[ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ
АКАДЕМИЯ
Кафедра теплотехники
ДОЖДЕВАЯ ВОДООТВОДЯЩАЯ СЕТЬ
Методические указания
к выполнению курсового проекта по курсу
«Инженерные сети и оборудование»
для студентов 3 курса специальность 2910 «Автомобильные дороги и аэродромы»
Казань 2003 Составители: А.П. Давыдов, А.В. Кодылев УДК 697 Дождевая водоотводящая сеть. Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу «Инженерные сети и оборудование»
для студентов всех форм обучения специальности 2910, 2904 «Автомобильные дороги и аэродромы»/ Сост.:
А.П. Давыдов, А.В. Кодылев Казань,2003.-17с.
В методических указаниях даются рекомендации по проектированию и расчету дождевой водоотводящей сети. Приводятся состав, объем и последовательность разработки курсового проекта.
Рецензент: к.т.н., доцент Мингазов Н.З.
© Казанская государственная архитектурно-строительная академия, 2003 г.
ВВЕДЕНИЕ
Дождевая водоотводящая сеть предназначена для отвода дождевых и талых вод с поверхности земли, дорог и сброса ее в водоём.В курсовом проекте разрабатывается схема дождевой сети города, поселка, рассчитывается сеть водостоков, составляется продольный профиль расчётного коллектора, подбирается материал труб, колодцев и стыковых соединений сети.
Методические указания предназначены для студентов всех форм обучения специальности 2910,
1. СОСТАВ И ОБЪЕМ ПРОЕКТА
Проект выполняется в виде расчётно-пояснительной записки и графического материала. В состав расчётно- пояснительной записки входят:Проектирование (планирование) дождевой сети 1) Планирование кварталов на площади стока;
2) Определение площадей стока;
3) Определение расчётных расходов на участках сети;
4) Определение начальной глубины заложения уличной дождевой сети;
5) Гидравлический расчёт дождевой сети.
6) В состав графической части входят:
1) Генплан с запроектированной дождевой канализационной сетью и горизонталями. ( Масштаб 1:5000 или 1:10000);
2) Продольный профиль коллектора дождевой сети – горизонтальный масштаб 1:5000 или 1:10000) (масштаб генплана), вертикальный 3) Чертеж деталей сети в масштабах 1:25 или 1:50.
2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
2.1.Проектирование дождевой сети и деление кварталов на площади стока.Перед началом проектирования дождевой сети студенту необходимо тщательно изучить генплан населенного пункта, его рельеф, расположение улиц по отношению к водоему, чтоб найти кратчайшее пути организованного отвода дождевых вод.
После изучения исходных данных приступаю к трассировке дождевой сети.
При этом территория населенного пункта разбивается на бассейны водоотвода. Число бассейнов устанавливается в соответствии с рельефом местности и возможными местами выпуска дождевых вод в водоём.
Трассировка дождевой сети в пределах каждого бассейна начинается с выбора направления бассейного коллектора, который целесообразно размещать при ярко выраженном рельефе в местах понижения рельефа (тальвеги), при плоском – в середине бассейна стока. После этого проектируется боковые коллектора.
Наиболее распространенная схема дождевой сети – перпендикулярная, когда бассейные коллекторы трассируются перпендикулярно берегу водоема. В курсовом проекте следует применять преимущественно эту схему.
Гидравлический расчет проводится только для бассейного коллектора;
расчёт боковых притоков в курсовом проекте проводится по заданию руководителя. Коллектор бассейна канализования разбивается по длине на расчетные участки, которые равны ширине или длине квартала. В курсовом проекте количество расчетных участков должно быть не менее 4. Расчетные участки бассейного коллектора имеют самостоятельную нумерацию.
Разбивка кварталов на площади стока производится биссектрисами углов в осях улиц. Кварталы нумеруются, а площади стока обозначаются буквами по алфавиту в направлении движения часовой стрелки. При крутом рельефе местности кварталы на площади стока не делятся, а уличная сеть троссируется по пониженной грани.
