Устройство водоотводящих сетей: колодцы и камеры
СОДЕРЖАНИЕ
1 ВВЕДЕНИЕ 3
2 СИСТЕМЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ ГОРОДОВ 4
3 УСТРОЙСТВО ТРУБОПРОВОДОВ И КОЛЛЕКТОРОВ ДЛЯ ВОДООТВОДЯЩЕЙ СЕТИ 9
3.1 Выбор материала труб и коллекторов 12
3.2 Соединения труб 13
3.3 Основания под трубы 14
3.4 Защита труб от разрушения 15
4 ТИПЫ СООРУЖЕНИЙ 16
5 КОЛОДЦЫ 17
5.1 Типы перепадных колодцев 20
6 КАМЕРЫ 22
7 ВЫПУСКИ СТОЧНЫХ ВОД В ВОДОЕМЫ 24
8 ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА ВОДООТВОДЯЩИХ СЕТЕЙ В РАЙОНАХ СО СЛОЖНЫМИ ГЕОЛОГИЧЕСКИМИ ИЛИ КЛИМАТИЧЕСКИМИ УСЛОВИЯМИ 26
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 28
1 ВВЕДЕНИЕ
Экономическое и экологическое значение систем водоотведения.
Сточные воды образуются при
использовании природной или
водопроводной воды для бытовых
целей и технологических
Системы водоотведения тесно
связаны с системами
Кроме этого, постоянный рост
и развитие промышленности привел к
возрастанию объемов
2 СИСТЕМЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ ГОРОДОВ
Система водоотведения состоит из следующих основных элементов:
1) внутренних водоотводящих
сетей в зданиях, оснащенных
сани-тарно-техническим
2) внутриквартальных водоотводящих сетей;
3) наружной водоотводящей сети;
4) аварийно-регулирующих резервуаров;
5) специальных сооружений;
6) насосных станций и напорных трубопроводов;
7) станций очистки сточных вод;
8) выпусков аварийных нечищенных потоков
сточных вод.
На рис. 1.1 показана общая схема водоотведения города.
Рис. 1.1. Общая схема водоотведения города: РИС – районная насосная станция; ГНС – главная насосная станция; ОС – очистные сооружения; /777 – промышленное предприятие; 1 – граница города; 2 – наружная (внешняя) водоотводящая сеть трубопроводов; 3 – ливнеспуски; 4 – дюкер; 5 – напорные трубопроводы; 6 – выпуск очищенных сточных вод; 7 – линии водоразделов.
На рис. 1.2 показана схема внутренней водоотводящей сети жилого дома. Она состоит из приемников сточных вод (санитарных приборов) внутренней водоотводящей сети, которая включает водоотводящие линии, стояки и выпуски из здания.
Рис. 1.2. Схема внутренней
водоотводящей системы жилого дома:
1 – санитарные приборы;
2 – сифоны; 3 – отводные линии; 4 – стояк;
5 – выпуск
Трубопроводы отводных линий прокладываются с уклоном к стоякам для обеспечения самотечного отвода воды.
Трубопроводы стояков
прокладываются вертикально; верхняя
их часть возвышается над
Внутренняя водоотводящая сеть трубопроводов рассчитывается на частичное заполнение труб водой даже при наибольших (расчетных) расходах сточной воды. Она одновременно служит для вентиляции всей внешней водоотводящей сети. При нормальных условиях работы через стояки осуществляется вытяжка газов. Для исключения попадания газов в помещения под санитарными приборами устанавливаются сифоны (гидравлические затворы). Они обычно представляют собой петлеобразные трубки, в которых постоянно задерживается водяной столб высотой 8-10 см. Иногда сифоны являются составной частью санитарных приборов. Для проверки и прочистки труб на сети устанавливаются специальные детали -ревизии и прочистки. Каждое здание имеет по несколько стояков, которые обслуживают санитарные приборы, группирующиеся на каждом этаже здания.
Для отвода производственных сточных вод из здания также создается внутренняя водоотводящая сеть трубопроводов. Для отвода сравнительно больших расходов устраивают сеть подпольных лотков (на первом этаже).
