Дипломная работа: Проектирование системы водоснабжения деревни Федоры

Для определения расчётных расходов составлена расчётная схема, по которой определены расчётные расходы на участках. Для этого пользуются правилом баланса расходов в узле: сумма притоков к узлу равна сумме оттоков из него, включая узловой отбор. Если притекающие к узлу расходы считать положительными, то = 0. Пользуясь правилом баланса последовательно находят расчётные расходы на каждом участке.

Определение расчётных расходов показаны на схеме 1.

3.5       Определение диаметров труб и потерь напора на участках

Связь между диаметром труб и протекающим через неё расходом и скоростью выражается формулой:

,м

При известном расчётном расходе диаметр зависит от скорости. Максимальную скорость на магистралях устанавливают из условий предотвращения гидравлического удара ( не более 2,5-3 м/с). Минимальная скорость в трубах для чистой водопроводной воды не ограничена. С увеличением скорости уменьшается диаметр трубопровода, следовательно его стоимость.

Экономически выгодным будет такой диаметр трубопровода при котором приведённые затраты, на его строительство и эксплуатацию будут минимальные.

При расчёте разветвлённых водопроводных сетей выбор экономически наивыгоднейшего диаметра осложняется тем, что отдельные участки играют различную роль в работе сети и формировании начального напора в точке её питания. Кроме того влияние отдельных участков на начальный напор определяется ещё и рельефом местности.

Учет всех дополнительных факторов усложняет экономический расчёт сети. Поэтому для расчёта сетей принимают упрощённые способы определения экономического диаметра труб, рассматривая участки сетей как самостоятельные трубопроводы. Полученные расчетом экономические диаметры округляют до ближайшего стандарта по сортаменту.

Для устройства водопроводной сети деревни Федоры принимаем полиэтиленовые трубы ПНД среднего типа “ СЛ “ так как СНиП рекомендует применение неметаллических труб (п 8.2 ) так как проектируется объединенный хозяйственно-питьевой и противопожарный водопроводы, то минимальный диаметр сети 100мм.

Потери напора в водопроводной сети определяются по формуле:

,м

где,

 - коэффициент сопротивления трения.

 - длина трубопровода, м

 - расчётный расход,

Величина  ( ) называется удельным сопротивлением труб. Удельное сопротивление – сопротивление 1 п.м. тр-да. Удельное сопротивление зависит от диаметра труб, материала, из которого они изготовлены, от шероховатости внутренних стенок.

3.6      Расчёт сети на случай пожара

Объёмный хозяйственно-питьевой и противопожарный водопровод при возникновении пожара должен подавать хозяйственно питьевой расход и расход на тушение пожара.

Так как число жителей в деревне Федоры 975 человек, то = 5 л/с. Число одновременных пожаров – 1. Продолжительность тушения пожара 3 часа (СНиП 2.04.02-84).

Для тушения пожара принимаем систему низкого давления. По системе пожаротушения низкого давления вода из гидрантов водопроводной сети забирается передвижными насосами, которыми оборудованы пожарные машины, и нагнетается по рукавам к месту пожара.

Поверочный расчёт сети на случай пожара тупиковой сети предусматривает нагрузку каждого участка на величину расхода, на наружное пожаротушение. При пропуске этого расчётного расхода удельные потери напора на 100п.м. трубопровода не должны превышать 2,5. Если данное условие не удовлетворяется, то назначаем больший диаметр.

3.7      Определение потерь напора при пожаре

Таблица 3.7.1

3.8      Деталировка водопроводной сети

Для обеспечения нормальной работы сети надо так разместить на ней водопроводную арматуру, чтобы можно было легко регулировать подачу воды, выключать отдельные участки для ремонта и иметь удобный водоразбор. Размещение на сети арматуры, фасонных частей, водопроводных колодцев и других деталей показывают условными знаками на специальном чертеже, который называется деталировкой сети.

Водопроводная сеть оборудована водоразборными колонками по ТП 901-9-17,87-17шт, пожарными гидрантами по ТП 901-9-17,87-15шт, Выпусками в пониженных местах 5 колодцев для опорожнения водопроводной сети, Вантузами в повышенных точках -1, Задвижками для выделения ремонтных участков.

Водопроводная арматура устанавливается в колодцах диаметром 1500мм и 4200мм по ТП 901-9-11.84 по серии 3.900-3, выпуск 7. Опорожняющие колодцы диаметром 1000мм.

3.9      Организация строительства

При выборе трассы водопроводных линий хозяйственно-питьевых водопроводов должна быть проведена санитарная оценка незастроенной территории шириной по 10-15 м в каждую сторону.

Разбивку трассы трубопровода и основных осей сооружений производит заказчик и передаёт строительной организации с предложением ведомостей реперов. Реперы устанавливают с учётом рельефа местности через 1-2км один от другого, а также у естественных преград.

Трассу закрепляют путём установки деревянных столбов и металлических стержней в конечных точках и на поворотах с привязкой не менее чем к двум устойчивым знакам.

Составляется профиль по трассе трубопровода, в которой указываются отметки поверхности земли, поверхности люков, колодцев, верха укладываемых труб или дна траншеи, заложение встретившихся подземных сооружений.

До начала производства земельных работ необходимо произвести расчистку и планировку трассы будущей траншеи, работы по устройству временных сооружений, дорог и подъездов для последующей развозки труб, сборного железобетона и других материалов.

Отрывка траншей выполняется одноковшовым экскаватором ЭО 3211 с рабочим оборудованием обратная лопата. Разработку траншей до 1,5 м можно вести с вертикальными стенками без крепления откосов. Ширина траншеи по дну принимаем Д +0,3 м не менее 0,7м.

Доработка траншей до проектных параметров предусматривается вручную непосредственно перед укладкой труб. Отвалы грунта должны размещаться с одной стороны траншеи и на расстояние не менее 0,5 м от бровки. На территории населённых пунктов отвалы грунта намечают в соответствии с местными условиями.

Полиэтиленовые трубы непосредственно перед их сваркой раскладывают вдоль траншей. Сваренные трубы следует опускать в траншею плавно, не допуская резких перегибов, при помощи пяток, расположенных на расстоянии 5-10 м. Концы труб закрываются деревянными конусными заглушками на мешковине. Сбрасывать сваренный трубопровод в траншею запрещено.

Полиэтиленовые трубы прокладываются в траншеи непосредственно на выровненное дно. Засыпку производят в два приёма.

- сначала лёгким грунтом засыпают, затем производится засыпка трубопровода на 0,5м выше верха трубы с уплотнением грунта при этом, подаётся послойно, равномерно с обеих сторон.

- после испытания производят окончательную засыпку траншей бульдозером с устройством валика грунта по трассе для предотвращения провалов при осадке грунта.

Важнейшими предпосылками широкого применения в строительстве полиэтиленовых труб является экономия дефицитных стальных труб, снижение массы труб и фасонных частей, улучшений труда рабочих.

Полиэтиленовые трубы, имеют следующие преимущества: не подвергаются коррозии, имеют постоянную пропускную способность, в меньшей степени подвергаются разрушению при замерзании воды в них.

При транспортировке и погрузочно-разгрузочных работах следует защищать трубы от возможных повреждений. Полиэтиленовые трубы нужно хранить в сухих помещениях. Наружные поверхности трубопровода от загрязнений очищают влажной мягкой тканью. Нельзя окрашивать трубопровод масленой краской.

Для подготовки и монтажа полиэтиленовых труб необходимо: станок для перерезания полиэтиленовых труб, станок для обточки концов, станок для контактной сварки труб и фасонных частей, станок для формирования раструбов на трубах, электронагревательный элемент.

Основной вид соединения полиэтиленовых труб – контактная сварка, выполняемая в стык и раструб. Процесс сварки основан на оплавлении соединяемых поверхностей источником тепла с последующим сопряжением их под давлением.

3.10    Гидравлические испытания и дезинфекция трубопровода

Прочность герметичных трубопроводов проверяют внутренним давлением. Трубопровод испытывают дважды: первый раз при не засыпанных траншеях, что позволяет обнаружить и исправить дефекты в трубопроводе, второй раз после засыпки при сдаче в эксплуатацию. При проведении гидравлического испытания задвижки установленные на трубопроводе должны быть полностью открыты. Для отключения испытуемого участка устанавливают глухие фланцы или заглушки.

Длина испытуемого участка для полиэтиленовых труб не более 0,5 км. Трубопровод заполняют и выдерживают в течении 24 – 48 часов при повышенном давлении, которое создаётся насосом в течении 30мин, после чего давление снижается до рабочего и производится осмотр трубопровода. Испытательное давление для полиэтиленовых труб 1,5 МПа.

Напорный трубопровод считается выдержавшим предварительное гидравлическое испытание, если под испытательным давлением не произошло разрыва труб и фасонных частей и нарушений стыковых соединений, а под рабочим давлением не обнаружено утечек воды.

Окончательное гидравлическое испытание напорных трубопроводов может быть начато, если с момента засыпки траншей грунтом и заполнение трубопровода водой прошло не менее 24 часа. В процессе проведения окончательного испытания напорных трубопроводов определяется фактическая утечка воды из трубопровода.

Участки трубопровода из полиэтиленовых труб считается выдержавшим гидравлическое испытание, если после последовательного нахождения трубопровода под испытательным и рабочим давлением по 30 минут в течении следующих 10 минут падение давления в трубопроводе не превышает 0,01 МПа.

Питьевой трубопровод после испытания на прочность и герметичность необходимо подвергнуть промывке и дезинфекции.

Предварительную промывку водой проводят с возможно большей скорости (не менее 1 м/с) при полном заполнении труб. Промывку следует вести до полного осветления воды. В процессе промывки должна произойти смена 10 объёмов воды помещающейся в трубах.