В курсовом проекте принимается, что внутри квартала имеется своя закрытая дождевая сеть.
При делении квартала на площади стока биссектрисами обычно получают простейшие геометрические фигуры в виде треугольников и трапеций.
Результаты вычислений этих площадей стока сводятся в специальную таблицу. 1. В графе 3 (таблицы 1) размеры площадей пишутся в сантиметрах (по генплану). При масштабе генплана 1:10000 полученная площадь в м одновременно означает и га. Если масштаб генплана 1:5000, то получение площади в га, вычисленной в графе 3, площадь в м2 следует умножить на переводной коэффициент 0,25.
Ведомость площадей стока № квартала Обозначение Формула подсчёта Площадь стока, Расходы дождевых вод q r, л/с, следует определять по методу предельных интенсивностей по формуле:
Где z mid – среднее значение коэффициента, характеризующего поверхность бассейна стока, определяемое по [1];
A, n – параметры, определяемые по [1];
F – расчетная площадь стока, га;
t r – расчетная продолжительность дождя, равная продолжительности протекания поверхностных вод по поверхности и по трубам до расчетного участка, мин;
Дождевая сеть обслуживает территории, имеющие различные поверхности, с покрытиями и без них. В этом случае находят среднее значение коэффициента z mid. Его определяют путем умножения относительной площади на соответствующий коэффициент z, принимаемый по [1]. Сумма полученных значений дает среднее значение коэффициента z mid. Результаты вычислений сводятся в таблицу 2.
Среднее значение коэффициента бассейна стока сооружений покрытия дорог Парковые дорожки Газоны Расчётный расход дождевых вод для гидравлического расчета сетей q cal, л/с, следует определять по формуле:
где – коэффициент, учитывающий заполнение свободной ёмкости сети в момент возникновения напорного режима, определяется по [1].
В тех случаях, когда площадь стока превышает 500га, формула (2) имеет вид:
где k – коэффициент, учитывающий неравномерность выпадения дождя по площади и определяемый по [1].
Параметры А и n определяются по результатам обработки многолетних записей самопишущих дождемеров. При отсутствии обработанных данных допускается параметр А определять по формуле:
Где q 20 – интенсивность дождя, л/с на 1 га, для данной местности продолжительностью 20 мин. При Р=1 год, определяемая по чертежу в [1];
m r – среднее количество дождей за год, принимается по [1];
Р – период однократного превышения расчетной интенсивности дождя, принимается по [1];
– показатель степени, принимается по [1].
Расчетную продолжительность протекания дождевых вод по поверхности и трубам t r, мин, следует принимать по формуле:
t=t con +t can +t p, где t con – продолжительность протекания дождевых вод до уличного лотка или при наличии дождеприемников в пределах квартала до уличного коллектора (время поверхностной концентрации), мин;
t can – то же по уличным лоткам до дождеприемника, мин;
t p – тоже по трубам до рассчитываемого сечения, мин.
Время поверхностной концентрации дождевого стока следует определять по расчету или принимать в населенных пунктах при отсутствии внутриквартальных дождевых сетей равным 5-10 мин или при наличии внутриквартальных сетей 3-5 мин [1].
Продолжительность протекания дождевых вод по уличным лоткам t can, мин, следует определять по формуле:
где l can – длина участков лотков, м;
can – расчетная скорость течения на участке, м/с.
Продолжительность протекания дождевых вод по трубам до рассчитываемого сечения t r, мин, следует определять по формуле:
Где, l r – длина расчетных участков коллектора, м;
r – расчетная скорость течения на участке, м/с.
При разработке курсового проекта следует предусматривать внутриквартальную дождевую сеть, т.е. принимать время поверхностной концентрации 3-5 мин [1].
2.4.Определение глубины заложения уличной сети Если внутри квартала закрытая дождевая сеть отсутствует, то начальная глубина заложения уличной сети диктуется глубиной заложения верхового дождеприемника. Глубина заложения дождеприемника (а также труб) принимается на основании опыта эксплуатации в данном районе или в аналогичных условиях. При отсутствии этих данных глубина лотка дождеприемника принимается с учетом глубины промерзания грунта и определяется по формуле:
d+0.7h min h np – a, где h np – глубина промерзания грунта принимается для данного климатического района по [3];
а=0.3м – при диаметре трубопровода до 500мм; а=0.5м – при большем диаметре трубопровода;
d – диаметр трубопровода на данном участке.
