Трубы и способы их соединения
ВОДООТВЕДЕНИЕ И ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
(Раздел- Водоотводящие сети населенных мест)
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
Часть II
(Продолжение части I)
Санкт-Петербург
УКД 628.3
Павлова Н.Н.
Водоотведение и очистка сточных вод. (Раздел - Водоотводящие сети населен-ных мест). Конспект лекций. Часть I и часть II/ Н.Н. Павлова – СПб.: ПГУПС, 2007. – 114 с.
Библиогр: 17 назв. Табл.7. Ил.49
Даны общие сведения по устройству, проектированию, расчету и эксплуатации водоотводящих систем и сетей населенных мест.
Конспект лекций состоит из двух частей – Часть I и часть II (продолжение части I), которые являются единым целым пособием и предназначены для студентов, изучающих вопросы водоотведения населенных мест и охраны окружающей среды.
Приведенные в части II конспекта сведения об особенностях расчета водоотводящих сетей общесплавной и полураздельной систем водоотведения могут быть полезными для инженеров- проектировщиков.
Разработала доцент, канд. Техн. Наук Н.Н. Павлова
Рецензент: проф. Курганов А.М.
УСТРОЙСТВО ВОДООТВОДЯЩИХ СЕТЕЙ
Трубопроводы
Требования, предъявляемые к трубам
1) Трубы должны быть прочными и долговечными, хорошо противостоять внешним и внутренним нагрузкам (от веса грунта, от проезжающего транспорта, от внутреннего давления при засорении трубопроводов), хорошо противостоять коррозии и истиранию тяжелыми минеральными примесями, содержащимися в сточных водах.
2) Трубы должны быть водонепроницаемыми, т.е. исключать эксфильтрацию и инфильтрацию.
3) Трубы должны быть стойкими к химическому воздействию сточных и грунтовых вод (которые могут быть агрессивными), а также хорошо сопротивляться температурным колебаниям сточных вод.
4) Трубы должны иметь гладкую внутреннюю поверхность, чтобы обеспечивать наибольшую пропускную способность их и наилучшие гидравлические условия протекания воды по ним.
5) Трубы должны изготовляться из дешевых недефицитных материалов.
В системах водоотведения применяют керамические, асбестоцементные, бетонные, железобетонные, чугунные и пластмассовые трубы.
Трубы и способы их соединения
Керамические трубы широко применяются для устройства самотечных водоотводящих сетей; изготовляются раструбными по ГОСТ 282-82 диаметрами 150 - 600 мм, длиной 1 - 1,5 м. Изготовляются из пластичной огнеупорной глины с добавлением шамота (обоженная и размолотая в порошок глина); формуются машинным способом, после чего обжигаются в печах при t =1250-1350оС; во время обжига в печь забрасывается поваренная соль, в результате чего на внутренней и наружной поверхности труб образуется глазурь, обеспечивающая гладкость и водонепроницаемость труб; на внутренней поверхности раструба и на гладком конце трубы имеются неглазурованные рифли (борозды), что обеспечивает хорошее сцепление трубы с материалом стыка при строительстве трубопроводов.
Общий вид керамических труб и способы их соединения приведены на рис.28. Для соединения труб гладкий конец одной трубы вводят в раструб другой,
после чего кольцевое пространство между ними (стык) заделывают вручную: ½ - 1/3 длины стыка заполняется уплотнительным материалом, обеспечивающим герметичность стыка, это – просмоленная пеньковая прядь; Остальная часть длины стыка заделывается материалом, образующим замок (это либо асфальтовая мастика, либо асбестоцементный или цементный растворы). Наиболее часто в качестве замка используют асфальтовую мастику, т.к. при этом обеспечивается некоторая эластичность стыка (он обеспечивает небольшое перемещение при осадках труб без их повреждения). Такие стыки считаются жесткими и требуют больших затрат ручного труда при их выполнении. Для гибкого соединения керамических труб используют кольца из пластизола, нанесенные в заводских условиях на раструб и гладкий конец трубы (см. рис.28).
