close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

692.Бабкин В.Ф.Инженерные сети

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»
В.Ф. Бабкин, В.Н. Яценко, В.Ю. Хузин
ИНЖЕНЕРНЫЕ СЕТИ
Учебное пособие
Рекомендовано редакционно-издательским советом Воронежского ГАСУ
в качестве учебного пособия для студентов,
обучающихся по направлению «Строительство»
Воронеж 2012
1
УДК 628.144:697(07)
ББК 38.76я7
Б126
Рецензенты:
кафедра проектирования механизмов
и подъемно-транспортных машин Воронежского ГТУ;
Е.П. Евсеев , к. ф.-м. н., директор ООО «МЕЛН»
Бабкин, В.Ф.
Б126 Инженерные сети : учеб. пособие / В.Ф. Бабкин, В.Н. Яценко,
В.Ю. Хузин ; Воронежский ГАСУ. – Воронеж, 2012. – 96 с.
Даны основные понятия об инженерных сетях и коллекторах. Рассмотрены вопросы расчета и проектирования систем водоснабжения, канализации,
теплоснабжения, газоснабжения, городских электрических сетей. Подробно
приводятся сведения о размещении подземных сетей, а также о способах прокладки и взаимном расположении сетей и коллекторов, их конструкции и основы расчета.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 270100
«Строительство».
Ил. 56. Табл. 11. Библиогр.: 6 назв.
УДК 628.144:697(07)
ББК 38.76я7
ISBN 978-5-89040-428-2
© Бабкин В.Ф, Яценко В.Н.,
Хузин В.Ю., 2012
© Воронежский ГАСУ, 2012
2
ВВЕДЕНИЕ
В процессе проектирования, реконструкции и строительства населенных
пунктов, промышленных предприятий, жилищно-промышленных комплексов
необходимо учитывать положения законов Российской Федерации «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» и «Об охране окружающей
природной среды». Эти законы требуют исключения влияния вредных факторов на здоровье и санитарно-бытовые условия жизни населения. Острота проблемы состояния окружающей среды для условий проживания населения в
большей степени зависит от инженерной инфраструктуры.
В процессе жилищного строительства в средних и крупных городах одновременно с реконструкцией старых кварталов на больших территориях строятся
новые жилые кварталы. В процессе проектирования важно правильно оценить
все технологические, экологические и технико-экономические предпосылки
для размещения объектов строительства в тех или иных районах с точки зрения
развития инфраструктуры и определить в связи с этим оптимальные размеры
жилых массивов, районов и микрорайонов.
В настоящее время инфраструктура городов представляет собой сложную
систему, состоящую из различных надземных и подземных коммуникаций,
требующих привлечения для их строительства и эксплуатации высококвалифицированных специалистов, имеющих комплексные знания по всем видам инженерного оборудования, по всем сетям и сооружениям.
Задача данного учебного пособия – помощь студентам в изучении всех
инженерных сетей и сооружений, применяемых в условиях современного стр оительства.
Вопросы, рассмотренные в пособии, помогут будущим специалистам
правильно, качественно и с учетом современных технологий проектировать,
строить и эксплуатировать различные инженерные сети и сооружения.
Пособие предназначено для студентов направления «Строительство».
3
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕРРИТОРИЯХ ГОРОДОВ
И НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ
В современных городах, населенных пунктах, а также на промышленных
предприятиях имеется сложное подземное хозяйство. В состав этого хозяйства
входят инженерные сети различного назначения. В крупных городах, как пр авило, имеется централизованное водоснабжение и водоотведение, тепло-, энерго- и газоснабжение.
С ростом научно-технического потенциала изменяется и структура подземного хозяйства городов. В настоящее время это сложная система подземных
коммуникаций, требующая для их строительства и эксплуатации высокой квалификации инженерно-технического персонала.
Строительство новых, реконструкция и развитие существующих населенных мест осуществляется на основе специально разработанных планов. Организация территории города – это его планировка, которая определяется комплексом экономических, архитектурных, гигиенических и технических задач градостроительства. После проведения изыскательских работ разрабатывается пр оект планировки города – генеральный план. Он решает весь комплекс проблем:
расселение жителей; размещение промышленных предприятий и жилых районов; организация транспорта; развитие коммунального хозяйства; озеленение и
другие задачи общего благоустройства.
1. КЛАССИФИКАЦИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ
В состав инфраструктуры населенных мест, особенно больших городов,
входит значительное число подземных сетей и коммуникаций. Все они могут
быть разбиты на три группы:
1) трубопроводы различного назначения;
2) кабельные сети;
3) тоннели (общие коллекторы).
К первой группе относятся наружные коммунальные сети (водоснабжения и водоотведения, теплофикации, газоснабжения), наружные сети промышленных предприятий (нефтепроводы, паропроводы, продуктопроводы и т.д.).
Вторая группа включает сети сильного тока высокого и низкого напряжения
(освещение, электротранспорт) и сети слабого тока (телефонные, телеграфные,
радиовещания и пр.). К третьей группе относятся тоннели (коллекторы), служащие только для размещения кабелей, и общие коллекторы, предназначенные
для совместной прокладки сетей различного назначения.
Подземные трубопроводы можно разделить на транзитные, разводящие и
внутриквартальные. Транзитные трубопроводы обслуживают город и отдельные его районы или промышленные предприятия. Разводящие сети обеспеч ивают кварталы и группы домов. Внутриквартальные (дворовые) сети обслуживают отдельные здания, размещенные в квартале.
4
2. ВОДОСНАБЖЕНИЕ
2.1. Общие сведения о водоснабжении.
Схемы и системы водоснабжения
Система водоснабжения – комплекс инженерных сооружений, обеспечивающих прием воды из природного источника, её очистку, хранение и транспортировку к объекту водоснабжения и далее потребителям в необходимом количестве с требуемым напором.
Системы водоснабжения классифицируют по следующим признакам:
1. По виду обслуживаемых объектов – городские и поселковые системы
водоснабжения, системы сельскохозяйственного водоснабжения, системы промышленного водоснабжения, системы железнодорожного водоснабжения и т. д.
2. По назначению – системы хозяйственно-питьевого назначения, системы производственного назначения, системы противопожарного водоснабжения, объединенные системы (например, производственнопротивопожарная система) водоснабжения, поливочные системы.
3. По роду используемых источников – системы из поверхностных источников водоснабжения, системы из подземных источников водоснабжения.
4. По способу подачи воды – напорные и самотечные.
5. По охвату снабжаемых объектов – местные системы для отдельного
объекта, групповые – для ряда объектов.
Рис. 2.1. Схема водоснабжения населенного пункта из поверхностного источника:
1 - водозаборные сооружения; 2 – насосная станция 1 подъема; 3 – очистные сооружения;
4 – резервуары чистой воды; 5 – насосная станция 2 подъема; 6 – водоводы;
7 – водонапорная башня; 8 – водопроводная сеть
5
6
2
1
2
3
5
4
Рис. 2.2. Схема водоснабжения населенного пункта из подземного источника:
1 – водозаборные скважины; 2 – водоводы; 3 – резервуары;
4 – насосная станция 2 подъема; 5 – водонапорная башня; 6 – водопроводная сеть
Рис. 2.3. Схема последовательного зонного водоснабжения населенного пункта:
1 – насосная станция 1 зоны; 2 – водоводы; 3 – резервуары;
4 – насосная станция 2 зоны; 5 – водонапорная башня 2 зоны
2.2. Нормы и режимы водопотребления
При проектировании системы водоснабжения исходным этапом является
определение расходов воды (годовых, суточных, часовых, секундных) и установление режимов водопотребления. Расчетные расходы воды определяются
исходя из норм водопотребления.
Нормой водопотребления называют количество воды, расходуемой на
определенные нужды в единицу времени или на единицу продукции.
Существуют:
нормы хозяйственно-питьевого водопотребления (назначают по СНиП
2.04.02-84*);
нормы потребления воды для производственных нужд (разрабатываются технологами предприятий и соответствующих производств);
нормы потребления воды для тушения пожаров (назначаются по СНиП
2.04.02-84*).
6
Таблица 2.1
Удельные среднесуточные (за год) нормы водопотребления
Степень благоустройства районов жилой застройки
Удельное хозяйственно-питьевое водопотребление на одного жителя
в средние сутки, л/сут.
Здания, оборудованные внутренним водопроводом и канализацией:
без ванн
с ваннами и местными водонагревателями
с централизованным горячим водоснабжением
125 – 160
160 - 230
230 - 350
Расчетный (средний за год) суточный расход воды (м 3/сут.) на хозяйственно-питьевые нужды в населенном пункте определяется по формуле
Qсут.m = qж Nж / 1000,
(2.1)
где qж – удельное водопотребление, принимаемое по табл. 2.1;
Nж – расчетное число жителей в районе жилой застройки с различной степенью
благоустройства.
Максимальные и минимальные суточные расходы определяют по формулам
Qсут.max = Ксут.max Qсут.m;
(2.2)
Qсут.min = Ксут.min Qсут.m. ,
(2.3)
где Ксут – коэффициент суточной неравномерности водопотребления, учитывающий режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение
водопотребления по сезонам года и дням недели, имеющий значения К сут.max =
1,1 – 1,3 и Ксут.min = 0,7 – 0,9.
Расчетные часовые расходы воды (м3/ч) определяются по формулам
qч.max = Кч.max Qсут.max /24;
(2.4)
qч.min = Кч.min Qсут.min /24,
(2.5)
где Кч.max и Кч.min – соответственно максимальный и минимальный коэффициенты часовой неравномерности водопотребления, определяемые по формулам
Кч.max = αmax βmax ;
(2.6)
Кч.min = αmin βmin ,
(2.7)
где α – коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий
(α max =1,2 – 1,4; α min = 0,4 – 0,6); β – коэффициент, учитывающий число
жителей в населенном пункте (табл. 2.2).
7
Таблица 2.2
Значения коэффициента β
Коэффициент
Значение коэффициента при числе жителей, тыс. человек
0,1
0,2
0,5
1,0
1,5
2,5
4,0
10
20
50
100
300
1000
β max
4,50
3,50
2,50
2,0
1,8
1,6
1,5
1,3
1,2
1,1
1,05
1,0
β min
0,01
0,02
0,05
0,1
0,1
0,1
0,2
0,4
0,5
1,1
5
0,6
0,7
0,85
1,0
Расчетные расходы воды на наружное пожаротушение и расчетное количество одновременных пожаров в населенных пунктах зависят от числа жителей и этажности застройки и принимаются по табл. 5 СНиП 2.04.02 – 84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».
2.3. Источники водоснабжения
Источниками водоснабжения могут служить подземные и поверхностные
воды. Подземные воды образуются вследствие просачивания или фильтрации
сквозь толщу грунта атмосферных осадков и воды поверхностных водоемов.
Использование подземных вод для целей водоснабжения определяется законодательными, нормативными актами государства, а также условиями формирования
и залегания различных категорий подземных вод, такими как характеристика водоупоров и кровли водоносных пластов, мощность последних, состав и свойства
водовмещающих пород, специфика формирования водоносных горизонтов, особенности источников и их питания и др.
По условиям залегания и формирования подземных вод различают: артезианские, хорошо прикрытые мощными водонепроницаемыми кровлями и залегающими на значительных глубинах, и грунтовые воды, залегающие обычно на
небольших глубинах (до 30 м) в аллювиальных отложениях. Артезианские воды
защищены от бактериального загрязнения и наиболее широко используются для
целей водоснабжения
По гидравлическим характеристикам подземные воды делятся на напорные, при которых статический уровень воды в пробуренной скважине устанавливается выше кровли водоносного пласта, и безнапорные, при которых статический уровень воды устанавливается ниже границы кровли водоносного пласта,
прикрывающей водовмещающую породу.
Подземные воды на территории России находятся в собственности гос ударства. Их использование в народном хозяйстве регламентируется Водным кодексом РФ.
К поверхностным источникам относятся: реки, озера, водохранилища и
моря. Как правило, вода поверхностных источников непригодна для использо8
вания на хозяйственно-питьевые нужды населения и в большинстве случаев
требует очистки.
Реки характеризуются изменчивостью состава воды во времени. Он зависит от ряда факторов: изменения погодных условий, неоднородности состава
солей в горных породах и почвах, слагающих русла; воздействия растительности и животных организмов, наличия растворенного кислорода и т.д.
Воды озер относятся к статическим запасам вследствие замедленного водообмена, и поэтому даже незначительное понижение уровня воды в них, в связи с водоотбором, может привести к необратимым экологическим изменениям.
Химический состав воды в озерах зависит от состава воды рек и подземных источников, которые их питают.
Водохранилища аккумулируют сток половодий и паводков. При их помощи речной сток становится более равномерным в течение года. Водохранилища существенно увеличивают объем водных ресурсов, доступных для использования в целях водоснабжения, но уменьшают интенсивность водообмена
в речных системах, что отрицательно сказывается на качественных характеристиках воды.
2.4. Водозаборные сооружения
Для забора воды из источников водоснабжения служат водозаборные с ооружения. Они представляют собой гидротехнические сооружения, предназначенные для приема подземных или поверхностных вод и подачи в водохозяйственные системы.
В зависимости от конкретных условий для добычи подземных вод могут
применяться: водозаборные скважины, шахтные колодцы, горизонтальные или
лучевые водозаборы, каптажи родниковых вод. Состав сооружений водозаборов из подземных источников определяется глубиной залегания, мощностью,
водообильностью и геологическим строением водоносных горизонтов, а также
гидравлическими и санитарными характеристиками подземных вод, требуемой
производительностью водозабора и технико-экономическими показателями.
Сооружения, применяемые в практике водоснабжения для забора по дземных вод, подразделяются на следующие:
- трубчатые колодцы (скважины);
- шахтные колодцы;
- горизонтальные водозаборы;
- лучевые водозаборы;
- каптажные сооружения.
Забор подземных вод с помощью водозаборных скважин является наиболее распространенным способом в практике водоснабжения. Он используется в
широком диапазоне глубин залегания подземных вод. Если скважина вскрывает
водоносный пласт на всю мощность, то она называется совершенной (рис. 2.4).
Если она вскрывает водоносный пласт лишь частично и не достигает водоупора
9
– несовершенной. Перед откачкой воды из скважины в ней устанавливается
статический уровень воды (СУВ). Во время откачки воды уровень воды в скважине (СУВ) понижается на величину Δ S (понижение) тем больше, чем интенсивнее идет откачка. Уровень воды, установившийся во время откачки воды,
называется динамическим (ДУВ). Кривая, ограничивающая свободную поверхность воды вокруг скважины во время откачки, называется депрессионной кривой. Совокупность депрессионных кривых образует депрессионную воронку.
Рис. 2.4. Схема трубчатого колодца (скважины):
1 - оголовок; 2 – лаз; 3 – обсадная труба (кондуктор); 4 – обсадная эксплуатационная
труба; 5 – водоподъемная труба; 6 – погружной центробежный насос;
7 – всасывающие отверстия; 8 – электродвигатель; 9 – надфильтровая (глухая) часть фильтра;
10 – отстойник; 11 – водоупорные слои; 12 – напорный водоносный слой;
13 – рабочая поверхность фильтра; 14 – сальник; 15 – указатель уровня воды;
16 – динамический уровень воды (ДУВ); 17 – депрессионная кривая;
18 – статический уровень воды (СУВ); 19 – напорный трубопровод;
20 – патрубок для отбора воды; 21 – манометр; 22 – щит управления насосом
10
Трубчатые колодцы, или скважины (рис. 2.4), применяются при захвате
воды в напорных водоносных пластах, залегающих на глубине более 10 м. Пересечение фильтром колодца водоносного пласта на всю мощность - совершенный водозабор, если же фильтр заглубляется частично и не достигает водоупора – несовершенный.
Шахтные колодцы (рис. 2.5) применяют в маломощных безнапорных пластах, залегающих на небольшой глубине (до 10 м). Чаще всего их используют
для приема небольшого количества воды. Диаметр шахтного колодца не превышает 3 – 4 м, их выполняют из сборных железобетонных колец, кирпича или
в виде деревянного сруба.
Рис. 2.5. Схема шахтного колодца:
1 – гравийный фильтр; 2 – глиняный замок; 3 – отмостка
Лучевые водозаборы (рис. 2.6) предназначены для приема подрусловых
вод, а также для забора подземных вод, не имеющих питания из открытых водоемов, при условии, что водоносные пласты относительно небольшой мощности лежат на глубине не более 15 – 20 м.
Рис. 2.6. Схема лучевого водозабора:
1 – трансформаторная подстанция; 2 – шахтный колодец лучевого водозабора
11
Вода отбирается расположенными в пределах водоносных пластов гор изонтальными трубчатыми дренами, радиально присоединенными к сборному
шахтному колодцу. Лучевые дрены выполняются из перфорированных (щелевых) стальных труб.
Горизонтальные водозаборы применяют при малой глубине залегания
водоносного пласта (до 5 – 8 м) и относительно небольшой его мощности. Они
представляют собой дренажи разных типов или водосборные галереи, уклад ываемые в пределах водоносного пласта (обычно непосредственно на подстилающем водоупоре). Вода, поступающая из пласта, в дренажные трубы или галереи, подается по ним в сборный колодец, откуда откачивается насосами.
Каптажные устройства (рис. 2.7) применяют для захвата родниковых
вод. Родники бывают двух типов – восходящие и нисходящие. В зависимости
от того, какого типа родник, используют каптажные сооружения различного
устройства. Для каптажа восходящего родника водоприемное сооружение выполняется в виде резервуара или шахты, сооружаемой над местом наиболее интенсивного выхода родниковой воды.
13
Рис. 2.7. Схема каптажной камеры:
1 – люк; 2 – растительный грунт; 3 – крышка; 4 – скобы; 5 – ж/б плита; 6 – упор;
7 – водовмещающая порода; 8 – переливная труба; 9 – отводная труба;
10 – откос выемки; 11 – железобетонные кольца; 12 – мятая глина; 13 – насыпной
грунт; 14 – вентиляционная труба; 15 – нагорная канава; 16 – ж/б плита перекрытия;
17 – ж/б днище; 18 – песчано-гравийная отсыпка (обратный фильтр);
19 – водоносный пласт
12
Наряду с водозаборами из подземных источников широко используются
водозаборные сооружения из поверхностных источников. Они представляют
собой комплекс гидротехнических сооружений, служащих для забора воды из
поверхностного источника водоснабжения, её предварительной очистки и подачи под необходимым напором в водоводы (к потребителю или на очистные
сооружения системы водоснабжения).
Водозаборные сооружения классифицируют:
по назначению – хозяйственно-питьевого или производственного водоснабжения;
типу водоисточника – речные, морские, водохранилищные;
месту расположения водоприемника – береговые и русловые;
производительности – малой, средней и большой;
степени обеспеченности подачи воды – I, II и III категории;
компоновке основных сооружений водозабора – совмещенные и раздельные;
степени стационарности – стационарные и нестационарные (плавучие,
фуникулерные, передвижные).
Водозаборы берегового типа (рис. 2.8) применяют при относительно крутом береге, наличии глубин, обеспечивающих условия забора воды. Их располагают на склоне берега с приемом непосредственно из русла реки. Для средней и малой производительности береговые водозаборы чаще всего выполняют
совмещенными с насосной станцией I подъема и круглыми в плане. Однако при
низкой, сильно заливаемой пойме, ограниченной крутым уступом надпойменной террасы, береговой колодец располагают в 15 – 20 метрах от насосной
станции в пределах уступа. Водозаборное сооружение состоит из водоприемного колодца с входными окнами, оборудованными решетками для задержания
крупных предметов.
Водоприемный колодец разделен на два отделения: приемное и всас ывающее, между которыми расположены сетки для задержания водорослей и мелкого сора. Для обеспечения бесперебойной работы сооружения, а также проведения его осмотра, очистки и ремонта без прекращения подачи воды водоприемный колодец делят на секции.
