Наружные водопроводные сети

Водопроводные линии подразделяются на водоводы, транзитные, магистральные и распределительные водопроводные сети.

Водопроводные сети по начертанию в плане и степени надежности разделяются на кольцевые и тупиковые (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Типы водопроводных сетей: а - тупиковая; б - кольцевая; А - водоводы; Б - магистральные линии; В - распределительные линии; Г - узловые расходы; 1-2, 2-3,1-5, 5-7, 7-8и т.д. - участки водопро­водной сети для схемы (а) и 1 - 2, 2 - 3, 1 - 10, 1 - 7 и т.д. - для схемы (б)

Тупиковые водопроводные сети или отдельные линии допускается прокладывать в следующих случаях: при подаче воды на производствен­ные цели, если допустим перерыв в водоснабжении предприятия или цеха предприятия; при подаче воды на хозяйственно-питьевые цели, если диа-­

метр подающего трубопровода равен или менее 100 мм, т.е. в небольших населенных пунктах.

В системах водоснабжения, как правило, используются кольцевые сети, обеспечивающие высокую надежность работы системы.

Как тупиковые, так и кольцевые сети подразделяются на магист­ральные, сопроводительные и распределительные линии. Магистральными называются линии, на которых транзитный расход Q_mp, транспортирую­щийся по этой линии без раздачи по ходу движения воды, превышает пу­тевой расход Q_nym (распределяющийся по зданиям в линии по ходу дви­жения воды), т.е. Q_mp > Q_nym; распределительными линиями называются такие, на которых Q_np< Q_nym. Сопроводительные линии, выполняемые для распределения путевого расхода диаметром менее 300 мм, делаются па­раллельно магистральным при транзитном расходе не менее 80 % суммар­ного расхода Q_cyм, т.е. при Q_mp> 0,8 Q_cyм. Кроме указанного деления, все водопроводные линии (водоводы и сети) делятся на участки. Участком на­зывают отрезок водопроводной сети, в пределах которого расчетный рас­ход, скорость движения воды и материал труб остаются постоянными.

Одной из основных задач проектирования водопроводных линий яв­ляется выбор схемы размещения водоводов и сетей, т. е. трассировка линий на местности. При трассировке водопроводных сетей решается задача увяз­ки направления прокладки с рельефом местности и планировкой территории.

Основными требованиями, диктующими выбор трассы водопровод­ных линий, являются: охват всех водопотребителей водопроводными ли­ниями; наименьшая стоимость строительства и эксплуатации водоводов и водопроводной сети, для этого подача воды в заданные точки должна осу­ществляться по кратчайшим направлениям, с целью обеспечения наи­меньшей длины линий; бесперебойная подача воды потребителям как при нормальной работе, так и при возможных авариях на отдельных участках сети водопровода. Низкая стоимость определяется не только наименьшей длиной сети, но и условиями прокладки водопроводных линий: видом грунтов, трудностью пересечения естественных препятствий и количест­вом последних (рек, оврагов, ручьев, железных и шоссейных дорог, клад­бищ, свалок и других препятствий).

Очертание в плане любой сети зависит в основном от следующих факторов: конфигурации снабжаемой водой территории; планировки объ­екта (расположения улиц, проездов, парков и т. п.); мест расположения на плане наиболее крупных потребителей воды; рельефа местности; мест рас­положения используемых источников водоснабжения; наличия и располо­жения естественных и искусственных препятствий.

Особенностью проектирования городской водопроводной сети явля­ется выделение из всей массы водопроводных линий системы магист­-

ральных линий (магистральной сети), на которую возлагается в основном работа по транспортировке воды по территории города.

Основное направление линий магистральной сети должно соответст­вовать вытянутой территории города. По главному направлению следует прокладывать несколько магистральных линий, включенных параллельно, что необходимо для обеспечения требуемой надежности системы водо­снабжения. Транзитные магистрали нужно соединять перемычками для возможности перераспределения расходов воды между магистралями при изменении работы сети. При нормальной (обычной) работе эти перемычки несут незначительную нагрузку. Кольцам, образуемым основными транзит­ными магистралями и перемычками, по возможности надо придавать фор­му, вытянутую вдоль главного направления движения воды с тем, чтобы со­кратить длины малоработающих перемычек.

