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.

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 внутриквартальной сети в основном применяются асбестоцементные трубы. Для отведения поверхностного стока наиболее предпочтительны железобетонные трубы.

Соединения труб

Бетонные и железобетонные трубы соединяют с помощью раструбного или фальцевого соединения (см. рис.) 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.

Основания под трубы

Основания под трубы принимают в зависимости от несущей способности грунтов, диаметра труб, гидрогеологических условий и фактических нагрузок. В нормальных достаточно плотных грунтах с допускаемым давлением на грунт не менее 0,15 МПа трубы всех типов рекомендуется укладывать на естественное ненарушенное основание, причем ложе под трубу устраивают непосредственно перед ее укладкой таким образом, чтобы труба соприкасалась с ненарушенным грунтом не менее на 90^o (см. рис.)

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.

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 – воздействию грунтовых вод. Наиболее подвержены такому воздействию бетонные и железобетонные трубы.

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.

Вентиляция сети

В условиях эксплуатации в надводной части коллекторов скапливаются выделяющиеся из сточных вод пары воды и вредные газы: сероводород, аммиак, диоксид углерода, метан и др. газообразные вещества. Из них особенно неблагоприятно действуют на бетонные стенки труб и колодцев сероводород, серная кислота и углекислый газ. Сероводород образуется в результате выделения из сточных вод или разложения выпавшего осадка. Он проникает в поры бетона и биохимически окисляется кислородом воздуха. При этом происходят следующие реакции:

– при избытке кислорода:

2H₂S + 3O₂ = 3SO₂ + 2H₂O,

– при недостатке кислорода:

2H₂S + O₂ = 2S + 2H₂O.

Сера, образованная в результате окисления, превращается в серную кислоту или сульфаты:

2S + 3O₂ + 2H₂O = 2H₂SO₄.

Воздействие серной кислоты на гидроксид кальция, содержащийся в бетоне, вызывает образование новых соединений, для которых характерно сильное увеличение в объеме, что ведет к разрушению стенок труб. К числу таких соединений относятся гипс (сернокислый кальций CaSO₄) и сульфоалюминат кальция 3CaO∙Al₂O₃∙3CaSO₄∙30H₂O. Этот вид коррозии наиболее распространен в водоотводящих каналах.

Если в воде имеется агрессивный избыточный диоксид углерода CO₂, то при его химическом взаимодействии с гидроксидом кальция Ca(OH)₂ образуется малорастворимый карбонат кальция CaCO₃, а в дальнейшем – бикарбонат кальция Ca(HCO₃)₂. Растворение этого вещества приводит к разрушению бетона.

Кроме газовой коррозии, скопление газов в сети нередко приводит к взрывам метановых смесей. Вредные газы опасны для ремонтников, спускающихся в колодцы и коллекторы.

Для уменьшения концентрации метана, диоксида углерода и сероводорода устраивают вытяжную вентиляцию сети с естественной тягой через вытяжные стояки, установленные в зданиях и выведенные выше крыши здания.

Специальные вытяжные устройства следует устраивать во входных камерах дюкеров, в смотровых колодцах, в местах резкого снижения скоростей течения воды в трубах диаметром более 400 мм и в перепадных колодцах при высоте перепада более 1 м. Для приточной вентиляции можно использовать полые железобетонные мачты для освещения улиц. К ним от колодцев подводят вентиляционные трубы. Для магистральных трубопроводов глубокого заложения устраивают искусственную вытяжную вентиляцию.