Водозаборы руслового типа (рис. 2.9) применяют при пологом береге, когда требуемые для забора воды глубины находятся на большом расстоянии от
берега. Русловые водозаборы имеют водоприемники, расположенные на некотором расстоянии от берега. Водоприемники соединяются с береговым коло дцем (рис. 2.10), оборудованным сетками для процеживания воды, самотечными
водоводами. Водозаборные русловые сооружения, как и береговые водозаборы,
могут быть раздельного и совмещенного типов.
13
Рис. 2.8. Схема берегового водозабора совмещенного типа:
1 – водоприемные окна; 2- вращающаяся сетка;
3 – машинный зал насосной станции I подъема;
4 – помещение для электрооборудования; 5 – наземный павильон;
6 – мост
Рис. 2.9. Схема руслового водозабора раздельного типа:
1 – затопленный водоприемник (оголовок); 2 – самотечный водовод;
3 – береговой колодец; 4 – всасывающий трубопровод;
5 – насосная станция I подъема; 6 – напорный трубопровод;
7 – камера переключения
14
Рис. 2.10. Схема берегового колодца:
1 – наземный павильон; 2 – стенки колодца; 3 – промывной трубопровод;
4 – самотечная линия; 5 – закладная часть; 6 – приямок для сбора осадка;
7 – эжектор для удаления осадка; 8 – приемное отделение;
9 – всасывающее отделение; 10 – плоская неподвижная сетка;
11 – всасывающий трубопровод; 12 – глиняный замок;
13 – устройство для промывки сетки; 14 – желоб для сбора промывной воды;
15 – приводы управления задвижками; 16 – грузоподъемное оборудование
2.5. Наружные водопроводные сети
2.5.1. Назначение и классификация водопроводных сетей
Транспортирование воды к потребителям осуществляется по водоводам,
соединяющим отдельные элементы системы водоснабжения, и водопроводным
сетям, распределяющим воду по территории данного объекта.
Водоводы и водопроводные сети должны отвечать определенным треб ованиям надежности и экономичности. Это достигается правильным выбором
трассы водоводов и конфигурации сети, материала и диаметров труб, режима
их работы. При выборе, отводе и использовании земель под трассы водоводов
должны соблюдаться основы земельного законодательства и ряд нормативных
15
актов. В соответствии с этими документами водоводы, как правило, прокладываются вблизи дорог с учетом границ землепользования.
Водоводы прокладывают в одну, две и более ниток. Их целесообразно
прокладывать на относительно возвышенных отметках местности с минимальным числом искусственных сооружений, в местах, доступных для эксплуатации
и производства ремонтных работ. Для обеспечения заданного уровня снабжения водой потребителей между параллельно уложенными водоводами устраивают переключения, а вдоль трассы и на территории объекта могут устанавливаться емкости.
Водоводы по способу транспортирования воды подразделяются на напо рные и безнапорные.
Область применения безнапорных водоводов не столь широка по сравнению с напорными водоводами. Их применение зависит от разности отметок
начальной и конечной точек пути подачи воды, рельефа местности, расстояния
между узлами подачи и отбора воды.
Водопроводная сеть устраивается для транспортирования и отдачи воды
потребителям по всей территории объекта. Конфигурация сети зависит от планировки объекта, формы его поверхности, наличия естественных и искусственных препятствий, рельефа местности, расположения крупных потребителей воды, места расположения источника водоснабжения. По конфигурации сети бывают кольцевыми или тупиковыми и смешанными.
Кольцевые сети (рис. 2.12) гарантируют надежную и бесперебойную подачу воды, смягчают действие гидравлических ударов, имеют меньшие диаметры труб и обеспечивают циркуляцию воды. Недостатком кольцевой сети является большая протяженность, а следовательно, высокая стоимость.
Линии сети, транспортирующие основные потоки воды, называются магистральными. Вне зависимости от типа сети магистрали должны прокладываться в направлении основных потоков воды и охватывать всю территорию
населенного пункта. Вода от магистральной сети к домовым ответвлениям и
пожарным гидрантам при пожаре подается по распределительной сети, прокладываемой по улицам и проездам.
При устройстве тупиковой сети (рис. 2.11) подача воды потребителю возможна по единственному направлению. Тупиковая сеть дешевле, чем кольцевая, но она менее надежна. Применение тупиковой сети возможно на объектах,
допускающих перерыв в подаче воды. Для большинства объектов водоснабжения сети проектируют кольцевыми, особенно при объединении хозяйс твеннопитьевой системы водоснабжения с противопожарной. Устройство смешанных
сетей, представляющих собой комбинацию кольцевых и тупиковых сетей,
можно рассматривать в большинстве случаев как временную меру снабжения
водой потребителей до тех пор, пока сеть полностью не станет кольцевой при
дальнейшем развитии водопровода.
16
1
2
3
4
Рис. 2.11. Тупиковая схема водопроводной сети:
1 – насосная станция; 2 – водоводы; 3 – магистральная линия;
4 – распределительная линия
1
4
2
3
Рис. 2.12. Кольцевая схема водопроводной сети:
1 – насосная станция; 2 – водоводы; 3 – магистральные линии;
4 – распределительные линии
17
2.5.2. Глубина заложения водопроводных сетей
и особенности их прокладки
Глубина заложения водопроводных труб зависит от глубины промерзания
грунта, температуры воды в трубах и режима ее подачи.
Следует учитывать, что глубина промерзания грунта неодинакова не
только в разных районах, но и в одном и том же районе. Она зависит от характера грунта и наличия растительного покрова, от наличия грунтовых вод, то лщины снежного покрова и условий нагревания поверхности земли солнцем.
Глубина заложения водопроводных труб должна быть такой, чтобы исключалось замерзание в них воды. Для водоводов и магистральных трубопр оводов со строго определенным режимом работы глубину заложения устанавливают на основании теплотехнических расчетов.
Глубина заложения труб, считая до их нижней образующей, должна быть
на 0,5 м больше расчетной глубины промерзания грунта. Ориентировочно глубину заложения труб можно принимать в северных районах 3 - 3,5 м; в средней
полосе 2,5 - 3 м; в южных районах 1 - 1,5 м.
Минимальную глубину заложения труб определяют из условия защиты
их от воздействия внешних нагрузок и предохранения воды от нагревания в
летнее время. Ориентировочно ее можно принять равной 1 м.
Водопроводные линии прокладывают соответственно рельефу местности
с постоянной глубиной заложения. Трубам должен придаваться уклон, обеспечивающий опорожнение сети и выпуск воздуха из нее. Для этого в пониженных
местах сети устраивают выпуски, а в возвышенных - вантузы.
Водопроводные сети следует прокладывать с учетом расположения других подземных сооружений. В городах и на промышленных предприятиях,
имеющих большое количество подземных коммуникаций различного назначения, целесообразно прокладывать водопроводные сети в проходных или полупроходных каналах.
При пересечении водопроводными линиями железнодорожных и автомобильных магистралей их следует прокладывать в проходных каналах или в
стальных футлярах – кожухах.
Контрольные вопросы
1. По каким признакам классифицируются системы водоснабжения?
2. В чем отличие в схемах водоснабжения из поверхностного и подземного источников?
3. Каковы удельные среднесуточные нормы водопотребления с учетом
степени благоустройства районов жилой застройки?
4. Какие виды подземных вод различают и каковы условия существования различных видов?
18
5. Каким образом подразделяются подземные воды по гидравлическим
характеристикам?
6. Какие типы систем водоснабжения для забора подземных вод существуют?
7. Для каких целей применяются каптажные устройства?
8. Как классифицируются водозаборные сооружения?
9. Устройство водопроводных сетей и их классификация.
10. Каким образом определяется глубина заложения водопроводных сетей?
3. ВОДООТВЕДЕНИЕ
3.1. Сточные воды и их классификация
Сточные воды - это пресные воды, изменившие после использования в
бытовой и производственной деятельности человека свои физико-химические
свойства и требующие отведения.
По происхождению сточные воды могут быть классифицированы на бытовые, производственные и атмосферные.
Бытовые сточные воды образуются в жилых, административных и коммунальных (бани, прачечные и др.) зданиях, а также в бытовых помещениях
промышленных предприятий. Это воды, которые поступают в водоотводящую
сеть от санитарных приборов (умывальников, раковин или моек, ванн, унитазов
и трапов - напольных приборов с решетками). Особенности образования бытовых сточных вод хорошо известны.
Производственные сточные воды образуются в процессе производства
различных товаров, изделий, продуктов, материалов и пр. К ним относятся о тработанные технологические растворы, маточники, кубовые остатки, технологические и промывные воды, воды барометрических конденсаторов, вакуумнасосов и охлаждающих систем; шахтные и карьерные воды; воды химводоочистки, воды от мытья оборудования и производственных помещений, а также
от очистки и охлаждения газообразных отходов, очистки твердых отходов и от
их транспортировки.
Атмосферные сточные воды образуются в процессе выпадения дождей и
таяния снега как на жилой территории населенных пунктов, так и на территории промышленных предприятий, АЗС и др. Часто эти воды называют дождевыми или ливневыми, вследствие того что в большинстве случаев максимальные (расчетные) расходы образуются в результате выпадения ливней (дождей).
Основными характеристиками сточных вод являются: количество сточных вод, характеризуемое расходом, измеряемым в л/с или м 3/с, м3/ч, м3/смену,
м3/сут и т.д.; виды (компоненты) загрязнений и содержание их в сточных водах,
характеризуемое концентрацией загрязнений, измеряемой в мг/л или г/м 3. Важной характеристикой сточных вод является степень равномерности (или неравномерности) их образования и поступления в водоотводящие системы. Обычно
19
она определяется неравномерностью поступления сточных вод по часам суток в
году. Эти характеристики учитываются при проектировании водоотводящих
систем.
В бытовых сточных водах содержатся загрязнения минерального и органического происхождения. Те и другие находятся в нерастворенном, растворенном и коллоидном состояниях. Часть нерастворенных загрязнений, находящихся во взвешенном состоянии, называют взвешенными веществами. Наибольшую санитарную опасность представляют загрязнения органического происхождения. В бытовых сточных водах взвешенных веществ органического пр оисхождения содержится в среднем 100 - 300 мг/л. Содержание органических загрязнений, находящихся в растворенном состоянии, оценивается значениями
биохимической потребности в кислороде (БПК) и химической потребности в
кислороде (ХПК). Бытовые сточные воды имеют БПК = 100 - 400 мг/л, а ХПК = 150
- 600 мг/л, и их можно оценить как весьма загрязненные. При хранении они способны загнивать через 12 - 24 ч (при t = 20 °С).
Производственные сточные воды различных отраслей промышленности
содержат различные загрязнения. Различна и концентрация их загрязнения, и
режимы водоотведения.
В дождевых водах содержится значительное количество нерастворенных
минеральных примесей, а также загрязнения органического происхождения.
БПК дождевых вод достигает 50 - 60 мг/л. Исследованиями установлено, что
дождевые воды могут являться источниками загрязнения водоемов. Расход
дождевых вод с 1 га площади территории города достигает 150 л/с (1 раз в год)
и 300 л/с (1 раз в 10 лет). Это в 50 - 300 раз больше расхода бытовых вод. В то
же время общий расход дождевых вод за год составляет 1500 - 2000 м3 с 1 га,
т.е. в 5—30 раз меньше расхода бытовых вод. Образование (выпадение) дождевых вод происходит весьма неравномерно. Их расход изменяется от нуля (в
сухую погоду) до максимального значения 300 л/с (в период выпадения интенсивных ливней).
Достаточно широко используется понятие «городские сточные воды».
Под ним понимается смесь бытовых и производственных сточных вод. В р еальных условиях в чистом виде бытовых вод не бывает. В сточных водах, поступающих от городов, всегда содержатся компоненты загрязнений, характерные для производственных сточных вод (нефтепродукты, кислоты, щелочи, с оли и др.). При решении задач отвода и очистки городских сточных вод это
необходимо учитывать.
Различная степень загрязнения сточных вод и природа их образования выдвигают при проектировании важную задачу совместного или раздельного отведения отдельных видов сточных вод, совместной или раздельной их очис тки.
20
3.2. Системы водоотведения
Системой водоотведения сточных вод называют комплекс сооружений,
предназначенных для приема и транспортирования стоков, их очистки, обезз араживания и выпуска очищенных сточных вод в водоем.
В зависимости от того, как отводятся отдельные виды сточных вод - совместно или раздельно, системы водоотведения разделяют на общесплавные,
раздельные (полные или неполные) и полураздельные.
Общесплавной называется такая система водоотведения, при которой все
виды сточных вод отводятся к очистным сооружениям или в водоем по единой
водоотводящей сети. Так как в период сильных дождей расход сточных вод,
следующих на очистные сооружения, очень велик, а концентрация загрязнений
в них мала, часть смеси сточных вод сбрасывается в водоем без очистки через
специальные устройства - ливнеспуски, располагаемые обычно на главном коллекторе вблизи водоема (рис. 3.1, а). Величина сбрасываемого расхода сточных
вод определяется мощностью водоема, а также санитарными и экономическими
соображениями.
Раздельной называется такая система водоотведения, у которой отдельные виды сточных вод, содержащих загрязнения различного характера, отводятся по самостоятельным водоотводящим сетям. При полной раздельной системе водоотведения (рис. 3.1, б) устраивается не менее двух сетей. Сеть для
отвода бытовых сточных вод называется бытовой, а для отвода атмосферных
сточных вод - дождевой или водосточной. Единая сеть для отвода атмосферных
и условно-чистых производственных сточных вод называется производственнодождевой.
Производственные сточные воды, загрязнения которых аналогичны загрязнениям бытовых сточных вод, сплавляются по бытовой сети. Если характер
загрязнений производственных сточных вод таков, что совместная очистка их с
бытовыми сточными водами невозможна, они отводятся по самостоятельным
сетям. В случае, если отдельные цехи промышленных предприятий дают сточные воды с загрязнениями, требующими разных методов очистки, для каждого
из цехов устраивается своя водоотводящая сеть.
Неполная раздельная система водоотведения обычно является промежуточной стадией строительства полной раздельной системы водоотведения. При
неполной раздельной системе дождевая сеть не устраивается. Атмосферные
сточные воды стекают в водоемы по лоткам, кюветам и канавам.
Полураздельной (рис. 3.1, в) называется такая система водоотведения, у
которой в местах пересечения самостоятельных водоотводящих сетей для отвода различных видов сточных вод имеются водосбросные камеры, позволяющие
перепускать наиболее загрязненные дождевые воды при малых расходах в б ытовую сеть и отводить их по единому коллектору на очистные сооружения, а
при ливнях сбрасывать сравнительно чистые дождевые воды непосредственно в
водоем.
21
Каждая из систем канализации имеет свои достоинства и недостатки.
Протяженность сети общесплавной системы канализации на 30 – 40 % меньше
протяженности двух самостоятельных сетей полной раздельной системы канализации. Однако затраты на строительство насосных станций и очистных с ооружений при общесплавной системе больше, чем при полной раздельной.
Строительство общесплавных систем канализации целесообразно в случаях,
когда требуется очистка сточных вод только от грубых механических примесей,
и возможно при наличии мощных водоемов.
Рис. 3.1. Системы водоотведения:
а) общесплавная; б) полная раздельная; в) полураздельная;
1 – коллектор бассейна водоотведения хозяйственно-бытовых сточных вод;
2 - коллектор бассейна водоотведения дождевых сточных вод; 3 – главный коллектор
Полураздельная система канализации, благодаря сбросу атмосферных вод
непосредственно в водоем только при сильных дождях и отводе сравнительно
загрязненных атмосферных вод при их малом расходе на очистные сооружения
в отношении санитарного благополучия, имеет определенные преимущества,
однако эта система не получила широкого распространения из-за ее высокой
22
стоимости. Выбор той или иной системы канализации должен проводиться с
учетом всех конкретных условий проектирования, включая как санитарные, так
и технико-экономические соображения.
В нашей стране при строительстве канализации в городах наибольшее
распространение получили неполная и полная раздельные системы канализации. Для промышленных предприятий применяют общесплавные или раздельные системы канализации.
3.3. Схемы водоотведения населенных пунктов
Схемой водоотводящей сети называют проектное решение принятой с истемы водоотведения, изображенной на генплане канализуемого объекта с учетом местных топографических и гидрогеологических условий и перспектив
дальнейшего развития. Вычерчивание схемы водоотведения на генплане (рис.
3.2) в основном зависит от рельефа местности, так как наиболее технологично
транспортирование сточных вод осуществлять по трубопроводам в самотечном
режиме, при котором энергозатраты минимальны. Для этого их прокладывают
соответственно рельефу местности, а всю канализуемую территорию разделяют
на бассейны водоотведения. Бассейном водоотведения называют часть территории, ограниченную водоразделами.
1
1
2
5
2
4
3
6
4
7
Рис. 3.2. Общая схема водоотведения населенного пункта:
1 - квартал; 2 – бассейн водоотведения; 3 – коллектор бассейна водоотведения;
4 – главный коллектор; 5 – уличная водоотводящая сеть;
6 – главная канализационная насосная станция;
7 – канализационные очистные сооружения
23
В зависимости от основных факторов схемы трассирования водоотводящих сетей могут подразделяться на несколько видов.
Перпендикулярная схема (децентрализованная) (рис. 3.3) - коллекторы
бассейнов водоотведения прокладываются перпендикулярно направлению потока воды водоема, перпендикулярно горизонталям. По такой схеме выполняют
водосточную сеть при полной раздельной системе водоотведения. При этом
дождевые воды децентрализованно сбрасываются в водоем без очистки или с
очисткой.
Рис. 3.3. Перпендикулярная схема
Пересеченная схема (централизованная) (рис. 3.4) - коллекторы бассейнов водоотведения пересекаются главным коллектором, направляемым параллельно реке. Эта схема применяется для отведения сточных вод, требующих
обязательной очистки. Они используются при полной раздельной системе водоотведения для городских сточных вод.
Рис. 3.4. Пересеченная схема
24
Параллельная схема (веерная централизованная) (рис. 3.5) - коллекторы
бассейнов водоотведения направляются параллельно или под небольшим углом
к направлению потока воды в водоеме и пересекаются с главным коллектором,
транспортирующим сточные воды к очистным сооружениям.
Эту схему применяют при резком падении рельефа местности к водоему.
Она позволяет исключить в коллекторах бассейнов водоотведения повышенные
скорости движения стоков, вызывающие абразивный износ трубопроводов.
Рис. 3.5. Параллельная схема
Рис. 3.6. Зонная схема
Зонная схема (централизованная) (рис. 3.6) - обслуживаемая территория
разбивается на две зоны: с верхней сточные воды отводятся к очистным соор ужениям самотеком, а с нижней они перекачиваются насосной станцией. Эта
схема наименее энергоемка, и поэтому при разработке схемы водоотведения
города необходима проработка таких вариантов.
Радиальная (децентрализованная) схема - отведение сточных вод реализуется на несколько очистных станций. Радиальную схему водоотведения пр именяют при сложном рельефе местности и в больших городах.
Трассировка уличных трубопроводов возможна по трем следующим
схемам.
Объемлющая трассировка (рис. 3.7, а) - уличные трубопроводы прокладывают со всех сторон квартала. Эту трассировку применяют при слабовыраженном уклоне местности (i < 0,005) для больших кварталов и при отсутствии
внутри них застройки.
Трассировка по пониженной стороне квартала (рис. 3.7, б) - уличные
трубопроводы прокладывают лишь с пониженных сторон квартала. Эту трасс ировку применяют при выраженном рельефе местности (i ≥ 0,007) и небольших
кварталах.