| Рис.28 | Керамические трубы и способы их соединения: а-общий вид трубы; б -стык с асфальтовым замком; в - стык с асбестоцементным (или цементным) замком; г-гибкий стык на кольцах из пластизола; 1-гладкий конец трубы; 2-раструб трубы; 3-асфальтовая мастика; 4-просмоленная пеньковая прядь; 5-асбестоцементный (или цементный) раствор; 6-кольца из пластизола |
Бетонные безнапорные трубы изготовляются по ГОСТ 20054-82 диаметром 100 – 1000 мм. Они бывают раструбными и фальцевыми (см. рис.29); в поперечном сечении могут быть круглыми и круглыми с плоской подошвой.
Железобетонные безнапорные трубы изготовляются по ГОСТ 6482.0-79 с изм. и ГОСТ 6482.1-79 с изм. диаметром 400 – 2400 мм. Они бывают раструбными и фальцевыми; в поперечном сечении бывают круглыми и круглыми с плоской подошвой. В зависимости от прочности железобетонные трубы бывают: нормальной и повышенной прочности.
Герметизация стыков бетонных и железобетонных труб осуществляется смоляной прядью, или резиновыми кольцами; замок стыка выполняется из асбестоцементного или цементного растворов или из асфальтовой мастики (см. рис.29).
Асбестоцементные безнапорные трубы изготовляются по ГОСТ 1839-80 диаметрами от 100 до 400 мм с гладкими концами; соединяются они с помощью муфт (см. рис.30а).
Чугунные трубы бывают напорные (ГОСТ 9583-75*) и безнапорные (ГОСТ 6942.3-80), они раструбные; довольно широко используются при прокладке водоотводящих сетей: стык герметизируется с помощью резиновых накатных прокладок (см. рис.30б).
В системах водоотведения находят применение также стальные электросварные трубы с внутренним цементно-песчаным покрытием, изготовляемые по
ТУ 14-154-23-90, и внешним противокоррозийным покрытием из полиэтилена «Антикоррекс» по ТУ 400-24-559-88.
| Рис.29 | Бетонные и железобетонные трубы и способы их соединения: а-общий вид раструбной трубы; б-общий вид фальцевой трубы; в-раструбный стык с асбестоцементным замком; г-раструбный стык с резиновыми кольцами; д-фальцевый стык с просмоленной пеньковой прядью; е-фальцевый стык с резиновыми кольцами; 1-гладкий конец трубы; 2-раструб трубы; 3-асбестоцемент; 4-просмоленная пеньковая пряддь; 5-цементный раствор; 6-желобчатые резиновые кольца; 7-цементный раствор или асфальтовая мастика; 8-затирка цементным раствором; 9-круглые резиновые кольца |
| Рис.30 | Соединение асбестоцементных и чугунных безнапорных труб: а-стык асбестоцементных безнапорных труб с гладкими концами; б-стык безнапорных чугунных раструбных труб; 1-гладкий конец трубы; 2-асбестоцементная муфта; 3-асфальтовая мастика; 4-просмоленная пеньковая прядь; 5-раструб чугунной трубы; 6-резиновая накатная прокладка с кольцом |
Пластмассовые трубы. Они изготовляются из поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилена (ПЭ) и полипропилена (ПП); наиболее дешевыми из этих труб являются трубы из ПВХ. Все эти трубы используют для транспортировки воды с температурой до +45оС. Пластмассовые трубы выпускаются напорные и безнапорные, гладкие и гофрированные. Соединяются пластмассовые трубы либо с помощью муфт или с помощью раструбов с уплотнительными резиновыми кольцами.
Для напорных и самотечных трубопроводов большого диаметра применяют трубы из стекловолокнистого полистирола.
Коллекторы (трубопроводы) больших размеров. Они бывают круглыми и некруглыми. В настоящее время они устраиваются либо из сборных железобетонных элементов, либо из труб большого диаметра (см. рис.31).
Коллекторы больших диаметров, проходящие на большой глубине, сооружаются закрытым способом (методом щитовой проходки – аналогично строительству тоннелей метрополитенов). Схема коллектора выполненного методом щитовой проходки приведена на рис.31г.
| Рис.31 | Схема устройства коллекторов (трубопроводов большого диаметра): а-комбинированный с железобетонным полукруглым перекрытием; б-сборный из круглых железобетонных труб; в-сборный из крыглых железобетонных труб с плоской подошвой; г-сборный из железобетонных блоков, выполненный методом щитовой проходки; 1-подготовка; 2-бетонное основание из сборных элементов; 3-железобетонный свод из сборных элементов; 4-бетонный пояс для заделки стыков; 5-железобетонная плита; 6-бетонный стул с углом охвата 90o; 7-железобетонная труба; 8-железобетонная труба с плоской подошвой; 9-цементный раствор, нагнетаемый за блоки; 10-железобетонные блоки; 11-железобетонная рубашка; 12-штукатурка с железнением поверхности |
Основания под трубы
Выбор типа основания под трубы и правильность его устройства имеет очень большое значение, так как от этого зависит целостность и устойчивость трубопроводов.
Конструкция основания зависит от местных условий, т.е. от вида грунта, его свойств и несущей способности, а также от диаметра трубопровода и глубины его заложения.
При глубине заложения до 6 м в песчаных, супесчаных, суглинистых и глинистых грунтах с допустимым давлением ≥ 0,15 МПа (≥ 1,5 кг/см2) трубы могут укладываться на спланированное (не нарушенное) естественное основание. Однако под трубы диаметром 350 - 600 мм естественное основание непосредственно перед укладкой труб следует профилировать по форме трубы с углом охвата 90o (см.рис.32, а), а под трубы d > 600 мм предусматривать песчаную подушку толщиной 0,1 м, насыпанную в лоток, выполненный для этой цели под трубой (см.рис.32, б).
| Рис.32 | Основания под трубы: а-естественное профилирование; б-с песчаной подушкой; в-монолитное бетонное; г-монолитное железобетонное; д-гравийно-щебеночное с дренажем; е-на свайных ростверках; 1-труба; 2-песчаный грунт; 3-бетонный стул; 4-монолитная бетонная тплита; 5-монолитная железобетонная плита; 6-дренаж; 7-гравий, щебень или крупнозернистый песок; 8-железобетонные сваи |
При глубине заложения до 6 м в грунтах с допустимым давлением 0,1 – 0,15 МПа (1-1,5 кг/см2) керамические и асбестоцементные трубы укладывают на бетонную плиту и бетонный стул с углом охвата 90o (см.рис.32, в); такого же типа основание устраивают и для бетонных и железобетонных труб d > 600 мм.
В свеженасыпных грунтах с ожидаемой неравномерной осадкой основанием под трубы является монолитная железобетонная плита (толщиной δ =0,1 м при d ≤ 600 мм; δ = 0,15 м - при d =1200 – 2400 мм и δ = 0,2 м при - d > 2400мм) и бетонный стул с углом охвата 90o (см. рис.32, г)
В скальных грунтах основанием для труб является песчаная подушка толщиной 0,1 м.
В мокрых грунтах хорошо отдающих воду трубы укладывают на слой гравия, щебня или крупнозернистого песка толщиной 0,15 - 0,2 м, в котором устраивают дренаж (см. рис.32, д).
В плывунах, илистых, торфянистых и слабых насыпных грунтах в качестве основания под трубы используют свайный растверк (см. рис.32, е), либо используют длиномерные пластмассовые трубы.
В макропористых просадочных грунтах все трубы укладывают непосредственно на грунт, уплотненный на глубину 0,2 − 0,25 м с предварительным замачиванием грунта водой.
После укладки трубопроводов производят засыпку траншей на высотку до ½ диаметра трубы песчаным грунтов с тщательным послойным тромбованием; трубы диаметром ≥ 350мм при глубине заложения верха трубы ≥ 3,5 м и трубы диаметром ≥ 600мм при глубине заложения верха трубы ≥ 1,5 м засыпаются песком на 0,2 м выше верха трубы. Выше песчаного грунта траншея засыпается местным грунтом, вынутым при рытье траншеи.