Число параллельно работающих транзитных магистралей, с точки зрения экономики, должно быть наименьшим. Наиболее экономичным ре­шением было бы устройство одной мощной магистрали с ответвлениями от нее (т.е. устройство тупиковой сети). Однако требование бесперебойности подачи воды потребителям вызывает необходимость устройства параллель­но включенных магистралей. Обычно число магистралей принимается, ис­ходя из расчета расстояния между ними, равного 300...600 м. Соответствен­но расстояние между перемычками принимается равным 400...800 м.

Сеть магистральных линий следует прокладывать равномерно по всей территории города. Магистральная сеть должна охватывать всех наи­более крупных потребителей (промышленные предприятия, предприятия коммунального обслуживания и т. п.), а также обеспечивать подачу воды к напорно-регулирующим устройствам. В точках отдачи воды этим пред­приятиям или различным резервуарам должна быть предусмотрена подача воды не менее чем с двух сторон.

При делении сетей на магистральные и распределительные разница должна быть значительной, иначе разделение сети будет условным и ис­ключение из расчета распределительной сети может привести к большим неточностям. Вследствие этого в малых городах, а также удаленных от мест подачи воды в сеть районах больших городов в расчетную сеть ино­гда приходится включать линии, которые в других случаях должны быть отнесены к распределительной сети.

Назначение системы остальных линий сети (распределительная сеть) и сопроводительной, получающих воду из магистралей, - отдавать воду через домовые вводы и пожарные гидранты.

Трасса водопроводных линий должна проходить за пределами про­езжей части улиц ближе к красной линии, а при ширине проезжей части более 20 м - по обеим сторонам улицы.

Определение глубины заложения труб. Глубина заложения водо­проводных линий при их подземной прокладке устанавливается с учетом предотвращения замерзания воды в трубах в зимний период и нагрева ее в летний период, а также исключения повреждения труб транспортом или другой временной нагрузкой.

Глубина укладки труб, считая до их низа, должна быть больше рас­четной глубины промерзания грунта, которая определяется глубиной на­хождения нулевой температуры. Глубина промерзания зависит от темпера­туры воздуха в данном районе, характера грунтов, наличия растительного и снежного покрова, условий нагревания поверхности земли солнцем и т.п.

Расчетная глубина промерзания h„ устанавливается на основании многолетних наблюдений за фактической глубиной промерзания в самую холодную и малоснежную зиму. При выборе глубины укладки труб при­нимается во внимание опыт эксплуатации трубопроводов в данном районе, а также возможные изменения, наблюдавшейся ранее глубины промерза­ния в результате намечаемых изменений в состоянии территории (удале­ние снежного покрова, устройство усовершенствованных мостовых и т.д.). При отсутствии этих данных глубина промерзания определяется теплотех­ническими расчетами.

Для сетей, имеющих переменный режим работы и небольшие диа­метры, теплотехнические расчеты не проводятся. Глубина заложения тру­бы (до низа) h_зал, принимается на 0,5 м больше расчетной глубины про­никновения нулевой температуры h_п.

Теплотехнические расчеты проводятся и при известных глубинах промерзания. Они позволяют избегать излишнего заглубления отдельных трубопроводов, работающих при постоянных режимах и имеющих боль­шие диаметры. Допускается, например, снижение глубины заложения тру­бопроводов, если в них транспортируется постоянный расход воды с тем­пературой выше 3 °С.

Для уменьшения нагревания воды в грунте трубы рекомендуется прокладывать на такой глубине, где грунт имеет почти постоянную темпе­ратуру в течение летнего периода. В большинстве регионов России это примерно 1,5 м.

Определяя глубину заложения, следует учитывать условия пересече­ния водопроводных линий с другими подземными сооружениями. В мес­тах пересечений водопровод может быть проложен ниже основной линии.