Чрезквартальная трассировка (рис. 3.7, в) – сети прокладывают внутри
квартала, что при детальной планировке жилых кварталов сокращает общую
протяженность сети.
25
Рис. 3.7. Схемы трассировки уличной сети:
а) объемлющая трассировка; б) трассировка по пониженной стороне квартала;
в) чрезквартальная трассировка
3.4. Использование водоотводящих сетей для удаления снега
В последние годы особую актуальность приобрела проблема уборки и
удаления снега с городских улиц и проездов. Из-за значительной загрязненности снега, выпадающего на городских территориях, сброс его в городские водоемы запрещен по экологическим требованиям (табл. 3.1). Вывоз снега за пр еделы города на специально подготовленные полигоны экологически неприемлем.
Снижение характерного загрязнения поверхностных вод нефтепродуктами до уровня требований санитарных норм по воде предусматривает уменьшение уровня концентрации нефтепродуктов в стекающей с территории города
сточной воде примерно втрое (до 0,3 мг/л).
В этой связи экономически наиболее приемлемым вариантом решения
проблемы является использование транспортирующей способности самотечных
коллекторов, которое возможно по следующим направлениям: зимнее депонирование снега на «сухих» снегосвалках; сброс снега в снегосплавные камеры с
последующим отводом талой воды в водоотводящую канализационную сеть.
Для размещения снегосплавных камер на канализационных сетях (рис.
3.8) требуется значительно меньшая свободная территория населенного пункта,
чем для «сухих» снегосвалок.
Представленная конструкция снегосплавной камеры позволяет растапливать сточной водой сбрасываемый снег в течение зимнего периода во время
уборки и вывоза снега.
26
Таблица 3.1
Снег с улиц
Загрязнение
Взвешенные
вещества
Нефтепродукты
Хлориды
Сульфаты
Азот
аммонийный
ПДК
для воды
рыбохозяйственных
водоемов,
мг/л
ПДК
культурнобытовых
водоемов,
мг/л
Максимальное
Среднее
значение – 90
значение,
% обесп.,
мг/л
мг/л
Норматив
приема
в канализацию, мг/л
7,25
10
974,3
3500,0
500,0
0,05
300
100
0,3
350
500
23,8
1386,8
111,3
64,0
5500.0
180,0
4,0
350,0
500,0
1,6
3,5
0,4
2
Рис. 3.8. Схема снегосплавной камеры с улавливанием песка и крупного мусора
3.5. Расчет и проектирование водоотводящих сетей
Расчет водоотводящих сетей заключается в определении диаметров и
уклонов трубопроводов. Основной задачей при проектировании является построение продольного профиля коллекторов и уличных сетей. Основой для
27
определения диаметров водоотводящих трубопроводов является расчетный
расход, зависящий от удельной нормы водоотведения бытовых сточных вод.
Удельной нормой водоотведения называется среднесуточный (за год)
расход стоков, отводимых от одного человека, л/сут.
Удельная норма водоотведения зависит от уровня санитарнотехнического оборудования зданий и в определенной степени от климатич еских условий.
В табл. 3.2 показано влияние степени благоустройства зданий на величину удельного водоотведения.
Таблица 3.2
Удельное водоотведение бытовых сточных вод от города
Степень благоустройства жилых зданий
Удельное водоотведение,
(л/чел . сут.)
Жилые здания с внутренним водоснабжением
и водоотведением:
125-160
без ванн
с ваннами и местными водонагревателями
с централизованным горячим водоснабжением
160-230
230-350
В отдельных микрорайонах в зданиях с повышенным комфортом удельные нормы могут достигать 500 - 1000 л/(чел . сут.). Опыт показывает, что
обычно удельное водоотведение равно удельному водопотреблению. Действие
рыночных отношений в коммунальном хозяйстве будет влиять на удельное водоотведение, поэтому его следует постоянно изучать и уточнять.
Удельное водоотведение бытовых вод промышленных предприятий приведено в табл. 3.3.
Таблица 3.3
Удельное водоотведение бытовых вод от промышленных предприятий
Цехи
Удельное
водоотведение,
л/(чел . сут.)
Коэффициент часовой
неравномерности
Горячие (с тепловыделением более
80 кДжДч-м3 )
45
2,5
Холодные
25
3
28
Коэффициенты неравномерности. Приток сточных вод неравномерен как
по суткам в пределах года, так и по часам суток.
Коэффициент суточной неравномерности поступления сточных вод равен:
K1 = Q1/Q2,
(3.1)
где Q1 и Q2 – максимальный и средний суточные расходы за год.
Коэффициент суточной неравномерности колеблется в пределах 1,1 – 1,3.
Коэффициент часовой неравномерности равен:
K2 = q1/q2,
(3.2)
где q1 и q2 – максимальный и средний часовые расходы в сутки с максимальным
водоотведением.
Для вычисления расчетных расходов кроме коэффициентов суточной и
часовой неравномерности используют общий коэффициент неравномерности
К = К1 К2 или К1 = q1/q,
(3.3)
где q – средний часовой расход в сутки со средним водоотведением.
Определение расчетных расходов бытовых сточных вод
Для расчета водоотводящих сооружений используются средние и макс имальные суточный, часовой и секундные расходы.
Расчетные расходы бытовых сточных вод от населенного пункта определяют по следующим формулам:
средний суточный
Q2 = qб . N / 1000, м3/сут.;
(3.4)
.
3
максимальный суточный
Q1 = (qб N / 1000) K1, м /сут.;
(3.5)
средний часовой
q = qб . N / (1000 24), м3/час;
(3.6)
.
3
максимальный часовой
q1 = q K, м /час;
(3.7)
.
.
средний секундный
qmid.s = qб N / (24 3600), л/с;
(3.8)
.
максимальный секундный qmax.s = qmid.s K, л/с,
(3.9)
где qб – удельное водоотведение бытовых сточных вод, л/чел сут; N – расчетное
население к концу расчетного периода действия водоотводящей сети – 25 лет.
Максимальный секундный расход удобно также определять по формуле
qmax.s = q0 . F . K,
(3.10)
где F – селитебная площадь кварталов, га; q0 – модуль стока, л/(с га) – обобщенный показатель расхода с единицы площади жилых кварталов, определяемый по формуле
q0 = qб . P / 24 . 3600,
(3.11)
где P – плотность населения, чел / га.
29
Нормами водоотведения бытовых стоков от города не учитываются расходы стоков, поступающих от домов отдыха, санаториев, профилакториев и др.
Эти расходы определяются и учитываются отдельно.
3.6. Водоотведение поверхностных стоков
Обеспечение отвода поверхностных вод с искусственных покрытий в
настоящее время приобретает всё большее значение в связи с развитием сети автомобильных дорог, строительством и реконструкцией аэродромов, а также в
связи с возросшими требованиями к надёжности и долговечности покрытий,
безопасности движения на дорогах, взлётно-посадочных операций на аэродромах.
Неудовлетворительная работа сооружений поверхностного водоотвода
приводит к разнообразным неблагоприятным последствиям. Происходит преждевременное разрушение покрытий вследствие насыщения поверхности водами. Свободная вода в порах слоёв покрытий и в неплотностях между слоями
под действием нагрузок от проходящего транспорта оказывает динамическое
воздействие и может привести к расслаиванию, разрушению слоёв покрытий.
Анализ причин разрушений дорожных одежд и аэродромных покрытий
показал, что скорость разрушения покрытия при наличии свободной воды, о бразовавшейся в результате неудовлетворительного водоотвода, в десятки и
сотни раз больше по сравнению со скоростью разрушения аналогичного покрытия, не содержащего свободной воды.
Существует несколько схем поверхностного водоотвода с покрытий объектов различного назначения.
В городах водоотвод осуществляют через общесплавную, полураздельную или полную раздельную систему канализации.
При общесплавной системе поверхностные воды отводятся вместе с бытовыми и производственными стоками по одной общей системе сооружений.
В случае полураздельной системы водостоки подсоединяются к общему
коллектору бытовых вод в специальных разделительных камерах. При малой
интенсивности дождя вода в разделительной камере направляется в общий ко ллектор и отводится на городские очистные сооружения. При интенсивных д ождях условно чистые поверхностные воды из разделительной камеры, минуя
коллектор бытовых вод, отводятся в водоём без очистки.
При полной раздельной системе канализации для отвода поверхностных
вод устраиваются самостоятельные сооружения.
Системы поверхностного водоотвода подразделяются на системы закр ытого типа, основу которых составляют подземные трубопроводы, и открытого
типа, когда для отвода воды используются открытые каналы.
Системы водоотвода закрытого типа используются для отвода повер хностных вод с покрытий городских дорог и улиц, мостов, проездов (рис. 3.9).
Данная система применяется также для водоотвода с покрытий взлётно-
30
посадочных полос и рулежных дорожек аэродромов (рис. 3.10), разделительных
полос магистральных автомобильных дорог (рис. 3.11).
Рис. 3.9. Схема отвода поверхностных вод с покрытий
городских дорог и улиц, мостов, проездов
Рис. 3.10. Схема отвода поверхностных вод с покрытий
взлётно-посадочных полос и рулежных дорожек аэродромов
Рис. 3.11. Схема отвода поверхностных вод с разделительных полос
магистральных автомобильных дорог
31
Системы открытого водоотвода можно встретить в районах старой з астройки некоторых городов. Они применяются в небольших населённых пунктах, на магистральных автомобильных дорогах. На рис. 3.12 приведена схема
открытого водоотвода с автомобильных дорог. Водоотводные прикромочные
лотки выполняют из сборных блоков шириной 75 или 50 см и располагают
вдоль кромки проезжей части или остановочной полосы дороги.
Рис. 3.12. Схемы открытого водоотвода с покрытия автомобильных дорог
I-III категорий с лотками: а) несимметричного очертания;
б) симметричного очертания; 1- прикромочные водоотводящие лотки;
2 – дождеприёмные (переходные, сопрягающие) лотки;
3 – поперечные водосбросные (отстойные) лотки;
4 – водобойные устройства на выходе из отстойных лотков
3.7. Канализационные насосные станции
В зависимости от места расположения в общей схеме водоотведения города и выполняемых функций станции могут быть:
32
локальные - предназначаются для транспортировки сточных вод от отдельно стоящих зданий, административно-хозяйственных помещений, домов
индивидуальной застройки и т.п. в самотечные коллекторы;
районные - осуществляют транспортировку сточных вод от жилых микрорайонов из лежащих ниже коллекторов в лежащие выше;
главные - перекачивают сточную жидкость, отводимую со всей территории города, на очистные сооружения.
Состав оборудования, его конструктивные особенности, тип, количество
основного и вспомогательного оборудования определяются исходя из объема
сточных вод, поступающих на насосные станции.
Для перекачки сточных вод, согласно ГОСТ 113-79-80, используются динамические насосы для сточной жидкости отечественного производства и импортные.
Канализационная насосная станция, оборудованная центробежными нас осами, состоит из машинного зала, в котором располагаются насосные агрегаты
и приемного резервуара. На выбор типа насосной станции влияют глубина з аложения подводящего коллектора, производительность станции, тип и число
установленных насосных агрегатов и т.д. Приемный резервуар оборудуется
решетками, через которые проходят поступающие в резервуар сточные воды, и
дробилками, которые служат для измельчения отбросов, задерживаемых р ешетками.
Насосные станции, как правило, располагаются в пониженных местах,
имеют глубокое заложение, иногда ниже уровня подземных вод. В этом случае
целесообразно применение насосных станций шахтного типа, имеющих круглую в плане форму (рис. 3.13).
Применение опускного способа строительства позволяет преодолевать
трудности возведения сооружений, обусловленные сложными гидрогеоло гическими условиями и большой глубиной заложения. Круглая форма целесообразна и в конструктивном отношении.
Значительно упрощается схема и конструкция насосной станции, если она
имеет небольшую глубину и возводится в сухих легких грунтах. Она может
иметь прямоугольную форму, а резервуар совмещаться с машинным отделением.
Многообразие условий проектирования обусловливает применение разнообразных схем и конструкций насосных станций.
33
Рис. 3.13. Канализационная насосная станция,
оборудованная вертикальными центробежными насосами:
1 – напорный коллектор; 2 – дренажный насос; 3 – труба для взмучивания осадка;
4 – бак отработанного масла; 5 – насос технической воды; 6 – насосы типа ФВ;
7 – подводящие каналы; 8 – электродвигатель;
9 – кронштейн для подвешивания талей; 10 – транспортер;
11 – решетка; 12 – кран-балка; 13 – шиберные затворы; 14 – мостовой кран;
15 – щитовой затвор; 16 – сбросная труба
34
3.8. Технология очистки сточных вод
Методы очистки сточных вод
Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, физикохимические и биологические. В процессе очистки сточных вод образуются
осадки, которые подвергаются обезвреживанию, обеззараживанию, обезвоживанию, сушке. В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод от з агрязнения сточными водами» сточные воды после очистки перед сбросом в водоем подвергают обеззараживанию с целью уничтожения патогенных микроорганизмов.
Сооружения механической очистки сточных вод предназначены для задержания нерастворенных примесей. К ним относятся решетки, сита, песколо вки, отстойники и фильтры различных конструкций.
Решетки и сита предназначены для задержания крупных загрязнений органического и минерального происхождения. Песколовки служат для выделения примесей минерального состава, главным образом песка. Отстойники задерживают оседающие и плавающие загрязнения сточных вод.
Сооружения механической очистки сточных вод являются предварительной стадией перед биологической очисткой. При механической очистке городских сточных вод удается задержать до 60 % нерастворенных загрязнений.
Физико-химические методы очистки городских сточных вод с учетом
технико-экономических показателей используют весьма редко. Эти методы в
основном применяют для очистки производственных сточных вод.
К методам физико-химической очистки производственных сточных вод
относятся: реагентная очистка, сорбция, экстракция, эвапорация, дегазация, ио нный обмен, озонирование, электрофлотация, хлорирование, электродиализ и др.
Биологические методы очистки сточных вод основаны на жизнедеятельности микроорганизмов, которые минерализуют растворенные органические
соединения, являющиеся для микроорганизмов источниками питания. Соор ужения биологической очистки условно могут быть разделены на два вида. К
первому виду относятся сооружения, в которых процесс биологической очис тки протекает в условиях, близких к естественным (поля фильтрации и биологические пруды). В сооружениях второго вида аналогичная очистка осуществляется в искусственно созданных условиях - в аэротенках и биофильтрах.
Дезинфекция сточных вод является заключительным этапом их обработки
перед сбросом в водоем. Цель дезинфекции - уничтожение патогенных микроорганизмов, содержащихся в сточной воде. Наибольшее распространение получил способ дезинфекции путем введения в воду газообразного хлора. Возможно
обеззараживание сточных вод озоном, используются также бактерицидные ультрафиолетовые лампы.
35
Обработка осадков сточных вод, образующихся в процессе очистки, заключается в снижении их влажности и уменьшении объема, в процессе обр аботки осадки обеззараживаются.
Загрязнения, задерживаемые решетками, вывозят с территорий станций
очистки либо дробятся и обрабатываются совместно с осадками из отс тойников. Песок из песколовок обезвоживается на песковых площадках и также вывозится или отмывается от органических загрязнений, подсушивается и используется в планировочных работах. Осадок из первичных отстойников и упло тненный осадок из вторичных отстойников (активный ил) направляются в метантенки - герметичные резервуары, в которых под действием анаэробных микроорганизмов минерализуются органические вещества. Вместо метантенков
может применяться метод аэробной стабилизации. Дальнейшее снижение
влажности осадков может достигаться в аппаратах механического действия – на
вакуум-фильтрах, фильтрах-прессах, центрифугах. Иловые площадки устраиваются для обезвоживания осадка в естественных условиях.
Рис. 3.14. Технологическая схема полной биологической очистки
городских сточных вод:
1 – решетки; 2 – песколовки; 3 – первичные отстойники; 4 – аэротенки;
5 – вторичные отстойники; 6 – хлораторная; 7 – контактный резервуар;
8 – песковые площадки; 9 – метантенки; 10 – иловые площадки;
11 – илоуплотнители; 12 – воздуходувная станция; 13 – дробилка; 14 – газгольдеры
Контрольные вопросы
1. Как классифицируют сточные воды?
2. Что является основными характеристиками сточных вод?
3. Какие типы систем водоотведения существуют?
4. Приведите схемы различных систем водоотведения.
5. Каковы схемы трассировки уличных трубопроводов систем водоотведения?
36
6. В чем заключается расчет водоотводящих сетей?
7. Как рассчитывается коэффициент неравномерности притока сточных
вод?
8. Какие расчетные расходы бытовых сточных вод от населенных пунктов
подлежат расчетам?
9. Какие схемы поверхностного водоотвода с покрытий различных объектов существует?
10. Для каких целей строятся канализационные насосные станции и где
они оборудуются?
11. Какие методы очистки сточных вод существуют на очистных сооружениях?
4. ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ
4.1. Системы и схемы теплоснабжения
Теплоснабжение представляет собой комплекс инженерных сооружений,
предназначенных для снабжения теплом жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений с целью обеспечения коммунально-бытовых потребностей (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение) и технологических
нужд потребителей.
Различают местное (МТ) и централизованное (ЦТ) теплоснабжение. В
местных системах теплоснабжения (децентрализованных) источник теплоты и
теплоприемники потребителей совмещены в одном агрегате или размещены
столь близко, что передача теплоты от источника до теплоприемников может
производиться без промежуточного звена – тепловой сети. Системы децентрализованного теплоснабжения разделяются на индивидуальные и местные. В
индивидуальных системах теплоснабжение каждого помещения (участок цеха,
квартира, комната) обеспечивается от отдельного источника. Например, печное
и поквартирное отопление. В местных системах теплоснабжение каждого здания обеспечивается от отдельного источника теплоты, обычно от местной котельной.
В зависимости от степени централизации системы централизованного
теплоснабжения можно разделить на четыре группы:
групповое – теплоснабжение группы зданий;
районное – теплоснабжение нескольких групп зданий (района);
городское – теплоснабжение нескольких районов;
межгородское – теплоснабжение нескольких городов.
Процесс централизованного теплоснабжения состоит из нескольких последовательных операций: подготовка теплоносителя; транспортировка теплоносителя; использование теплоносителя.
Источниками тепла при ЦТ могут быть теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), на
которых осуществляется комбинированная выработка электрической и тепловой
37
энергии (теплофикация); котельные установки большой мощности, вырабатывающие только тепловую энергию; устройства для утилизации тепловых отходов
промышленности; установки для использования геотермальных источников.
Теплоносителем в системах ЦТ обычно является перегретая вода с температурой до 200 °С и давлением Р у < 2,5 МПа и пар с температурой t < 440 °С и
давлением до Р у < 6,2 МПа. Вода обычно служит для обеспечения коммунально-бытовых, а пар - технологических нагрузок. Выбор температуры теплоносителя определяется экономическими расчетами и требованиями потребителей. С
увеличением дальности транспортирования тепла рекомендуется повышать параметры теплоносителя.
Использование теплоты в системах теплоснабжения связано с сезонами
года. Часть потребителей теплоты зависит от климатических условий (системы
отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха), а часть - не зависит (системы бытового горячего водоснабжения, технологического пароснабжения и
горячего водоснабжения). От преобладания тех или иных тепловых потоков з ависит во многом выбор систем и схем теплоснабжения.
4.2. Классификация систем центрального теплоснабжения
Системы центрального теплоснабжения (ЦТ) могут быть классифицированы по ряду признаков: 1) по способу присоединения установок отопления; 2) по числу трубопроводов; 3) по виду теплоносителя и др.
По способу присоединения установок отопления различают зависимые
и независимые системы. В зависимых системах теплоноситель поступает
непосредственно из тепловой сети в отопительные установки потребителей, в независимых - в промежуточный теплообменник, установленный в
тепловом пункте, где он нагревает вторичный теплоноситель, который
циркулирует в местной установке потребителя.
