Колодцы и камеры

Колодцы и камеры (колодцы большого размера) на трубопроводах располагают в местах изменения диаметров и уклонов трубопроводов, изменения направления их в плане и устройства присоединений к ним боковых веток, а также на прямолинейных участках труб через 35-300 м (с увеличением диаметра труб расстояние между колодцами увеличивается).

С учетом места устройства смотровые колодцы подразделяются на поворотные, узловые и линейные. Они служат для обеспечения доступа к трубопроводам, осмотра и наблюдения за ними и выполнения эксплуатационных операций на водоогводящих сетях.

Смотровые колодцы состоят из следующих основных элементов: рабочей камеры, горловины и переходной част между ними, основания и люка с крышкой над горловиной (рис. 6.6). В плане колодцы могут быть круглые, прямоугольные и полигональные.

Важнейший элемент колодца — основание, Оно должно обеспечивать устойчивость сооружения. В его конструкцию входит бетонный набивной лоток, обеспечивающий транспорт воды через колодец (от трубы к трубе).

Рис. 6.6. Смотровой колодец:

1 — люк с крышкой; 2 — железобетонные кольца горловины; 3 — то же, камеры; 4 — бетон М 200 с затиркой; 5 — плита основания; 6 — песчаная подготовка

Лоток в нижней части имеет форму полукруга, а в верхней — вертикальные стенки (рис. 6.7). Общая высота лотка должна равняться диаметру труб. С двух сторон лотка создаются полки, имеющие ширину не менее 200 мм и уклон к лотку не менее 0,02. Лотки поворотных колодцев и боковых присоединений следует выполнять по дугам окружностей с радиусом не менее одного диаметра.

Рис. 6.7 Лотки смотровых колодцев:

а — план лотка колодца при увеличении диаметра трубопровода; б — план узлового колодца; в — сечение линейного лотка

Рабочая камера должна иметь следующие минимальные размеры: высоту — 1,8 м, диаметр — 1,0 м. Камеры узловых колодцев на трубопроводах больших диаметров целесообразно выполнять в плане полигональными с расположением стенок параллельно лоткам.

Минимальный диаметр горловины — 0,7 м. Рабочие камеры и горловины оборудуют скобами или лестницами для спуска в колодец и подъема из него. На уровне поверхности земли на горловины устанавливают люки с крышками, которые, как правило, выполняются чугунными.

На трубопроводах диаметром 1200 мм и более кривую поворота трубы следует принимать радиусом, равным не менее пяти диаметров трубы, и предусматривать колодцы в начале и конце кривой поворота.

На коллекторах, строительство которых осуществляют закрытым способом (щитовой метод), необходимо устраивать смотровые шахты или скважины диаметром не менее 0,9 м. Расстояние между ними не должно превышать 500 м.

Стенки рабочих камер и горловин смотровых колодцев могут выполняться из бетона или железобетона монолитными или сборными, а также из кирпича на цементном растворе. Бетонные лотки оснований обычно устраиваются монолитными из бетона марки 200 по специальным шаблонам — опалубкам с последующей затиркой цементным раствором и железнением.

Особое значение следует придавать заделке труб в лотковой части. На рис. 6.8 показаны примеры их конструктивного решения. При наличии грунтовых вод необходимо предусматривать гидроизоляцию дна и стенок колодцев на высоту, превышающую на 0,5 м уровень грунтовых вод. При этом можно применять обмазочную и оклеечную битумную гидроизоляцию.

Рис. 6.8. Схемы заделки труб:

а и б — в непросадочных грунтах соответственно сухих и мокрых; 1 — цементный раствор; 2 — асбестоцементный раствор; 3 — гидроизоляцня; 4 — смоляная прядь

Проектными институтами разработаны типовые проекты смотровых колодцев для различных геологических, гидрогеологических и климатических условий.

Особое значение имеет обеспечение долговечности верхней части колодцев (горловины и люков) в условиях чрезвычайно высокой интенсивности автомобильного движения в современных городах.

В зарубежной практике в последнее время широко применяют колодцы из гофрированных пластмассовых груб, способных деформироваться без разрушения под воздействием автотранспорта (рис. 6.9).

