Устройство водоотводящих сетей–Сооружения на сети

Пересечение самотечных трубопроводов с препятствиями

 

Самотечные трубопроводы часто пересекаются с естественными и искусственными препятствиями. К естественным препятствиям относятся реки, ручьи, овраги, суходолы, к искусственным: автомобильные и железные дороги, подземные пешеходные переходы и т.д.

Пересечение может выполняться в виде дюкеров, сифонов, эстакад, в виде самотечных трубопроводов, уложенных в футляре.

Если трубопровод и препятствие расположены примерно на одном и том же уровне по отметкам, то пересечение выполняется в виде дюкера (рис.41). Дюкер состоит из следующих основных элементов: напорных трубопроводов, верхней и нижней камер. Напорные трубопроводы выполняются не менее чем из 2-х ниток стальных труб с усиленной антикоррозийной изоляцией. Диаметр труб не менее 150мм. Обе нитки должны быть рабочими. Допускается при небольших расходах устройство дюкера с одной рабочей и одной резервной ниткой. Дюкер укладывается в траншее по дну русла. Угол наклона восходящей части дюкера должен быть не менее 20⁰. Глубина h₁ должна приниматься не менее 0,5м, а на судоходных реках в пределах фарватера не менее 1,0м. Расстояние в не менее 0,7-1,5м. Аварийный выпуск может быть проложен из верхней камеры дюкера или из ближайшего колодца перед ним. Его устройство согласовывается с органами, осуществляющими контроль над охраной и использованием водоема.

 

Рис.41. Устройство дюкера через реку.

1.Подводящий самотечный трубопровод; 2.Щитовые затворы; 3.Задвижки; 4.Аварийный выпуск, 5.Напорные трубопроводы; 6.Верхняя камера;7.Нижняя камера.

 

Верхняя камера дюкера состоит из двух отделений: мокрого и сухого. Эти отделения разделяются между собой водонепроницаемой перегородкой. В мокром отделении самотечный трубопровод переходит в открытые лотки, оборудованные щитовыми затворами (шиберами). В сухом отделении расположены трубы с задвижками. Каждое отделение дюкера имеет горловину с люком и крышкой. Превышение люка камер над высоким уровнем воды в водоеме должно быть не менее h₂ = 0,5м.

Нижняя камера дюкера устраивается в виде одного отделения, где напорные трубопроводы переходят в открытые лотки, в начале которых устанавливаются щитовые затворы.

Камеры дюкера размещают на не затапливаемой территории даже при высоком уровне воды в водоеме. Трубопроводы дюкера прокладываются перпендикулярно руслу реки для обеспечения минимальной длины напорных трубопроводов.

Диаметр труб определяется исходя из самоочищающей скорости 1,0м/с:

, м , где

q - расчетный расход сточных вод , м³/с,

n - количество рабочий ниток.

Разность отметок уровней воды (z₁-z₂) в лотке верхней и нижней камер равна потерям напора в дюкере.

z₁-z₂ = h_L+ h_M = i^. l + , где

h_L = il - потери напора по длине;

h_M - потери напора на местные сопротивления.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений равна:

, где

- коэффициенты местных сопротивлений соответственно на входе, в задвижке, в отводах и на выходе; m - число отводов.

Дюкеры могут устраиваться также при пересечении самотечного трубопровода с автомобильными и железными дорогами, если они находятся в выемках. В этом случае трубопроводы прокладываются в футлярах или осуществляется их обетонирование. В остальном проектирование таких дюкеров ведется также, как и дюкеров через реки.

При переходе самотечного трубопровода через транспортные магистрали могут быть использованы сифоны (рис.42). применение сифонов может потребоваться при невозможности остановки транспорта и необходимости проведения работ в сжатые сроки. Кроме того, сифоны могут применяться при переходе через реки при наличии крупных мостов, к которым может крепиться трубопровод сифона. Для зарядки сифона предусматривается вакуумное устройство, подключаемое к самой высокой части сифона. Высота сифона Н определяется расчетом, обычно она не превышает 5-7м. Расчет сифона сводится к определению по расходу его диаметра, исходя из расчетной скорости 1,0м/с. разность отметок уровня сточных вод  в подводящем и отводящем трубопроводах определяется как сумма потерь напора по длине трубопровода и на местные сопротивления.

 

Рис.42. Устройство сифона.

1.Подводящий трубопровод; 2.Вакуум-насос; 3.Труба сифона; 4.Отводящий трубопровод.

 

Если самотечный трубопровод располагается значительно ниже препятствия по отметкам, то пересечение выполняется в виде самотечного трубопровода из усиленных стальных или железобетонных труб, уложенных в футлярах, а также в непроходных и проходных тоннелях (рис.43).

 

Рис.43. Схема пересечения самотечного трубопровода под железной дорогой на насыпи.

1.Футляр; 2.Самотечный трубопровод; 3.4.Контуры котлована для строительства соответственно приемного и рабочего.