В зависимости от способа присоединения установок горячего водоснабжения системы теплоснабжения подразделяются на закрытые и открытые. В закрытых системах на горячее водоснабжение вода из водопровода поступает нагретой до требуемой температуры (обычно до 60...70 °С)
водой из тепловой сети в теплообменниках, устанавливаемых в тепловых
пунктах. В открытых системах вода подается потребителю непосредственно из тепловой сети (непосредственный водоразбор).
По числу трубопроводов, используемых для переноса теплоносителя,
различают одно-, двух- и многотрубные системы теплоносителя. Однотрубные системы применяются в тех случаях, когда теплоноситель полностью используется потребителями и обратно не возвращается (например, в
паровых системах без возврата конденсата или в открытых системах горячего водоснабжения, в которых вода полностью разбирается потребителями). В двухтрубных системах теплоноситель полностью или частично возвращается в источник тепла, где он подогревается и восполняется. Мно-
38
готрубные системы устраиваются при необходимости выделения отдельных типов тепловой нагрузки (например, отдельные системы для горячего
водоснабжения и отопления). Применение многотрубных систем упрощает регулирование отпуска тепла, способы присоединения потребителей к
тепловым сетям, а также их эксплуатацию.
По виду теплоносителя системы ЦТ подразделяются на водяные и паровые.
4.3. Тепловые пункты
Тепловые пункты (ТП) в системах теплоснабжения предназначены
для выполнения следующих функций:
постоянного контроля параметров теплоносителя (t и Р);
приготовления горячей воды с параметрами, требуемыми для санитарно-бытовых и технических нужд потребителей, а также поддержания
или регулирования этих параметров в процессе эксплуатации систем;
регулирования расхода теплоносителя и распределения его по системам потребления теплоты;
учета тепловых потоков, расходов теплоносителя и конденсата;
защиты местных систем от повышения давления и температуры
теплоносителя;
заполнения и подпитки систем потребления теплоты;
сбора, охлаждения, возврата конденсата и контроля его качества;
аккумулирования теплоты с целью выравнивания суточных колебаний расхода теплоносителя;
водоподготовки для систем горячего водоснабжения.
Тепловые пункты в зависимости от назначения делятся на индивидуальные тепловые (ИТП), предназначенные для присоединения систем отопления,
вентиляции, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих
установок для одного здания или его части, и центральные тепловые (ЦТП) для двух и более зданий (рис. 4.1).
По размещению на генеральном плане ТП подразделяются на отдельно
стоящие, пристроенные к зданиям и сооружениям и встроенные в здания и сооружения.
С целью обеспечения выполнения названных функций ТП оснащаются
специальным оборудованием, арматурой, контрольно-измерительными приборами, управления и автоматизации.
Устройство ИТП для каждого здания обязательно, независимо от того,
имеется или отсутствует ЦТП.
39
Рис. 4.1. Размещение тепловых пунктов:
а) общий ТП для шести зданий; б) отдельно стоящий ТП;
1 – ТП; 2 – компенсаторы; 3 – жилые здания
В помещениях ТП разрешается размещать дополнительное оборудование
в том числе повысительные насосы, подающие воду для хозяйственно питьевых целей и на пожаротушение.
4.4 . Трассировка сети
По своему назначению тепловые сети, соединяющие источник теплоты с
тепловыми пунктами, делятся на магистральные, распределительные и внутриквартальные.
Магистральные тепловые сети представляют собой участки, несущие
основную тепловую нагрузку и соединяющие источники теплоты с крупными
тепловыми потребителями. Распределительные, или межквартальные, сети
транспортируют теплоту от тепловых магистральных сетей к объектам теплопотребления. Они отличаются от магистральных сетей, как правило, меньшим диаметром и длиной. Внутриквартальные сети ответвляются от распределительных или непосредственно от магистральных тепловых сетей и заканчиваются в ТП потребителей теплоты. Они несут только ту тепловую нагрузку,
которую имеет этот потребитель теплоты. Нагрузка распределительных сетей
отличается большей часовой и суточной неравномерностью потребления теплоты по сравнению с нагрузкой магистральных сетей.
Трассировку сетей города начинают с магистральных сетей; ее начертание оказывает существенное влияние на построение распределительных и
внутриквартальных сетей, на их протяженность и надежность подачи теплоты
потребителям. Для правильного выбора трассы тепловых сетей, дающего
наилучшее решение с технической, экономической и экологической точек зр ения, необходимо выполнение следующих условий:
магистральные сети следует прокладывать вблизи центров тепловых
нагрузок;
трассы должны иметь кратчайшие расстояния;
40
тепловые сети не следует прокладывать в грунтах в затопляемых районах городов и промышленных предприятий;
намеченные трассы не рекомендуется располагать на пятне намечаемой
застройки, а также они не должны мешать работе транспортной системы города;
трассировка систем теплоснабжения должна обеспечивать удобства
при проведении ремонтных работ;
подземную прокладку тепловых сетей не следует намечать вдоль электрифицированных железнодорожных и трамвайных путей во избежание электрокоррозии металлических трубопроводов
Магистральные тепловые сети по конфигурации делятся на тупиковые и
кольцевые (рис. 4.2). Общая протяженность магистралей тупиковых сетей значительно короче кольцевых, но зато надежность кольцевых сетей значительно
выше, чем тупиковых. В кольцевых сетях легче и быстрее выравниваются потери давления, возникающие при разной нагрузке систем теплоснабжения, ос обенно в период аварийных отключений отдельных участков. Подача тепла потребителям в кольцевых сетях является более надежной, чем в тупиковых, при
ремонте отдельных участков или авариях на них.
Рис. 4.2. Конфигурация тепловых магистральных сетей:
а) тупиковая; б) кольцевая; 1 – источник теплоты; 2 – магистрали
41
4.5. Устройство тепловых сетей
При прокладке тепловых сетей наибольшее распространение получили
стальные электросварные и стальные бесшовные трубы. Кроме названных металлических труб в последние годы находят применение неметаллические трубы. В экспериментальных целях для прокладки тепловых сетей используются
асбестоцементные, железобетонные и трубы с пластмассовым покрытием. В
дальнейшем предполагается применять и пластмассовые трубы. Тепловые сети
из неметаллических труб значительно дешевле, но их надежность по сравнению
с металлическими намного ниже.
Стальные трубы соединяются, как правило, сваркой. Этот вид соединения
по прочностным свойствам не уступает прочности самих труб. Асбестоцементные трубы соединяются с помощью манжетных компенсаторов либо муфт с резиновыми уплотнительными кольцами, служащими одновременно и для компенсации температурных деформаций. Эти соединения менее надежны, чем
сварные: при просадке грунта или нарушении соосности труб возможны нар ушения стыков и утечка воды.
Трубопроводы тепловых сетей прокладываются параллельно рельефу
местности с минимальным уклоном 0,002. В нижних точках сети предусматриваются выпуски для опорожнения сети, в верхних - воздушники для выпуска
воздуха.
Прокладка тепловых сетей может осуществляться в проходных, полупроходных и непроходных каналах, а также быть надземной. Первый вид прокладки
широкого использования не нашел, хотя применение его целесообразно в крупных городах. В таких каналах (коллекторах) прокладывается большая часть
инженерных подземных городских сетей: теплопроводы, водопроводы, силовые
и осветительные кабели, кабели связи и др. (рис. 4.3).
Размеры проходных каналов выбираются таким образом, чтобы они обеспечивали свободное обслуживание всех трубопроводов и оборудования (задвижки, сальниковые компенсаторы, дренажные устройства, КИП, вантузы и т.п.).
Такие каналы оборудуются вентиляцией с целью поддержания температуры
воздуха не выше 30 °С, электрическим освещением (напряжение до 30 В) и
устройствами для быстрого отвода воды из каналов. Проходные каналы рекомендуется устраивать под основными городскими магистралями с усовершенствованными дорожными покрытиями. Ширина прохода в свету в тоннелях
должна приниматься равной диаметру наибольшей трубы плюс 100 мм, но не
менее 1000 мм. Проходные каналы требуют значительных капитальных затрат,
но с точки зрения эксплуатации они являются наиболее приемлемыми.
В случаях, когда количество прокладываемых трубопроводов невелико,
но доступ к инженерным сетям необходим, устраиваются полупроходные каналы. Размеры этих каналов выбирают таким образом, чтобы была возможность
прохода человека в полусогнутом состоянии. С учетом этого обстоятельства
высота каналов должна быть не менее 1400 мм.
42
Прокладка теплопроводов в настоящее время преимущественно осуществляется в непроходных каналах, непосредственно в грунтах (бесканальная
прокладка) и на опорах по выровненной поверхности земли.
При прокладке трубопроводов в непроходных каналах наибольшее распространение получили каналы лоткового (КЛ) и сборного (КС) типов. В том
случае, если по каким-либо причинам монтаж железобетонных каналов невозможен, выкладывают кирпичные каналы.
Надземная прокладка может осуществляться на низких (h = 0,5 - 2,0 м) и
высоких опорах (h = 2-3 м ). Этот вид прокладки применяется на производственных предприятиях, в районах вечной мерзлоты, а также в других случаях
при достаточном обосновании.
Рис. 4.3. Проходной канал:
1, 2 – подающий и обратный теплопроводы; 3 – водопровод;
4 – силовые кабели; 5 – кабели связи
При бесканальной прокладке трубопроводы со специальной тепловой
изоляцией укладываются непосредственно на специально подготовленный
грунт. Прокладка сетей в каналах обходится дороже, чем бесканальная. Однако
при канальной прокладке уменьшаются теплопотери, увеличивается срок эксплуатации и упрощается ремонт и замена труб.
Глубину заложения тепловых сетей при прокладке в каналах принимают
не менее 0,5 м до верха перекрытий каналов. При бесканальной прокладке глубину заложения следует назначать не менее 0,7 м до верха изоляционной об олочки трубопровода.
На тепловых сетях устанавливается следующее оборудование:
задвижки и затворы;
43
неподвижные и подвижные опоры;
компенсаторы;
грязевики;
выпуски воды;
воздушники.
При подземной прокладке тепловых сетей указанное оборудование устанавливается в надземных павильонах или подземных камерах. Камеры тепловых сетей могут быть выполнены из сборного или монолитного железобетона,
а также быть кирпичными. Размеры камер зависят от диаметров трубопроводов,
оборудования, которое в них устанавливается, условий монтажа и требований к
обслуживанию. Высота камер должна быть не менее 2 м.
Задвижки и затворы устанавливаются:
1) на всех трубопроводах выводов тепловых сетей от источников теплоты независимо от параметров теплоносителя и диаметров трубопроводов;
2) для проведения ремонтных работ на теплопроводах водяных систем;
3) на водяных и паровых тепловых сетях в узлах ответвлений на трубопроводах Ду > 100 мм, а также в узлах ответвлений на трубопроводах к отдельным зданиям.
Неподвижные опоры (рис. 4.4) предусматриваются для защемления трубопроводов в специальных конструкциях и могут быть разделены на следующие типы: упорные, щитовые и хомутовые. Упорные неподвижные опоры
применяют при всех типах прокладки, щитовые – при бесканальной прокладке
и прокладке в непроходных каналах, при размещении опор вне камер. Хомутовые - при надземной прокладке и при прокладке в тоннелях.
Подвижные опоры могут быть скользящими, катковыми, шариковыми,
пружинными (подвески) и жесткими подвесками.
Скользящие опоры проектируются независимо от направления горизонтальных перемещений трубопроводов при всех способах прокладки и для всех
диаметров труб. Катковые опоры используются для труб диаметром 200 мм и
более при горизонтальных перемещениях труб в тех случаях, когда они проложены в тоннелях, на кронштейнах, на отдельно стоящих опорах и эстакадах.
Шариковые опоры рекомендуется применять в тех же случаях, что и катковые,
но при наличии горизонтальных перемещений труб под углом к оси трассы.
Пружинные опоры, или подвески, предусматриваются для труб диаметром 150
мм и более в местах вертикальных перемещений труб. Жесткие подвески используют при надземной прокладке трубопроводов с гибкими компенсаторами
и на участках самокомпенсации.
Компенсаторы предназначены для восприятия тепловых удлинений трубопроводов тепловых сетей. Они могут иметь различные компенсирующие
устройства: гибкие из труб; сильфонные; линзовые; сальниковые; манжетные.
Гибкие П – образные компенсаторы из труб используются независимо от
параметров теплоносителя, способов прокладки и диаметров труб. Сальниковые, сильфонные, линзовые и манжетные компенсаторы применяют для тепло44
проводов с определенными рабочими параметрами, допускаемыми для данных
типов компенсаторов.
Выпуски воды (спускные устройства) устанавливаются в нижних точках
водяных тепловых сетей и конденсатопроводов.
Выпуски воздуха (вантузы) устанавливаются в верхних точках трубопроводов водяных тепловых сетей.
Грязевики в водяных тепловых сетях устанавливают на трубопроводах
перед насосами и перед регуляторами.
Рис. 4.4. Неподвижные опоры:
а) лобовая; б) щитовая; в) хомутовая ;
1 – трубопровод; 2 – упор; 3 – швеллер;
4 – несущая железобетонная конструкция; 5 – подготовка; 6 – хомут
45
Контрольные вопросы
1. Какие типы теплоснабжения существуют?
2. На какие группы можно разделить системы центрального теплоснабжения?
3. Что может являться источником тепла в системах центрального теплоснабжения?
4. Как классифицируются системы централизованного теплоснабжения
(ЦТ)?
5. Тепловые пункты и места их размещения.
6. Как классифицируются тепловые сети по назначению?
7. Какие типы труб используются для прокладки тепловых сетей и как
они соединяются между собой?
8. Какими способами производится прокладка тепловых сетей?
9. Какое оборудование устанавливается на тепловых сетях?
10. В каких местах тепловых сетей устанавливаются различные типы
оборудования?
5. ГАЗОСНАБЖЕНИЕ
5.1. Горючие газы
Наиболее эффективным видом топлива для жилищно-коммунального хозяйства населенных пунктов и промышленности является газообразное топливо. По сравнению с твердым топливом оно имеет ряд преимуществ в экономическом и экологическом аспектах. Данный вид топлива можно транспортировать по трубам на значительные расстояния, а затем централизованно распр еделять по территории городов и населенных пунктов.
Газообразное топливо представляет собой смесь нескольких газов, в о сновном горючих (метан, этан, пропан и др.). Наибольшую ценность для газоснабжения представляют природные газы, которые состоят главным образом из
углеводородов метанового ряда, которые обладают высокой теплотворной способностью, низким содержанием балласта и отсутствием вредных примесей.
Наряду с природными газами существуют искусственные горючие газы
(коксохимические, коксогазовые, газосланцевые, доменные, генераторные и
др.). Однако эти газы в большей степени, чем природные, содержат вредные
примеси, такие как сероводород, аммиак, окись углерода, цианистые соединения. Наиболее опасным и вредным среди них является сероводород – высокотоксичный яд, вызывающий коррозию металла. Горючие газы, применяемые
для газоснабжения населенных пунктов, должны отвечать требованиям ГОСТ.
Если природные газы не имеют естественного характерного запаха, то им
придают этот запах искусственно (одорируют).
46
5.2. Системы газоснабжения, трассировка сетей
и размещение сооружений
В состав газового хозяйства населенных мест входят следующие соор ужения: газораспределительные станции ГРС (природный газ) или газовые заводы (искусственный газ), газгольдерные станции, наружные распределительные
газопроводы различного давления, газорегуляторные пункты ГРП, ответвления
и вводы на объекты, использующие газ, а также внутренние газопроводы и
приборы потребления газа.
В зависимости от максимального рабочего давления газа газопроводы
подразделяют на следующие категории:
1) низкого давления - с давлением газа не более 5 кПа;
2) среднего давления - с давлением газа от 5 кПа до 0,3 МПа;
3) высокого давления: I категории с давлением газа 0,6 - 1,2 МПа;
II категории с давлением газа 0,3 - 0,6 МПа.
Газопроводы низкого давления предназначаются для снабжения газом
жилых и общественных зданий, а также мелких промышленных и коммунально-бытовых предприятий.
Газопроводы среднего и высокого (II категории) давления прокладывают
для питания распределительных газопроводов низкого и среднего давления
(через газорегуляторные пункты), а также промышленных и коммунально бытовых предприятий (через местные газорегуляторные установки).
Газопроводы высокого давления (с давлением газа более 0,6 МПа) предназначены для подачи газа к городским газорегуляторным пунктам, местным г азорегуляторным пунктам крупных предприятий, а также к предприятиям, технологические процессы которых требуют применения газа высокого давления.
По начертанию в плане системы распределения газа, по аналогии с с истемами водоснабжения, делятся на тупиковые, кольцевые и смешанные. Конфигурация газовых сетей, а также принимаемые в них рабочие давления в условиях города влияют на размещение ГРС, ГРП.
По числу ступеней давления в газовых сетях системы газоснабжения подразделяются на одно-, двух-, трех- и многоступенчатые (рис. 5.1).
Необходимость совместного применения нескольких ступеней давления
газа в городах возникает из-за большой протяженности городских газопроводов, несущих большие газовые нагрузки, наличия потребителей, которые тр ебуют различных давлений, из-за условий эксплуатации и др.
На рис. 5.1, а представлена схема одноступенчатой системы распределения газа, состоящей из газгольдерной станции низкого давления, конечного газорегуляторного пункта низкого давления, кольцевых газопроводов низкого
давления, ответвлений к потребителям и тупикового газопровода низкого давлении. При питании от одной точки газовые сети имеют большие диаметры, а
распределение газа по сети характеризуется относительно большой неравно-
47
мерностью. Поэтому обычно питание сети газом осуществляется в нескольких
точках, для чего применяют газораспределительные станции.
Рис. 5.1. Системы газоснабжения населенных мест:
а) одноступенчатая; б) двухступенчатая; в) трехступенчатая;
1 – групповая установка газа сжиженного (ГС); 2 – газорегуляторный пункт (ГРП);
3, 5, 6 – соответственно трубопроводы низкого (СНД), среднего (ССД) и высокого (СВД)
давления; 4 – ответвление к потребителю; 7 – газораспределительная станция;
8 – промышленное предприятие
На рис. 5.1, б приведена схема двухступенчатой системы газоснабжения.
Газ среднего давления по газопроводу подводится к газорегуляторным пунктам, размещаемым вне кварталов на свободных от застройки площадях. Из газорегуляторных пунктов после снижения давления газ поступает в газопроводы
низкого давления, из которых через вводы он подводится к внутридомовой с ети. В крупных городах с развитой промышленностью при наличии потребителей газа среднего давления может применяться трех- или многоступенчатая система распределения газа: высокого (одной или двух категорий), среднего и
низкого давления (рис. 5.1, в). В этом случае газ от источника подается к отдельным районам города под высоким давлением на регуляторные пункты,
снижающие давление газа до среднего. Внутри районов размещены ГРП, снижающие давление газа до низкого. На эти станции газ поступает по газопроводам среднего давления (пунктирные линии). Сеть низкого давления имеет
наибольшие разветвление и протяженность (сплошные линии).
В системе газоснабжения могут быть предусмотрены также комбинированные ГРП, одновременно снижающие давление газа от высокого до среднего
и от среднего до низкого.
48
В зависимости от потребности в определенном напоре газа отдельные потребители могут подключаться к любой сети при помощи индивидуальных р егуляторных установок. Необходимость установки индивидуальных регуляторов
давления, удорожающих строительство и усложняющих эксплуатацию газовых
сетей, является недостатком распределительных сетей среднего и высокого
давления.
