Гидравлический расчет и высотное проектирование водоотводящей сети




 

Важнейший этап проектирования водоотводящей се­ти - гидравлический расчет трубопроводов, в итоге кото­рого строится их продольный профиль. Про­дольный профиль - это вертикальный разрез-развертка верхнего слоя земли с запроектированным трубопрово­дом в направлении движения воды (рис. 5.1).

Гидравлический расчет трубопроводов начинают с диктующих точек - начальных, низкорасположенных и наиболее удаленных точек на схеме сети. При построе­нии продольного профиля от диктующих точек заглубле­ние трубопровода получается наибольшим. Таким обра­зом обеспечивается присоединение всех боковых веток трубопроводов к проектируемому коллектору. Участок трубопровода от диктующей точки до коллектора принято называть диктующей веткой.

Гидравлический расчет трубо­проводов производится с использованием таблиц, графи­ков или номограмм. Исходными данными для расчета являются: расчетный расход сточных вод, уклон поверхности земли, геологические, гидрогеологические и другие данные.

В соответствии с технологическими требованиями ре­гламентируются скорости движения воды в трубопроводе и его наполнение. По существу гидравлический расчет трубопроводов сводится к выбору диаметра и уклона тру­бопровода, обеспечивающих пропуск расчетного расхода при самоочищающей или большей скорости движения во­ды и наполнении не более регламентируемого нормами. Уклон трубопровода тесно связан со скоростью движения воды в нем. При проектировании минимального уклона трубопровода обеспечивается минимальная скорость дви­жения воды. В последующем проверяют соблюдение тре­бований норм по скорости.

Соблюдение указанных выше требований возможно, принимая различные условия проектирования и проектные решения.

Первый случай - уклон по­верхности земли больше минимального уклона проекти­руемого трубопровода, а начальное заглубление его равно минимальному. Очевидно, что расчет трубопровода с минимальным уклоном приведет к недо­пустимому уменьшению его заглубления. Заманчивым может показаться решение с уклоном, значительно боль­шим, чем уклон поверхности земли, так как оно обеспе­чит уменьшение диаметра. Однако такое решение приведет к увеличению заглубления трубопровода и объема земляных работ на данном и всех последующих участ­ках. Как правило, повышение стоимости строительства при проектировании уклона, большего уклона поверх­ности земли, значительно выше, чем сокращение его стоимости вследствие уменьшения диаметра трубопро­вода.

Следовательно, в рассматриваемом случае наиболее целесообразно проектировать трубопровод с уклоном, равным уклону поверхности земли. Так как диаметр тру­бопровода перед началом расчета неизвестен, то невоз­можно определить и минимальный уклон. Поэтому расчет трубопровода ведется методом подбора. Вначале задают­ся диаметром и затем определяют, пропустит ли трубо­провод при уклоне, равном уклону поверхности земли, расчетный расход при регламентируемом наполнении. Если не пропустит, то задаются соответственно большим или меньшим диаметром. Как правило, в рассматривае­мом случае скорость получается больше минимальной. На начальных участках в ряде случаев при малых расхо­дах - меньше 10-12 л/с даже в трубопроводе минималь­ного диаметра (d=200 мм) не обеспечиваются регламен­тируемые минимальная скорость и наполнение. В этом случае участок считают «безрасчетным» и принимают для него диаметр равным минимальному - 200 мм, а уклон равным уклону поверхности земли.

Второй случай - уклон поверхности земли больше минимального уклона проектируемого трубопровода и на­чальное заглубление его больше минимального. Этот случай может иметь место при изменении ук­лона поверхности земли с меньшего на больший. На схе­ме этот случай представлен на втором участке. Для со­кращения объема земляных работ целесообразно в пре­делах участка выйти на минимальную глубину. Это достигается на самом коротком участке, если уклон тру­бопровода равен минимальному уклону. Следовательно, в рассматриваемом случае необходимо проектировать трубопровод с минимальным уклоном. Расчет выполняет­ся также методом подбора и начинают его с принятия диаметра трубопровода.

Третий случай - уклон поверхности земли меньше ми­нимального уклона проектируемого трубопровода, а на­чальное заглубление его равно или больше минимально­го. При проектировании трубопровода с ук­лоном больше минимального уклона существенно увеличивается объем земляных работ на данном и всех последующих участках. При этом увеличение стоимости строительства не компенсируется уменьшением его стои­мости вследствие уменьшения диаметра лишь на одном расчетном участке. Следовательно, в рассматриваемом случае целесообразно проектировать трубопровод с укло­ном, равным минимальному уклону. Расчет ведется так­же методом подбора. Вначале задаются диаметром тру­бопровода.