Рис. 1.3. Схемы внутренних
водостоков:
а – промышленного здания; б – жилого
дома с плоской крышей; в – то же, со скатной
крышей; 1 – устройство для прочистки;
2 – стояк; 3 – отводные трубы; 4 – водосточные
воронки; 5 – гидрозатворы; б – открытый
выпуск; 7 – водосточные трубы; 8 – желоб;
9 – дождеприемники; 10 – закрытый выпуск;
11 – смотровые колодцы
На рис. 1.3 показаны схемы внутренней водосточной сети (внутренних водостоков), предназначенной для приема и отвода дождевых вод. Крыши зданий выполняются с учетом необходимости сбора и отвода воды к местам приемки ее в водосточную сеть. Если крыши имеют сложную конфигурацию (рис. 1.3, а) или они плоские (рис. 1.3, б), то сеть трубопроводов выполняется внутри здания.
Вода во внутреннюю сеть принимается через водосточные воронки, устанавливаемые на крышах. Отвод воды из зданий может производиться либо непосредственно во внутриквартальную водоотводящую сеть, либо на поверхности земли. В последнем случае вода с крыш вместе с дождевой водой с незастроенной части квартала должна стекать в лотки проездов, а затем в специальные дождеприемники, связанные с внутриквартальной водоотводящей сетью. При невысоких зданиях и скатных крышах дождевая вода с крыш отводится водосточными трубами, а затем лотками проездов в дождеприемники (рис. 1.3, в).
Внутриквартальная водоотводящая сеть представляет собой систему подземных трубопроводов (рис. 1.4). Трассировка ее производится около зданий между смотровыми колодцами по концам выпусков из зданий в направлении, совпадающем с уклоном поверхности земли. Соединение ее с внешней (уличной) сетью производится участками труб, называемыми соединительными ветками. Внутриквартальная сеть трубопроводов рассчитывается на самотечное (безнапорное) движение жидкости с частичным заполнением труб.
Рис. 1.4. Схема трассировки внутриквартальной
водоотводящей сети:
1 – трубопровод внутриквартальной сети;
2 – смотровые колодцы; 3 – уличная сеть;
4 – соединительная ветка; КК – контрольный
колодец
На участке от внутриквартальной до уличной сети в пределах квартала на расстоянии 1 – 1,5 м от красной линии (границы квартала) располагается контрольный колодец (КК), который служит для контроля за работой внутриквартальной сети и правильностью использования сетей водоотведения специальными организациями, эксплуатирующими внешние водоотводящие сети и очистные сооружения.
Аналогичные сети создаются на предприятиях. Они называются внутризаводскими (внутриплощадочными).
Внешняя (наружная) водоотводящая
сеть, называемая иногда уличной, представляет
собой систему подземных
3 УСТРОЙСТВО ТРУБОПРОВОДОВ И КОЛЛЕКТОРОВ ДЛЯ ВОДООТВОДЯЩЕЙ СЕТИ
Материалы, которые используются для изготовления труб, должны удовлетворять строительным, технологическим и экономическим требованиям.
Строительные требования заключаются в обеспечении прочности и долговечности конструкций и возможности индустриализации строительства.
Технологические – в обеспечении водонепроницаемости и максимальной пропускной способности труб, а также исключении их истирания и коррозии.
Экономические – в обеспечении минимальной стоимости строительства и расходовании минимального количества дефицитных материалов.
Изложенным требованиям
удовлетворяют керамические, ас
Так как большинство водоотводящих
сетей являются самотечными, то для
строительства применяют в
Трубы керамические канализационные выпускаются по ГОСТ 282–82 диаметром 150–600 мм и длиной 1…1,5 м. Для уменьшения шероховатости и водопроницаемости эти трубы покрывают глазурью. Керамические трубы используют в основном для загрязненных стоков, так как они дороже бетонных и асбестоцементных.
Достоинства – устойчивость к агрессивным средам и гладкость. Главным недостатком этого вида труб является их хрупкость, поэтому при транспортировании и укладке в траншею требуется соблюдать особую осторожность.
Трубы бетонные безнапорные изготовляются по ГОСТ 20054–82 диаметром 100–1000 мм и длиной 1, 1,5 и 2 м. В поперечном сечении они могут быть круглые или круглые с плоской подошвой. Кроме того, они бывают раструбные и фальцевые.
Достоинством труб является
сравнительная дешевизна. К недостаткам
относят большой вес и
Железобетонные безнапорные трубы изготовляются по ГОСТ 6382.0–79 или ГОСТ 6482.1–79 диаметром 400–2400 мм и длиной от 2,5 до 5 м. Как и бетонные, эти трубы могут быть раструбные и фальцевые, круглые или с плоской подошвой. В зависимости от прочности трубы подразделяют на нормальной и повышенной прочности.
Важными достоинствами железобетонных
труб является их высокая прочность,
сохранение пропускной способности
в течение всего периода
Асбестоцементные трубы (безнапорные) изготовляются по ГОСТ 1839–80 диаметром 100–400 мм и длиной 2,95 и 3,95 м.