При выборе той или иной схемы распределительной сети следует помнить, что самой рациональной из них будет та, которая удовлетворяет следующим основным требованиям: 1) обеспечивает подачу всем потребителям расчетного количества газа заданного давления; 2) имеет наименьшие строительную и эксплуатационную стоимости; 3) надежна в работе. Тип распределительной сети для данного объекта выбирают в зависимости от конкретных местных
условий: характера застройки, наличия тех или иных потребителей, необходимого давления газа, поступающего к объекту, и т. п.
Газопроводы высокого давления трассируют по окраине населенного места или по районам с малой плотностью населения, а газопроводы среднего и
низкого давления - по всем улицам, причем газопроводы больших диаметров по
возможности следует прокладывать по улицам с неинтенсивным движением.
Газовые сети обычно прокладывают в грунте (подземные прокладки). На
территориях промышленных и коммунально-бытовых предприятий возможно
применение надземной прокладки по стенам и крышам зданий, по колоннам и
эстакадам. Допускается надземная прокладка внутриквартальных (дворовых)
газопроводов на опорах и по фасадам зданий.
Разрешается прокладывать два и более газопровода в одной траншее, но в
этом случае расстояния между газопроводами в свету следует назначать из
условий удобства монтажа и ремонта трубопроводов (не менее 0,4 м при диаметрах труб до 300 мм включительно и не менее 0,5 м при больших диаметрах).
При пересечении газопроводами других подземных коммуникаций расстояния между ними по вертикали в свету должны быть не менее: 0,15 м при
пересечении водопровода, канализации, телефонной сети; 0,5 м - электрокабеля
или телефонного бронированного кабеля; 1 м - маслонаполненного электрокабеля высокого напряжения. Арматуру, устанавливаемую на газопроводах, следует располагать не ближе 2 м от края пересекаемых коммуникаций и сооружений. При пересечении газопроводами каналов теплосети, канализационных
коллекторов и тоннелей их прокладывают в футлярах, выходящих за наружные
стены пересекаемых сооружений на 2 м с каждой стороны. Переходы газопр оводов через водные преграды осуществляются подводными (дюкерами) и
надводными (по мостам, эстакадам и др.) способами.
Газопроводы, транспортирующие влажный газ, прокладывают ниже глубины промерзания грунта (считая до верха трубы). Газопроводы, транспортирующие осушенный газ, прокладывают в зоне промерзания грунта на глубине
не менее 0,8 м от поверхности земли (до верха газопровода или футляра). Газ овые сети выполняются из металлических и пластмассовых труб, диаметр кото-
49
рых и протяженность зависят от количества и мест размещения ГРС. Для пр иближенных расчетов рекомендуется принимать расстояние между ГРС по
внешнему кольцу сети в пределах 10 – 15 км.
5.3. Устройство газопроводов
Для прокладки газовых сетей различного назначения используются
стальные (бесшовные и сварные) и пластмассовые (полиэтиленовые и винипластовые) трубы. Трубы из других материалов применяются сравнительно редко.
Стальные трубы изготавливают из малоуглеродистых сталей. Диаметр
газопроводов и толщину их стенок определяют расчетом, но независимо от р езультатов расчета толщина стенок надземного газопровода должна быть не менее 2 мм, а подземного – 3 мм. Минимальный диаметр подземных газопроводов
должен быть: для распределительных сетей – 50 мм; для ответвлений к потребителям – 25 мм. На практике для прокладки газопроводов применяют: стальные бесшовные горячедеформированные трубы наружным диаметром 57 – 426
мм; стальные электросварные прямошовные трубы наружным диаметром 426 –
1620 мм; стальные водогазопроводные трубы диаметром 10 – 150 мм и др.
Стальные газопроводы, прокладываемые в земле, соединяют сварными
стыками. Резьбовые соединения при подземной прокладке не допускаются.
Фланцевые соединения допускаются только в колодцах, в местах установки арматуры, имеющей фланцы.
По сравнению со стальными трубами пластмассовые трубы обладают
рядом преимуществ: высокой стойкостью к коррозии; небольшим весом; более
легкой обработкой (резкой, гнутьем, сваркой). Для прокладки подземных трубопроводов используют полиэтиленовые (наружным диаметром до 630 мм) и
винипластовые трубы (диаметром до 150 мм). К недостаткам пластмассовых
туб можно отнести: большой коэффициент линейного расширения при изменении температуры и ограниченный рабочий температурный диапазон.
Арматура. На сети газопроводов устанавливают различную арматуру и
фасонные части. Для устройства поворотов и ответвлений, а также переходов
при изменении диаметра труб применяются фасонные части (отводы, тройники,
крестовины, переходы, фланцы, заглушки), сварные или горячего гнутья. Для
поворотов стальных газопроводов под разными углами в горизонтальной и вертикальной плоскостях используются стальные отводы (колена), которые по
способу изготовления могут быть гнутыми, гладкими и сварными. Переходы
(от одного диаметра труб к другому) по способу изготовления бывают с одним
продольным швом, штампованные из двух половинок с двумя продольными
швами и лепестковые. Тройники и крестовины (кресты) делают сварными. Они
могут изготавливаться в заводских условиях или на месте строительства.
Запорные устройства служат для прекращения подачи или изменения
расхода потока газа в трубопроводе. К основным видам запорной арматуры относятся краны и задвижки. Задвижки устанавливают на магистральных сетях
50
высокого и среднего давления. На распределительных газопроводах низкого
давления (включая ответвления и вводы) устанавливают задвижки, краны и
гидравлические затворы. Гидравлические затворы представляют собой герметичные затворные устройства, они могут использоваться также в качестве
сборников конденсата. Высоту гидравлического затвора следует принимать с
таким расчетом, чтобы высота столба жидкости обеспечивала давление, на 200
мм столба жидкости больше, чем максимальное давление газа в сети. Задвижки
на газопроводах устанавливают или в колодцах, или непосредственно в земле с
защитными кожухами.
Сезонные колебания температуры грунта вызывают изменение линейных
размеров трубопроводов и арматуры, что приводит к возникновению напряжений. Для снижения этих напряжений, а также для удобства демонтажа и установки задвижек применяют компенсаторы. При подземной прокладке газопроводов наибольшее распространение получили линзовые компенсаторы, которые
устанавливают в колодцах совместно с задвижками или без них. Кроме этого
могут применяться сальниковые и П–образные компенсаторы, аналогичные
компенсаторам, устанавливаемым на тепловых сетях.
На подземных газопроводах предусматривают устройство колодцев, как
правило, в местах установки отключающей арматуры и компенсаторов. Они
могут быть выполнены из сборного или монолитного бетона и железобетона. В
водонасыщенных грунтах колодцы устраивают с наружной гидроизоляцией для
предотвращения затопления грунтовыми водами.
Контрольные вопросы
1. Какие сооружения входят в состав газового хозяйства населенных
мест?
2. На какие категории подразделяются газопроводы в зависимости от
максимального рабочего давления?
3. Как подразделяются системы распределения газа по очертанию в плане?
4. Какие схемы систем газоснабжения существуют с учетом степеней
давления в системах газоснабжения?
5. Где происходит трассировка газопроводов высокого давления?
6. Какое расстояние в свету при подземной прокладке газопровода должно быть при пересечении газопровода с водопроводом, канализацией и телефонной сетью?
7. Каков метод прокладки газопроводов при пересечении ими каналов
теплосети, канализационных коллекторов и тоннелей?
8. Какие типы труб используются для прокладки газовых сетей?
9. Какая запорная и регулирующая арматура устаривается на сети газопроводов?
10. Что предусматривается устраивать на подземных газопроводах для
установки компенсаторов и отключающей арматуры?
51
6. ГОРОДСКИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ
6. 1. Схема городских электрических сетей
На рис. 6.1 показана принципиальная схема электроснабжения города.
Рис. 6.1. Схема электроснабжения города:
ПС - понижающие подстанции; ТП - трансформаторные подстанции
В схеме, приведенной на рис. 6.1, различают ряд звеньев: I звено - электроснабжающая сеть напряжением 35 кВ и выше. В состав первого звена входят также понижающие подстанции и питающие их линии; II звено - питающая
сеть 6…10 кВ как совокупность питающих линий, распределительных подстанций; III звено - распределительная сеть 6…10 кВ. Её питание осуществляется
как от распределительных подстанций, так и непосредственно от центров питания; IV звено - трансформаторные подстанции распределительных сетей;
V звено - распределительная сеть 038 кВ.
6.2. Кабельные линии и их прокладка
При прокладке трассы кабельной линии необходимо избежать участков с
агрессивными грунтами по отношению к металлическим оболочкам кабелей.
Укладка кабелей производится с заносом по длине так как возможны смещения
почвы и температурные деформации самого кабеля. Необходимо производить
защиту кабелей от возможных механических повреждений.
52
Соединение отрезков кабеля и его заделку производят с помощью концевых соединительных муфт. Вдоль прокладываемой линии число соединительных муфт в расчете на 1 км длины должно быть не более 4…6 штук.
Прокладка кабелей производится с соблюдением следующих основных
правил:
1. Контрольные кабели и кабели связи размещаются под или над силовыми кабелями и отделяются перегородками.
2. Рекомендуется прокладывать силовые кабели до 1 кВ выше кабелей в 1 кВ.
3. Кабели питания электроприемников I категории рекомендуется прокладывать на разных горизонтальных уровнях и разделять перегородками.
4. Маслонаполненные кабели обычно прокладываются в отдельных с ооружениях, при прокладке совместно с другими кабелями они располагаются в нижней части сооружений и отделяются огнеупорной перегородкой.
На рис. 6.2 показана схема прокладки кабелей в траншее.
Рис. 6.2. Прокладка кабелей в траншее:
1 - кабель на напряжение 35 кВ; 2 - кирпич или железобетонные плиты;
3 - кабель на 10 кВ; 4 - контрольные кабели; 5 - мягкий грунт или песок
При прокладке кабельных линий непосредственно в земле кабели пр окладываются в траншеях (рис. 6.2) и имеют снизу подсыпку, а сверху засыпку
слоем грунта, не содержащего камней. Для защиты от механических повреждений устанавливаются железобетонные плиты толщиной не менее 50мм для
напряжения выше 35кВ. Если напряжение ниже 35кВ поверх кабеля укладывается кирпич в один слой поперёк трассы.
6.3. Прокладка электрических линий через преграды
Кабельные линии пересекающие водные преграды, выполняются кабелем, бронированным круглой проволокой. Желательно использовать кабели без
применения соединительных муфт. Нитка кабелей заглубляется в дно водных
53
преград на глубину не менее 1 м, а на берегах остаётся его резерв длинной не
менее 10 м. Трасса линий может проходить по мостам и путепроводам. На мостах с интенсивным движением транспорта рекомендуется применять бронир ованные кабели в алюминиевой оболочке, но возможна прокладка кабельных
линий в асбестоцементных трубах. В земельных платинах, дамбах и пирсах
прокладку ведут в земельных траншеях, глубиной не менее 1 м. Пересечение
кабельной линии железных или автомобильных дорог осуществляется в тоннелях, блоках или трубах на глубине не менее 1 м от полотна дороги.
7. ТЕЛЕФОННЫЕ КАБЕЛЬНЫЕ СЕТИ
Прокладка трассы городской телефонной сети (ГТС) производится на о снове рабочих чертежей. Она предусматривает монтаж трубопроводов, каналов,
шахт и смотровых устройств, предназначенных для прокладки и эксплуатации
кабелей связи.
Основным элементом ГТС являются подземные трубопроводы, которые
прокладываются под пешеходными и проезжими частями улиц. Трубопроводы
собираются из отдельных труб или блоком с общим количеством от 1 до 48 и
более. На рис 7.1 приведены конструкции труб и блоков кабельной канализации.
Рис. 7.1. Конструкция труб и блоков кабельной канализации:
а) трубы бетонные; б) то же, асбестобетонные; в) полиэтиленовые;
г) блоки из нескольких рядов бетонных труб;
1 - железобетонная прокладка; 2 - песок; 3 - цементно-песочная смесь
По трассе трубопровода разрешается на отдельные участки (проёмы)
длинной до 150 м, соединяются между собой подземными смотровыми устройствами (колодцами).
54
Кабельные телефонные сети выполняются также на столбах линий связи.
Такая линия связи начинается с кабельной опоры, оборудованной кабельными
ящиками и кабельной площадкой. Опоры линий устанавливаются, как правило,
на пешеходной части улиц, а кабель подвешивается на семижильном стальном
канате.
Ввод кабелей в здание от городской АТС осуществляется или из распределительных шкафов, или непосредственно от коммутационного щита ГТС. Он
может быть подземным или воздушным.
Контрольные вопросы
1. Какие участки земли необходимо избегать при прокладке кабельной
линии?
2. Каким образом производят заделку соединений отрезков кабеля?
3. Какие правила необходимо соблюдать при прокладке кабеля?
4. Какова схема прокладки кабелей в траншее?
5. Какие требования предъявляются к кабельным линиям, пересекающим
водные преграды?
6. Какие кабели необходимо применять при их прокладке на мостах?
7. Как прокладываются кабельные линии в земляных плотинах, дамбах и
пирсах?
8. Каким образом производят прокладку кабельной линии при пересеч ении ими железных и автомобильных дорог?
9. Как прокладывается трасса городской телефонной сети по заглубленным трассам?
10. Как вводится кабель в здание от городской телефонной сети?
8. ПРИНЦИПЫ РАЗМЕЩЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ СЕТЕЙ
И КОЛЛЕКТОРОВ В ГОРОДАХ
Инженерное оборудование населённых мест включает в себя системы водоснабжения, канализации, теплоснабжения, электроснабжения, газоснабжения, связи, освещение, санитарной очистки и других видов благоустройства.
Выбор источников водоснабжения, электроснабжения, теплоснабжения и
других видов энергии в каждом отдельном случае осуществляется с согласия
заинтересованных организаций с учётом экономических, экологических и др угих требований.
Необходима тщательная увязка как подземных, так и надземных сетей с
поперечным профилем улиц, с транспортной сетью и внутримикрорайонными
сетями. Трассировка магистральных инженерных сетей должна производится с
учётом структурно-планировочных решений населённых мест, характера дорожно-транспортной сети, рельефа местности, наличие и размещение водоемов
и расположения наиболее крупных потребителей воды, газа и электроэнергии.
55
Городские магистральные сети прокладываются вдоль транспортных улиц в
специально отведённых технических полосах, а магистральные районные сети вдоль жилых улиц и проездов.
Магистральные городские и районные сети водоснабжения и теплоснабжения желательно трассируются по местности с повышенными отметками, что
даёт возможность более рационально использовать напоры в сетях. Для обеспечения равномерных напоров в сетях и предотвращения перерывов в их работе
при авариях основные магистрали соединяются перемычками.
Схемы подземных сетей населённого пункта или промпредприятия должны обеспечивать возможность строительства объекта по очередям, с учётом его
дальнейшего расширения.
В проектах детальной планировки в крупном масштабе решается планировка не всего города, а какой-либо его части, например жилого района или
микрорайона. В этой части проекта даются исчерпывающие решения того, как
будут обеспечены водой, теплом, энергией, канализацией, дорогами, транспо ртом, телефонизацией и т.д. каждый из проектируемых микрорайонов и отдельных объектов определены поперечные профили улиц с учётом транспортных
потоков и создание необходимых зон прокладки подземных сетей. Таким обр азом, необходимым условием создания всего комплекса инженерного оборудования и благоустройства, отвечающего современным требованиям градостро ительства, является комплексная разработка технической документации для инженерного обеспечения объектов строительства.
Системы водоснабжения, канализации, теплоснабжения, газоснабжения,
электроснабжения, связей и санитарной очистки городской территории разр абатываются на основе генерального плана развития города, генеральной схемы
развития соответствующих отраслей городского хозяйства и в соответствии с
требованиями нормативных документов.
8.1. Размещение подземных сетей в плане
Основным местом при прокладке инженерных сетей являются улицы и
дороги. Для этой цели в поперечных профилях улиц и дорог предусматриваются места для укладки сетей различного назначения. На полосе между красной
линией и линией застройки укладываются кабельные сети (силовые, связи, сигнализации, диспетчеризации); под тротуарами – тепловые сети или проходные
каналы; на разделительных полосах – водопровод, газопровод и хозяйственнобытовая канализация.
При ширине улиц в пределах красных линий 60 м и более прокладка подземных сетей проектируется по обеим сторонам улиц. Размещение подземных
сетей по отношению к зданиям, сооружениям и зелёным насаждениям и их вз аимное расположение должны исключать возможность подмыва фундаментов
зданий и сооружений, повреждения близко находящихся сетей и зелёных
насаждений, но обеспечивать возможность ремонта сетей без затруднения для
движения городского транспорта. На рис. 30, 31, 32 показан пример расположения в плане подземных инженерных сетей.
56
Рис. 8.1. Расположение инженерных сетей на магистральных улицах
общегородского значения с трамвайной полосой
Рис. 8.2. Расположение инженерных сетей на магистральных улицах
общегородского значения, без трамвайных путей
Рис. 8.3. Расположение инженерных сетей на магистральных улицах
районного значения без местных проездов:
1 - сборные трубопроводы ливневой канализации; 2 - производственный водопровод;
3 - теплопроводе; 4 - магистральная линия ливневой канализации;
5 - распределительная сеть водопровода; 6 - газопровод среднего давления;
7 - то же, высокого давления; 8 - магистральный водопровод;
9 - хозяйственно-бытовая канализация
57
Расстояние в плане между инженерными сетями и сооружениями приведены в табл. 8.1.
Размещение инженерных сетей относительно друг друга приведены в
табл. 8.2.
При невозможности соблюдения расстояний, указанных в табл. 8.1 и 8.2 в
некоторых случаях допускаются обоснованные изменения или принятие таких
мер, которые исключали бы взаимное негативное влияние.
Пересечение трубопроводов с железнодорожными и трамвайными путями, а также автодорогами, как правило, должно проходить под углом 90 . При
соответствующем обосновании допускается уменьшение угла пересечения до
45 в тех случаях, когда пересекаются водные преграды автомобильные дороги,
трамвайные пути, отдельные здания и сооружения, и 60 при пересечении сооружений метрополитена и железных дорог. При подземном пересечении инженерными сетями железных дорог должно соблюдаться наименьшее рассто яние по горизонтали в свету:
до стрелок и крестовин железнодорожного пути при пучинистых грунтах – 20 м;
до мостов, труб, тоннелей и других искусственных сооружений на железных дорогах – 20 м;
до стрелок и крестовин железнодорожного пути и мест присоединения
отсасывающих кабелей электрифицированных дорог – 10 м.
Прокладка инженерных сетей при подземном пересечении железных и
автомобильных дорог, трамвайных путей и линий метрополитена может осуществляться:
в каналах при возможности производства строительно-монтажных работ и ремонтных работ открытым способом;
в футлярах при невозможности производства работ открытым спос обом, длине пересечения до 40 м и возможности обеспечения по обе
стороны от пересечения прямых участков трассы длинной 10…15 м;
в тоннелях – в остальных случаях, а также при заглублении от поверхности земли до перекрытия канала (футляра) 2,5м.
Расстояние в плане от обреза футляра, а в случае устройства в конце футляра колодца – устанавливается следующим:
при пересечении железных дорог – 8 м от оси крайнего пути, 5 м от подошвы насыпи и 3 м от бровки земляного полотна или подошвы насыпи, бровки выемки, бровки нагорной канавы или другого водоотводящего сооружения;
при пересечении автодорог – 3 м от бровки земляного полотна или подошвы насыпи, бровки нагорной канавы или другого водоотводящего
сооружения.
58
Размещение инженерных сетей в плане относительно инженерных устройств и сооружений
59
58
Таблица 8.1
Таблица 8.2
Размещение инженерных сетей относительно друг друга
60
59
8.2. Размещение инженерных сетей в вертикальной плоскости
При укладке подземных сетей необходимо соблюдать определенные расстояния как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Данные расстояния соблюдаются между сетями и сооружениями и между самими сетями.
