Тип тоннели или канала должен определяться в зависимости от результатов технико-экономического сравнения вариантов; при этом необходимо учитывать:
одноярусный наиболее экономичен;
двухъярусный с отдельным ярусом для канализационных труб облегчает прокладку канализационных труб с необходимым уклоном;
двухсекционный с вертикальной разделяющей стенкой экономичен при размещении в нем большого количества трубопроводов различного назначения;
подземный целесообразно применять в городах и поселках с компактной многоэтажной застройкой для совмещенной прокладки инженерных коммуникаций.
4.16. Прокладка сетей канализации в тоннеле или канале совместно с сетями водопровода допускается только по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы.
4.17. В целях экономии и снижения теплового воздействия на грунты оснований зданий подземные тоннели или каналы следует прокладывать с минимальным заложением.
4.18. Просадочные при оттаивании грунты в основании тоннеля или канала следует заменять на расчетную величину оттаивания непросадочными грунтами (рис. 10).
Рис. 10. Конструкция канала на просадочных при оттаивании грунтах
1 — замененный грунт; 2 — глинобетон; 3 — песчаная подготовка; 4 — дренаж; 5 — дренажные отверстия; 6, 7 — железобетонные секции; 8 — обратная засыпка
Вместо замены грунта допускается протаивание и тщательное уплотнение грунтов основания.
4.19. Для трубопроводов, прокладываемых в тоннелях или каналах, следует предусматривать раздельную кольцевую теплоизоляцию.
4.20. Тоннели или каналы надлежит проектировать с уклоном не менее 0,002; при укладке в них канализационных трубопроводов уклон тоннелей или каналов определяется уклоном трубопроводов.
4.21. Уклон тоннелей или каналов должен обеспечивать выпуск аварийной воды в пониженные участки местности за чертой города или в систему канализации. При плоском рельефе местности для удаления аварийной воды допускается предусматривать насосные станции.
4.22. Для смыва и транспортирования по дну тоннеля или канала наносов, поступающих с поверхностными сточными водами, на водопроводной сети следует предусматривать установку через 150 — 200 м незамерзающих поливочных кранов.
4.23. Следует предусматривать вентиляцию подземных тоннелей и каналов. Рекомендуется принимать естественную систему вентиляции с использованием гравитационного и ветрового напоров; при этом число приточных и вытяжных шахт (рис. 11) должно быть минимальным.
Рис. 11. Схема вентиляции канала
1, 2 — верхний и нижний ярусы канала; 3 — входная вентиляционная шахта; 4 — вытяжная вентиляционная шахта; 5 — отверстие для вентиляции
4.24. Необходимо предусматривать меры предохранения вентиляционных шахт от заносов и завалов снегом.
4.25. Принудительную вентиляцию тоннелей и каналов, расположенных в населенных пунктах, применять не рекомендуется, ее допускается применять для тоннелей и каналов, расположенных на территории промышленных предприятий и предназначенных для одновременной прокладки технологических трубопроводов с большими тепловыделениями.
4.26. Для приточных и вытяжных шахт должна предусматриваться установка регулирующих заслонок.
4.27. На водопроводах, прокладываемых в тоннелях или каналах, следует устанавливать самоуплотняющиеся компенсаторы.
4.28. Для исключения возможности протекания воды вдоль стенок тоннеля или канала следует предусматривать устройство поперечных глинобетонных перемычек, врезаемых в боковые стенки и дно траншей на 1 м; при этом применяемый глинобетон должен иметь следующий состав, %:
Жирная глина ................ 30
Песок .............................. 20
Щебень и галька ........... 50
Вода в количестве, обеспечивающем консистенцию глинобетона, при которой осадка конуса равна нулю.
4.29. Под тоннелями и каналами следует предусматривать устройство основания из песчаной подготовки толщиной до 15 см, слоя глинобетона толщиной до 20 см или замененного и уплотненного слоя грунта, толщина которого определяется теплотехническим расчетом.
4.30. Устройство каналов допускается предусматривать на коротких участках трассы (пересечение улиц, дорог) с непросадочными при оттаивании грунтами или при замене просадочных грунтов непросадочными.
4.31. Для исключения возможного нарушения вечномерзлого состояния грунтов в основании зданий вводы водопровода и выпуски канализации следует прокладывать в подземных вентилируемых тоннелях или каналах (рис. 12, 13); при этом следует совмещать прокладку в тоннелях или каналах различных инженерных сетей. Допускается принимать надземную прокладку вводов водопровода.
