Глубина заложения водопроводной сети и особенности ее прокладки

Глубина заложения водопроводных труб зависит от глубины промерзания грунта, температуры воды в трубах и режима ее подачи.

Следует учитывать, что глубина промерзания грунта неодинакова не только в разных районах, но и в одном и том же районе. Она зависит от характера грунта и наличия растительного покрова, от наличия грунтовых вод, толщины снежного покрова и условий нагревания поверхности земли солнцем.

Глубина заложения водопроводных труб должна быть такой, чтобы исключалось замерзание в них воды. Для водоводов и магистральных трубопроводов со строго определенным режимом работы глубину заложения устанавливают на основании теплотехнических расчетов.

Глубина заложения труб, считая до их нижней образующей, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины промерзания грунта. Минимальную глубину заложения труб определяют из условия защиты их от воздействия внешних нагрузок и предохранения воды от нагревания в летнее время. Ориентировочно ее можно принять равной 1 м.

Водопроводные линии прокладывают соответственно рельефу местности с постоянной глубиной заложения. Трубам должен придаваться уклон, обеспечивающий опорожнение сети и выпуск воздуха из нее. Для этого в пониженных местах сети устраивают выпуски, а в возвышенных – вантузы.

Водопроводные линии следует прокладывать с учетом расположения других подземных сооружений. В городах и на промышленных предприятиях, имеющих большое количество подземных коммуникаций различного назначения, целесообразно прокладывать их в проходных или полупроходных коллекторах.

Под железнодорожными путями водопроводные линии обычно прокладывают в проходных каналах или в металлических футлярах – кожухах.

Пересечение водопроводных линий с реками целесообразно выполнять путем прокладки труб под дном реки – так называемым дюкером.

Глава 6. Регулирующие и запасные емкости

Виды регулирующих и запасных емкостей

Емкости, используемые в системах водоснабжения, могут быть классифицированы следующим образом.

По функциональномупризнаку (по их назначению):

а) регулирующие;

б) запасные;

в) запасно-регулирующие (т. е. объединяющие в одном сооружении функции аккумулирования и хранения воды).

По способу подачиводы из них в сеть:

а) напорные, которые обеспечивают напор, необходимый для непосредственной подачи воды в водопроводную сеть;

б) безнапорные, из которых воду нужно забирать насосами.

Напорные емкости в зависимости от конструкции подразделяют на следующие основные типы:

а) водонапорные башни (напор обеспечивается установкой резервуара на поддерживающей конструкции требуемой высоты);

б) напорные резервуары (напор обеспечивается установкой резервуара на естественных возвышенностях с требуемыми отметками);

в) водонапорные колонны (занимают промежуточное положение между наземными резервуарами и башнями);

г) пневматические водонапорные установки (напор обеспечивается давлением сжатого воздуха на поверхность воды в герметически закрытых резервуарах).

Регулирующие емкости позволяют обеспечить относительно равномерную работу насосных станций, так как отпадает необходимость в подаче ими пиковых расходов воды, а также уменьшить диаметры, а, следовательно, и стоимость водопроводов и транзитных магистралей водопроводной сети.

Правильный выбор размеров регулирующих емкостей, их числа и мест расположения в системе водоснабжения имеет большое экономическое значение.

Запасные емкости способствуют повышению надежности систем водоснабжения, т. е. обеспечивают выполнение одного из основных требований, предъявляемых к этим системам.

Резервуары чистой воды

Резервуары в системах водоснабжения используются как регулирующие емкости. Одновременно в них могут храниться противопожарные и аварийные запасы воды. Объем резервуаров зависит как от их назначения, так и от производительности системы водоснабжения. Объем резервуаров, устанавливаемых вместо башен, определяется по тем же принципам, что и регулирующие объемы водонапорных башен.

Регулирующий объем Wр резервуаров чистой воды, находящихся на территории очистных сооружений, определяют по совмещенным графикам работы насосов насосных станций I и II подъемов. Этот объем необходим для согласования работы в равномерном режиме насосной станции I подъема и очистных сооружений с работой в неравномерном режиме насосной станции II подъема. В резервуаре чистой воды хранится также запас воды, необходимый для технологических нужд очистной станции Wф, и запас воды для целей пожаротушения Wп. Тогда суммарный объем резервуара чистой воды составит:

Величина Wф, определяемая технологическими расчетами, обычно составляет 2 – 8 % суточной производительности. Противопожарный объем Wп назначают из условия длительности пожара в течение 3 ч. В этот период насосы будут забирать из резервуара пожарный расход и максимальный хозяйственно-питьевой расход.

В настоящее время наибольшее распространение получили железобетонные резервуары различных форм, конструкций и методов изготовления. На рис. 6.1показан резервуар цилиндрической формы с плоским перекрытием объемом до 2000 м3. При больших объемах применяют резервуары прямоугольной формы с плоскими балочными или безбалочными перекрытиями. В настоящее время при строительстве резервуаров широко используется предварительно напряженный железобетон, что обеспечивает их повышенную прочность и герметичность.

Рис. 6.1. Расчетная схема резервуара чистой воды

Водонапорные башни

Водонапорные башни необходимы для сглаживания режима работы насосной станции II подъема, определяемого режимом водопотребления. При значительной неравномерности водопотребления практически трудно либо невыгодно достичь совпадения потребления и подачи воды.

Регулирующий объем водонапорной башни определяют по совмещенным ступенчатым или интегральным графикам работы насосов и водопотребления. Дополнительно объем бака башни должен содержать противопожарный запас, рассчитанный для населенных пунктов на тушение одного внутреннего и одного наружного пожара в течение 10 мин, а для промышленных предприятий – на тушение только одного внутреннего пожара. Иногда в водонапорной башне содержится и аварийный запас воды.

Объем бака определяют по максимальному остатку воды в нем. Водонапорная башня состоит из резервуара или бака и поддерживающей конструкции (ствола). В районах с суровым климатом вокруг бака устраивают шатер для предохранения воды от замерзания. Существуют несколько схем подающих и отводящих труб водонапорной башни.

Вода в бак подается в трубе 1 на отметку, соответствующую наибольшему наполнению (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Схема оборудования водонапорной башни трубопроводами:

1 – водоподъемная труба; 2 – отводящий трубопровод; 3 – обратный клапан; 4 – сетка; 5 – поплавковый; 6 – воронка; 7 – грязевая труба; 8 – задвижка; 9 – переливная труба

На конце трубы установлен поплавковый клапан 5 для автоматического закрытия подающей трубы при наполнении бака. Из бака вода отводится по трубам 1 и 2. Труба 2 оборудована обратным клапаном 3, препятствующим поступлению по ней воды в бак. Конец трубы 2 с сеткой 4 расположен на некоторой высоте над дном с тем, чтобы не происходило засасывания осадка, который может скапливаться на дне бака. К переливной трубе 9 с воронкой 6 присоединена грязевая труба 7 с задвижкой 8, пред- назначенная для удаления скапливающегося на дне бака осадка и отвода воды при его промывке. При такой схеме оборудования водонапорной башни обеспечивается постоянное перемешивание воды в баке, что способствует ее незамерзанию.

Водонапорные башни могут быть выполнены из железобетона, кирпича, металла и дерева. Наиболее широко в нашей стране применяют железобетонные и стальные водонапорные башни, в основном, цилиндрической формы с плоским или сферическим днищем. Все более широкое распространение получает напряженный железобетон, повышающий водонепроницаемость баков.