При прокладке трубопроводов, транспортирующих хозяйственнопитьевую или сточную воду, в северных и центральных районах страны нео бходимо учитывать глубину промерзания грунта, а также температуру транспортируемой воды (см. п. 2.4.2.). В южных районах глубина заложения зависит
лишь от внешних воздействий на трубопровод. На глубину заложения трубопроводов оказывают влияние и санитарные требования. Так, водопроводные
линии с водой хозяйственно-питьевого назначения всегда размещаются выше
канализационных трубопроводов, а также трубопроводов, по которым перекачиваются ядовитые и дурно пахнущие жидкости. Между данными типами трубопроводов расстояние в свету должно быть не менее 0,4 м.
В некоторых случаях допускается прокладка водопроводных линий ниже
канализационных лишь при соблюдении следующих условий:
водопроводные линии должны быть из стальных труб;
трубы водопровода необходимо заключать в футляры, при этом расстояние от стенок канализационных труб до обреза футляра должно быть
не менее 5 м в глинистых грунтах и не менее 10 м в песчаных, гравелистых и др. грунтах;
канализационные трубопроводы в местах пересечения прокладываются
из чугунных труб;
допускается прокладка водопроводных вводов диаметром до 150 мм
ниже канализационных без устройства футляров, если расстояние в
свету между трубопроводами будет больше 0,5 м.
Теплопроводы открытых систем теплоснабжения и трубопроводы горячего водоснабжения разрешается прокладывать ниже или выше канализационных
сетей, если расстояние между ними будет составлять не менее 0,4 м.
Расстояние между трубопроводами различного назначения принимается
равным 0,2 м, за исключением вышеперечисленных случаев.
Силовые кабели связи, как правило, прокладываются выше трубопроводов. При этом между ними соблюдаются следующие расстояния:
между силовыми кабелями до 35 кВ и кабелями связи и трубопроводами – 0,5 м;
то же 110…220кВ и трубопроводами – 1 м.
Прокладка инженерных сетей под железнодорожными и трамвайными
путями, считая от подошвы рельса, или автодорогами, считая до верха покр ы-
61
тия проезжей части, до верха трубы, футляра или электрокабеля осуществляется на глубине 1 м при открытом способе производства работ и на глубине 1,5 м
при закрытом способе (продавливание, горизонтальное бурение или щитовая
проходка).
Контрольные вопросы
1. Что лежит в основе разработки систем инженерных сетей в городах?
2. Где прокладываются кабели связи и силовые кабели на магистральных
улицах общегородского значения?
3. Под каким углом, как правило, должно происходить пересечение пр окладываемых трубопроводов с железнодорожными и трамвайными путями?
4. На каком расстоянии по горизонтали прокладываются водопроводная и
напорная канализационная сети от фундаментов зданий, путепроводов и тоннелей?
5. Возможна ли прокладка кабелей связи и силовых кабелей на расстоянии менее 2 м от фундаментов зданий?
6. Каким образом относительно друг друга по вертикали прокладываются
водопроводные и канализационные сети?
7. Какое расстояние по вертикали должно быть между трубопроводами
различного назначения?
8. Что необходимо учитывать при прокладке водопроводных и канализ ационных линий в зимний период?
9. Каково расстояние по горизонтали допускается между водопроводом,
дренажной и дождевой канализациями?
10. Какие варианты прокладки инженерных сетей при подземном пересечении железных и автомобильных дорог, трамвайных путей и линий метрополитена применяются?
9. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ
В МИКРОРАЙОНАХ
При проектировании строительства микрорайонов в городе предусматриваются все основные виды современного инженерного оборудования и благоустройства: водопровод, канализация, центральное теплоснабжение, горячее
водоснабжение, электроснабжение, телефоны, радио, газоснабжение и др.
Данные сети в микрорайонах могут прокладываться путём совместного
размещения сетей в полупроходных каналах, совместного размещения магистральных сетей и сборных линий канализации или рядом со зданием (рис. 9.1),
в траншеях.
При выборе схемы прокладки инженерных сетей в микрорайонах необходимо учитывать рельеф и планировочные решения.
При совместной прокладке инженерных сетей в полупроходных каналах
размещают водопровод, теплопроводы, канализации, поливочный водопровод,
62
водопровод горячей воды. Газоснабжение и низковольтные электрокабели рекомендуется прокладывать в отдельных траншеях.
Рис. 9.1. Прокладка инженерных сетей под зданием (а),
рядом со зданием (б) и в подвалах:
1 - теплопроводы; 2 - телефонные кабели;
3 - магистральный трубопровод холодного водоснабжения; 4 - электрокабели;
5 - магистральные трубопроводы теплоснабжения;
6 - то же, горячего водоснабжения; 7 - то же, холодного;
8 - канализация; 9 - дренаж
Особое внимание уделяется санитарным требованиям при проектировании канализационных сетей в полупроходных каналах под зданиями, в подвалах зданий и т. п.
Для этого должны выполняться следующие условия:
63
трубопроводы канализации необходимо выполнять из напорных неметаллических труб (асбестобетонных, пластмассовых) с соблюдением
полной герметичности соединений;
устройства для прочистки канализационных линий следует выносить за
пределы зданий;
приточную вентиляцию канализационной сети необходимо устраивать
путём установки вентиляционных решёток с наружной стороны цоколя
дома;
трубопроводы теплоснабжения, горячего водоснабжения и водопровода – укладывать из стальных труб на сварке с гидравлическим испытанием на повышенное давление;
запорная и другая арматура на водопроводной и теплопроводной сетях
должна выноситься за пределы канала.
По территории микрорайонов прокладываются противопожарные линии
водопроводов с пожарными гидрантами. Трассировка таких линий производится вдоль проездов и основных пешеходных дорожек из расчёта противопожарной охраны всех зданий в радиусе 150 м. Пожарные гидранты рекомендуется
устанавливать на расстоянии не более 100 м друг от друга.
Для полива проездов, дорожек, площадок и земельных насаждений в
микрорайонах планируется поливочный водопровод. Радиус обслуживания такого водопровода до 40 м.
Теплопроводы чаще всего прокладываются в непроходных каналах, но
могут быть запроектированы в полупроходных совместно с другими сетями.
На рис. 9.2 приведена одна из схем трассировки водопровода и
канализации в микрорайоне.
Как видно из рис. 9.2, на севере микрорайона находятся трубопроводы
теплоснабжения, горячего водоснабжения, водопроводы и канализации запр оектированы в одном общем полупроходном канале под зданием. Непроходные
каналы вне зданий служат для сетей теплоснабжения, горячего и холодного водоснабжения. Канализация прокладывается в этом случае в самостоятельных
траншеях.
64
Рис. 9.2. Микрорайонная прокладка водопроводной,
канализационной и поливочной сетей
Контрольные вопросы
1. Трубопроводы какого назначения могут быть проложены совместно?
2. В каких местах должна устанавливаться арматура на водопроводной и
тепловой сетях?
3. Каков радиус обслуживания поливочного водопровода с пожарным
гидрантом?
65
4. Устраиваются ли в микрорайонах водопроводы с пожарными
гидрантами?
5. Какие типы труб применяются исходя из санитарных требований при
проектировании канализационных сетей?
6. Какие трубы применяются для систем теплоснабжения, горячего
водоснабжения и водопровода?
7. Что необходимо учитывать при выборе схемы прокладки инженерных
сетей в микрорайонах?
8. Чему необходимо уделять особое внимание при проектировании
канализационных сетей под зданиями, в подвалах зданий и т.п.?
10. СТРОИТЕЛЬСТВО ПОДЗЕМНЫХ СЕТЕЙ И КОЛЛЕКТОРОВ
ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ
10.1. Подготовка траншей
Инженерные сети в земле могут быть проложены открытым и закрытым
способами. Наиболее распространение в строительстве получил открытый способ прокладки с устройством траншей. Если открытый способ прокладки невозможен или нежелателен, применяется закрытый способ прокладки. До начала застройки, как правило, осуществляется строительство городских и райо нных инженерных сетей. В основе лежит схема комплексного размещения инженерного оборудования. Одновременно с этим прокладываются транзитные магистральные сети и коллекторы по территории кварталов. После завершения
планировочных работ в районах нового жилищного строительства прокладываются микрорайонные сети.
Газопровод микрорайонной сети прокладывают от красной линии застройки или от газорегуляторного пункта до узла управления в здании.
Непроходимые и полупроходимые каналы для прокладки подземных с етей между зданиями сооружают одновременно с устройством постоянных и
временных дорог, отрывной котлована под землёй и монтажом фундаментов и
подземных частей здания.
Одновременно с монтажом трубопроводов в техническом подполье
устраивают каналы-сцепки, соединяющие технические подполья соседних зданий, и производят монтаж в них инженерных сетей. Во время монтажа стен
подвала производят прокладку вводов и выпусков из здания.
Заключительным этапом этих работ является засыпка траншей с уплотнением грунта и устройство отмостки.
10.2. Правила ведения подземных работ
Подземные сети на проектируемых проездах или других неосвоенных
территориях прокладываются до выполнения дорожных и других работ по бла-
66
гоустройству с учётом перспективных планов строительства. При строительстве подземных сетей фронт работы вытянут вдоль трассы, поэтому технологически прокладка сетей слагается из отдельных последовательно выполняемых
строительных процессов на отдельных участках сети (захватках). Таким обр азом, для строительства подземных сетей наиболее целесообразно применять
поточный метод проведения работ, при котором через отдельный промежуток
времени должна быть полностью закончена очередная захватка.
Если прокладка подземных сетей производится в условиях города, то
необходимо разработать проект производства работ (ППР).
В ППР указывается тип и сечение траншей, вид крепления и способ разработки грунта. При отрыве траншей работы организуют таким образом, чтобы
они не мешали уличному движению. В условиях уличного движения важно
правильно расположить отвалы грунта и установить режим работы земельных и
подъёмных механизмов. Если в месте прокладки траншеи имеется наличие
грунтовых вод заранее разрабатывается схема водоотлива, с указанием коло дцев для отвода удаляемой из траншеи воды.
В ППР разрабатываются способы производства работ по переходам инженерных сетей под железнодорожными и трамвайными путями, магистральными улицами, водными преградами. Намечается порядок производства р абот
при пересечении инженерных сетей с встречающимися на трассе подземными
коммуникациями. Назначается способ подвески вскрываемых трубопроводов и
кабелей. Рассматривается вопрос о способе засыпки траншей (местным или
привозным грунтом), способах уплотнения засыпки и восстановления доро жных одежд.
10.3. Подготовительные и вспомогательные работы
при прокладке подземных сетей
При проведении подготовительных и восстановительных работ по пр окладке сетей в городских условиях необходимо выполнить следующие работы:
разбивку трассы трубопровода в плане и по профилю, разборку асфальтного
дорожного покрытия, доставку материалов на трассу, размещение временных
сооружений и др.
Разбивка трассы трубопровода - главная часть подготовительных работ.
Она должна выполняться с соблюдением следующих требований:
вдоль трассы необходимо установить временные реперы, связанные нивелирными ходами с постоянными реперами;
разбивочные оси и вершины углов поворота трассы необходимо закреплять и привязывать к постоянным объектам на местности (здания, сооружения
и др.) или к установленным на трассе столбам;
пересечение трассы трубопровода с существующими подземными сооружениями надо отмечать на поверхности земли особыми знаками;
67
места расположения колодцев нужно отмечать столбиками, установленными в стороне от трассы (на столбиках указывается номер колодца и рассто яние от него до оси трассы);
разбивку трассы следует оформить актом с приложением ведомости р еперов, углов поворота и привязок.
При разработке траншей в водонасыщенных грунтах, при постоянном
притоке грунтовых вод выше подошвы будущей траншеи, когда отрытый водоотлив неприемлем (при значении коэффициента фильтрации 1…40 м/сут. и
опасности выноса мелких частиц грунта с последующей просадкой земли),
необходимо предусмотреть работы по искусственному понижению уровня
грунтовых вод ниже дна траншеи не менее чем на 0,5 м.
Искусственное понижение уровня грунтовых вод производят с помощью
иглофильтровых установок. Данный способ применяется для осушения водоносных слоёв грунта в пределах выработки. Вдоль будущей траншеи погружают в группу вертикальных иглофильтров (скважин с трубчатыми водоприёмниками малого диаметра), из которых через общий высасывающий коллектор с
помощью насосной станции непрерывно откачивают воду. Это приводит к тому, что грунт расположенный между первоначальным и сниженным уровнями
грунтовых вод, осушается. Траншея отрытая в осушенном грунте имеет устойчивые стенки даже при относительно крутых откосах.
На рис. 10.1 приведены схемы водопонижения иглофильтровыми установками.
Рис. 10.1. Схема установки иглофильтров:
а) установка однорядная в узких траншеях; б) то же, двухрядная траншея;
1 – высасывающий коллектор; 2 – насосный агрегат;
3 – иглофильтры; 4 –кривые депрессии
68
Количество воды, притекающей к иглофильтровым установкам, смонтированным вдоль траншеи, определяется по (10.1):
=βkS,
(10.1)
где
– приток воды на 100 м траншеи с двух сторон, /r;
β – коэффициент, принимаемый равным от 1 ;
k – коэффициент фильтрации (м/сут.);
S – глубина необходимого понижения уровня грунтовых вод, м.
Если в материалах изысканий нет значения коэффициента фильтрации
k(м/сут.) можно воспользоваться данными табл. 10.1.
Тaблица 10.1
Временные указания по водопонижению ЛИУ – 5 (ВСМ 18 – 55)
Тип грунта
Значение k(м/сут.)
Песок крупный гравелистый
75...50
>> крупнозернистый
50...15
>> среднезернистый
15...5,0
>> мелкозернистый
5,0...2,0
>> глинистый
2,0...0,50
Супесь
1,0...0,10
Суглинок
0,1...0,01
10.4. Разработка траншей
При прокладке подземных сетей открытым способом в грунте отрываются траншеи различной конфигурации. Это могут быть траншеи с наклонными боковыми стенками, с вертикальными стенками или со стенками смешанного типа. На рис. 10.2 показаны все типы траншей.
69
Рис. 10.2. Траншеи для прокладки подземных сетей:
а) со стенками наклонными; б) то же, с вертикальными;
в) то же, смешанного типа
Наиболее экономически выгодно устройство траншей с вертикальными
стенками, т.к. требует наименьший объём земляных работ, но также траншеи
без крепления в грунтах естественной влажности могут быть устроены лишь на
глубину (м), приведённую в табл. 10.2.
Таблица 10.2
Допустимая глубина устройства траншей с вертикальными стенками
без крепления в зависимости от типа грунта
Вид грунта
Песчаные и гравелистые
Супеси
Суглинки и глина
Особо плотные нескальные грунты
Глубина устройства траншей, м
...1.00
...1.25
...1.50
...2.00
Траншеи с наклонными стенками следует устраивать в грунтах естественной влажности и при наличии достаточной свободной площади для производства работ.
Важным при разработке траншей является вопрос о ширине траншеи по
дну. Эта ширина зависит от способа укладки трубопроводов, их диаметров,
конфигурации труб, способа соединения труб.
В табл. 10.3 приведены необходимые параметры (ширина траншеи по
дну) с учётом перечисленных факторов.
70
Таблица 10.3
Ширина траншеи по дну (без учёта креплений), м
Примечание: * - регламентируется проектом.
Выбор типа экскаватора для разработки траншей производится в зависимости от глубины и ширины траншеи, от размещения грунта (в отвал или на
транспорт), от грунтовых условий на месте производства работ, а также от ср оков строительства по графику.
Для подсчёта объёмов земельных работ по рытью траншей определяют
площади поперечного сечения траншеи на пикетах, а также в точках перелома
профиля или поворота оси траншеи. Объём выемки между двумя смежными
поперечниками V( ), находящимися на расстоянии L(м) друг от друга, можно
вычислить по (10.2):
V=L( + )/2,
(10.2)
где и – площади смежных поперечников, .
При прокладке трубопроводов в городских условиях на улицах с небольшой шириной проезжей части (7…9 м) из-за стеснённости строительной площади часто нет возможности производить отвал грунта на бровке траншеи, поэтому появляется необходимость в отвозке грунта на временное складирование
с последующей подвозкой его для обратной засыпки траншеи после укладки
трубопровода.
Довольно часто вновь прокладываемые инженерные сети пересекаются с
уже действующими коммуникациями. В этом случае при пересечении траншей
коммуникаций необходимо проводить подвеску существующих сетей. Схема
подвески пересекающих траншей – коммуникаций приведена на рис. 10.3.
71
Рис. 10.3. Подвеска пересекающих траншею коммуникаций:
а) одного или нескольких кабелей;
б) кабельной канализации в асбестоцементных трубах; в) трубопровода;
1 – газопровод; 2 – короб из досок или щитов; 3 – подвески-скрутки;
4 – бревно; 5 – кабель; 6–асбестоцементные трубы кабельной канализации;
7 – подкладка; 8–подвески из круглой стали; 9 – перекладины из швеллеров;
10 – двутавровая балка; 11 – трубопровод, пересекающий траншею
72
10.5. Крепление траншей с вертикальными стенками
При прокладке траншей с вертикальными стенами часто возникает необходимость их крепления. В зависимости от грунтовых условий, глубины траншеи и способов её разработки выбирают различную конструкцию крепления. С
учётом этих факторов в табл. 10.4 приведены виды крепления траншей.
Таблица 10.4
Виды крепления траншей с вертикальными стенками.
Для крепления вертикальных стенок траншей и котлованов применяются
щиты из досок, которые располагаются горизонтально или вертикально. Вертикальные стойки крепления располагают через 1,5..2 м, расстояние между распорками по вертикали должно быть от 0,7 до 1,0 м; щиты или верхние доски
креплений должны выступать под бровкой траншей (котлована) не менее чем
на 0,15 м. На рис. 10.4 приведены типы деревянных креплений траншей.
Рис. 10.4. Типы деревянных креплений траншей:
а) с прорезом горизонтальное; б) то же, вертикальное (рамное)
73
Рис. 10.4 (окончание). Типы деревянных креплений траншей:
в) сплошное горизонтальное; г) то же вертикальное
Для повышения производительности труда и уменьшения расхода материалов применяются инвентарные сборно-раздвижные крепления (рис. 10.5).
Рис. 10.5. Инвентарное вертикальное крепление конструкции ВНИИГСа:
1 – горизонтальные трубы; 2- инвентарные щиты крепления;
3 – стальные винтовые распорные рамы; 4 – инвентарная стойка
10.6. Обратная засыпка траншей
Засыпание траншей производят в две стадии. На первой стадии при частичной засыпке трубопровода перед предварительным его испытанием производят подбивку грунтом пазух уложенного трубопровода для закрепления трубопровода в плане и профиле, предотвращения сдвигов и просадки и уменьшения нагрузки на трубу.
При частичной засыпке труб прежде всего производится засыпка пазух
слоями не более 0,2 м на высоту не менее 0,5 диаметра трубы с уплотнением
грунта с двух сторон трубопровода. Затем трубы засыпают с послойным упло тнением грунта по всей ширине траншеи на высоту 0,5 м выше шелыги трубы
(керамические, асбоцементные и полиэтиленовые трубы) и на 0,2 м шелыги для
трубопроводов из стальных, чугунных, бетонных и железобетонных труб. Стыки труб и приямки оставляются не засыпанными.
74
Во второй стадии после предварительного испытания производится окончательная засыпка трубопровода. Для засыпки нельзя применять грунты, с одержащие большое количество органических включений, а также скальные и
мёрзлые грунты.
Уплотнение грунта засыпки можно производить укаткой, трамбованием
или вибрационным способом.
Контрольные вопросы
1. Каким образом прокладывается газопровод микрорайонной сети?