Наибольшая глубина заложения самотечных коллекторов при производстве работ открытым способом принимается [1]:4-5м – в скальных грунтах; 5-6м – в мокрых плывунных; 7-8 – в сухих нескальных.
2.5.Гидравлический расчет дождевой сети Гидравлический расчет дождевой сети ведется в табличной форме, (см.
таблицу 4) таблица заполняется параллельно с построением профиля коллектора.
Значение величин в графы 1,2,17 и 18 определяются по генплану населенного пункта.
Значение величин в графы 3,4 и 5 также заполняются с использованием генплана населенного пункта, причем в графу 3 заносится площадь кварталов, дождевые стоки, с территории которых постумают непосредственно на расчетный участок, в графу 4 – площадь кварталов, расположенных выше по течению коллектора, а в графу 5 – сумма значений граф 3 и 4.
Значение величины времени в графе 7 равно 10 мин [1]. Значение величины времени в графе 8 определяется по формуле (6).
Для первого участка каждого дождевого коллектора значение величины времени графы 9 равно нулю, для всех остальных участников оно определяется по формуле (7), причем длина расчетных участков соответствует длине предыдущего участка расчетного коллектора (графа 2), а расчетная скорость течения – значению графы 6 на предшествующем участке расчетного дождевого коллектора.
Значение расчетной интенсивности дождя, графа 11, определяется по формуле (1). Значение расчетного расхода дождевой воды, графа 12, определяется по формуле (2). Глубина заложения дна трубы в начале участка (графа 23) для начальных участков дождевых коллекторов определяется по формуле (8).
Расчетная скорость притока (графа 6), диаметр трубопровода (графа 13) и уклон (графа 14) принимаются по таблицам [4] с учетом рекомендаций таблицы 16 [1]. Ориентировочно уклон на данном участке принимается равным уклону поверхности земли, который определяется по формуле (9):
Где Z н и Z к – соответственно отметки поверхности земли в начале и в конце участка, м;
L – длина участка в м.
Значение граф 6, 13 и 14 принимаются для наполнения h/d=1. Пропускная способность труб (графа 15) – это расход, принятый по таблицам [4] при h/d=1, имеющий наиболее близкое значение к расчетному расходу дождевых вод. Разность между пропускной способностью и расчетным расходом должна находиться в пределах ± 10%.
Величина падения уклона трубы (графа 16) определяется как h=il (графа – i, графа 2 – l).
Отметка дна трубы в начале участка (графа 21) получается вычитанием из отметки поверхности земли (графа 17) глубины заложения (графа 23).
Отметка дна трубы в конце участка (графа 22) получается вычитанием величины падения (графа 16) из отметки дна трубы (графа 21). Для дождевой водоотводящей сети применяются соединения труб «по шелыге» (верхняя часть свода трубы). Отметка шелыги трубы в начале участка (графа 19) и в конце участка (графа 20) получается прибавлением к существующим величинам отметок дна трубы (графа 21 и 22), диаметра трубы на данном участке в метрах (графа 13).
При переходе от одного участка к другому отметка шелыги трубы вначале последующего участка (графа 19) принимается равной отметке шелыги трубы в конце предыдущего участка (графа 20). При этом отметка шелыги трубы в конце рассчитываемого участка (графа 20) получается вычитанием величины падения (графа 16 из графы 19). Отметки дна трубы (графы 21 и 22) получаются вычитанием из соответствующих отметок шелыги трубы (графы 19 и 20) диаметра трубы на данном участке в метрах (графа 13).
Глубина заложения в начале и в конце рассчитываемого участка (графы 23 и 24) определяется как разность отметок поверхности земли в начале и в конце участка (графы 17 и 18) и соответствующих отметок дна трубы (графы 21 и 22).
В тех случаях, когда диаметр дождевого коллектора изменяется с большего на меньший в связи с резким увеличением уклона местности, его необходимо выравнивать по «дну трубы», т.е. при переходе от одного участка коллектора к другому отметка дна трубы в начале последующего участка (графа 21) принимается равной отметке дна трубы в конце предыдущего (графа 22).
Уровни проектирования дождевой сети необходимо вести с учетом максимального уровня воды в водоеме, в который осуществляется сброс дождевых стоков. Перекачка дождевых вод насосами допускается только в крайнем случае.
Гидравлический расчет коллектора №… дождевой сети Гидравлический расчет коллектора №… дождевой сети лотка, t con лоткам,t can коллектора Гидравлический расчет коллектора №… дождевой сети Гидравлический расчет коллектора №… дождевой сети Одновременно с гидравлическим расчетом ведется построение продольного профиля данного коллектора в масштабах 1:5000 или 1:10000 по горизонтали и 1:50 или 1:100 по вертикали. Отметки земли на профиле фиксируются с точностью до 1см, а лотков труб до 1мм [2]. (Приложение 2).
Выпуск является последним элементом и сооружением в общей схеме канализации объекта. В общем виде как единая конструкция выпуск состоит из берегового сооружения (колодца, камеры), оголовка и соединяющего их элемента (трубопровода, канала, лотка, перепада и т.д.). В строительстве дождевой канализации обычно применяются береговые выпуски.
Конструкция оголовка берегового выпуска зависит от рельефа местности береговой зоны, уровней воды в водоёме, отметки ледостава. Если отметка дна коллектора близка или равна отметке горизонта низких вод (ГНВ) в водоеме, то выпуск осуществляется затопленным.
Если отметка дна коллектора значительно больше, чем отметка ГНВ в водоеме, то можно проектировать как затопленные, так и не затопленные выпуски.
Затопленным называется такой выпуск, когда выходное отверстие расположено ниже ГНВ и слоя льда, что обеспечивает сток талых вод весной, в период ледостава. Затопленные выпуски обычно осуществляются в виде водосливов практического профиля или перепадных колодцев. При незатопленных выпусках наиболее часто применяют бетонные лотки, мощения, а также перепадные колодцы. В любом случае отметка подводящего коллектора должна быть выше или одинакова с ГНВ.
Подтопление низовыми водами низких участков дождевых коллекторов может быть допущено лишь на короткое время (паводок) и без затопления районов населенного места, расположенных в низинах.
Тип берегового выпуска при разработке курсового проекта студенты выбирают самостоятельно.
2.7.Конструирование канализационного колодца По заданию руководителя проекта производится конструирование одного из канализационных колодцев (смотрового, узлового, перепадного). На первом этапе строится схема колодца с учетом диаметров и отметок лотка, подводящих и отводящих трубопроводов, а также рекомендаций по проектированию железобетонных колодцев [1,2]. После этого разрабатываются чертежи колодца с применением сборных железобетонных унифицированных элементов из таблицы 54.1 [5]. Вычерчивается план колодца и два взаимно перпендикулярных разреза в масштабе 1:20, 1: (Приложение 3). В составе пояснительной записки составляется спецификация колодца (Приложение 4).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.М.:ЦИТП ГОССТРОЯ СССР, 1986.-72с.
2. Водоотведение и очистка сточных вод: Учебник для вузов / С.В.
Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.М. Ласков, В.И. Калицун. М.:Стройиздат, 1996.- 591с.
3. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. М.:Стройиздат,1983-137с.
4. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н.
Павловского.- М.:1974.-160с.
5. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации. Справочник строителя / Под ред. А.К. Перешивкина.- М.:Стройиздат. 1988.-654с.
6. Федоров Н.Ф., Волков Л.Е. Гидравлический расчет канализационных сетей. Л.:Стройиздат, 1968-251с.
7. Федоров Н.Ф. и др. Канализационные сети. Примеры расчета.
М.:Стройиздат, 1985-223с.
«