Реконструкция инженерных систем и сооружений

В качестве общей исходной информации для перечисленных вариантов задаются следующие данные: протяженность трубопровода L, м; протяженность ремонтного участка трубопровода 0,5L, м; уклон трубопровода i; наполнение h/d.

 

Асбестоцементный трубопровод

а). для случая использования при безнапорном режиме,когда несущая способность не нарушена (таблица 16)

Таблица 16

Внутренний диаметр трубопровода, D, м	0,4
Глубина залегания трубопровода, H, м	8,65
Высота грунтовых вод над лотком трубы, Нгв , м	7,75
Модуль упругости полимерного рукава, Еп , т/м2	300 000

 

б). для случая использования при безнапорном режиме, когда несущая способность нарушена (таблица 17)

      Таблица 17

Внутренний диаметр трубопровода, D, м	0,4
Глубина залегания трубопровода, H, м	8,65
Высота грунтовых вод над лотком трубы, Нгв , м	7,75
Модуль упругости полимерного рукава, Еп , т/м2	300 000

 

Железобетонный трубопровод

а). для случая использования при безнапорном режиме, когда несущая способность не нарушена (таблица 18)

Таблица 18

Внутренний диаметр трубопровода, D, м	1,2
Глубина залегания трубопровода, H, м	6,2
Высота грунтовых вод над лотком трубы, Нгв , м	5,2
Модуль упругости полимерного рукава, Еп , т/м2	100 000

 

б). для случая использования  при безнапорном режиме, когда несущая способность нарушена (таблица 19)

      Таблица 19

Внутренний диаметр трубопровода, D, м	1,2
Глубина залегания трубопровода, H, м	6,2
Высота грунтовых вод над лотком трубы, Нгв , м	5,2
Модуль упругости полимерного рукава, Еп , т/м2	100 000

 

Чугунный трубопровод

а). для случая использования при безнапорном режиме, когда несущая способность не нарушена (таблица 20)

Таблица 20

Внутренний диаметр трубопровода, D, м	0,15
Глубина залегания трубопровода, H, м	7,75
Высота грунтовых вод над лотком трубы, Нгв , м	5,45
Модуль упругости полимерного рукава, Еп , т/м2	100 000

 

б). для случая использования при безнапорный режиме, когда несущая способность нарушена (таблица 21)

      Таблица 21

Внутренний диаметр трубопровода, D, м	0,15
Глубина залегания трубопровода, H, м	7,75
Высота грунтовых вод над лотком трубы, Нгв , м	5,45
Модуль упругости полимерного рукава, Еп , т/м2	100 000

 

Керамический трубопровод

для случая, когда несущая способность нарушена (таблица 22)

Таблица 22

Внутренний диаметр трубопровода, D, м	0,6
Глубина залегания трубопровода, H, м	8,0
Высота грунтовых вод над лотком трубы, Нгв , м	7,15
Модуль упругости полимерного рукава, Еп , т/м2	200 000

 

Кирпичный трубопровод

для случая, когда несущая способность нарушена ( таблица 23)

Таблица 23

Внутренний диаметр трубопровода, D, м	1,6
Глубина залегания трубопровода, H, м	5,45
Высота грунтовых вод над лотком трубы, Нгв , м	4,75
Модуль упругости полимерного рукава, Еп , т/м2	100 000

 

Задача 2: определение параметров санации ветхого участка трубопровода путем нанесения цементно-песчаного покрытия (ЦПП) и протаскивания полиэтиленовой трубы (ПЭ)

Требуется в зависимости от исходного диаметра трубопровода и исходных данных принять решение об альтернативных «полимерному рукаву» методах реновации и потенциальном ремонтном материале, например, подобрав толщину защитного цементно-песчаного покрытия (ЦПП) и наружный диаметр полиэтиленовой трубы, протаскиваемой внутрь ветхого ремонтного участка трубопровода (по рекомендациям ГОСТ и других нормативно-технических документов).

Санация ЦПП железобетонных, асбестоцементных, керамических и кирпичных трубопроводов не производится.

При нарушении несущей способности участка чугунного трубопровода нанесение слоя ЦПП неприемлемо. В остальных случаях нанесение ЦПП целесообразно для продления срока службы чугунного трубопровода. Толщина слоя ЦПП для чугунных безнапорных труб принимается равной  4 мм. Стандартные наружные и внутренние диаметры полиэтиленовых труб низкого давления ПНД (высокой плотности) представлены в таблице 5.

 

Задача 3: проведение гидравлического расчета новых трубных конструкций с оценкой гидравлической совместимости

Требуется построить эскизы продольных профилей для 11 вариантов реновации ремонтного участка (асбестоцемент + ПР;  асбестоцемент + ПЭ;  железобетон + ПР;  железобетон + ПЭ;  чугун + ПР; чугун + ЦПП; чугун + ПЭ; керамика + ПР; керамика + ПЭ; кирпич + ПР; кирпич + ПЭ) с указанием расчетных скоростей на ремонтном участке и ветхих участках трубопровода, а также произвести оценку гидравлической совместимости восстановленного участка с ветхим трубопроводом общей протяженностью L (м) по величинам абсолютных скоростей течения сточной воды на действующем трубопроводе и ремонтном участке.

В задании указываются уклоны трубопровода i, расчетное наполнение h/d, место расположения восстановленного участка, т.е. в начале трубопровода (Н), а также его протяженность в долях от общей протяженности трубопровода, т.е. 0,25L, 0,5L или 0,75L (таблица 24).

Таблица 24

Длина  трубопровода, м	125
Уклон трубопровода	0,008;
Расчетное наполнение	0,5
Протяженность ремонтного участка трубопровода, м	0,65L;
Расположение ремонтного участка	Н

Для определения коэффициентов Шези С и скоростей V на участках трубопровода из разного ремонтного материала (асбестоцемент, чугун, железобетон, керамика и кирпич) и диаметра используются формулы, полученные в результате обработки данных, представленных в «Таблицах для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров» Лукиных Н.А. (таблица 25):

Таблица 25

Трубы	Диаметр, м	Расчетная формула
Чугунные	0,05	С=76,873R0,1666
	0,1	С=76,885R0,1666
	0,15	С=77,442R0,1685
Керамические	0,2	С=74,519R0,1667
	0,25	С=74,507R0,1667
	0,3	С=74,496R0,1666
	0,4	С=74,433R0,1664
	0,5	С=73,509R0,1601
	0,6	С=74,481R0,1665
Железобетонные	0,4	С=72,437R0,1664
	0,5	С=72,447R0,1664
	0,6	С=72,522R0,1669
	0,8	С=72,526R0,1669
	1,0	С=72,51R0,1668
	1,2	С=72,477R0,1666
	1,4	С=72,658R0,1683
	1,6	С=72,484R0,1667
	2,0	С=72,48R0,1666
	2,4	С=72,476R0,1665
Асбестоцементные	0,1	С=72,456R0,1665
	0,15	С=72,507R0,1667
	0,2	С=72,517R0,1667
	0,3	С=72,489R0,1667
	0,4	С=72,456R0,1665
Кирпичные	1,2	С=69,414R0,1666
	1,4	С=69,393R0,1663
	1,6	С=69,426R0,1665

 

Для ремонтных материалов (труб) используются следующие расчетные гидравлические зависимости по определению коэффициента Шези C в зависимости от гидравлического радиуса  R, м и диаметра d, м :

       -для полимерного  покрытия:                 С=17,043lnR - 17,038ln(1000d) + 208,2                      

       -для полиэтиленовой  трубы                  С=14,245lnR - 14,239ln(1000d) + 179,29             

       -для цементно-песчаного  покрытия     С=20,713lnR - 19,898ln(1000d) + 233,84             

Скорость V (и при необходимости расход Q) на участках из соответствующего материала труб рассчитывается по формулам   или  V = С (Ri)1/2   и   q = w.V.                                                         

Расчетное значение гидравлического радиуса R, м, принимается в зависимости от наполнения и диаметра d трубопровода, согласно данным таблицы 26.

Таблица 26.

Наполнение  h/d	Гидравлический  радиус R, м	Живое сечение ω, м2
0,1	0,063d	0,041d2
0,15	0,093d	0,074 d2
0,2	0,121d	0,112 d2
0,25	0,147d	0,153 d2
0,3	0,171d	0,198 d2
0,35	0,193d	0,245 d2
0,4	0,214d	0,293 d2
0,45	0,233d	0,343 d2
0,5	0,25d	0,393 d2
0,55	0,268d	0,443 d2
0,6	0,278d	0,492 d2
0,65	0,288d	0,54 d2
0,7	0,296d	0,587 d2
0,75	0,302d	0,631 d2
0,8	0,304d	0,674 d2