После предварительной промывки трубопровод дезинфицируют, заполняя его водой, содержащей раствор хлорной извести 40мг/л. Хлорная вода должна находиться в трубопроводе не менее 1 суток. Количество остаточного хлора в воде по окончанию дезинфекции должно быть не менее 1мг/л. После дезинфекции хлорную воду спускают из трубопровода и проводят повторную промывку, в процессе которой отбирают пробы воды для лабораторного исследования.

3.11    Техника безопасности при строительстве водопроводных сетей

При строительстве водопроводов необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности. Трубы из полувагонов и с платформ выгружаются кранами снабженными специальными стропами или захватами, обеспечивающим безопасность работ. Запрещается сбрасывать срубы с транспортных средств. Трубы для магистральных водоводов диаметром 100мм погружают и разгружают, как правило механизированным способом при помощи кранов. Сварные аппараты и агрегаты, установленные на открытой площадке должны быть закрыты от атмосферных осадков навесами или брезентом, а также от механического повреждений.

Запрещается электросварочные работы под открытым небом во время дождя и гроз. Запрещается монтировать и сваривать трубы в плети в подвешенном состоянии без установки подкладок в местах сборки. До начала укладки трубопровода в траншею следует, проверить состояние каналов, блоков и тормозных устройств трубоукладчиков и мягких захватов. Пребывание людей в траншеи во время спуска труб, плетей или монтируемых составных частей трубопровода не разрешается.

Работа в траншеи глубиной более 1,5м проводится только при установке креплений. Траншеи очищают от обвалившегося грунта и подчищают дно до проектной отметки только до спуска трубопровода.

Во время грозы все работы на трассе нужно прекратить, а рабочих удалить от труб и механизмов в безопасное место. Для отдыха рабочих выделяют безопасные специальные места. Запрещается отдыхать в траве и посевах вдоль трассы.

3.12    Техническая эксплуатация водопроводных сетей

При уходе за оборудованием и сооружениями необходимо руководствоваться правилами технической эксплуатации систем с/х водоснабжения (ВСН–3-5-77) инструкциями правил безопасности и санитарными правилами.

В процессе эксплуатации проводятся:

а) повседневные наблюдения осмотр по утвержденному графику;

б) текущий и капитальный ремонт.

В процессе текущей эксплуатации на план – схеме сети наносятся все изменения, которые вызваны работами по её обслуживанию или ликвидации аварий. В процессе текущей эксплуатации персонал водопровода обязан: поддерживать сооружения на сети в исправном состоянии путём проведения осмотров и планово - предупредительных ремонтов: проводить предупреждение снижения способности водопроводов, своевременно выявлять арматуру техническое состояние которой не отвечает требованиям нормальной эксплуатации: постоянно контролировать использование воды потребителями, выявлять и устранять утечки: принимать меры к быстрому обнаружению локализации и устранению аварий и повреждений на сетях.

В период эксплуатации в зимних условиях арматура, устанавливаемая в колодцах в целях предохранения её от замерзания, должна утепляться.

Для подготовки сети для эксплуатации в зимних условиях необходимо: произвести ремонт всей арматуры, устранить течь воды, проверить пожарные гидранты, произвести утепление колодцев с арматурой, произвести осмотр водопроводных колонок. При наступлении больших морозов необходимо систематически производить выборочный контроль температуры в сети. Снижение температуры до +1+2 С является критическим. В этом случае необходимо принять меры для сброса воды через пожарный гидрант.

4.         Проектирование водонапорной башни

4.1 Определение высоты водонапорной башни

Разводящая водонапорная сеть должна подавать в посёлок требуемый расход воды с напором, обеспечивающий нормальный её разбор. Наиболее интенсивно сеть работает в часы максимального водоразбора, когда по трубам проходят максимальные расходы и потери напора в них достигают наибольших значений.

Давление в трубах зависит не только от положения пьезометрических линий, но и от высоты расположения этих точек на местности. Пьезометрический напор в трубах, отсчитанный от поверхности земли, называют свободным напором. Минимальный свободный напор устанавливают в зависимости от этажности здания: при одноэтажной застройке – 10м, а при большей этажности на каждый этаж прибавляют – 4м. Точка сети, в которой свободный напор в часы максимального водопотребления будет наименьшим, называют диктующей.

Высота водонапорной башни определяется по формуле:

, м

где,

- отметка поверхности земли;

- отметка поверхности земли у основания башни.

- суммарные потери напора от башни до диктующей точки:

= 1,08 + 0,75 + 0,72 + 0,64 = 3,19 м

Принимаем водовод от башни до узла из полиэтиленовых труб, диаметром 125мм.

Длина водовода 100м. Потери напора:

= 0,000127 ∙ 100 ∙  = 1,08 м

 ( 186,50 – 187,50 ) + 10 + 3,19 = 12,19 м

Принимаем стандартную высоту башни 12м.

4.2      Определение ёмкости бака

В системах водоснабжения чаще всего принимают суточное регулирование, за счёт которого выравнивают колебания часовых расходов воды. Регулирующая ёмкость водонапорной башни определяется по суточным графикам потребления воды и её подачи насосной станцией.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5