При малых расходах (меньше 10-12 л/с) участок считают безрасчетным и принимают для него диаметр равным минимальному - 200 мм, а уклон - также рав­ным минимальному - 0,005.

При построении продольного профиля трубопровода решается вопрос о соединении труб по высоте. В инже­нерной практике применяются два метода соединения трубопровода: «шелыга в шелыгу» и «по уровням воды».

Продольный профиль выполняется в масштабах: го­ризонтальном, равном масштабу плана, т. е. 1: 5000 или 1: 10000, и вертикальном, равном 1:50; 1:100 и 1: 200. В основании профиля заполняются четыре строки (по­лосы) со следующими данными (снизу вверх): номера расчетных точек; расстояния между ними; отметки по­верхности земли; отметки лотков труб (см. рис. 1). Верхняя линия этих строк принимается за условный го­ризонт. Отметка его принимается на 8-10 м ниже наи­меньшей отметки поверхности земли. В этом случае в пре­делы профиля впишутся все запроектированные трубо­проводы, прокладка которых предусмотрена открытым способом. Отметки земли на профиле фиксируются с точ­ностью до 1 см, а лотков труб - до 1 мм. Поверхность земли показывается между расчетными точками прямы­ми линиями, если по горизонтали плана не обнаружива­ется резко выраженного рельефа местности. Геологичес­кие и гидрогеологические данные наносятся на профиле в виде «колонок». Построение трубопроводов производит­ся также от условного горизонта (а не от поверхности земли), чтобы исключить возможность распространения ошибки в построении поверхности земли на построение трубопровода. На профиле также приводятся данные о материале труб и оснований под них, показываются смотровые колодцы по концам расчетных участков и проектируемые насосные станции. Расчет начинают с диктующей точки. Данные расчета могут быть выписа­ны на профиле.

Отметка лотка трубы в диктующей точке определяет­ся вычитанием минимальной глубины заложения трубо­провода от отметки поверхности земли в этой точке. От­метки лотка трубы в конце расчетных участков вычисля­ются по формуле

zк=zн – hпот, (5.1)

где zн - отметка лотка трубы в начале участка;

hпот - потеря на­пора на участке трубопровода (падение лотка), определяемая по формуле

hпот= il, (5.2)

где l — длина расчетного участка трубопровода с гидравлическим уклоном (уклоном лотка) i.

Отметки лотка трубы в начале второго и последующих участков определяются по формуле

(5.3)

где - отметка лотка трубы в конце предыдущего расчетного уча­стка;

- разница в диаметрах труб рассчитываемого и предыду­щего участков (при соединении труб «шелыга в шелыгу») или раз­ница в наполнениях труб также рассчитываемого и предыдущего уча­стков (при соединении труб «по уровням воды»).

Техника вычислений существенно упрощается, если данные гидравлического расчета и данные к построению продольного профиля сводятся в таблицу определенной формы (табл. 5.1).

При разработке рабочих чертежей продольный про­филь строится в горизонтальном масштабе 1: 500 или близком к этому соотношению. На продольном профиле приводятся следующие дополнительные данные: отметки планировки земли; род покрытий (асфальт, булыжная мостовая, зем­ля и др.); место расположения трассы (название улиц, парки и др.); углы поворотов трубопроводов и др. На профиле показываются все смотровые колодцы и другие проектируемые сооружения, все подземные сооружения, пересекающие трассу водоотводящей линии и др. На рис.5.1 показан продольный профиль коллектора.

 

Таблица 5.1 – Гидравлический расчет коллектора.

№ участков Длина l, м Расчетный расход qр, л/с Диаметр d, мм Уклон i, ‰ Скорость v, м/с Наполнение Падение H= i·l
h/d H, м
                 
0-1                

 

Продолжение таблицы 5.1

№ участков Отметки по расчетным участкам, м Глубина заложения лотка трубы, м
Поверхности земли Поверхности воды Лотка трубы
в начале в конце в начале в конце в начале в конце в начале в конце
                 
0-1                

 

 

Рисунок 5.1 – Продольный профиль коллектора.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-20 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: