2.58. Габаритные размеры и конструкции водоподводящих сооружений следует обосновывать технико-экономическим расчетом с учетом общей компоновки узла сооружений, природных условий, производства работ и удобства эксплуатации.
2.59. Открытые и закрытые водоводы должны проектироваться с учетом требований СНиП 2.06.03-85.
Каналы
2.60. Проектирование каналов следует вести в соответствии с указаниями СНиП 2.06.03-85 и настоящего раздела.
2.61. Подводящие каналы следует, как правило, проектировать саморегулирующимися.
Несаморегулирующиеся каналы допускается применять только в том случае, если по тем или иным условиям необходимо ограничить амплитуду колебаний уровня воды в канале, а применение закрытого водовода нецелесообразно. При этом обязательным условием является устройство головного шлюза-регулятора, оборудованного дистанционно или автоматически управляемыми затворами. Необходимость в аварийном сбросе и его расход следует устанавливать расчетом неустановившихся процессов в канале.
2.62. Длину подводящего канала, его тип, габаритные размеры, уклон, облицовку, способ пересечения препятствий (акведук, дюкер, мост-водовод и т.д.) необходимо устанавливать на основе технико-экономических сравнений вариантов.
2.63. Гидравлический режим работы подводящего канала следует увязывать с режимом работы насосной станции и уровнями воды в источнике. Все каналы, как правило, должны работать в равномерном режиме или с небольшим подпором. Работа канала в режиме спада требует специального обоснования. При использовании подводящих каналов насосных станций в качестве регулирующей емкости скорость опорожнения следует подбирать так, чтобы не вызвать разрушения откосов канала гидродинамическим воздействием воды.
2.64. Эксплуатационные дороги в зоне сооружений насосных станций должны быть запроектированы в соответствии с указаниями СНиП 2.06.03-85 и СНиП 2.05.11-83.
Водоводы
2.65. Закрытые водоводы (самотечные безнапорные, самотечные напорные и сифонные) следует применять только в том случае, если нецелесообразно строительство открытых каналов.
Самотечные и сифонные водоводы надлежит проектировать в соответствии со СНиП 2.04.02-84 и настоящими Нормами.
2.66. Безнапорные водоводы допускается применять для подачи расходов воды более 5 м3/с при небольших колебаниях горизонтов воды. Форма водовода - круглая, прямоугольная или овальная в зависимости от расходов и внешних нагрузок. Водовод следует укладывать с постоянным уклоном в сторону насосной станции. При любых режимах эксплуатации между максимально возможной поверхности воды и верхней точкой свода водовода должна быть воздушная прослойка не менее 0,2 м.
2.67. Напорные водоводы, как правило, применяют для подачи любых расходов при любых колебаниях уровней воды в водоисточнике.
Форма водоводов - круглая, при небольших напорах (до 20 м) - прямоугольная или овальная. Самотечные напорные трубопроводы следует применять с постоянным уклоном не менее 0,001, чтобы исключить возможность образования воздушных мешков и мест скопления наносов.
2.68. Сифонные трубопроводы допускается применять в водозаборах II и III категорий надежности в том случае, если установка всех других типов водоводов не экономична. Сифонные водоводы следует проектировать стальными. Расчетный вакуум не должен превышать 6 м вод. ст. Сифонные водоводы следует укладывать с непрерывным подъемом от водоисточника.
2.69. Расчет сечений водоводов следует производить по допускаемой скорости воды для самотечных трубопроводов 0,7 ÷ 1,5 м/с, для сифонных 1,2 ÷ 2 м/с. Принятые сечения водоводов необходимо проверять на незаиление. При возможности биологического обрастания расчет потерь в водоводе следует производить при значении коэффициента шероховатости 0,02 - 0,04.
2.70. Если отложения наносов в трубопроводах нельзя избежать, следует предусматривать возможность их очистки или промывки.
2.71. Укладку водоводов следует предусматривать с заглублением в грунт на 0,5 - 1 м ниже возможного размыва дна, но не менее глубины промерзания. Водоводы должны быть уложены на основание, исключающее возможность просадки. При строительстве на слабых грунтах необходимо предусматривать уплотнение или искусственное основание. Особое внимание следует обращать на защиту водоводов в зоне волнового воздействия. Водоводы, уложенные в русле водоисточника, должны проверяться на всплытие.
2.72. Для осмотра, ремонта и механической очистки самотечных трубопроводов следует предусматривать смотровые люки и колодцы. Устройство люков на сифонных водоводах должно быть обосновано.
