Проектирование канализации населенного пункта

При траншейной прокладке  канализационных сетей параллельно  трамвайным и железнодорожным путям  расстояние в плане от бровки траншей  до оси рельса внутризаводских и  трамвайных путей должно быть не менее 1,5 м, до оси ближайшего железнодорожного пути — не менее 4 м (но во всех случаях  не менее чем на глубину траншеи  от подошвы насыпи), до бордюрного камня  автомобильных дорог—не менее 1,5 или 1 и до бровки кювета либо подошвы  насыпи.

Канализационные трубопроводы при пересечении с хозяйственно-питьевыми  водопроводными линиями, как правило, должны укладываться ниже водопроводных  труб, при этом расстояние между  стенками труб по вертикали должно быть не менее 0,4 м. Это требование может  не соблюдаться при укладке водопроводных  линий из металлических труб в  кожухах (футлярах), Длина защищенных участков в каждую сторону от места  пересечения должна быть в глинистых  грунтах не менее 3 м, а в фильтрующих  грунтах — 10 м.

Пересечение водопроводов дворовыми  участками канализационных сетей  допускается и над водопроводными линиями без соблюдения приведенных  выше требований. В этом случае расстояние между стенками труб по вертикали  должно быть не менее 0,5 м,

При очень развитом подземном  хозяйстве под магистральными проездами  крупных городов и промышленных предприятий или под проездами  с интенсивным движением все  инженерные сети, за исключением газопроводов, прокладывают в сборных железобетонных проходных коллекторных туннелях для  подземных коммуникаций

Прокладка подземных сетей  в туннелях позволяет ремонтировать  коммуникации без вскрытия проезжей части улиц и упрощает их эксплуатацию.

Коллекторы для подземных  коммуникаций при открытом способе  производства земляных работ устраивают прямоугольного сечения от 170X180 до 240X250 см из сборных железобетонных элементов, а при щитовой проходке—круглого  сечения из железобетонных блоков-тюбингов.

Продольный профиль выполняют  в масштабах: горизонтальном, равном масштабу плана в 1:5000 или 1:10000, и вертикальном, равном 1:50, 1:100 или 1:200.

В основании профиля заполняют  четыре строки (полосы) со  следующими данными (снизу вверх): номера расчетных  точек; расстояния  между ними; отметки  поверхности земли; отметки лотков труб. Верхнюю линию этих строк  принимают за условный горизонт. Отметка  его принимается на 10 м ниже наименьшей отметки поверхности земли, для  того чтобы в пределы профиля  вместить изображения инженерных  сооружений и коммуникаций по трассе коллектора.

Отметки земли на профиле  указывают с точностью до 1 см, а  лотков труб — до 1 мм.

Поверхность земли между  расчетными точками изображают  прямыми линиями, если на этом участке  не обнаруживается резко  выраженного  рельефа местности. Геологические  и гидрогеологические данные  наносят  на профиле в виде колонок.

Построение трубопроводов  производят также от условного  горизонта. На профиле приводят данные о материале  труб и оснований под них, показывают смотровые колодцы по концам расчетных  участков и  проектируемые насосные станции. Расчет начинают с диктующей точки. Данные расчета могут быть выписаны на профиле.

Отметку лотка трубы в  диктующей точке определяют вычитанием минимальной глубины заложения  трубопровода от отметки поверхности  земли в этой точке. Отметку лотка  трубы в конце расчетных участков вычисляют по формуле

=-hnom,

где — отметка лотка трубы в начале участка; hnom - падение лотка,  определяемое по формуле hnom = i*l, где l - длина расчетного участка сети с гидравлическим уклоном (уклоном лотка) i.

Отметки лотка трубы в  начале второго и последующих  участков

Определяют по формуле 

=-Δd,

где — отметка лотка трубы в конце предыдущего участка; Δd — разница в диаметрах труб рассчитываемого и предыдущего участков (при соединении труб «шелыга в шелыгу») или разница в наполнениях труб  одинаковых диаметров также рассчитываемого и предыдущего участков (при соединении труб «по уровням воды»).

1.8 Состав  сооружение на КС, проектирование  узлового колодца.

К канализационным сетевым  сооружениям относятся дюкеры, сифоны, переходы (под железными и шоссейными дорогами, водными протоками и  оврагами, под мостами и пешеходными  мостиками), выпуски и вентиляционные устройства.

Дюкеры служат для транспортирования  сточных вод через реки, овраги и при пересечении канализационной  сети с подземными сооружениями. Дюкеры через реки устраивают не менее чем  в две нитки. Такой дюкер состоит из входной камеры, линий дюкера (трубопроводов) и выходной камеры. Во входной камере предусмотрен аварийный выпуск.

Дюкеры работают полным сечением. Сточные воды в них движутся под  давлением столба воды, обусловленным  разностью уровней во входной  и выходной камерах дюкера.

Дюкеры обычно прокладывают из стальных труб, реже из чугунных раструбных. Камеры дюкера целесообразно устраивать из сборного железобетона.

Сифоны — это обратные дюкеры. Из-за сложной эксплуатации (для зарядки сифонов требуются  специальные станции с вакуум-насосами) эти сооружения в последние годы почти не проектируются.

Переходы под железными  и шоссейными дорогами сооружают  в зависимости от диаметра канализационного коллектора из стальных, чугунных или  железобетонных труб. Их конструктивное оформление не отличается от оформления переходов водопроводных линий.

Выпуски сточных вод имеют  разнообразные конструкции. Их разделяют  на два типа: сосредоточенные и  рассеивающие. Последние устраивают с целью более эффективного смешения сточных вод с водой водоема. Дождевые воды и воды от ливнеотводов общесплавной канализации выпускают  через сосредоточенные выпуски  берегового типа. Во всех же других случаях  оголовок выпуска выносят на некоторое  расстояние от берега.

Вентиляция бытовой канализационной  сети, как правило, осуществляется вытяжными  устройствами внутридомовой канализации.

Колодцы и камеры (колодцы  большого размера) на трубопроводах располагают в местах изменения диаметров и уклонов трубопроводов,  изменения направления их в плане и устройства присоединений к ним боковых веток, а также на прямолинейных участках труб через 35-300 м (с  увеличением диаметра труб расстояние между колодцами увеличивается). С учетом места устройства смотровые колодцы подразделяются на поворотные, узловые и линейные. Они служат для обеспечения доступа к трубопроводам, осмотра и наблюдения за ними и выполнения  эксплуатационных операций на водоотводящих сетях.

Смотровые колодцы состоят  из следующих основных элементов: рабочей камеры, горловины и переходной части между ними, основания и люка с крышкой над горловиной. В плане колодцы могут быть круглые, прямоугольные и полигональные.

Сопряжение труб, уложенных  на различной глубине, осуществляется с помощью перепадных колодцев.  Необходимость применения их возникает  в следующих случаях:

1. при присоединении боковых веток к коллекторам или внутриквартальных сетей к уличным трубопроводам;
2. при пересечении  трубопроводов с инженерными  сооружениями и естественными  препятствиями;
3. при устройстве затопленных выпусков воды в водоемы;
4. при больших уклонах поверхности земли для исключения превышения максимально допустимой скорости движения сточных вод.

По высоте перепадов перепадные колодцы подразделяют на перепадные колодцы малой (до 6 м) и большой  высоты.

Перепадные колодцы всех конструкций могут быть подразделены на три типа:

1. шахтного типа (с перепадами и без них);
2. выполняемые по типу известных сопрягающих сооружений, применяемых в гидротехнической практике (быстротоки, водослив практического профиля и др.);
3. колодцы, гашение энергии в которых основано на соударении струй воды со стенкой сооружения или специальной решеткой, а также на соударении струй воды, образующихся в результате  разделения потока, в основании колодца.

Для исходной канализационной  сети был запроектирован перепадный узловой колодец, разрез которого представлен  в приложении. Так как перепад  составляет 10,48 метров, вместо стенки была запроектирована шахта, так как  сила струи при таком перепаде очень велика и она за короткое время может разрушить стенку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Ливневая канализация.

2.1 Отвод дождевого  стока.

При развитии города происходит трансформация рельефа, которая  может существенно изменить естественные условия приема и отвода  атмосферных  осадков:

1. значительная часть территории покрывается  водонепроницаемыми покрытиями (крыши зданий, тротуары, улицы, площади,  дороги и автостоянки);
2. засыпаются естественные котлованы и тальвеги;
3. прокладываемые улицы и дороги трансформируют естественную гидрографическую сеть на городских территориях.

Проектируемая городская  водосточная сеть предназначена  для  отвода выпадающих атмосферных  осадков и части грунтовых  вод с целью предотвращения подтопления  и затопления городских территорий,  подземных коммуникаций и сооружений города.

Сеть проектируется как  система самотечных трубопроводов,  прокладываемых с максимальным использованием существующего уклона  поверхности  городских территорий.

Схема водосточной сети выбирается с учетом следующих  основных факторов:

1. Учет очередности строительства,  возможность поэтапного ввода  в эксплуатацию водоотводящей  сети.

2. Максимальное сохранение  природной гидрографической сети  города, т.е. использование тальвегов  и русел ручьев и рек для   прокладки коллекторов, а существующих водоемов в качестве регулирующих резервуаров.

3. Обеспечение территориального  расположения проектируемых (одновременно  или позднее) очистных сооружений  и  регулирующих резервуаров  атмосферных осадков. 

4. Нежелательность использования  дюкеров на водосточной сети.

5. Трассирование водосточной  сети с учетом существующей  и  особенно перспективной  планировки улиц, дорог и автострад  города, исключающее дорогостоящую  перекладку коллекторов при   строительстве подземных переходов,  развязок и других заглубленных  транспортных сооружений.

6. Необходимость размещения  мест депонирования снега,  убираемого  с городских улиц, с последующей  очисткой стока талых вод   перед их сбросом в реки  и водоемы. 

7. Исключение устройства (или минимизация количества) насосных  станций для перекачки воды, отводимой  водосточной сетью. 

8. Минимизация количества  выпусков водостоков в водоемы  для обеспечения мониторинга  качества сбрасываемых стоков  в  режиме реального времени  и сокращения затрат на сооружение  этих дорогостоящих гидротехнических  сооружений.

С учетом выше изложенного, при проектировании водосточной  сети наиболее предпочтительной становится децентрализованная схема трассировки  сети с прокладкой перехватывающих  водосточных коллекторов по тальвегам  и забором ручьев и малых рек  в коллекторы.

Фактически при проектировании водосточной сети города происходит целенаправленная трансформация естественной гидрографической сети города в коллекторно-речную систему, обеспечивающую, наряду с отводом поверхностного стока от выпадающих атмосферных осадков, дренаж и отвод грунтовых вод с городских территорий.

Конкретный выбор схемы  водосточной сети диктуется  фактическим  рельефом и гидрогеологическими  условиями городской территории, санитарным состоянием и перспективой рекреационного использования ее рек  и водоемов и производится на основе технико-экономического  сравнения  возможных вариантов схемы водоотведения.

Разработка схемы ведется  на плане города (масштаб от 1:2000 до 1;10000). На схему наносят границы  бассейнов водоотведения, трассируют коллекторы и водоотводящую сеть. Намечают места расположения регулирующих резервуаров, очистных сооружений и  выпусков в реки и водоемы. На схеме  фиксируют границы и длины  расчетных участков.

Разработанная и согласованная  схема водоотведения является основой  для гидравлического расчета  водоотводящей сети.

2.2 Определение расчетного расхода дождевого стока. Трассировка дождевой сети. Гидравлический расчет ливневой канализации.

Основываясь на метеорологических  параметрах, построим зависимость интенсивности  дождя от его продолжительности  по следующей формуле:

 

или

,

где по действующему в настоящее  время СНиП 2.04.03-85 величина определяется по формуле:

,

где интенсивность дождя, на 1 Га для дождей продолжительностью 20 минут при год, определяется по СНиП: для Средней Сибири

показатель степени, определяется по СНиП:

среднее количество дождей за год, определяется по СНиП:

период однократного превышения расчётной интенсивности дождя, принимается по СНиП: год