в этом случае осуществляется по лоткам труб.

При плоском рельефе местности или незначительном уклоне поверхности земли на всех участках коллектора трубопровод проектируется с минимальным уклоном. Это приводит к тому, что уклон трубопровода на отдельных участках уменьшается, а скорость возрастает.

Боковые присоединения нарушают поток воды в основном трубопроводе. Поэтому желательно, чтобы в боковых присоединениях скорость движения воды была меньше, чем в основном трубопроводе. В этом случае указанное нарушение потока и связанные с этим последствия будут минимальными. При большой разнице в заглублении труб это условие может обеспечиваться либо путем устройства перепадного колодца перед присоединением на боковой ветке, либо путем прокладки предыдущего перед присоединением участка трубопровода на боковой ветке с повышенным уклоном (рис. 4.21).

б

а

Рис. 4.21. Продольные профили боковых веток с перепадным

колодцем (а) и участок с повышенным уклоном (б)

Водоотводящие сети атмосферных осадков (водостоки)

 

Внутренние водостоки и наружная дождевая

Водоотводящая сеть

 

В целях организованного отвода с территории города или промышленного предприятия дождевых и талых вод устраивают дождевую канализацию (водостоки). Такой отвод необходим, так как при сильных дождях может произойти затопление улиц и подвалов зданий, нарушение нормального движения транспорта, подъем уровня грунтовых вод. Эти воды нельзя выпускать в водоемы без очистки.

Исследования количества и состава загрязнений в поверхностном стоке дают основания считать, что по концентрациям загрязнений поверхностный сток с городских территорий можно отнести к хозяйственно-бытовым сточным водам средней, а иногда и высокой концентрации (взвешенных веществ – 50–16000 мг/л; БПК₂₀ – 200–300 мг/л; нефтепродуктов – до 15–20 мг/л).

Основными факторами, влияющими на качество поверхностного стока, являются наличие в городе промышленных предприятий и их характер, вид применяемого топлива, тип поверхностного покрова, интенсивность движения пешеходов и транспорта, метод очистки улиц, степень их озеленения.

Сеть дождевой канализации может быть разделена на две части:

- внутреннюю, называемую внутренними водостоками, предназначенную для отвода атмосферных осадков с крыш больших по площади зданий;

- наружную, предназначенную для отвода атмосферных осадков с территории населенных мест и промышленных предприятий и от внутренних водостоков. Эта сеть может быть открытой, устраиваемой из открытых лотков и канав, закрытой (подземной), состоящей из уложенных в землю труб и каналов, и смешанной, которая представляет собой сочетание открытой и закрытой сетей.

Наружная закрытая дождевая канализация состоит обычно:

а) из дождеприемников, т. е. устройств, для приема дождевых вод, стекающих с поверхности улиц, кварталов, дворов;

б) сети труб и каналов;

в) смотровых, перепадных и других колодцев на сети;

г) выпусков в водоемы или овраги.

Дождевые воды перекачиваются насосными установками в очень редких случаях.

Открытая дождевая сеть состоит из лотков и канав разного размера (с естественной или искусственной одеждой) и выпусков упрощенных конструкций. Дождеприемники при этом не устраивают.

 

Трассировка дождевой сети

 

Под трассированием сетей водоотведения в период их проектирования понимают выбор наиболее целесообразного расположения трубопроводов и изображение их осей на плане объекта водоотведения. Основной принцип трассирования – сбор поверхностных вод со всей территории населенного пункта или промышленного предприятия и подача их к месту очистки или к выпуску в водный объект кратчайшим путем и по возможности самотеком.

Трассирование начинается с выбора площадки под очистные сооружения и мест выпускных вод. Места выпуска поверхностного стока с учетом требований, указанных в ТКП 45-4.01-57–2012, согласовываются с органами Государственного комитета по охране природы, санитарно-эпидемиологической службой и органами рыбоохраны.

Перед началом трассирования вся территория населенного пункта или промпредприятия на плане разделяется на бассейны поверхностного стока. Ограничительными линиями этих бассейнов являются границы населенного пункта (промпредприятия), а также водоразделы, тальвеги и берега водных объектов (рек, озер, морей). Например, на рис. 4.22 в населенном пункте выделено три бассейна поверхностного стока: А, Б и В. В пределах каждого бассейна может быть применена своя система водоотведения и схема расположения трубопроводов решается индивидуально. Наиболее предподчительной является децентрализованная схема трассировки сети с прокладкой перехватывающих водосточных коллекторов по тальвегам и забором ручьев и малых рек в коллекторы.

