Смотровые колодцы

Основания под трубопроводы.

Конструкция основания зависит от вида грунта, его несущей способности, материала и диаметра трубопровода, а также глубины его заложения.

Керамические и асбестоцементные трубопроводы в песчаных и глинистых грунтах с нормальным сопротивлением 0,15МПа и более укладываются на естественном основании, однако для труб диаметром 350-600мм основание необходимо профилировать по форме трубы с углом охвата 90⁰ (рис.27а).

Рис.27. Основания под трубопроводы.

а) Естественное профилированное; б) Монолитное бетонное; в) свайное.

1.Труба; 2.Песчаный грунт; 3.Бетонный стул; 4.Железобетонная плита; 5.Сваи.

если грунт основания имеет нормальное сопротивление 0,1-0,15МПа, то керамические и асбестоцементные трубы укладывают на монолитное бетонное основание, спрофилированное по форме трубы с углом охвата 90⁰ (рис.27б).

железобетонные трубы диаметром 400-1200мм в грунтах с нормальным сопротивлением более 0,1МПа можно укладывать на естественном или искусственном основании, аналогичному для керамических труб. В слабых грунтах с нормальным сопротивлением менее 0,1МПа железобетонные трубы рекомендуется укладывать на свайном основании.

При укладке трубопроводов в водонасыщенных грунтах устраивают искусственное песчано-гравийное, щебеночное или бетонное основание. Основание под трубы в скальных грунтах необходимо выравнивать слоем песка или мягкого уплотненного грунта высотой не менее 0,1м над выступающими неровностями дна траншеи.

Смотровые колодцы устраивают на водоотводящей сети для осмотра и наблюдения за работой трубопроводов, а также для выполнения разнообразных эксплуатационных мероприятий на сети.

Колодцы бывают линейными, поворотными, узловыми, перепадными, контрольными и промывочными. Линейные смотровые колодцы устраивают на прямолинейных участках сети на расстоянии друг от друга:

d = 150мм - l = 35м;

d = 200 - 450мм - l = 50м;

d = 500 - 600мм - l = 75м;

d = 700 - 900мм - l = 100м;

d = 1000 - 1400мм - l = 150м;

d = 1500 - 2000мм - l = 200м;

d > 2000 - l = 300м.

их устраивают также при изменении диаметров трубопроводов и их уклонов. Любой смотровой колодец состоит из основания, лотковой части, рабочей камеры, горловины и люка (рис.28). колодцы могут выполняться из различных материалов: сборных железобетонных элементов, кирпича, бутового камня и других местных материалов. В плане колодцы устраивают круглыми, прямоугольными или полигональными.

Рис.28. Смотровой колодец.

1.Щебеночная подготовка; 2.Плита днища; 3.Лотковая часть; 4.Рабочая камера; 5.Плита перекрытия; 6.Горловина; 7.Люк; 8.Скобы.

Основание колодца состоит из бетонной или железобетонной плиты, уложенной по щебеночному основанию. Основной технологической частью смотрового колодца является лотковая часть.

Лоток выполняется из монолитного бетона М 200 с использованием специальных шаблонов-опалубок с последующей затиркой поверхности цементным раствором и железнением. Трубопровод в колодце переходит в лоток, по нему протекает сточная жидкость, чем и определяется особенность устройства лотка. В линейных колодцах лотки прямолинейны, поверхность лотка в нижней части повторяет внутреннюю поверхность трубы, в верхней части вертикальна. Общая высота лотка должна быть не меньше диаметра большей трубы. С двух сторон лотка образуются полки (бермы). Полкам придается уклон в сторону лотка 0,02. Полки служат площадками, на которых размещаются рабочие при выполнении эксплуатационных мероприятий. Рабочая камера колодца должна иметь размеры расположения в ней рабочего, высота должна быть 1800мм, а диаметр в зависимости от диаметра труб: 1000мм при диаметре труб 600мм, при d = 800 - 1000мм - 1500мм и при d = 1200мм - 2000мм. Размеры в плане прямоугольных колодцев принимаются в зависимости от диаметра наибольшей трубы: при d700мм - 10001000мм; при d>700мм длину (по оси трубопровода) - d+400мм, ширину d+500мм.

горловины колодцев надлежит принимать диаметром 700мм. при диаметре трубопроводов 600мм и более в колодцах, расположенных на расстоянии 300-500м, размер горловин следует принимать достаточным для опускания приспособлений по прочистке (шаров и цилиндров). Рабочие камеры и горловины оборудуются скобами или навесными лестницами для спуска в колодец. Переход от рабочей камеры к горловине может осуществляться с помощью специальной конусной части или железобетонной плиты перекрытия. На уровне поверхности земли горловина заканчивается люком с крышкой, который бывает тяжелым и легким. Тяжелый устанавливается на проезжих местах. Установку люков предусматривают на уровне с поверхностью проезжей части - при усовершенствованном покрытии дорог, на 50-70мм выше поверхности земли - в зеленой зоне, и на 200мм выше поверхности - на незастроенной территории. При расположении колодцев на территории без покрытия вокруг люка устраивают отмостку для отвода поверхностных вод.

В мокрых грунтах необходимо устраивать гидроизоляцию дна и стенок колодцев 0,5м выше уровня подземных вод. Различна и схема заделки труб в лотковой части колодца для сухих и мокрых грунтов (рис.29).

Рис.29. Схемы заделки стыков.