К преимуществам асбестоцементных труб относится их небольшая стоимость, небольшой вес и незначительная теплопроводность. Они легко распиливаются, не обрастают отложениями и имеют очень гладкую внутреннюю поверхность. Но в то же время эти трубы очень хрупки и легко истираются песком, содержащимся в стоках.
Пластмассовые трубы изготавливают из различных материалов, например, из поливинилхлорида, полиэтилена и полипропилена, диаметром от нескольких сантиметров до 2400 мм.
К достоинствам этих труб относится долговечность, отсутствие коррозии, гладкость, малый вес. Недостаток – истираемость.
Трубопроводы больших
диаметров (коллекторы) выполняются
на месте из сборного железобетона.
Их конструкция зависит от глубины
заложения, способа производства работ
и геологических условий
Трубы и каналы для дождевых сетей
Для транспортирования дождевых стоков используются те же трубы, что и для бытовых стоков. Кроме этого, для отведения больших расходов широко применяются сборные железобетонные каналы. Они собираются из отдельных блоков, при диаметре до 2 м имеют обычно круглое сечение, а при больших размерах – прямоугольное. При необходимости заложения коллекторов на глубину более 6…8 м и в некоторых других случаях строительство ведут методом щитовой проходки. При этом коллекторы собираются из сегментных железобетонных элементов – тюбингов.
Открытые дождевые сети выполняются в виде борт–лотков, расположенных вдоль крайней полосы проезжей части улицы или тротуара, а также в виде канав, кюветов или открытых каналов.
Борт–лотки устраивают из сборных железобетонных или бетонных элементов, монолитного бетона, труб, разрезанных пополам и т.д. Разрезы трех видов таких лотков изображены на рисунке.
Размеры лотков определяются по расчету. На внутриквартальных проездах глубина воды не должна превышать 6 см, на улицах ограничивается и ширина потока воды, которая не должна превышать 2 м.
Кюветы размещают по сторонам проезжей части. Делаются в виде каналов трапецеидального сечения, стенки укрепляются камнем, железобетонными плитами или бетоном.
Водоотводные канавы для перехвата дождевых вод с вышележащих территорий устраивают аналогично кюветам. Наименьшие размеры канав и кюветов трапецеидального сечения: ширина по дну 0,3 м, глубина 0,4 м. Скорости течения дождевых вод в канавах и кюветах не должны превышать наибольших скоростей, величины которых зависят от вида крепления стенок и примерно составляют от 1 до 4 м/с.
3.1 Выбор материала труб и коллекторов
Выбор труб для строительства сетей определяется видом водоотводящей сети, геологическими и гидрогеологическими условиями, объемом стоков, качественным и количественным составом загрязнений.
Для дождевых и бытовых внешних безнапорных сетей чаще всего используют трубы асбестоцементные, бетонные, железобетонные, керамические и пластмассовые. Для напорных линий применяют стальные, чугунные, напорные железобетонные, асбестоцементные и пластмассовые трубы.
Для транспортирования агрессивных
жидкостей (кислот, щелочей) рекомендуется
использовать керамические и стеклянные
трубы. При строительстве
3.2 Соединения труб
Бетонные и железобетонные трубы соединяют с помощью раструбного или фальцевого соединения. Стык в раструбном соединении законопачивают до половины просмоленной или битуминизированной пеньковой прядью, затем заливается асфальтовая мастика. Стыки фальцевых труб заделывают цементно-песчаным раствором, мастикой или другими материалами. При сопряжении применяются также резиновые прокладки и кольца.
Керамические трубы соединяют также раструбом. Внутренняя поверхность раструба и гладкий конец трубы имеют специальные бороздки, способствующие лучшему зацеплению материалов, заполняемых в раструб, со стенками трубы (см. рис.) Стык заполняется до половины пеньковой прядью, затем асфальтовой мастикой или асбестоцементом.
Асбестоцементные трубы между собой соединяются с помощью муфт – коротких отрезков асбестоцементной трубы большего диаметра (см. рис.) Пространство между внутренней поверхностью муфты и наружной поверхностью трубы заполняется прядью и мастикой.
Пластмассовые трубы соединяются с помощью сварки или раструбным соединением на клею.