При трассировании сетей водоотведения внутри бассейна в первую очередь наносят на план местности так называемые главные для данного бассейна перехватывающие коллекторы, которые собирают все атмосферные стоки с данного бассейна. Затем на плане указываются уличные коллекторы и магистрали. Главные коллекторы по возможности располагают вдоль берегов водных объектов или в тальвегах. Для уменьшения глубины заложения труб уличных коллекторов и магистралей при плоском рельефе местности следует стремиться, чтобы они пересекали горизонтали под углами, близкими к углу, равному 90^о. Однако вопрос о размещении трубопроводов на плане местности во всех случаях решается индивидуально.

При плоском рельефе границы бассейнов водоотведения определяют, исходя из охвата всей территории самотечной сетью при максимальной глубине заложения труб до 5–6 м, а главный коллектор размещают посередине бассейна. Если же признано целесообразным прокладывать главный коллектор подземным (тоннельным) способом, то площадь бассейна стока при плоском рельефе во многих случаях не ограничивается.

В систему поверхностного водоотведения нередко включают также ручьи или небольшие речки, протекающие на территории города. При этом они могут быть либо частично или полностью заключены в трубы, либо протекать в виде естественного благоустроенного водотока, который будет использоваться также для пропуска дождевой воды во время сильных ливней. При реконструкции систем поверхностного водоотведения следует стремиться использовать существующие коллекторы и сооружения дождевой канализации.

 

 

Рис. 4.22. Пример расположения коллекторов в бассейнах

водоотведения А, Б и В для отведения поверхностных вод

с территории города: 1 – трубопроводы для отведения

поверхностных вод (коллекторы и магистрали); 2 – ливнеспуск;

3 –регулирующие емкости (резервуары); 4 – насосная станция;

5 – очистные сооружения для поверхностного стока; 6 – выпуск

в водоток; 7 – подача очищенной воды в систему

промышленного водоснабжения; 8 – территория промпредприятия

 

Размещение уличных магистралей поверхностного водоотведения зависит от расположения дождеприемников – внутри кварталов и на улицах или только на улицах, а также от схемы трассирования сетей относительно кварталов. Трассирование дождевой сети водоотведения на территории промышленных предприятий определяется расположением цехов и проездов, размещением дождеприемников и мест выпусков из цехов внутренних водостоков, а также расположением других трубопроводов.

Обычно сети поверхностного стока размещают посередине улиц, в пределах разделительных полос. При ширине улиц 60 м и более дождевые сети прокладывают по обеим сторонам улиц в пределах газонов. В этих случаях разделительные полосы или газоны засаживают только кустарником. Посадка деревьев разрешается на расстоянии не менее 5 м от оси труб поверхностного водоотведения.

Наименьшая глубина заложения труб дождевой сети принимается по опыту эксплуатации подобных сетей в данном районе. При отсутствии данных по эксплуатации дождевых сетей в рассматриваемом районе минимальная глубина заложения лотка труб от поверхности земли согласно ТКП 45-4.01-56–2012 может быть назначена меньше глубины промерзания на 0,3 м при диаметре труб до 500 мм и на 0,5 м при большем диаметре труб. Во всех случаях расстояние от поверхности земли до верха трубы должно быть не менее 0,7 м. При необходимости меньшего заложения труб следует принимать меры для их защиты от повреждения наземным транспортом и промерзания.

Глубина заложения Н (м) уличного коллектора (рис. 4.23) в начальной точке вычисляется по формуле

Н = h + i_n l_n + i_вl_в + (z₁ – z₂) + ∆d, (4.12)

где h – глубина заложения линии присоединения в наиболее удаленном дождеприемнике, м;

i_n, i_в – уклоны труб присоединительной ветви и внутриквартальной сети (i_n = 0,02; i_в = 0,005 при d = 200 мм);

l_n, l_в – длины присоединительной ветви и внутриквартальной сети от наиболее удаленного колодца до колодца на уличной магистрали (принимаются по плану квартала с нанесенными на нем дождеприемниками и внутриквартальной сетью), м;

z₁, z₂ – отметки поверхности земли после планировки соответственно на уличном проезде и у самого удаленного дождеприемника, м;

∆d – перепад между лотками внутриквартальной и уличной сети (∆ ≥ 0,5d_у, где d_y – диаметр уличной сети), м.

 

 

Рис. 4.23. Схема к определению начальной глубины

заложения уличной магистрали

 

Расстояния по вертикали в свету от трубопроводов дождевой сети водоотведения до других подземных инженерных сетей принимаются в следующих пределах:

- для водопроводов, транспортирующих питьевую воду, при расположении их выше трубопроводов дождевого водоотведения – 0,4–0,5 м;

- других трубопроводов, кроме водопроводов, транспортирующих воду питьевого качества, – 0,3 м;

- трубопроводов тепловых сетей и горячего водоснабжения, выполненных бесканальной прокладкой и расположеных выше или ниже труб дождевого водоотведения, – не менее 0,4 м;

- вводов хозяйственно-питьевого водопровода в здания при диаметре труб до 150 мм и прокладке его ниже труб дождевого водоотведения – не менее 0,5 м.