а)- в сухих непросадочных грунтах; б)- в мокрых непросадочных грунтах.

1.Цементный раствор; 2.Асбестоцементный раствор; 3.Смоляная прядь; 4.Гидроизоляция.

смотровой колодец, установленный на повороте трассы трубопровода, называется поворотным, на присоединениях к ним боковых веток - узловым. Их конструкции аналогичны конструкции линейного с тем отличием, что диаметр рабочей камеры определяется из условия размещения внутри колодца кривых поворотов. Радиус поворота оси лотка в колодце должен быть не менее диаметра трубопровода. Лотки присоединений боковых веток в узловых колодцах также выполняются криволинейными с таким же радиусом поворота в направлении течения сточной жидкости (рис.30). на крупных коллекторах диаметром 1200 и более радиус поворота должен быть не менее пяти диаметров, а смотровые колодцы предусматривают в начале и в конце кривой поворота.

R = d_вых.

а)- линейного колодца, в плане; б)- узлового колодца, в плане; в)- линейного колодца, в разрезе.

Рис.30. Лотки смотровых колодцев.

Перепадные колодцы устраивают для уменьшения глубины заложения трубопроводов, гашения скорости при её уменьшении на последующих участках во избежание превышения максимально допустимой скорости, при пересечении с подземными коммуникациями и при затопленных выпусках дождевых вод в водоём. Конструктивно перепадные колодцы выполняют со стояком, в виде водослива практического профиля, шахтного типа и другие.

Рис.31. Перепадной колодец со стояком.

1.Стояк; 2.Водобойная подушка; 3.Металлическая плита; 4.Приемная воронка; 5.Скобы.

На трубопроводах диаметром до 500мм включительно и высотой перепада не более 6,0м применяются перепадные колодцы со стояком в колодце (рис.31). диаметр стояка принимается равный диаметру подводящего трубопровода. В верхней части стояка устраивается приемная воронка, под стояком водобойная подушка, под ней металлическая плита. Для стояка диаметром до 300мм допускается вместо водобойной подушки устанавливать направляющее колено с водобойной стенкой.

Рис.32. Конструкция перепадного колодца в виде водослива практического профиля.

1.Горловина колодца; 2.Подводящий трубопровод; 3.Водослив; 4.Водобойная часть;

5. Отводящий трубопровод.

При диаметре трубопровода 600мм и выше с величиной перепада до 3,0м применяется перепадной колодец в виде водослива практического профиля (рис.32). Перепадной колодец состоит из криволинейного водослива и водобойного колодца в основании. Устройство водобойного колодца обеспечивает затопление гидравлического прыжка, в результате чего происходит гашение энергии потока.

Рис.33. Расчетная схема перепадного колодца.

Расчет перепадного колодца в виде водослива практического профиля сводится к определению глубины и длины водобойного колодца. Расчет производится с использованием следующих зависимостей. Определяется сжатое сечение h_с в нижнем бьефе у основания водослива:

, где

- удельный расход на единицу ширины водослива, которая принимается равной диаметру подводящего трубопровода;

- коэффициент скорости, равный 0,95-0,99;

Т₀ - средняя удельная энергия потока, определяемая по формуле:

Т₀ = Р + Н +, где

Р - высота перепада;

Н - наполнение в подводящем трубопроводе;

d_К - глубина водобойного колодца.

Далее определяется вторая сопряженная глубина h^II при условии, что первая сопряженная глубина (до прыжка) равна h^I = h_C:

, где

h_КР - критическая глубина, определяемая по формуле:

.

Необходимая глубина водобойного колодца находится из условия:

h^II < t + d_К +z, где

z = - перепад уровней воды при выходе её из водобойного колодца.

- средние скорости соответственно в отводящем трубопроводе при наполнении t и в водобойном колодце.

Длину водобойного колодца рекомендуется вычислить по формуле: l_ВК = l_П,

- коэффициент, равный 0,6-0,7, L_П - длина гидравлического прыжка,

.

При больших диаметрах трубопроводов и высоте перепада более 3,0м могут применяться шахтные перепады, на рис.34 приведена конструкция шахтного колодца с многоступенчатыми перепадами. Колодец имеет шахту, перегороженную ступенями, чередующимися по всей высоте в шахматном порядке. Расстояние между ступенями рекомендуется принимать, равным z=(0,52)В, для прямоугольного сечения шахты и z=(052)d при круглом сечении. Расчет перепадного колодца производится на предельное затопленное состояние. Можно пользоваться следующей формулой для определения производительности:

, где

- коэффициент расхода;

= BL/2 - площадь сечения отверстия;

z₁ - напор воды над отверстием, который равен z;

, = 0,57 + 0,043(1,1-n), где

n = а/- степень сужения шахты.

Коэффициент скорости в отверстиях шахт равен 0,89.

Перепадной колодец может выполняться из сборного или монолитного железобетона. К устройству ступеней предъявляются повышенные требования, так как они воспринимают воздействие потока воды, обладающего большой кинетической энергией. Форма шахты в плане может быть прямоугольной или круглой. Известен ещё ряд конструкций перепадных колодцев шахтного типа.

Рис.34. Двухсекционный перепадной колодец шахтного типа

с многоступенчатыми перепадами.

1.Подводящий коллектор; 2.Шибер; 3.Секции перепадного колодца; 4.Ступени перепада; 5.Отводящий коллектор.

Дата добавления: 2013-12-14