3.3 Основания под трубы
Основания под трубы принимают
в зависимости от несущей способности
грунтов, диаметра труб, гидрогеологических
условий и фактических
В глинистых, крупнообломочных и скальных грунтах укладка труб должна производиться на песчаную подушку (см. рис.) При укладке трубопроводов в грунтах с возможной неравномерной осадкой (свеженасыпные, мягкопластичные глинистые и суглинистые, пылеватые и др.) устраивается искусственное основание – бетонный стул на плите (см. рис.)
В торфяных, илистых и подобных грунтах основание делается по специальному проекту, например, на железобетонных сваях – ростверках.
3.4 Защита труб от разрушения
В условиях эксплуатации водоотводящая
сеть подвергается с внутренней стороны
агрессивному воздействию сточных
вод и выделяющихся из них газов,
а с внешней стороны –
Для защиты железобетонных труб и колодцев возможно применение одного или сочетания следующих способов:
- использование специальных цементов,
- увеличение плотности и водонепроницаемости стенок труб,
- покрытие бетонных поверхностей изоляцией.
Трубы изготовляют на пуццолановых и сульфатостойких цементах. Для связывания гидроксида кальция в цемент добавляют растворимое стекло (силикат натрия), что придает ему дополнительную кислотостойкость.
Придание трубам повышенной плотности достигается путем центрифугирования бетона, гидропрессовании с вибрированием и вакуумирования.
Защитная изоляция внутренних и внешних поверхностей труб может быть жесткой или битумной. К жесткой изоляции относят цементную штукатурку с железнением, торкрет-штукатурку, облицовку керамическими и пластмассовыми плитками.
Битумная изоляция подразделяется на обмазочную, оклеечную и полимерную. Обмазочная изоляция состоит в нанесении слоя мастики на основе битума. Оклеечная – в наклейке рулонного материала (например, рубероида или гидроизола). Полимерная – в обмотке труб полимерной лентой.
4 ТИПЫ СООРУЖЕНИЙ
На водоотводящих сетях устраивают следующие основные типы сооружений:
- Смотровые колодцы (камеры, шахты) – одни из основных конструктивных элементов водоотводящих сетей, которые устраиваются в местах присоединения трубопроводов, изменения их диаметров, глубины заложения и уклонов, а также на прямолинейных участках сети через определенные СНиП расстояния.
- Различают линейные, узловые, п
оворотные, контрольные и другие типы смотровых колодцев, через которые производится наблюдение за работой сети и осуществляется профилактические мероприятия и ремонт. - Перепадные колодцы – специальные сопряжения трубопроводов, лежащих на разных глубинах.
- Дюкеры и самотечные переходы – устраиваются при пересечении рек, оврагов и инженерных сооружений.
- Ливнеспуски и разделительные камеры – имеются на сетях общесплавной и полураздельной систем водоотведения для сброса части дождевого стока в водоем.
- Регулирующие резервуары – служат для сглаживания пиковых дождевых расходов.
- Сливные станции и пункты – предусматриваются для приема жидких отбросов от неканализованных районов доставкой их ассенизационным транспортом.
- Насосные станции – для перекачки жидкости на более высокие геодезические отметки.
- Выпуски – служат для сброса стоков в водоемы.
5 КОЛОДЦЫ
Смотровым колодцем или камерой называют шахту, расположенную над водоотводящим трубопроводом, внутри которой труба или коллектор заменены открытым лотком. Назначение этих колодцев состоит обеспечении возможности прочистки, контроля и вентиляции сети.
Места расположения смотровых колодцев:
1. В местах изменения
диаметра или уклона |
||
2. При изменении направления
трубопровода в плане ( |
||
3. В местах присоединения боковых веток. |
||
4. На прямолинейных участках через 35–300 м в зависимости от диаметра. |
||
Колодцы и камеры выполняются из сборного или монолитного железобетона, кирпича. В плане колодцы бывают круглыми, прямоугольными или полигональными.
Смотровые колодцы состоят из следующих основных элементов: рабочей камеры, горловины и переходной части между ними, основания и люка с крышкой над горловиной (см. рис.)
Лоток в колодце делается из бетона, в нижней части он полукруглый, в верхней – имеет вертикальные стенки. С двух сторон лотка создаются полки с уклоном к центру. Рабочая камера должна иметь следующие минимальные размеры: высотаhк – 1,8 м, диаметр Dк – 1,0 м. Минимальный диаметр горловины Dг – 0,7 м. Рабочие камеры и горловины оборудуются скобами или лестницами для спуска или подъема. Стенки рабочих камер и горловин могут выполняться из типовых железобетонных элементов – колец и плит.