2. Что такое «захватки» и в каких случаях они применяются?
3. Что необходимо разработать при прокладке подземных сетей в условиях города?
4. Какие работы необходимо выполнить при проведении подготовительных и восстановительных работ по прокладке сетей в городских условиях?
5. В чем суть искусственного понижения уровня грунтовых вод при о ткрытом способе прокладки трубопроводов?
6. Какие типы конфигураций траншей используются при прокладке сетей
открытым способом?
7. Какие допустимые глубины устройства траншей с вертикальными
стенками без крепления существуют в зависимости от типа грунтов?
8. Что принимается во внимание при выборе типа экскаватора для разработки траншей?
9. Какие типы крепления траншей с вертикальными стенками существуют?
10. В чем суть обратной засыпки траншей и как она производится?
11. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ ПРИ ПЕРЕСЕЧЕНИИ
ТРУБОПРОВОДАМИ РЕК И КАНАЛОВ
Пересечение трубопроводами рек и каналов осуществляется в виде дюкеров и подвесных и висячих трубопроводов. Проложенный под водой трубопр овод (дюкер) должен быть прочным и надёжным в работе, так как он малодоступен для осмотра и ремонта. Подвесные и висящие трубопроводы подземной
прокладки применяются при пересечении различного рода естественных и искусственных препятствий, когда применять подземную или подводную пр окладку невозможно или нецелесообразно.
11.1. Разработка подводных траншей
При разработке подводных траншей часто происходит их заиливание
донными отложениями, поэтому для прокладки трубопроводов на проектных
отметках глубину траншеи принимают на 0,1…0,4 м больше расчётной. Исходя
из определения типа водоёма и его водного режима, объёма земляных работ,
75
характеристик грунтов и других условий, могут быть использованы канатноскреперные установки, гидромониторы (размыв грунта водолазами), гидромониторные установки, многочерпаковые и одночерпаковые землечерпательные
снаряды и др.
В практике водопроводно-канализационного строительства наиболее широкое применение находят первые три установки для разработки подводных
траншей.
На рис. 11.1 приведена схема работы такой установки.
Рис. 11.1. Схема работы канатно-скреперной установки:
1 - лебёдка; 2 - головной блок; 3 - бункер эстакады; 4 - трос рабочий;
5 - то же, холостой; 6 - скреперный ковш; 7 - дно будущей траншеи;
8 - блок хвостовой опоры; 9 - якорь
Данной установкой можно разрабатывать подводные траншеи при скорости течения воды в водоёме до 2,5 м/с и длине скреперования до 150 м. Если
длина скреперования превышает 150 м, но не более 300 м, разработку подводной траншеи можно производить с обоих берегов при установке в водоёме хвостовой опоры.
Гидромониторами можно разрабатывать подводные траншеи глубиной до
1 м и шириной до 5 м при скорости течения воды в водоёмах более 1,5 м/с. Эти
установки позволяют разрабатывать подводные траншеи любой ширины на
глубине до 8 м при скорости течения воды более 2,5 м/с. Универсальный плавучий гидромониторный агрегат УМПГМ-360 применяется при больших объёмах земельных работ.
Одно- и многочерпаковые землечерпательные снаряды применяются для
отрывки траншей на больших судоходных реках.
76
11.2. Укладка подводных трубопроводов
Перед укладкой стальных трубопроводов в подводные траншеи производят сварочно-монтажные работы, испытание трубопроводов, противокоррозионную изоляцию и футеровку трубопроводов.
Футеровка трубопроводов производится с целью предохранения антикоррозийной изоляции трубопровода. Она выполняется деревянным рейками перед
его укладкой в подворную траншею. Рейки применяют длинной 2 м и сечением
20×50 мм для трубопроводов диаметром д 426 мм включительно и сечением
30×60 м для диаметров более 426 мм. Рейки устанавливаются с прозорами 50
мм (для диаметров д 426 мм) и 40 мм (для больших диаметров). К трубопроводу рейки прикрепляются хомутами (скрутками) и 6миллиметровой проволоки,
устанавливается через 1 погонный метр.
Если прокладка подводного трубопровода идёт методом протаскивания
по дну, то футеровка осуществляется по всему трубопроводу (по длине), во
всех остальных случаях - только местами для предохранения изоляции при
прокладке трубопровода и поддержанием его кранами.
С учётом местных условий производства работ укладка подводных трубопроводов может быть осуществлена одним из следующих наиболее распространённых способов:
- протягиванием плетей трубопроводов по дну подводной траншеи;
- укладкой трубопроводов методом свободного погружения (заполнения
водой);
- опусканием трубопровода с плавучих опор;
- опусканием трубопровода со льда (с помощью козел);
- прокладкой трубопроводов за примычками.
Схемы укладки подводных трубопроводов приведены на рис. 11.2.
Рис. 11.2. Схемы укладки подводных трубопроводов:
а) метод свободного погружения с плавучей базы;
б) то же, с плавучих опор; в - то же, со льда;
1 - подводная траншея; 2 - трубопровод; 3 - плавучая база;
4 - плавучая опора; 5 - лебёдка; 6 - козлы; 7 - прорубь; 8 – свая
77
Засыпка подводных траншей производится чаще всего с помощью гидромонитора (водолазом) или гидромониторной установки в зависимости от объёма
работ; кроме того, это работы можно осуществлять землесосными плавучими
снарядами, если они использовались для отрывки траншеи. Для защиты уложенного трубопровода от повреждений якорями его иногда обсыпают камнем.
Трасса подводного перехода на судоходных реках после окончания его
строительства должна быть отмечена знаками установленного образца. Береговые части подводных трубопроводов засыпаются строительными машинами
(бульдозерами или экскаваторами).
Контрольные вопросы
1. Каким образом производится прокладка трубопроводов при пересеч ении рек и каналов?
2. Что необходимо учитывать при разработке подводных траншей?
3. Какие типы установок используются для разработки подводных траншей?
4. Что такое футировка трубопроводов и для каких целей она используется?
5. Какие методы укладки подводных трубопроводов используются при их
прокладке?
6. В какой период прокладки подводных трубопроводов производятся
сварочно-монтажные работы и испытание трубопроводов?
7. В каких случаях производится футировка трубопровода по всей его
длине?
8. Какой способ засыпки подводных траншей наиболее применим?
9. Привести схему укладки подводного трубопровода.
10. Каким образом трасса подводного трубопровода отмечается на судоходных реках?
12. ЗАКРЫТЫЕ (БЕСТРАНШЕЙНЫЕ) СПОСОБЫ
СТРОИТЕЛЬСТВА ПОДЗЕМНЫХ СЕТЕЙ И КОЛЛЕКТОРОВ
В застроенных районах населённых мест строительство подземных сетей
и коллекторов открытым способом бывает затруднено из-за необходимости
вскрытия дорожных одежд, сложностью размещения на уличных проездах землеройных и трубоукладывающих машин и механизмов, строительных материалов и отвалов грунта и т.д. В стеснённых условиях стойки траншей приходится
делать вертикальными с применением креплений, что связано с дополнительными затратами. При пересечении подземными трубопроводами автомагистр алей, траншейных путей и железных дорог не допускается прекращение движения по ним, открытый способ работ неприменим.
Поэтому во всех перечисленных случаях для строительства инженерных
сетей применяют различные закрытые (бестраншейные) способы. Это штольневый, щитовой, продавливается (с выемкой грунта), прокалывания (без выемки
78
грунта), горизонтального бурения, вибровакуумный (разработка горизонтальных скважин) и гидромеханический способы. Применение каждого из этих способов зависит от диаметра трубопровода, его длины, характера пересекаемого
сооружения, грунтовых условий и необходимой точности прокладки трубопр овода в плане и профиле. За исключением щитовой проходки глубина заложения
трубопровода не выше на выбор способа проходки. Щитовую проходку целес ообразно применять при глубине заложения более 6…7 м.
В настоящее время наибольшее применение находят четыре способа бестраншейной прокладки подземных сетей и коллекторов: щитовой, прокалывание, продавливание и горизонтального бурения.
12.1. Щитовой метод прокладки
Щитовой называется такая подземная прокладка, при которой разработка
грунта и устройство стенок тоннеля осуществляется под защитой цилиндрической оболочки-щита.
Данный способ производства земляных работ применим в самых разнообразных грунтовых условиях ( известняки, пески, глины, плывуны) при глубине от 6…7 до 25 м и более.
Щит представляет собой цельносварную или собираемую из отдельных
элементов металлическую оболочку, имеющую, как показано на рис. 12.1, три
основных части: переднюю, среднюю и заднюю.
Рис. 12.1. Схема проходческого щита:
1 - передняя режущая часть; 2 - козырёк; 3 - гидравлические домкраты;
4 - ребро жёсткости; 5 - средняя опорная часть; 6 - опорные кольца;
7 - задняя (хвостовая) часть
79
Передняя часть проходного щита - режущая клиновидной формы с козырьком или без него.
Средняя - опорная, в которой размещены гидравлические домкраты. Эта
часть щита обладает большой жёсткостью благодаря опорным кольцам и рёбрам жёсткости, приваренным к опорным кольцам в промежутках между
домкратами.
Задняя - хвостовая часть.
Для проведения работ с помощью щитовой проходки необходимо обустроить забой, для чего роют специальную шахту. Введённый в забой щит
вдавливается в грунт в горизонтальном направлении (но от проходки) с помощью домкратов. Грунт входит в режущую часть, имеющую форму цилиндрического клинка. Вдавленный внутрь грунт разрабатывают ручным или механическим способом. Грунт грузят на тележки и откатывают по тоннелю. Коз ырёк
щита в его передней части служит для предотвращения выпадения грунта
внутрь щита (при слабых грунтах). После разработки вдавленного грунта и его
удаления щит вновь продвигают вперёд.
После продвижения щита вперёд и выработки грунта в хвостовой части
щита по его периметру укладывают блоки обделки под защитой хвостовой оболочки.
На следующем цикле штоки домкратов упираются во вновь уложенные
блоки обделки и щит продвигается в следующее положение. Работа щита, таким образом, состоит из непрерывно повторяющихся трёх циклов: продвижения вперёд на длину блока обделки, разработки и транспортирования по тоннелю грунта и укладки следующих блоков обделки. Схематично работа щита показана на рис. 12.2. В конце проходки для выемки щита вновь устраивается
шахта.
Рис. 12.2. Щитовая проходка, разрез по шахте и тоннелю
80
12.2. Прокладка трубопроводов прокалыванием и продавливанием
При прокладке трубопроводов способом прокалывания и продавливания
труба вдавливается в грунт под действием горизонтальных усилий, создаваемых домкратом или другими механизмами. На первой стадии работ отрывается
рабочий котлован, в который вводится конец прокладываемой трубы, как показано на рис.12.3.
Рис. 12.3. Схема домкратной установки для прокладки трубопроводов методом прокалывания и продавливания:
1 - насосная станция высокого давления; 2 - трубки высокого давления;
3 - рабочий котлован; 4 - водоотводный лоток; 5 - приёмный котлован;
6 - лобовая обделка-нож (наконечник); 7 прокладываемая труба (кожух);
8 - приямок для сварки звеньев кожуха; 9 - направляющая рама;
10 - нажим патрубок; 11 - зажимная заглушка; 12 - домкраты гидравлические;
13 - опорный башмак; 14 - упорная сетка
Размеры рабочего котлована зависят от способа производства работ. В
нем размещают всё оборудование т приспособления. Размеры зависят от длины
и диаметра прокладываемых труб. Размеры рабочего котлована, с учётом перечисленного, приведены в табл. 12.1.
Для удобства проведения сварочных работ у передней стенки рабочего
котлована устраивается приямок глубиной 0,7 м от низа трубы длинной 1 м и
шириной не менее 2 м.
Между упорной стенкой и домкратами помещают опорный башмак, служащий для равномерной передачи давления на опорную стенку. Башмак изготавливается из листовой стали толщиной 10…20 мм.
Для сохранения направления прокладываемой трубы на дне рабочего
котлована укладывают направляющую раму из стальных уголков или рельсов.
81
Размеры рабочего котлована
Таблица 12.1
Проколом называют такой способ проходки, при котором отверстие для
трубы образуется за счёт радикального уплотнения грунта, без его разработки.
После вдавливания трубы в грунт на длину хода штока домкрата (например, 1 м)
шток возвращается в первоначальное положение, и в образующееся пространство вставляют другой патрубок удвоенной длины. После выравнивания первого
звена трубы укладывается второе звено и производится сварка звеньев. Далее
процесс повторяют до окончания проходки в соответствии с проектной длиной.
Продавливанием называется такой способ бестраншейной прокладки
труб, при котором в грунт последовательно вдавливаются отдельные звенья
труб, соединяемые между собой в процессе работы сваркой, с разработкой з абоя внутрь трубы и удалением грунта через прокладываемую трубу. Таким образом можно придавливать трубы диаметром от 200 до 1700 мм и более.
При продавливании труб диаметром до 700 мм ручная разработка грунта
внутри них производится из рабочего котлована желонками. При продавливании труб диаметром 800 мм и более грунт разрабатывается рабочим, находящимся внутри трубы. Разработанный грунт нагружается на тележку, которая
тросом вытягивается из прокладываемой трубы и поднимается на поверхность.
12.3. Прокладка трубопроводов методом горизонтального
(наклонного) направленного бурения
При применении методов горизонтального (наклонного) направленного
бурения осуществляется предварительное бурение по заранее рассчитанной
траектории с последовательным расширением скважины и протаскиванием
трубопровода в образовавшуюся полость. Установка горизонтального бурения
приведена на рис 12.4.
82
Рис. 12.4. Установка горизонтального направленного бурения
При работе большинства установок горизонтального (наклонного) бур ения необходим буровой раствор, предназначенный для смазки образующейся
скважины, её стабилизации, удаления отходов бурения и охлаждения буровой
головки. В качестве бурового раствора может применяться вода, но чаще пр именяют растворы на основании бентонита или полимеров.
Разновидностью аппаратов направленного бурения являются установки
горизонтального шнекового бурения, которые обеспечивают одновременно бурение скважины и продавливание. Схема работы таких установок приведена на
рис. 12.5.
1-й этап - прохождение шнеком опытной скважины от стартового колодца до финишного и установка промежуточных трубных звеньев малого диаметра по трассе бурения;
2-й этап - образование шнеком уширенной скважины с диаметром, соответствующим прокладываемой трубе, и установка промежуточных звеньев;
3-й этап - последовательное продавливание трубных модулей.
С помощью этих технологий прокладываются, как правило, стальные
трубопроводы диаметром 200-1400 мм.
83
Рис. 12.5. Этапы технической прокладки трубопроводов
из колодца в колодец с помощью управляемого шнека
Контрольные вопросы
1. В каких случаях применяются закрытые способы прокладки подземных
сетей и коллекторов?
2. В чем суть щитового метода прокладки подземных сетей?
3. Каким способом разрабатывается вдавленный внутрь грунт при щитовом методе проходки?
4. В чем различие прокладки трубопроводов методами прокалывания и
продавливания?
5. От каких факторов зависят размеры рабочего котлована при прокладке
труб методом прокалывания и продавливания?
84
6. В чем суть прокладки трубопроводов методом горизонтального
(наклонного) бурения?
7. Из каких этапов складывается прокладка трубопроводов с помощью
управляемого шнека?
8. Какие диаметры трубопроводов , как правило, прокладываются с помощью управляемого шнека?
9. Для каких целей служит упорная стенка при прокладке трубопроводов
методом прокалывания и продавливания?
10. Привести схему проходящего щита.
13. МОНТАЖ ТРУБОПРОВОДОВ
Процесс прокладки трубопроводов заключается в установке и сборе на
трассе монтажных узлов-труб (или их секций, плетей), фасонных частей, компенсаторов и арматуры в проектное положение. Узлы комплектуют и испытывают на трубозаготовительных заводах или базах, где их покрывают изоляцией
и окрашивают.
Индустриальная технология прокладки трубопроводов заключается в
централизованной заготовке монтажных элементов и узлов, доставке их в готовом виде на трассу, предварительной подготовке оснований и опорных ко нструкций к укладке и поточной сборке трубопроводов. Ведущим процессом при
установке трубопроводов является укладка (монтаж) и соединение труб или их
секций (плетей) в непрерывную нитку.
13.1. Подготовка основания и устройство приямков
для монтажа труб
Напорные и безнапорные трубопроводы можно укладывать в траншею на
естественное или искусственное основание. Все трубопроводы рекомендуется
укладывать на естественное основание, кроме того керамических диаметром
более 450 мм, бетонных и железобетонных диаметром более 500 мм.
При разработке траншей экскаваторами и укладке труб на естественное
основание для сохранения естественной структуры грунта в основании нижний
слой грунта толщиной не менее 5…7 см следует разрабатывать вручную.
В качестве искусственного основания под трубопроводы и колодцы (камеры) используют: песок, гравий, щебень, бетон, железобетон (монолитный
или сборный).
При малых скоростях притока грунтовых вод в выемку, когда нет необходимости в искусственном понижении их уровня, прибегают к открытому водоотливу с целью осушения зоны производства работ. Поступающая в траншею
грунтовая вода по дренажным лоткам отводится в водосборные колодцы или
приямки, которые располагаются по длине траншеи на расстоянии 20…25 м в
грунтах, легко поддающихся размыву, и 25…50 м в более устойчивых грунтах,
85
откуда насосами перекачивается в канавы или канализации. Приямки располагаются в пониженных местах траншеи, но чтобы они не мешали ходу работ по
монтажу трубопровода. Горизонт воды в приямках поддерживается на 0,4…0,5
м ниже уровня дна траншеи.
13.2. Выбор механизмов и погрузочно-разгрузочных работ
при укладке труб
При строительстве сетей в городских условиях широко применяются автомобили или пневмоколесные краны. Тяжёлые железобетонные трубы и
стальные трубы, сваренные в секции, укладываются трубоукладчиками на гусеничном ходу.
Грузоподъёмность крана подсчитывают исходя из максимального груза,
который должен поднять кран при требуемом вылете стрелы. Этот груз определяется массой монтируемых труб или их секций и клетей с учетом массы грузозахватных приспособлений. По этим данным, пользуясь справочниками, подбирают соответствующие типы марок кранов.
Грузозахватные приспособления для подъема, перемещения и укладки
труб выбирают исходя из того, чтобы они отвечали следующим основным тр ебованиям: обеспечению необходимой грузоподъемности; прочности; надежному закреплению (строповке) трубы; недопустимости повреждения как самой
трубы, так и ее изоляционного покрытия; простоте конструкции и применения.
При строительстве трубопровода в качестве крепления труб, секций и ниток к грузовому крюку крана используют стропы, захваты, скобы, траверсы,
подвески и др. Выбор осуществляют с учетом их конструктивных особенностей
и области рационального применения, массы и вида укладываемых труб, схемы
их монтажа и выбранного типа монтажного краны.
13.3. Укладка труб из различного материала и заделка их стыков
Стальные трубы, в отличии от других (не металлических и чугунных),
такие трубы до укладки в грунт должны иметь изоляцию, выполняемую в з аводских условиях путем создания различных антикоррозийных покрытий. Исходя из коррозионной характеристики грунтов в районе прокладки трубопровода, выбирают противокоррозионную изоляцию. Эта изоляция бывает 3 видов:
нормальная, усиленная и весьма усиленная.
Стальные трубы укладываются в траншею секциями, состоящими из 2 и
более труб, или в виде сплошной нити длиной в несколько сотен метров.
Стальные трубы подземных трубопроводов соединяются между собой сваркой,
а в местах установки задвижек – на фланцах.
В полевых условиях трубопровод укладывают в траншею трубоукладчиками, в городских – автомобильными или самоходными кранами. После укладки секции или нитки трубопровода на дно траншеи приступают к сборке, а з а-
86
тем к сварке неповоротных стыков. Перед предварительным испытанием тр убопровода засыпают пазухи с уплотнением грунта. После окончательных испытаний стыки изолируют и трубопровод засыпают.