2.73. Для насосных станций I и II категорий надежности при специальном обосновании допускается предусматривать установку водоводов в специальных галереях. Размеры галереи принимать: от оболочки труб и до стенок и днища галереи 0,5 м, проходы не менее 0,7 м, минимальная высота 1,7 м. Выход из галереи в здание насосной станции должен быть закрыт водонепроницаемой дверью.
2.74. Напорные трубопроводы русловых насосных станций следует устанавливать так, чтобы был обеспечен доступ для их осмотра и ремонта.
Примечания. 1. При технико-экономических расчетах оптимального диаметра трубопровода необходимо учитывать стоимость галереи или моста для установки трубопровода.
2. Стальные трубопроводы русловых насосных станций допускается использовать в качестве пролетных конструкций мостовых строений.
Всасывающие трубопроводы
2.75. Всасывающие трубопроводы насосов следует выполнять из стальных труб. При длине трубопровода более 30 м и диаметре свыше 500 мм экономичный диаметр трубопровода необходимо определять на основании технико-экономических расчетов, при меньших длинах и диаметрах - по допускаемым скоростям (СНиП 2.04.02-84).
2.76. Конструкция и компоновка элементов всасывающих трубопроводов насосов должны исключать возможность засасывания воздуха и образования воздушных мешков. Для этого всасывающий трубопровод должен иметь непрерывный подъем к насосу с уклоном не менее 0,005.
Все соединения всасывающего трубопровода должны быть герметичными. На всасывающих трубопроводах (с положительной высотой всасывания) не следует применять компенсаторы, не способные сохранять герметичность в условиях расчетного вакуума.
2.77. В малых и средних насосных станциях допускается устройство всасывающих трубопроводов по типу «приподнятого колена».
2.78. Всасывающие трубопроводы следует устраивать по возможности короткими (до 30 м), без резких переходов, с минимальным количеством стыков (особенно фланцевых) и колен. Перед насосом должен быть прямолинейный участок трубы длиной не менее 2∙Д (Д - диаметр трубы).
2.79. При изменении диаметра всасывающей трубы на горизонтальных участках следует применять несимметричные переходы с горизонтальной верхней образующей.
2.80. При длине всасывающего трубопровода более 30 м и скоростях, превышающих указанные в п. 2.75, необходимо выполнять специальный расчет по определению возможности пуска агрегата. В этих случаях, как правило, требуется предусматривать мероприятия для замедления процесса пуска насоса (замедленное открытие задвижки).
Особенно тщательно расчет должен быть выполнен в тех случаях, когда основной насос, установленный с положительной высотой всасывания, должен быть пущен на опорожненный трубопровод.
2.81. Число всасывающих трубопроводов должно быть равно числу насосов, при поочередной работе агрегатов допускается устройство общего всасывающего трубопровода.
2.82. Приемные клапаны диаметром до 250 мм допускается устанавливать на оголовках всасывающих трубопроводов насосных станций III категории надежности подачи.
Применение более крупных приемных клапанов должно быть обосновано.
2.83. Конструктивное исполнение напорных и всасывающих трубопроводов должно исключать передачу на насос вибрации и температурных изменений длины труб.
Аванкамеры
2.84. Сопряжение подводящего канала с водоприемным сооружением, как правило, выполняют симметрично расширяющейся аванкамерой.
2.85. Для улучшения растекания потока в аванкамере и уменьшения объема отложения наносов рекомендуется предусматривать специальные мероприятия: аванкамеры с обратным уклоном дна или с криволинейными откосами (в плане), установку направляющих продольных или поперечных стен и др. Выбор мероприятий осуществляется на основании технико-экономических расчетов с проведением в необходимых случаях для крупных и уникальных насосных станций модельных гидравлических исследований.
2.86. Аванкамеры с обратным уклоном следует применять для вновь строящихся насосных станций. Основные положения при проектировании: участок с обратным уклоном (не круче 0,10) располагать в начальной части аванкамеры, наивысшая отметка дна (гребня) аванкамеры должна быть выбрана таким образом, чтобы при любых уровнях воды в подводящем канале и любых режимах работы станции скорость воды на гребне дна аванкамеры была бы на 20 ÷ 30 % меньше средних скоростей течения воды в подводящем канале при соответствующем режиме; участок сопряжения гребня дна аванкамеры с водоприемными отверстиями не должен быть круче 0,4, откосы должны быть плоскими, без изломов.
2.87. Для улучшения растекания потока в расширяющейся аванкамере (при γ > 4, где γ - степень расширения аванкамеры: отношение длины водоприемного фронта к средней ширине канала), допускается установка продольных стен. Основные рекомендации: высоту стен в начале аванкамеры следует принимать равной 1/3 глубины воды в канале, расстояние конечной части стен от бычков водоприемных оголовков - 1,6∙b (где b - ширина входа в камеру), верх стен - горизонтальный.
2.88. Для улучшения растекания потока в аванкамерах построенных насосных станций, а также в случаях, если насосная станция используется для полного опорожнения канала, допускается применение одной или двух поперечных стенок или одной поперечной стенки с короткими продольными стенками-растекателями.
2.89. Поперечную стенку, как правило, следует применять при соотношении > 2, высоту стенки - аналогично п. 2.87. Расстояние стенки от водоприемных оголовков необходимо определять по формуле
гдеНmax- максимальная глубина воды у водоприемника при пропуске Qmax;
ωфр- площадь воды в створе водоприемных отверстий при Qmax;
а= 1,8 ... 2,5 - коэффициент;
ωк- площадь сечения канала при Qmax.
2.90. Аванкамеры перед отдельно стоящими сороудерживающими сооружениями (СУС), как правило, выполняются с горизонтальным дном при угле конусности до 45˚. Место размещения СУС определяется из условия сопряжения подводящего канала с шириной фронта СУС. За СУС стенки аванкамеры могут быть откосными или вертикальными, что с гидравлической точки зрения предпочтительнее.
Примечания. 1. В тех случаях, когда участок аванкамеры перед СУС имеет γ > 2, следует рассмотреть технико-экономическую целесообразность строительства СУС на гребне дна аванкамеры с обратным уклоном.
2. При перекачке воды с большим содержанием наносов следует рассматривать вариант установки за СУС продольных разделительных стенок, чтобы уменьшить объем отложения наносов перед неработающими насосами.
2.91. Сопряжение водоприемного сооружения (оголовка) с откосами аванкамеры следует выполнять подпорными стенками, расположенными под углом не более 70° к оси аванкамеры (оптимальный угол 45°).
2.92. Дно и откосы аванкамеры не должны иметь впадин, способствующих образованию мертвых зон и встречных течений. Наиболее эффективно применение водоприемников с криволинейным фронтом водозабора, когда направление движения воды к каждому водозаборному отверстию перпендикулярно.
2.93. Откосы аванкамеры и концевой части канала (на длине 3-5h, где h - наполнение канала) следует крепить каменной отмосткой или железобетонными плитами. Дно аванкамеры, примыкающее к водоприемным отверстиям, а также к стенкам-растекателям, должно быть закреплено на длине не менее пяти диаметров (высоты) входного отверстия. При специальном обосновании может быть облицован переломный участок дна (гребень - место перехода от обратного уклона дна к прямому). Остальные участки дна аванкамеры не следует крепить, чтобы не создавать трудности при механизированной очистке дна канала от наносов.
Здания насосных станций
2.94. В зависимости от назначения, типа выбранного оборудования и характеристики водоисточника, как правило, принимают следующие типы зданий насосных станций:
наземный - при водозаборе из каналов, водохранилищ, озер и рек с устойчивыми берегами (колебания горизонтов воды в водоисточнике в пределах допустимой высоты всасывания основных насосов и размещение пола насосного помещения выше максимального уровня воды в источнике); при специальном обосновании разрешается применение блочно-комплектных зданий насосных станций на подачу до 10 м3/с;
полузаглубленный и заглубленный - с совмещенным или отдельно стоящим водозаборным сооружением; при водозаборе из каналов, водохранилищ и рек; колебании горизонтов воды, превышающих всасывающую способность насоса. Как правило, в здании полузаглубленного типа основные насосы устанавливают ниже минимального горизонта воды в источнике. При амплитуде колебаний горизонтов воды в источнике более 3 м следует проводить технико-экономическое сравнение с плавучими насосными станциями или полузаглубленными, в которых оборудование установлено выше минимального горизонта воды в источнике (с использованием всасывающей способности насосов);
блочный - при установке вертикальных насосов. Водозаборное сооружение совмещается со зданием станции, но при широких затопляемых поймах и больших колебаниях горизонтов воды допускается применять русловые или береговые водозаборные сооружения с подводом воды к насосам самотечными трубами;
плавучие - при неустойчивых берегах и больших колебаниях горизонта воды (свыше 5 м);
поплавковый - при водозаборе из водоисточников с большими колебаниями горизонтов воды (свыше 4-5 м) и производительности насосной станции до 800 л/с;