Поворотные колодцы предусматри
Поворотный колодец
Узловые колодцы устраивают в местах соединения двух-трех трубопроводов. Они имеют узел лотков, соединяющих не более трех подводящих труб и одной отводящей. Узловые колодцы на крупных коллекторах называютсоединительными камерами.
Контрольные колодцы выполняются в местах присоединения дворовой или внутриквартальной сети к уличной и располагаются за пределами красной линии.
Промывные колодцы служат для периодической промывки начальных участков сети, которые имеют малые диаметры. В этом качестве могут использоваться обычные смотровые колодцы и специальные конструкции с запорными устройствами и подводом воды.
Сопряжение труб, уложенных на разной глубине, осуществляется с помощью перепадных колодцев, которые могут быть установлены на любой системе водоотведения. Необходимость их применения возникает в следующих случаях (см. рис.):
- при присоединении боковых веток к коллекторам или внутриквартальных сетей к уличным трубопроводам (вариант А на рис.),
- при пересечении трубопроводов с инженерными сооружениями и естественными препятствиями (вариант Б на рис.),
- при устройстве затопленных выпусков воды в водоемы (вариант В на рис.),
- при больших уклонах земли для исключения превышения максимально допустимой скорости движения (вариант Г на рис.).
На рисунке пунктиром показаны другие технические решения, однако устройство перепадных колодцев позволяет значительно сократить объем земляных работ и стоимость строительства сети. Поэтому эти колодцы более предпочтительны с экономической точки зрения.
5.1 Типы перепадных колодцев
По конструкции водоотводящие перепады можно разделить на следующие основные типы (см. рис.):
- Перепады с водосливом практического профиля и водобойным колодцем в нижнем бьефе (рис., а).
- Трубчатые перепады, которые бывают различной конструкции, но с обязательной вертикальной трубой (рис., б).
- Перепады с отбойно-водосливной стенкой (рис., в).
- Шахтные многоступенчатые перепады различных конструкций. Гашение падающей энергии происходит на каждой ступени (рис., г).
- Быстротоки – короткие каналы с большим уклоном (рис., д).
Согласно СНиП 2.04.03-85, перепады высотой до 3 м на трубопроводах диаметром 600 мм и более принимают в виде водосливов практического профиля, а высотой до 6 м при диаметрах до 500 мм – принимают трубчатые перепады.
6 КАМЕРЫ
Разделительные камеры устраиваются при полной раздельной и полураздельной системах водоотведения. Места расположения и назначения их различны.
При полной раздельной системе разделительные камеры устраиваются:
- на дождевой сети в отдельных местах отводного коллектора или перед очистными сооружениями для сброса части дождевых вод при интенсивных дождях в водоем;
- на сооружениях для самостоятельной очистки дождевых сточных вод при необходимости разной степени их очистки.
При полураздельной системе водоотведения разделительные камеры устраиваются:
- на дождевой сети перед присоединениями ее к общесплавным коллекторам для сброса части дождевых вод при интенсивных дождях в водоем;
- перед очистными сооружениями для временного сброса части бытовых, производственных и дождевых сточных вод (при больших расходах последних) в регулирующие резервуары для последующей подачи на очистные сооружения.
Разделительные камеры, устраиваемые на дождевой сети полураздельной системы водоотведения, аналогичны по конструкции ливнеспускам, которые имеются в общесплавной системе. Поэтому их иногда объединяют под общим названием – ливнесбросные камеры. По принципу работы разделительные камеры можно подразделить на следующие основные типы (см. рис):
- с водосливами различной конфигурации (прямолинейными, боковыми одно- и двухсторонними, криволинейными боковыми, кольцевыми и т.д.),
- с различной дальностью отлета струи (типа донного слива, с вертикальной разделительной стенкой),
- с сифонами, механическими устройствами и др.,
- комбинированные.
7 ВЫПУСКИ СТОЧНЫХ ВОД В ВОДОЕМЫ
Выпуски сточных вод –
это специальные сооружения, целью
которых является обеспечение сброса
стоков в водоем. При выборе типа
выпуска и места его
Выпуски можно классифицировать:
- по типу водоема: речные, озерные и мор
ские, - по месту расположения: береговые, русло
вые и глубинные, - по конструкции: затопленные, неза
топленные, сосредоточенные, ра ссеивающие и эжекторные.
Береговые выпуски могут быть затопленные и незатопленные. Затопленные выпуски представляют собой береговые колодцы с выходом стоков под уровень воды в водоеме. Незатопленные береговые выпуски устраивают в виде открытых быстротоков, каналов, консольных сбросов и оголовков (см. рис).