Чугунные напорные трубы раскладывают вдоль траншеи так, чтобы расстояние от них до бровки траншеи было не менее 1…1,5 м и положение их было таким, каким оно будет в траншее (жидкость по будущему трубопроводу
должна течь по направлению от раструба к гладкому концу). Укладка каждой
последующей трубы в траншею производится путем заведения ее гладкого
конца в раструб уже уложенной трубы.
Монтаж чугунного трубопровода состоит из проверки качества труб,
опускания труб в траншею, центрирования по заданному направлению, закрепления труб на месте и заделки стыков. Фасонные части устанавливают по ходу
укладки трубы.
Перед началом укладки труб проверяют основание траншеи по уклону и
глубине заложения. Проверяются приямки. Перед опусканием в траншею каждую трубу простукивают для обнаружения возможных дефектов в виде трещин,
раковин, наростов. Трубы очищают от грязи и сора (внутри) проверяют перпендикулярность обреза трубы к её продольной оси. Внутреннюю поверхность
раструбов и наружную поверхность гладких концов труб очищают от лишних
наплывов изоляционного покрытия и других посторонних веществ.
Трубы диаметром до 200 мм опускаются в траншею вручную с помощью
канатов. Трубы диаметром более 200мм опускают монтажными кранами.
Водонепроницаемость раструбных соединений чугунных трубопроводов
достигается заделкой раструбной щели смоляной или битумной прядью с последующим устройством замеса из асбестоцементной смеси – цемент и в исключительных случаях – из свинца. На рис. 13.1 приведена схема стыковки чугунных труб и порядок их соединения в траншее.
Рис. 13.1. Стыковые соединения чугунных труб:
а) с уплотнением пеньковой прядью;
б) на резиновых самоуплотняющихся манжетах; 1 - гладкий конец трубы;
2 - битум (при агрессивных грунтовых водах); 3 - раструб; 4 - пеньковая прядь;
5 - замок из асбоцементной смеси (30 % асбестового волокна и 70 % цемента М≥ 400);
6 - резиновая самоуплотняющаяся манжета;
7 - цилиндрические отверстия в манжете
87
Опущенную в траншею трубу (рис. 13.1) заводят гладким концом в раструб, причём конец трубы не должен доходить до упорной поверхности растр уба на расстояние А (рис 13.1, а), которое устанавливается в зависимости от
диаметра трубы в пределах от 3 до 9 мм при заделке стыка пеньковой прядью и
от 5 до 10 мм при заделке стыка резиновыми кольцами (рис. 13.1, б). Глубина
заделки раструбной щели Б (рис. 13.1, а) асбоцементной смесью зависит от
диаметра трубы ( 50…1200 мм), должна быть в пределах от 45 до 42 мм.
Асбоцементные трубы используют в строительстве для прокладки
напорных и безнапорных трубопроводов. Так как асбоцементные трубы, по
сравнению с другими, обладают повышенной хрупкостью, обращение с ними
требует повышенной осторожности при погрузке, разгрузке, транспортировке,
укладке и монтаже трубопровода.
Все асбоцементные трубы и муфты перед укладкой в траншею должны
быть тщательно проверены и отбракованы. Асбоцементные трубы диаметром
до 150 мм опускаются в траншею глубиной до 3 м вручную. Трубы диаметром
до 300 мм опускаются на канатах или мягких тросах, продетых в трубу. Трубы
диаметром более 300мм опускаются в траншею с помощью самоходного крана.
Асбоцементные трубы при монтаже соединяются при помощи двух буртовых асбоцементных муфт с уплотнением их резиновыми кольцами круглого
сечения. В качестве соединения используются асбоцементные муфты САМ с
резиновыми самоуплотняющимися кольцами фигурно сечения, а также с помощью фланцевых муфт с резиновыми кольцами круглого сечения (для напорных трубопроводов) и цилиндрических асбоцементных муфт (для безнапорного
трубопровода).
Монтаж напорных асбоцементных труб показан на рис. 13.2.
Рис. 13.2. Стыковые соединения напорных асбоцементных труб:
а) с муфтой асбоцементной; б) то же, с чугунной фланцевой; 1 - асбоцементная труба;
2 - муфта САМ; 3 - резиновое самоуплотняющееся кольцо фигурного сечения;
4 - цилиндрические несквозные отверстия; 5 - втулка-муфта;
6 - резиновые кольца круглого сечения; 7 - стяжной болт; 8 - фланцы
88
На сетях из асбоцементных труб для устройства поворотов, ответвлений
(тройники, крестовины), переходов устанавливают чугунные и стальные фасонные части и вставки с фланцами и раструбами.
Соединение на фланцевых муфтах асбоцементных напорных трубопроводов с резиновыми кольцами круглого сечения состоит из втулки-муфты, двух
фланцев, двух резиновых уплотнительных колец и болтов (рис 13.2, б).
Для безнапорных асбоцементных трубопроводов соединения выполняются на цилиндрических асбоцементных муфтах (рис . 13.3).
Рис. 13.3. Стык с асбоцементной цилиндрической муфтой:
1 - труба асбоцементная; 2 - асбоцементный раствор; 3 - смоляная пеньковая прядь;
4 - цилиндрическая асбоцементная муфта; 5 - стяжной болт;
6 - деревянный шаблон; 7 - стальной хомут
При прокладке безнапорных асбоцементных трубопроводов стыковые с оединения труб на асбоцементных цилиндрических муфтах делают также с заделкой асфальтовой мастикой или цементным раствором без чеканки.
Перед укладкой керамических труб в траншею их осматривают и очищают от грязи с внутренней у наружной сторон. Дефектные трубы отбраковываются. Монтаж ведут как отдельными трубами, так и звеньями в две, три, пять и
более труб, но общая длина не должна превышать 8 м. Одиночные трубы укладывают в траншею при помощи монтажных скоб. Звенья из собранных и заделанных на стыках труб укладывают с помощью монтажного крана с применением траверс. Трубы заводят гладким концом в раструб уже уложенной трубы,
оставляя зазор 3…5 мм для труб диаметром до 300 мм и 7…8 мм – диаметром
более 300 мм.
Соединения при монтаже керамических труб уплотняют битуминизированной прядью с последующим устройством замеса из цементного раствора,
асбоцементной смеси, асфальтовой и другой мастики и глины.
Бетонные и железобетонные трубы применяются для устройства напорных и безнапорных трубопроводов. Их укладывают на естественное или искус-
89
ственное основание в зависимости от грунтовых условий и диаметра труб.
Укладку производят монтажными самоходными кранами и трубоукладчиками с
применением монтажных скоб.
Напорные трубопроводы монтируют из железобетонных труб, изгото вленных различными методами. Соединение труб делают растровыми или муфтовыми. Монтаж ведётся раструбом вперёд по ходу укладки. В качестве упло тнителя применяется резиновое кольцо, оно должно плотно прилегать к резиновому буртику. Резиновые кольца могут быть изготовлены методом центрифугирования и методом виброгидропрессованием. В зависимости от этого стыковка производится по разному (рис. 13.4).
Рис. 13.4. Стыковые соединения раструбных железобетонных
предварительно напряжённых труб: а) изготовленных методом центрифугирования;
б) то же, методом виброгидропрессованием; 1 - раструб; 2 - буртовый конец трубы;
3 - резиновое кольцо; 4 - упорный буртик; 5 - защитный слой бетона
Безнапорные трубопроводы изготовляются из бетонных и железобето нных труб. Стыковые соединения безнапорных трубопроводов делают раструбными и фальцевыми, как показано на рис. 13.5.
Рис 13.5. Схема соединения безнапорных труб: а) раструбные с заделкой смолой и битумной
прядью и асбоцементом; б) то же, с уплотнением резиновыми кольцами; в) фальцевый стык;
1 - труба; 2 - асбоцементный замок; 3 - смоляная прядь; 4 - раструб; 5 - цементный замок;
6 - резиновое кольцо; 7 - заделка цементным раствором или асфальтовой мастикой;
8 - затирка цементного раствора
90
Соединения раструбных труб бывают с уплотнением пеньковой прядью
или другими герметиками, с заделкой асбоцементом или резиновыми кольцами.
Стыки фальцевых труб уплотняют асфальтовой мастикой, битумно-резиновыми
прокладками и другими герметиками с заделкой стыка цементно-песчаным раствором, как показано на рис. 13.5, в.
Пластмассовые трубы широко используются в строительстве, они могут
быть винипластовыми (поливинилхлоридными) и полиэтиленовыми. Винипластовые трубы можно легко пилить, резать, сверлить, фрезеровать, нарезать
резьбы, гнуть. Если соединение этих труб неразъёмное, то соединять их между
собой можно сваркой и склейкой. К разъёмным соединениям относятся резьбовые, фланцевые и с накидной гайкой. Винипластовые трубы укладываются в
траншею вручную, так как масса их мала.
Укладка полиэтиленовых труб производится плетями, поэтому сварка
труб производится у бровки траншеи до их укладки. Опускают плети или трубы
в траншею вручную или с помощью крана.
Контрольные вопросы
1. Какие типы основания траншей используются для трубопроводов, изготовленных из разных материалов?
2. Какие методы водоотвода используются при прокладке труб в водонасыщенных грунтах?
3. Какие типы механизмов используются при строительстве сетей в городских условиях?
4. Каковы требования к укладке стальных труб в траншее и условия
укладки?
5. Каким образом ведется монтаж и укладка чугунных труб?
6. Каковы методы заделки раструбной щели при прокладке чугунных
труб?
7. Каковы методы соединения асбоцементных труб при их укладке?
8. Каков метод укладки асбоцементных труб при диаметре до 150 мм и
при глубине траншеи до 3 м ?
9. Какие типы муфт для соединения асбоцементных труб применяются
для безнапорных и напорных труб?
14. КОНТРОЛЬ ЗА СТРОИТЕЛЬСТВОМ ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ
Авторский надзор проектных организаций проводится в течение всего
периода строительства при приёмке в эксплуатацию законченных строительных объектов. Надзор осуществляется в целях обеспечения соответствия технических решений и технико-экономических показателей введённых в эксплуатацию объектов, а также для обеспечения высокого качества строительства.
Проектные организации в процессе авторского надзора обязаны:
91
проверять в ходе строительства соответствие выполненных работ пр оектным решениям, предусмотренным рабочими чертежами и утверждённой сметной стоимостью;
своевременно решать возникающие в процессе строительства вопросы
по ПСД (проектно-сметной документации);
вести журнал авторского надзора, в котором фиксируются выявленные
в ходе строительства отступления от проекта;
следить за своевременным и качественным исполнением указаний,
внесённых в журнал авторского надзора;
участвовать в приёмке заказчиком ответственных конструкций в качестве технического надзора;
контролировать качество выполненных работ;
вносить в установленном порядке дополнения и изменения в ПСД.
Строительство подземных сетей, как и любого другого вида строительства, начинается с подготовительных работ. К ним относятся разбивка и з акрепление трассы на местности и подготовка территории для строительства.
Эти работы проводятся в присутствии заказчика и представителя проектной организации. Закреплённую на местности трассу передают строителям по акту, в
котором указывается дата приёмки-сдачи трассы, её длина, количество колодцев. На обратной стороне акта наносится абрис трассы с обозначением углов
поворота и указанием расстояния между колодцами.
На протяжении всего периода строительства эксплуатирующая и проектная организации осуществляют, как уже указывалось, контроль ( технический
контроль) за строительством, проверяя правильность укладки труб, надёжность
основания под трубопроводами, качество стыковых соединений труб и другие
работы, после чего разрешается засыпать отдельные участки, законченные
строительством и предварительно проверенные на прочность и плотность. При
этом на скрытые работы составляются акты.
Контрольные вопросы
1. Кто производит контроль за строительством инженерных сетей на всем
его протяжении?
2. Какие организации производят авторский надзор?
3. Должны ли проектные организации участвовать в процессе приемки
заказчиком ответственных конструкций?
4. Кто должен контролировать качество выполненных работ?
5. Какие стороны (проектанты, строители, заказчики) должны присутствовать при разбивке и закреплении трассы на местности?
92
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Классификация различных инженерных сооружений, обустраиваемых в
городах и населенных пунктах, и их краткое рассмотрение в данном учебном
пособии позволит студентам более глубоко познать весь объем и сложность
инженерного хозяйства городов и населенных пунктов.
Рассмотрение отдельных основных инженерных сетей, их обустройства,
функциональности необходимо студентам различных специальностей.
Прокладка сетей в городских условиях требует четких знаний методов и
правил строительства трубопроводов, их размещения на территории города ,
размещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно друг
друга.
Необходимо знать и представлять технологию прокладки различных инженерных сетей, их предназначение и роль в жизни городов и населенных
пунктов.
Умение грамотно производить работы на прокладке инженерных с етей,
знать современные способы их прокладки, монтажа, предназначение – вот далеко не полный перечень вопросов, которые ставятся перед инженеромстроителем.
Библиографический список
0. Алексеев, М.И. Городские инженерные сети и коллекторы. / М.И.
Алексеев, В.Д. Дмитриев, Е.М. Быховский, А.Н. Ким, А.Н. Лялинов. - Л.:
Стройиздат, 1990. – 384 с.
1. Водоснабжение и водоотведение. Наружные сети и сооружения/под
ред. Б. Н. Репина. - М.:Высш. шк., 1995. – 431 с.
2. Трегубенко, Н.С. Водоснабжение и водоотведение. Примеры расчёта. /
Н.С. Трегубенко. - М.: Стойиздат, 1989. – 273 с.
3. Соколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. / Е.Я. Соколов. - М.:
Энергоиздат 1982. – 360 с.
4. Бабкин, В.Ф. Гидравлика открытых потоков и примеры их расчёта. /
В.Ф. Бабкин, Черных Е.М., Яценко В.Н., Хузин В.Ю. - Воронеж.: ВГАСУ, 2005.
– 126 с.
5. Орлов, В.А. Строительство, реконструкция и ремонт водопроводных и
водоотводящих сетей бестраншейными методами. / В.А. Орлов, Е.В. Орлов. М.: Инфра-М, 2007. – 221 с.
93
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение......................................................................................................
Общие сведения о территориях городов и населенных пунктов........
1. КЛАССИФИКАЦИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ....................................
2. ВОДОСНАБЖЕНИЕ..................................................................................
2.1. Общие сведения о водоснабжении.
Схемы и системы водоснабжения.......................................................
2.2. Нормы и режимы водопотребления...............................................
2.3. Источники водоснабжения..............................................................
2.4. Водозаборные сооружения....................................................................
2.5. Наружные водопроводные сети.........................................................
2.5.1. Назначение и классификация водопроводных сетей ...............
2.5.2. Глубина заложения водопроводных сете и особенности их
прокладки..................................................................................
Контрольные вопросы....................................................................................
3. ВОДОТВЕДЕНИЕ...................................................................................
3.1. Сточные воды и их классификация.....................................................
3.2. Системы водоотведения.....................................................................
3.3. Схемы водоотведения населенных пунктов........................................
3.4. Использование водоотводящих сетей для удаления снега...............
3.5. Расчет и проектирование водоотводящих сетей............................
3.6. Водоотведение поверхностных стоков.............................................
3.7. Канализационные насосные станции.................................................
3.8. Технология очистки сточных вод.......................................................
Контрольные вопросы....................................................................................
4. ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ..............................................................................
4.1. Системы и схемы теплоснабжения.....................................................
4.2. Классификация систем центрального теплоснабжения...................
4.3. Тепловые пункты....................................................................................
4.4. Трассировка сети....................................................................................
4.5. Устройство тепловых сетей................................................................
Контрольные вопросы......................................................................................
5. ГАЗОСНАБЖЕНИЕ....................................................................................
5.1. Горючие газы...........................................................................................
5.2. Системы газоснабжения, трассировка сетей и размещение
сооружений...........................................................................................
5.3. Устройство газопроводов.....................................................................
Контрольные вопросы......................................................................................
6. ГОРОДСКИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ..............................................
6.1. Схема городских электрических сетей................................................
6.2. Кабельные линии и их прокладка.......................................................
6.3. Прокладка электрических линий через преграды...............................
94
3
4
4
5
5
6
8
9
15
15
18
18
19
19
21
23
26
27
30
32
35
36
37
37
38
39
40
42
46
46
46
47
50
51
52
52
52
53
7. ТЕЛЕФОННЫЕ КАБЕЛЬНЫЕ СЕТИ....................................................
Контрольные вопросы......................................................................................
8. ПРИНЦИПЫ РАЗМЕЩЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ СЕТЕЙ
И КОЛЛЕКТОРОВ В ГОРОДАХ.............................................................
8.1. Размещение подземных сетей в плане.............................................
8.2. Размещение инженерных сетей в вертикальной плоскости.............
Контрольные вопросы......................................................................................
9. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ
В МИКРОРАЙОНАХ..................................................................................
Контрольные вопросы......................................................................................
10. СТРОИТЕЛЬСТВО ПОДЗЕМНЫХ СЕТЕЙ И КОЛЛЕКТОРОВ
ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ....................................................................
10.1. Подготовка траншей.........................................................................
10.2. Правила ведения подземных работ...................................................
10.3. Подготовительные и вспомогательные работы при прокладке
подземных сетей...........................................................................
10.4. Разработка траншей.........................................................................
10.5. Крепление траншей с вертикальными стенками...........................
10.6. Обратная засыпка траншей.............................................................
Контрольные вопросы......................................................................................
11. ПРИЗВОДСТВО РАБОТ ПРИ ПЕРЕСЕЧЕНИИ
ТРУБОПРОВОДАМИ РЕК И КАНАЛОВ............................................
11.1. Разработка подводных траншей......................................................
11.2. Укладка подводных трубопроводов..................................................
Контрольные вопросы.....................................................................................
12. ЗАКРЫТЫЕ (БЕСТРАНШЕЙНЫЕ) СПОСОБЫ
СТРОИТЕЛЬСТВА ПОДЗЕМНЫХ СЕТЕЙ И КОЛЛЕКТОРОВ...
12.1. Щитовой метод прокладки...............................................................
12.2. Прокладка трубопроводов прокалыванием и продавливанием......
12.3. Прокладка трубопроводов методом горизонтального
(наклонного) направленного бурения.................................................
Контрольные вопросы.................................................................................
13. МОНТАЖА ТРУБОПРОВОДОВ............................................................
13.1. Подготовка основания и устройство приямков для монтажа
труб..............................................................................................
13.2. Выбор механизмов и погрузочно-разгрузочных работ
при укладке труб................................................................................
13.3. Укладка труб из различного материала и заделка их стыков......
Контрольные вопросы......................................................................................
14. КОНТРОЛЬ ЗА СТРОИТЕЛЬСТВОМ ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ...
Контрольные вопросы......................................................................................
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиографический список.............................................................................
95
54
55
55
56
61
62
62
65
66
66
66
67
69
73
74
75
75
75
77
78
78
79
81
82
84
85
85
86
86
91
91
92
93
93
Учебное издание
Виктор Филиппович Бабкин,
Валентин Николаевич Яценко,
Владимир Юрьевич Хузин
ИНЖЕНЕРНЫЕ СЕТИ
Учебное пособие для студентов,
обучающихся по направлению «Строительство»
Редактор Акритова Е.В.
Подписано в печать 10.12.2012. Формат 60 × 84 1/16. Уч.-изд. л. 6,0. Усл.-печ. л. 6,1.
Бумага писчая. Тираж 150 экз. Заказ № 614.
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии
издательства учебной литературы и учебно-методических пособий
Воронежского ГАСУ
394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
96
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
315
Размер файла
5 649 Кб
Теги
692, сети, бабкин, инженерная
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа