Инженерные сети и оборудование
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К выполнению курсовой работы по дисциплине
«Инженерные сети и оборудование» студентами специальности
Автомобильные дороги и аэродромы»
(специализация «Экология дорожного комплекса»)
Брянск, 2012
Брянская государственная инженерно-технологическая академия
КАФЕДРА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Утверждено
Редакционно-издательским Советом академии протокол№
От «__»________2012 г.
Инженерные сети и оборудование
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К выполнению курсовой работы по дисциплине
«Инженерные сети и оборудование» студентами специальности
Автомобильные дороги и аэродромы»
(специализация «Экология дорожного комплекса»)
Брянск, 2012
Мевлидинов З,А. Методические указанияк выполнению курсовой работы по дисциплине «Инженерные сети и оборудование» студентами специальности 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы» (специализация «Экология дорожного комплекса»)/ Брянск.гос. технолог. акад. –Брянск:
Рецензент:
Канд. техн. наук, профессор С.Г.Парфенов
Рекомендованы редакционно-издательской и методической комиссией строительного факультета БГИТА.
Протокол № от февраля 2012 г.
© Мевлидинов З.А.
© Брянская государственная инженерно-технологическая академия
Содержание
1 Общие указания к выполнению курсовой работы………………………………. 5
1.1 Последовательность выполнения работы………………………………….5
1.2 Состав работы………………………………………………………………..5
1.3 Указания к оформлению работы……………………………………………5
2 Размещение инженерных сетей в поперечном профиле и плане
автомобильной дороги…………………………………………………………….6
3 Проектирование закрытой системы водоотвода…………………………………12
3.1 Проектирование водосточных веток, продольных водостоков,
главных коллекторов………………………………………………………..12
3.2 Проектирование водоприемных колодцев………………………………..15
3.3 Проектирование смотровых, поворотно-соединительных колодцев……17
4 Расчет параметров ливнеочистительных сооружений на водосточной сети….18
5 Гидравлический расчет и высотное проектирование водоотводящей сети……21
6 Расчет объемов работ по строительству водостоков………………………….25
Список рекомендуемой литературы…………………………………………….27
Приложения……………………………………………………………………… 28
Общие указания к выполнению курсовой работы
Последовательность выполнения работы
Курсовая работа выполняется в следующей последовательности:
даётся характеристика и анализ природных условий района проектирования инженерных сетей;
· размещаются инженерные сети на поперечном профиле и плане автомобильной дороги;
· проектируется схема водотока в районе застройки с расчётом параметров сточных веток, продольного водостока;
· проектируются сборные железобетонные колодцы;
· рассчитываются параметры ливнесточных сооружений на водосточной сети.
Состав работы
Курсовая работа должна содержать следующие материалы:
пояснительную записку с выполненными расчетами; графическую часть, включающую: размещение инженерных сетей на поперечном профиле и
плане автомобильной дороги, план водостока в районе застройки, чертеж одного из элементов ливнесточной сети (по заданию руководителя), продольный профиль главного коллектора, схему очистного сооружения.
Указания к оформлению работы
Оформление курсовой работы должно отвечать следующим требованиям. Пояснительная записка может быть написана от руки или набрана (по согласованию с руководителем) на компьютере на одной стороне стандартных листов бумаги (210x297мм). Графическая часть выполняется на чертёжной бумаге формата А1. В правом нижнем углу помещается основная надпись (штамп).
Весь проект должен быть сброшюрован в следующей последовательности: титульный лист, задание, карта, содержание, пояснительная записка с расчетами, список использованной литературы.
Характеристика природных условий района проектирования инженерных сетей. По литературным источникам (климатические справочники, энциклопедии) студент устанавливает характеристику природных условий района проектирования: рельеф, климат, условия проектирования водоотвода [ ]. Также должны быть отражены показатели, необходимые при принятии проектных решений по глубине размещения инженерных сетей, назначению их параметров, а именно: указана дорожно-климатическая зона, среднегодовая и среднемесячная температура воздуха, глубина промерзания грунта, годовое количество осадков и распределение их по сезонам, также должна быть дана характеристика рельефа района проектирования в целом, а также участка проектирования по карте.
2 Размещение инженерных сетей в поперечном профиле и плане улицы
По заданной категории дороги устанавливают геометрические параметры элементов проектируемой улично-дорожной сети, под которой необходимо разместить инженерные сети, занося данные в сводную таблицу.
Таблица 2.1 Расчетные параметры улиц и дорог города
| Категория дорог и улиц | Ширина полосы движения, м | Число полос движения | Наименьший радиус кривых в плане, м | Наименьший продольный уклон, %0 | Ширина пешеходной части тротуара, м |
| Магистральные дороги: - скоростного движения - регулируемого движения | 3,75 3,50 | 4-8 2-6 | — - | ||
| Магистральные улицы общегородского значения: - непрерывного движения; - регулируемого движения. | 3,75 3,50 | 4-8 4-8 | 3,0 3,0 | ||
| Магистральные улицы районного значения: - транспортно-пешеходным движением; - пешеходно- транспортным движением. | 3,50 4,0 | 2-4 | 2,25 3,0 | ||
| Улицы и дороги местного значения: - в жилой застройке; - в промышленных районах | 3,0 3,0 | 2-3* | 1,5 1,5 | ||
| Проезды: - основные; - второстепенные | 2,75 3,5 | 1,0 0,75 |
Примечания:
1. Как правило, ширина в красных линиях принимается, м: магистральных дорог - 50..75; магистральных улиц - 40..80; улиц и дорог местного значения - 15..25.
2. Для движения автобусов и троллейбусов на магистральных улицах в больших городах следует предусматривать крайнюю полосу шириной 4 м.
3. На магистральных дорогах с преимущественным грузовым движением допускается увеличивать ширину полосы движения до 4 м.
4. При непосредственном примыкании тротуаров к стенам зданий или оградам следует увеличивать их ширину не менее чем на 0.5 м.
Таблица 2.2 Расчетные параметры улиц и дорог сельских поселений
| Категория сельских улиц и дорог | Ширина полосы движения, м | Число полос движения | Ширина пешеходной части тротуара, м |
| Поселковая дорога | 3,5 | - | |
| Главная улица | 3,5 | 2-3 | 1,25-2,25 |
| Улица в жилой застройке: - основная; - второстепенная | 3,0 2,75 | 1,0-1,5 1,0 | |
| Хозяйственный проезд | 2,75-3,0 | 0-1,0 | |
| Скотопрогон | 4,5 | - |
При размещении инженерных подземных сетей следует учитывать, что срок их службы колеблется от 25 (для стальных трубопроводов, размещаемых непосредственно в грунте) до 100 лет (для коллекторов, оборудованных вентиляцией и водоудалением), т.е. долговечность подземных коммуникаций, как правило, намного ниже срока службы надземных сооружений. Поэтому размещать подземные сети следует таким образом, чтобы их эксплуатация, ремонт и замена могли осуществляться в рамках сложившегося населённого пункта.
Рисунок 2.1 Поперечные профили: а) магистральной улицы общегородского значения; б) магистральной улицы районного значения; в) жилой улицы; г) поселковой улицы: 1-расстояние от застройки до красной линии; 2-тротуар; 3-разделительная полоса между тротуаром и местным проездом; 4-местный проезд; 5-защитное озеленение; 6-проезжая часть; 7-центральная разделительная полоса.
|
Подземные инженерные сети располагают под улицами, руководствуясь следующими принципами:
1. Для лучшей эксплуатации сетей без нарушения движения транспорта и пешеходов недопустимо их размещать под проезжей частью улиц, а под тротуарами - не желательно. Размещать подземные инженерные сети следует на специальных зеленых технических полосах, которые могут служить и разделительными полосами.
2. Для предотвращения просадок зданий и наземных сооружений регламентируется минимальное расстояние от них до подземных коммуникаций: от 2 до 15 м в зависимости от вида и глубины заложения сетей.
3. Подземные сети по отношению к транспортным сооружениям, рельсовым путям, зеленым насаждениям следует размещать на расстоянии от 0.5 до 15 м, что должно исключать повреждение сетей, сооружений и элементов инженерного оборудования улиц.
4. Для предотвращения взаимного повреждения сетей регламентируется наименьшее расстояние между соседними прокладками - от 0.5 до 5 м.
5. В зависимости от функционального назначения сетей регламентируется минимальная глубина их заложения, которая определяется: а) глубиной промерзания грунта (для водопровода, водостока, канализации, газопровода влажного газа); б) сохранностью сетей от воздействия внешних нагрузок (для всех сетей).
6. При ширине улицы более 60 м и соответствующем технико-экономическом обосновании следует предусматривать дублирование подземных сетей - их прокладку по обеим сторонам улицы.
7. Следует всемерно развивать совмещенную прокладку подземных коммуникации в коллекторах, что значительно улучшает условия эксплуатации улиц и инженерных сетей.
Таблица 2.3 Минимальные расстояния от подземных инженерных сетей до зданий и сооружений
| Инженерные сети | Расстояние, м по горизонтали от подземных сетей до | |||||||
| Фундаментов зданий и сооружений | Фундаментов ограждений, эстакад опор | Оси крайнего пути трамвая | Бортового камня, кромки проезжей части | Наружной бровки кювета, подошвы насыпи | Фундамента опор ЛЭП, напряжением, кВт | |||
| До 1 | Св.1 до 35 | Св. 35 | ||||||
| Водопровод и напорная канализация | 2,8 | |||||||
| Самотечная канализация | 1,5 | 2,8 | ||||||
| Газопровод давления, МПа: | ||||||||
| - низкого до 0,005 | 2,8 | 1,5 | ||||||
| - среднего св. 0,005 до 0,3 | 2,8 | 1,5 | ||||||
| - высокого св.0,3 до 0,6 | 3,8 | 2,5 | ||||||
| - высокого св 0,6 до 1,2 | 3,8 | 2,5 | ||||||
| (от наружной стенки канала) | 1,5 | 2,8 | 1,5 | |||||
| Кабели силовые и связи | 0,6 | 0,5 | 2,8 | 1,5 | 0,5* | 5* | 10* | |
| Коммуникационные тоннели | 1,5 | 2,8 | 1,5 |
Примечание: * Относится только к расстояниям от силовых кабелей.
Таблица 2.4 Минимальные расстояния между соседними инженерными подземными сетями
| Инженерные сети | Расстояние, м по горизонтали (в свету) от подземных сетей до | |||||||||
| водо-про-вода | дрена-жа и канали-зации | газопровода давлением, МПа | силовых кабелей | кабелей силовых | тепло-сетей | каналов теплосе-тей | ||||
| низкого до 0,005 | среднего св. 0,005 | высокого | ||||||||
| св. 0,3 | св. 0,6 | |||||||||
| Водопровод | - | 1,5 | 1,5 | 0,5 | 0,5 | 1,5 | 1,5 | |||
| Канализация | 1,5 | 0.4 | 1.5 | 0.5 | 0,5 | |||||
| Газопровод давлением, МПа: - низкого до 0,005; - среднего св. 0,005 до 0,3; - высокого св. 0,3 до 0,6; - высокого св.0,6 до 1,2 | 1,5 | 1,5 | 0,5 0,5 0,5 0,5 | 0,5 0,5 0,5 0,5 | 0,5 0,5 0.5 0.5 | 0,5 0,5 0,5 0,5 | ||||
| Кабели силовые | 0,5 | 0,5 | 0,1-0,5 | 0,5 | ||||||
| Кабели связи | 0,5 | 0,5 | 0,5 | - | ||||||
| Тепловые сети | 1,5 | - | ||||||||
| Каналы, тоннели | 1,5 | - |
Рисунок 2.2 Размещение инженерных подземных сетей на улице:
а - в совмещённых траншеях и специальных коллекторах; б - в совмещённых траншеях и общем коллекторе;
1- теплосеть; 2 - водопровод; 3 - дождевая канализация (водосток); 4- кабель освещения; 5 - бытовая и производственная канализации; 6 - газопровод; 7 - телефонные кабели (телефонная канализация); А - разделительная полоса; Б - тротуар; В - проезжая часть.
|
Рисунок 2.3 План улицы с указанием размещения коммуникаций.
____ V_____ кабели связи;
____ Т_____ теплосеть;
____ N_____ газопровод;
____●_____ водопровод;
____ W_____ канализация;
____+ o +_____ кабели наружного освещения.
На плане показывают:
- расположение всех пространственных элементов улицы или дороги, включая дорожные элементы, зеленые насаждения, опоры и мачты и другие элементы, связанные с благоустройством улицы или дороги;
- размещение инженерных подземных сетей под улицей или дорогой с точным указанием расположения каждой сети канала.
На плане также указывают ось дороги, пикеты, красную линию и границы тротуара, а также размеры основных элементов дороги или улицы. Пример оформления плана улицы приведен на рис. 2.3.
3 Проектирование закрытой системы водоотвода
Закрытая система водоотвода состоит из сети трубопроводов, водоприемных смотровых колодцев и камер.
|
Рисунок 3.1 Закрытая система водоотвода:
а - по середине улицы; б - полоса зеленых насаждений при дублировании коллекторов; в - план закрытой системы водоотвода; 1 - водоприемный колодец; 2 - водосточная ветка; 3 - смотровой колодец; 4 - продольный водосток; 5 - главные коллекторы; 6 - смотровой, поворотно-соединительный колодец.
3.1 Проектирование водосточных веток, продольных водостоков главных коллекторов
Водосточные ветки, продольный водосток, главные коллекторы представляют собой закрытую систему трубопроводов диаметром 0,15-3,5м и более. Трубы диаметром 0,15-0,4м применяют для продольных водостоков, 1,5-3,5м - для главных коллекторов.
Для городских водостоков применяют асбестоцементные, пластиковые и железобетонные трубы (табл. 3.1.1).
Таблица 3.1.1 Характеристика труб для городских водостоков
| Трубы | Внутренний диаметр, мм | Длина, м | Масса, т | Тип стыковых соединений |
| Асбестоцементные | 150-600 | 3-6 | 0,06-0,9 | На муфтах |
| Пластмассовые (полиэтиленовые, винилпластовые) | 150-1000 | 6-11,5 | 0,02-1,4 | Сварные, раструбные, на муфтах |
| Железобетонные | 400-3500 | 1,8-6,5 | 1,0-11,5 | Раструбные, фальцевые |
Основное применение находят круглые железобетонные трубы с раструбными и фальцевыми стыковыми соединениями.
При проектировании системы водоотводящих трубопроводов и коллекторов следует учитывать, что самотечные трубы можно прокладывать на местности с определёнными уклонами, которые определяются допустимыми скоростями протока сточных вод - минимальной и максимальной.
Минимальную скорость, при которой не происходит заиливания трубопровода (не выпадает осадок) называют самоочищающейся скоростью. Она составляет 0,7-1,5м/с для трубопроводов диаметром 0,2-1,5м и более. Соответствующие наименьшие уклоны труб принимают в диапазоне от 5‰ - для труб диаметром 0,2м до 0,5‰ - для труб диаметром больше 2м. Водосточные ветки с учётом их частого засорения рекомендуется укладывать с уклоном не менее 20‰.
Максимальная скорость - 7м/с установлена на водосточной сети из условия сохранения труб. Соответствующие максимальные уклоны достигают 30-40‰ на водосточных ветках, но не превышают 20-30‰ на крупных коллекторах.
Гидравлический расчёт водоотводящей сети заключается в определении гидравлических характеристик потока сточной воды, диаметра - d, уклона трубы -i, скорости потока - Vп, степени наполнения h/d, а также отметок дна трубы и глубины заложения труб.
Диаметр водопропускного коллектора для пропуска заданного расхода q определяют в следующей последовательности.
Принимают параметр А, характеризующий отношение заданного ливневого расхода q и расхода в коллекторе qк, первоначально равный единице и определяют модуль расхода коллектора Кп':
Кп ' = 
(3.1)
По табл. 3.1.2 по ближайшему значению модуля расхода принимают диаметр трубы коллектора.
