Перепадной колодец в виде водослива практического профиля и трубчатый перепадной колодец.

Перепадной колодец в виде водослива практического профиля состоит из криволинейного водослива и водобойного колодца в основании. Энергия потока гаситься также в результате затопления гидравлического прыжка, что обеспечивается устройством водобойного колодца.

Криволинейный водослив и водобойный колодец сле­дует выполнять из монолитного железобетона, а стенки рабочей камеры и горловины могут быть из кирпича, бе­тона или железобетона (монолитного или сборного).

Перепадный колодец в виде водослива практического профиля рекомендуется применять при высоте перепада до 3 м и диаметре трубопровода 600 мм и более. При необходимости сопряжения трубопроводов с разницей в глубинах заложения более 3 м следует проектировать два или большее число перепадных колодцев (при условии применения перепадного колодца только этого типа).Перепадный колодец в виде водослива практического профиля до настоящего времени имел весьма широкое распространение.

Трубчатой перепадной колодец состоит из приемной воронки , стояка(шахты) и водобойного колодца в основании.

Расчет перепадного колодца заключается в определе­нии диаметра стояка и размеров водобойного колодца, предназначенного для затопления гидравлического прыжка и гашения энергии потока.

Жидкость по стояку может двигаться при безнапор­ном и напорном режимах. При напорном режиме, когда вода полностью заполняет сечение стояка, возможно воз­никновение вибрации и разрушение сооружения. Поэтому расчет перепадного колодца рекомендуется производить на условие безнапорного движения жидкости по стояку. При этом поток воды движется кольцом по стенке стоя­ка с воздушным стволом в центре.

Скорость истечения воды из стояка достигает больших значений, поэтому требуется тщательное крепление днища и стенок водобойного колодца и других элементов сооружения. Перепадный колодец целесообразно выпол­нять из монолитного или сборного железобетона.

Дождеприемники

Для приема атмосферных вод в водоотводящую сеть Воздаются специальные сооружения — дождеприемники, представляющие собой заглубленные камеры, перекрытые решетками (рис. 1, а- круглый, б - прямоугольный).

Дождеприёмники классифицируют:

1) по месту расположения: а) в лотку проезжей части – открытый;б) за бордюрным камнем – закрытый

2) по форме в плане: а) квадратный;б) круглый;в) прямоугольный.

3) по наличию осадочной части: а) без осадочной части;б) с осадочной частью.

4) по соединению с канализационной сетью: а) без гидравлического затвора; б) с гидрозатвором.

5) по методу сооружения: а) сборные;б) монолитные.

6) по материалу: а) Ж/Б;б) бетонные;в) из кирпича и камня.

Конструкция дождеприемников зависит от назначения водоотводящей сети (водосточная сеть, сеть общесплавной или полураздельной системы), характера и покрытия площади стока, уклона поверхности земли у приемника, организации эксплуатации системы воде отведения и применяемого при этом оборудования и др. Следует иметь в виду, что с атмосферной водой в сеть через дождеприемники может поступать то или иное количество песка и грунта. Из сети через дождеприемники в атмосферу в пределах обслуживаемых объектов моги поступать газы.

Конструкции дождеприемников подразделены на две группы: 1) с осадочной частью и 2) без осадочной части. Проектом предусмотрены дождеприемники круглые диаметром Д_к=700 и 1000 мм из сборного железобетонаи прямоугольные 600×900 мм из кирпича. Дно дождеприемников должно иметь плавное очертание.

Решетки дождеприемников могут быть прямоугольными и круглыми. В настоящее время применяют в основном прямоугольные решетки, которые устанавливают в плоскости проезжей части дорог.

Если площадь стока имеет брусчатое или булыжное покрытие, то допускается устройство дождеприемиикоп с осадочными (отстойными) частями. Осадочная часть создается в результате увеличения заглубления камеры дождеприемника ниже лотка соединительной ветки. В осадочной части задерживается значительное количество песка и грунта, поступающих в сеть с атмосферной водой. Применение дождеприемников с осадочными частями целесообразно также при проектировании сети с минимальными уклонами. Недостаток дождеприемников с осадочными частями заключается в необходимости периодической их очистки.

Дождеприемники, устраиваемые на сетях общесплавных систем, отличаются от дождеприемников, применяемыхна водосточных сетях. Особенность их состоит в наличиии гидравлического затвора и, следовательно, осадочной части. Гидравлический затвор необходим для предотвращения поступления газов из сети в атмосферу и пределах обслуживаемых объектов.. Высота гидравлического затвора должна быть не менее 10 см (во избежание испарения его за период между выпадением дождей), а глубина осадочной части — 0,5—0,7 м.

Дождеприемник без осадочных частей можно выполнять из железобетонных труб диаметром 0,4—0,5 м. Если очистка дождеприемников производится с помощью илососов, то диаметр их также может быть минимальным—0,3—0,4 м. Рекомендуемые в настоящее время размеры дождеприемников (диаметр 0,7 м или размеры в плане 0,6×0,9 м) могут быть оправданы только в случае применения ручной очистки, что весьма нежелательно.

Дождеприемники следует располагать в пониженных местах и у перекрестков до пешеходных переходов. На проездах расстояние между дождеприемниками следует определять расчетом. В конце участка (перед дождеприемником) наполнение лотка должно быть максимальным— на 2—3 см ниже минимальной высоты бордюрного камня. Расстояние между ними:

Уклоны улицы	Расстояние между дождеприемниками
до 0,004
0,004-0,006
0,006-0,01
0,01-0,03

К дождеприемникам допускается присоединение водосточных труб зданий, а также дренажных трубопроводов.

Установка дождеприемников непосредственно на трубопроводах не рекомендуется, так как поступающая вода нарушает нормальный режим течения в них. Дождеприемники к трубопроводам должны присоединяться соединительными ветками длиной не более 40 м. Диаметр соединительной ветки назначается по расчетному притоку воды к дождеприемнику и уклону 0,02, но не менее 200 мм.

Дюкеры.

Самотечные трубопроводы часто пересекаются с различными естественными и искусственными препятствиями. К естественным препятствиям относят ручьи, реки, овраги, суходолы и т.п.; к искусственным - автомобильные и железные дороги, подземные коллекторы, трубопроводы различного назначения, кабели, пешеходные переходы, линии метрополитена и другие сооружения.

Конструкция пересечения зависит от взаимного высотного расположения (разности отметок) трубопровода и препятствия. Если трубопровод непосредственно пересекается с препятствием, т. е. трубопровод и препятствие расположены на одной и той же отметке или разность их незначительна, то пересечение выполняется в виде дюкера — напорного трубопровода, соединяющего два самотечных трубопровода.

Дюкер состоит из следующих основных элементов: напорных трубопроводов, верхней и нижней камер. Напорные трубопроводы дюкера выполняются не менее чем из двух ниток стальных труб с усиленной антикоррозионной изоляцией. Диаметр их должен быть не менее 150 мм.

Обе нитки должны быть рабочими. Лишь при небольших расходах допускается устройство дюкера с одной рабо­чей и одной резервной трубой.

Дюкер укладывается в траншее по дну русла. Угол наклона восходящей части дюкераа должен быть не бо­лее 20°. Глубина заложения подводной части трубопровода должна приниматься не менее 0,5 м до верха трубы, а в пределах фарватера на судоходных реках — не менее 1м. Расстояние между трубами дюкера в свету должно быть не менее 0,7-1,5 м (в зависимости от напора и других особенностей устройства дюкера). Аварийный выпуск может быть проложен из верхней камеры дюкера или из ближайшего колодца перед ним. Его устройство должно быть согласовано со всеми органами, осуществляющими контроль за охраной и использованием водоема.

В период паводков при высоком уровне вод в реке аварийный выпуск может использоваться для промывки дюкера. Промывка осуществляется следующим образом: при открытой задвижке на аварийном выпуске вода изводоема в результате разности отметок воды в нем и в отводящем самотечном трубопроводе устремляется через аварийный выпуск в напорные трубопроводы и, двигаясь там с большой скоростью, интенсивно промывает их.

Верхняя камера дюкера состоит из двух отделений: первого—мокрого и второго — сухого. Эти отделения разделяются между собой водонепроницаемой перегородкой. В пределах первого отделения самотечный тру­бопровод переходит в открытые лотки. Первое отделение может подтопляться водой при повышенных расходах сточных вод, при снижении пропускной способности дюкера или при его промывке. Этим и объясняется назва­ние отделения — мокрое.

В окончания лотков перед трубами дюкера устанав­ливаются плоские затворы — шиберы. В сухом отделении размещаются напорные трубы дюкера с задвижками. При установке двух отключающих устройств в верхней камере повышается надежность регулирования работы дюкера в случае выхода из строя одной из ниток трубо­провода.

Каждое отделение верхней камеры должно иметь горловину и оканчиваться (оборудоваться) люком с крышкой. Превышение люка камер под высоким уровнем вод в водоеме должно быть не менее 0,5 м.

Все линии дюкера принимаются рабочими и рассчи­тываются на пропуск расхода

где — расчетный расход через дюкер; п— число рабочих линий.

Диаметр труб определяют, исходя из условия обеспе­чения самоочищающих скоростей по формуле:

Вода в трубах дюкера движется с заданной скоростью в результате наличия перепада уровней воды ∆h в верхней и нижней камерах, который принимается равным потерям напора в дюкере и вычисляется по формуле

где —потери напора по длине трубы; — потери напора в местных сопротивлениях; i—гидравлический уклон (потери напора на единицу длины трубы); l— длиyа трубопроводов дюкера; Vp— скорость движения воды в трубах при расчетных условиях; g— ускорение свободного падения.

Дюкер является коротким трубопроводом, в котором потери напора в местных сопротивлениях соизмеримы с потерями напора по длине труб, поэтому при определе­нии потерь капора учитываются и местные сопротивления.

Дюкеры могут устраиваться и при пересечении самотечного трубопровода с автомобильными и железными дорогами, если они проходят в выемках (рис.). В этом случае трубопроводы прокладываются в футлярах (металлических или железобетонных) или осуществляется их обетонировка. В остальном дюкеры под ж/д и автомобильными дорогами проектируются аналогично.

Пересечения сифонного типа

Схема сифона. 1 – подводящий трубопровод, 2 – вакуум-насос, 3 – трубы сифона, 4 – отводящий трубопровод

При непосредственном пересечении водопровода с препятствием пеход может быть осуществлен в виде сифона. Для зарядки сифона необходимо предусматривать вакуумное устройство в самой высокой точке. Высота сифона H определяется расчетом. Обычно она не превышает 5-7 м. применение дюкера такой конструкции может потребоваться при невозможности остановки транспорта и необходимости проведения работ в сжатые сроки.