Рис. 12. Проходной канал на вводе
а — схема вентиляции канала; б — сечение канала; 1 — железобетонные секции; 2, 3 — теплопровод; 4 — водопровод; 5 — канализация; 6 — электрические кабели; 7 — набетонка
Рис. 13. Вводы в здание
4.32. Естественную вентиляцию тоннелей или каналов на вводах следует принимать раздельно от вентиляции магистральных тоннелей или каналов. При этом движение воздуха надлежит принимать от здания к магистральному тоннелю или каналу.
4.33. На вводах уклон тоннелей или каналов, а также прокладываемых в них трубопроводов, должен приниматься от здания.
4.34. Число вводов и выпусков должно быть минимальным.
4.35. Диаметры вводов следует принимать не менее 50 мм.
4.36. Для защиты сетей от замерзания в конце ввода допускается предусматривать сброс воды в сеть внутренней канализации с разрывом струи и устройством гидравлического затвора на сети канализации.
Необходимость и величина сброса воды определяются теплотехническим расчетом.
4.37. Прокладываемые в проветриваемых подпольях сети водопровода и канализации надлежит подвешивать к перекрытию на металлических подвесках.
4.38. Для трубопроводов водопровода и канализации, подвешиваемых к перекрытию подполья, следует предусматривать кольцевую теплоизоляцию.
4.39. К одному вводу следует предусматривать присоединение возможно большего числа здании.
4.40. На трубопроводах, прокладываемых и проветриваемых подпольях здании, установка запорной и регулирующей арматуры, а также воздушных клапанов не допускается. Число сварных стыков и других соединений на трубопроводах должно быть минимальным.
4.41. Внеплощадочные канализационные коллекторы (самотечные и напорные), если позволяет рельеф местности и условия планировки, рекомендуется укладывать на лежневых, городковых или низких свайных опорах.
5. ПРОКЛАДКА ТРУБОПРОВОДОВ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ
5.1. В сейсмических районах рекомендуется надземная прокладка трубопроводов.
5.2. При прокладке трубопроводов «змейкой» должны применяться подвесные, скользяще-подвесные и шаровые опоры (см. рис. 6, 14, 15).
Рис. 14. Конструкция шаровой опоры
1 — шар; 2 — опорные полусферические чаши; 3 — лист; 4 — косынка; 5 — хомут; 6 — трубопровод; 7 — швеллер; 8 — бетонный массив; 9 — швеллеры, ограничивающие перемещение трубопровода
Рис. 15. Прокладка трубопровода на шаровых и скользящих опорах
Q — угол зигзага; 2L — расстояние между углами зигзага по оси трассы; L1 — расстояние между промежуточными опорами
5.3. Подвесную прокладку трубопроводов «змейкой» следует предусматривать на четырехстоечных опорах (см. рис. 6), при этом устройства неподвижных опор не требуется.
5.4. При прямолинейной надземной прокладке трубопроводов следует предусматривать применение компенсаторов с кольцевым самоуплотняющимся затвором или компенсаторов упругого типа (П-, Л-образные).
5.5. В населенных пунктах и на площадках промышленных предприятий рекомендуется совмещенная прокладка коммуникаций в каналах с подвеской труб (рис. 16), конструкция которой должна предусматривать регулировку высотного положения трубопроводов.
Рис. 16. Прокладка трубопроводов на подвесках в канале
1 — железобетонный канал; 2, 3 — подвески с устройством для регулирования высотного положения; 4, 5, 6 — трубопроводы
5.6. Для районов вечномерзлых грунтов и при наличии сейсмичности прокладку надземных трубопроводов следует предусматривать возможно ближе к поверхности земли (15 — 30 см в свету).
5.7. Водоводы из двух и более ниток должны приниматься без переключений. В случае аварий на одной из ниток водовода увеличение расхода воды должно достигаться повышением напора на насосной станции.
5.8. Для повышения надежности водоснабжения в сейсмических районах по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы необходимо предусматривать возможность соединения раздельных сетей хозяйственно-питьевого и производственного водопроводов, а также возможность подачи неочищенной обеззараженной воды в сеть хозяйственно-питьевого водопровода.
Примечание. Конструкция перемычки в этих случаях должна обеспечивать воздушный разрыв между сетями и исключать возможность обратного тока воды в сеть хозяйственно-питьевого водопровода.
6. ТЕПЛОВЫЕ РЕЖИМЫ ТРУБОПРОВОДОВ
Минимальная допустимая температура воды в наиболее удаленных точках водопровода
6.1. При определении минимальной допустимой температуры воды в наиболее удаленных точках водопровода необходимо учитывать:
теплотехнические данные трубопровода (тепловые потери трубопровода, отнесенные к объему транспортируемой воды);
способ прокладки (подземная, наземная, надземная);
время остановки трубопровода, необходимое для устранения аварии;
величину неравномерности расхода воды;
величину погрешности измерения температуры воды;
стоимость тепла, идущего на подогрев воды;
условия эксплуатации (доступность участков водопровода для надзора и ликвидации повреждений, требования объекта к бесперебойности подачи воды и пр.).
6.2. Минимальная температура воды должна определяться теплотехническим расчетом, при этом допускается принимать колебание температуры в интервале от долей градуса до нескольких градусов (плюс 3 — 5°С).
6.3. Температура воды в водопроводах с большими теплопотерями на единицу объема подаваемой воды и значительной неравномерностью расходов воды должна иметь большие значения минимальных температур.
6.4. Для водопроводов подземной прокладки следует принимать меньшие значения минимальных температур.
6.5. Минимальная температура воды в конце водопровода должна проверяться теплотехническим расчетом на время, необходимое для ликвидации повреждения или аварии на трубопроводе.
Оледенение внутренних стенок труб
6.6. При эксплуатации водопровода, проложенного над землей, образование льда на стенках трубопроводов не допускается.
6.7. В случаях аварий допускается образование льда на стенках трубопроводов водопровода при наличии на трубопроводах специальной арматуры, обеспечивающей их работу при льдообразовании.
Оптимальные тепловые режимы надземных водопроводов
6.8. Скорость движения воды в трубопроводе vт, м/с (рис. 17), при которой затраты средств на подачу воды и компенсацию тепловых потерь надземного трубопровода при электрическом подогреве воды имеют минимальную величину, определяется по формуле
(1)
Рис. 17. Оптимальная скорость движения воды в трубопроводах при надземной прокладке qт
где — площадь сечения трубопровода, м2;
tcp — среднее из значений tн и tк;
tн — температура воды в начальной точке трубопровода, °С;
tк — температура воды в конечной точке трубопровода, °С;
tв — температура атмосферного воздуха (для канальной прокладки — температура воздуха в тоннеле или канале), °С;
R — термическое сопротивление изоляции, м??град/Вт;
A — удельное гидравлическое сопротивление трубопровода (при расходе воды, м3/с);
k — коэффициент, зависящий от принятых единиц, равный 0,00272;
?? — плотность воды, кг/м3;
?? — КПД насоса.
6.9. Наиболее экономичная скорость движения воды в трубопроводе при компенсации затрат на тепловые потери с использованием других видов энергии определяется по формулам:
при ; (2)
при ; (3)
где Сэ — стоимость единицы тепла при электрическом подогреве, руб.;
Ст — стоимость единицы тепла при других видах подогрева (тепло котельных, ТЭЦ и др.), руб.
6.10. Изменение скорости движения воды vт в трубопроводе при изменении термического сопротивления изоляции следует определять по зависимости
(4)
6.11. Скорости движения воды vт1 и vт2 в двух водоводах, имеющих соответственно диаметры d1 и d2, удельное сопротивление А1 и А2, при прочих равных условиях определяются по формуле
(5)
6.12. Скорость движения воды vт1 и vт2 в двух водоводах различных диаметров и термических сопротивлений изоляции следует определять по формуле
(6)
6.13. Скорость vт с увеличением диаметра трубопровода может изменяться в зависимости от величины термического сопротивления изоляции. В частном случае, когда , скорости воды vт1 = vт2.
6.14. При изменении диаметра трубопровода для сохранения прежней скорости движения воды необходимо термическое сопротивление изоляции изменить в отношении:
. (7)
6.15. Скорости движения воды vт1 и vт2 в двух водоводах, имеющих различную тепловую изоляцию, при различных перепадах температуры следует определять но формуле
(8)
6.16. Минимальные удельные затраты электрической энергии на подачу воды и компенсацию тепловых потерь в течение года следует определять по формуле
(9)
где n — число месяцев в году, для которых 0 < 0ср.год;
0i — для месяцев, у которых 0 > 0ср.год;
0ср.год — значение 0 среднее за год;
(10)
при
7. ПРЕДОХРАНЕНИЕ ВОДОПРОВОДА И КАНАЛИЗАЦИИ ОТ ЗАМЕРЗАНИЯ
7.1. Проектами водоснабжения и канализации должны предусматриваться мероприятия по защите труб от замерзания.
7.2. Для предупреждения замерзания водопроводных труб необходимо:
обеспечивать непрерывное движение воды в трубопроводах;