Далее следует определить для установленного диаметра коллектора и уже табличного значения Кп", соответствующего установленному диаметру, значения величины А:
(3.2)
По табл. 3.1.3 принимают степень наполнения h/d. Сравнивают полученную величину степени наполнения с допустимой по табл. 3.1.4 для данного диаметра коллектора. Если табличное значение h/d больше полученного по расчёту, то данный диаметр принимают за расчетный, иначе задаются новым диаметром из табл. 3.1.2, но уже большей величины, получают Кп"', далее расчет повторяют. Если же контроль выполняется, то расчетному диаметру d и степени наполнения h/d по табл. 3.1.2 и 3.1.3 определяют величины ωп и В. По формуле:
Vп = В∙Кv 
(3.3)
определяют скорость потока в коллекторе.
Таблица 3.1.2 Модули пропускной способности Кп, л/с и скорости течения Кv, м/с для ж.-б. труб (коэффициент внутренней шероховатости h=0,014) при полном заполнении сечения.
| d, мм | Кп | Кv | d, мм | Кп | Кv |
| 9.8 | 26.8 | ||||
| 11.4 | 28.6 | ||||
| 12.9 | 32.4 | ||||
| 14.2 | 35.8 | ||||
| 15.6 | 38.98 | ||||
| 16.9 | 45.4 | ||||
| 18.1 | 51.1 | ||||
| 20.4 | 59.1 | ||||
| 22.6 | 64.2 | ||||
| 24.6 | 71.4 |
Необходимо, чтобы значение скорости не превышало максимально допустимых значений и не было меньше минимального по СНиП и Табл. 3.1.4. Если это условие не выполняется, то следует задать другой уклон коллектора, либо изменить величину его диаметра.
Таблица 3.1.3 Зависимость параметров труб круглого сечения от наполнения
| 
| 
| Параметры | ||
| А | В | ||||
| 0.05 | 0.032 | 0.015 | 0.005 | 0.270 | |
| 0.10 | 0.063 | 0.041 | 0.023 | 0.400 | |
| 0.15 | 0.093 | 0.074 | 0.052 | 0.517 | |
| 0.20 | 0.121 | 0.112 | 0.090 | 0.617 | |
| 0.25 | 0.147 | 0.153 | 0.14 | 0.702 | |
| 0.30 | 0.171 | 0.198 | 0.20 | 0.776 | |
| 0.33 | 0.185 | 0.226 | 0.24 | 0.840 | |
| 0.35 | 0.193 | 0.245 | 0.27 | 0.840 | |
| 0.40 | 0.214 | 0.293 | 0.34 | 0.900 | |
| 0.45 | 0.233 | 0.343 | 0.42 | 0.954 | |
| 0.50 | 0.250 | 0.393 | 0.50 | 1.000 | |
| 0.55 | 0.268 | 0.443 | 0.58 | 1.050 | |
| 0.60 | 0.278 | 0.492 | 0.66 | 1.070 | |
| 0.65 | 0.288 | 0.540 | 0.75 | 1.100 | |
| 0.67 | 0.292 | 0.559 | 0.78 | 1.110 | |
| 0.70 | 0.296 | 0.587 | 0.83 | 1.120 | |
| 0.75 | 0.302 | 0.631 | 0.90 | 1.135 | |
| 0.80 | 0.304 | 0.674 | 0.96 | 1.140 | |
| 0.85 | 0.303 | 0.711 | 0.99 | 1.137 | |
| 0.90 | 0.298 | 0.744 | 1.04 | 1.130 | |
| 0.95 | 0.286 | 0.771 | 1.05 | 1.130 | |
| 1.00 | 0.250 | 0.785 | 1.00 | 1.130 |
Таблица 3.1.4 Минимальные скорости и уклоны
| d, мм | 
| Vmin, м/с | 
| d, мм | 
| Vmin, м/с |
|
| 0.6 | 0.69 | 0.0045 | 0.75 | 1.06 | 0.0015 | ||
| 0.6 | 0.78 | 0.0033 | 0.8 | 1.13 | 0.0013 | ||
| 0.7 | 0.86 | 0.0025 | 0.8 | 1.19 | 0.0012 | ||
| 0.75 | 0.93 | 0.0021 | 0.8 | 1.25 | 0.0010 | ||
| 0.75 | 0.98 | 0.0018 | 0.8 | 1.38 | 0.0008 |