В отечественной практике используют железобетонные унифицированные опорные плиты для канализационных, водопроводных и газопроводных колодцев (рис. 6.10).

Рис. 6.9. Колодец из гофрированных пластмассовых труб:

1 — люк; 2 — коническая бетонная горловина; 3 — гофрированная труба; 4 — резиновое кольцо

Данная опорная плита изготовлена с использованием пластифицированных добавок, повышающих ударную прочность и морозостойкость бетона. Ее применение позволяет существенно повысить срок службы колодцев в условиях интенсивного движения автотранспорта и частых солевых противогололедных обработок дорожного покрытия в зимний период.

Сопряжение труб, уложенных на различной глубине, осуществляется с помощью перепадных колодцев. Необходимость применения их возникает в следующих случаях:

• при присоединении боковых веток к коллекторам или внутри квартальных сетей к уличным трубопроводам;

• при пересечении трубопроводов с инженерными сооружениями и естественными препятствиями;

• при устройстве затопленных выпусков воды в водоемы;

• при больших уклонах поверхности земли для исключения превышения максимально допустимой скорости движения сточных вод.

По высоте перепадов перепадные колодцы подразделяют на перепадные колодцы малой (до 6 м) и большой высоты.

Рис. 6.10. Опорная железобетонная плита для горловин смотровых колодцев

Перепадные колодцы всех конструкций могут быть подразделены на три типа:

• шахтного типа (с перепадами и без них);

• выполняемые по типу известных сопрягающих сооружений, применяемых в гидротехнической практике (быстротоки, водослив практического профиля и др.);

• колодцы, гашение энергии в которых основано на соударении струй воды со стенкой сооружения или специальной решеткой, а также на соударении струй воды, образующихся в результате разделения потока, в основании колодца.

Перепадной колодец шахтного тина малой высоты представляет собой камеру, форма которой аналогична форме смотрового колодца, к которой пристроена или встроена гладкая (без ступеней) шахта (стояк) круглого или прямоугольного сечения (рис. 6.11).

Рис. 6.11. Перепадной колодец шахтного типа для непросадочных мокрых грунтов

1- изоляция битумом; 2 — бетон марки М150 с затиркой поверхности; 3 — плита основания; 4 — бетон марки М100 по утрамбованному щебнем грунту; 5 — стальная плита; 6 — упорные скобы. Заложенные в швы между железобетонными кольцами

Он применяется на трубопроводах диаметром до 500 мм. Высота не должна превышать 6 м. Сечение стояка не должно быть менее сечения подводящего трубопровода. Над стояком желательно выполнять приемную воронку в виде колена или иной формы, а в основании — водобойный приямок. Наличие воды в приямке обеспечивает смягчение удара потока в основание. В целях повышения устойчивости сооружения основание усиливается стальной или чугунной плитой под стояком.

При устройстве стояка до 300 мм допускается установка направляющего колена в его нижней части.

Перепадной колодцы рекомендуется выполнять из монолитного или сборного железобетона. Скорость движения воды в стояках достигает больших значений, поэтому требуется высокая прочность исполнения основания, стенок и стояка колодцев.

Перепадной колодец шахтного типа с многоступенчатыми перепадами также имеет в своем составе шахту, но она перегорожена ступенями, чередующимися по всей высоте в шахматном порядке (рис. 6.12).

Рис. 6.12. Двухсекционный перепадной колодец шахтою шип с многоступенчатыми перепадами

1 – подводящий коллектор; 2 – шиберы; 3 – секции перепадного колодца; 4 – ступени перепада; 5 – отводящий коллектор.

Для повышения надежности сооружения целесообразно делать две шахты. Устройство водобойного колодца в основании не требуется. Соотношение геометрических размеров рекомендуется следующее: z = (0,5 — 2)B или z = (0,5 — 2)d (при круглом сечении шахты); а = В/2.

Расчет перепадного колодца следует выполнять исходя из возможности пропуска всего расхода по одной шахте, но при условии предельной нагрузки ее (максимальном напоре, равном z). Размер отверстия между ступенями и стенками, площадь сечения которого равна w = aВ , может быть определен по формуле истечения жидкости из отверстия: