moje

Politechnika Śląska

Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki

OBEKTY LINIOWE NA TERENACH GÓRNICZYCH

ĆWICZENIE NR 1.

Temat nr 1: Analiza możliwości grawitacyjnego odprowadzenia ścieków kanałem zlokalizowanym w obrębie wpływów górniczych.

Barbara Pyrek Prowadzący ćwiczenia:

Wydział: ISiE mgr. Inż. Ewelina Sankiewicz

Specjalność: WiK

Stacjonarne studia II stopnia

Semestr: II

Część Opisowa 3

1. Cel i zakres opracowania 3

2. Charakterystyka kanału i jego pracy w warunkach pierwotnych 3

3. Pierwotne warunki posadowienia studzienek kanalizacyjnych 4

4. Ocena możliwości grawitacyjnego odpływu ścieków w warunkach wpływów eksploatacji górniczej 5

5. Wnioski i zalecenia 9

Część Rysunkowa 10

Tabela 1 . Podstawowe wielkości charakteryzujące pracę kanału sanitarnego w warunkach pierwotnych. 4

Tabela 2. Posadowienie studni kanalizacyjnych – rzędne terenu i zagłębienia przed wystąpieniem deformacji górniczych 5

Tabela 3. Prognozowane obniżenie terenu oraz rzędne terenu i zagłębienia kanału po jego uwzględnieniu. 5

Tabela 4. Wielkości opisujące pracę kanału grawitacyjnego po uwzględnieniu wpływu eksploatacji górniczej. 7

Tabela 5. Porównanie ukształtowania terenu i rzędnych posadowienia studni w warunkach rzeczywistych i po uwzględnieniu prognozowanych wpływów eksploatacji górniczej. 8

Część Opisowa

Cel i zakres opracowania

Celem niniejszego opracowania jest sprawdzenie możliwości grawitacyjnego odprowadzenia ścieków sanitarnych kanałem zlokalizowanym na terenach, podlegających wpływom górniczym.

Praca obejmuje swoim zakresem:

Załączniki:

Charakterystyka kanału i jego pracy w warunkach pierwotnych

W opracowaniu poddano analizie fragment sieci kanalizacji sanitarnej. Rurociąg znajduje się na terenach niezagospodarowanych . W 0,460 km przechodzi pod istniejącą autostradą.

Długość badanego odcinka kolektora wynosi 1000m. Kolektor wykonano z rur PVC-U łączonych kielichowo. Średnica przewodów jest stała na całej długości i wynosi DN250 mm. Zapewniono minimalny spadek w kierunku północnym równy 4‰.

W odstępach co 100m zlokalizowano studnie rewizyjne o średnicach DN1000 mm. Są to przelotowe (brak zmiany kierunku przepływu ścieków). Wlot i wylot kanałów w każdej studni znajduje się na poziomie dennicy. Studnie zostały oznaczone symbolami: S1, S2, ... ,S10.

Założono przepływ ścieków sanitarnych w ilości 20 dm3/s oraz chropowatość wewnętrznej ścianki kanału k=0,1 mm. Po uwzględnieniu powyższych danych otrzymano następujące wartości opisujące pracę kanału:

Tabela 1 . Podstawowe wielkości charakteryzujące pracę kanału sanitarnego w warunkach pierwotnych.

Odcinek Materiał Parametry rzeczywiste
Przepływ Q
Studnia początkowa Studnia końcowa -
S1 S2 PVC-U
S2 S3 PVC-U
S3 S4 PVC-U
S4 S5 PVC-U
S5 S6 PVC-U
S6 S7 PVC-U
S7 S8 PVC-U
S8 S9 PVC-U
S9 S10 PVC-U

Zagłębienie najpłytszej studni S1 wynosi 1,8m, natomiast najgłębiej posadowiona jest studnia S10 – rzędna jej dna wynosi 114,90 m n.p.m. co przekłada się na zagłębienie
rzędu 5,9 m.

Jak widać w Tabeli 1. wielkości opisujące pracę kanału spełniają wszystkie warunki stawiane w normie PN-EN 752:2008 Zewnętrzne systemy kanalizacyjne. Zapewniono odpowiednią prędkość przepływu ścieków – na tyle dużą, żeby było możliwe samooczyszczanie kanału, jednak nie powodującą ścierania wewnętrznej powierzchni rurociągu. Napełnienie
w kanale nie przekracza 60% średnicy nominalnej. Nie przekroczono również wartości granicznej zagłębienia przewodów tj. 6,0 m (przy zagłębieniu przekraczającym 6m zaleca się stosowanie przepompowni ścieków lub ciśnieniowego/podciśnieniowego systemu kanalizacyjnego).

Pierwotne warunki posadowienia studzienek kanalizacyjnych

Przewód kanalizacyjny znajduje się na terenach o niewielkich zmianach wysokości nad poziomem morza. Niekorzystny jest jednak fakt, iż kanał przebiega centralnie przez lekkie wzniesienie, w związku z czym na odcinku S1-S6 dochodzi do gwałtownego zwiększania się zagłębienia. Od studni S6 następuje powolne zmniejszanie się wartości zagłębienia – na tym odcinku teren się obniża, przy czym zachowano minimalny spadek kanału (ik<it).

Rzędne terenu i posadowienia dna studni, spadki terenu i kanału oraz różnice wysokości pomiędzy elementami kolejnych studni przedstawiono w Tabeli 2. Wielkości te zostały również wykorzystane do sporządzenia profilu podłużnego kanału (Załącznik 2). Oznaczono je kolorem ciemnoczerwonym.

Tabela 2. Posadowienie studni kanalizacyjnych – rzędne terenu i zagłębienia przed wystąpieniem deformacji górniczych

Studnia Rzędna terenu Rzędna dna rury Zagłębienie ΔHt Spadek terenu ΔHk Spadek kanału
m n.p.m. m n.p.m. m m m
S1 120,30 118,50 1,8  
1,2 12 0,4 4,0
S2 121,50 118,10 3,4
0,5 5 0,4 4,0
S3 122,00 117,70 4,3
0 0 0,4 4,0
S4 122,00 117,30 4,7
0 0 0,4 4,0
S5 122,00 116,90 5,1
0 0 0,4 4,0
S6 122,00 116,50 5,5
0,1 1 0,4 4,0
S7 121,90 116,10 5,8
0,5 5 0,4 4,0
S8 121,40 115,70 5,7
0,3 3 0,4 4,0
S9 121,10 115,30 5,8
0,3 3 0,4 4,0
S10 120,80 114,90 5,9
 

Ocena możliwości grawitacyjnego odpływu ścieków
w warunkach wpływów eksploatacji górniczej

W wyniku prowadzonej eksploatacji górniczej, na terenach posadowienia rurociągu może dojść do zmian ukształtowania powierzchni terenu.

Tabela 3. Prognozowane obniżenie terenu oraz rzędne terenu i zagłębienia kanału po jego uwzględnieniu.

Obniżenie Rzędna terenu Rzędna dna rury Zagłębienie ΔHt Spadek terenu ΔHk Spadek kanału
  m n.p.m. m n.p.m. m m m
1,75 118,55 116,75 1,80  
0,05 0,5 1,65 16,5
3,00 118,50 115,10 3,40
0,5 5 0,4 4,0
3,00 119,00 114,70 4,3
0 0 0,4 4,0
3,00 119,00 114,30 4,70
0 0 0,4 4,0
3,00 119,00 113,90 5,1
3 30 2,6 -26,0
0,00 122,00 116,50 5,5
0,1 1 0,4 4,0
0,00 121,90 116,10 5,8
0,5 5 0,4 4,0
0,00 121,40 115,70 5,7
0,3 3 0,4 4,0
0,00 121,10 115,30 5,8
0,3 3 0,4 4,0
0,00 120,80 114,90 5,9
 

Zmiana spadku kanału na rozpatrywanym odcinku po wystąpieniu deformacji górniczych obliczono ze wzoru:


$$i_{\text{def.}} = \frac{H_{j} - H_{j - 1}}{L}\ \bullet 1000\ \ \ \lbrack\% 0\rbrack$$

Gdzie:

Hj - różnica rzędnych posadowienia dna studni Sj(początkowego i po deformacji)

Hj − 1 - różnica rzędnych posadowienia dna studniSj − 1 (początkowej i po
deformacji)

L - odległość pomiędzy studniami

Przykładowe obliczenia dla odcinka S1 –S2:


L = 100 m


H2 = 118, 10 − 115, 10 = 3, 00 m


H2 − 1 = 118, 50 − 116, 75 = 1, 75 m


$$i_{\text{def.}} = \frac{H_{2 - 1} - H_{2}}{L} \bullet 1000 = \frac{3,00 - 1,75}{100} \bullet 1000 = 12,5\ \lbrack\% 0\rbrack$$

Stąd spadek po wystąpieniu deformacji wynosi:


iS1S2=4+12,5=16,5  [%0]

Na mapie (Załącznik 1) zostały wyrysowane izolinie prognozowych obniżeń terenu, na podstawie których sporządzono Tabelę 3. Przewidywane maksymalne obniżenie wynosi Wmax = −3, 0 m. Według założeń prognostyków, wystąpi ono na obszarze pierwotnego wzniesienia.

Wskutek modyfikacji ukształtowania terenu, rzędne posadowienia studni ulegną zmianie. Spodziewane obniżenie studni S2, S3, S4 oraz S5 równe jest maksymalnemu obniżeniu Wmax . Rzędna dna studni S1 zmniejszy się o wartość WS1 = 1, 75m (WS1 < Wmax). Nie przewiduje się zmian w rzędnych posadowienia pozostałych 5 studni (S6-S10).

Zmiana rzeźby terenu spowodowała wpłynęła na warunki pracy kanału grawitacyjnego na odcinku S1-S5. Po uwzględnieniu deformacji wielkości charakterystyczne prezentują się następująco:

Tabela 4. Wielkości opisujące pracę kanału grawitacyjnego po uwzględnieniu wpływu eksploatacji górniczej.

Odcinek Materiał Parametry po wystąpieniu deformacji
Przepływ Q
Studnia początkowa Studnia końcowa -
S1 S2 PVC-U
S2 S3 PVC-U
S3 S4 PVC-U
S4 S5 PVC-U
S5 S6 PVC-U
S6 S7 PVC-U
S7 S8 PVC-U
S8 S9 PVC-U
S9 S10 PVC-U

Zmiana spadku na odcinku S1-S2 spowodowała wzrost prędkości przepływu z 1,36 m/s do 1,58 m/s. Zwiększona prędkość przepływu mieści się jednak w zaleconym zakresie. Napełnienie w kanale odpowiednio zmalało.

Na etapie trasy od studni S2 do S4 obniżenie jest stałe – każdy z przewodów obniżył się
o tę samą wartość - nie wystąpiły tu zmiany spadku lub innych parametrów.

Komplikacja ma miejsce na odcinku S5-S6. Wg prognoz obniżenie dna studni S5 jest równe Wmax, natomiast posadowienie S6 nie ulegnie zmianie. Występuje tu kontrspadek kanału – przepływ grawitacyjny ścieków nie jest umożliwiony.

Tabela 5. Porównanie ukształtowania terenu i rzędnych posadowienia studni w warunkach rzeczywistych i po uwzględnieniu prognozowanych wpływów eksploatacji górniczej.

Warunki rzeczywiste Po uwzględnieniu wpływów górniczych
Studnia Rzędna terenu
m n.p.m.
S1 120,30
S2 121,50
S3 122,00
S4 122,00
S5 122,00
S6 122,00
S7 121,90
S8 121,40
S9 121,10
S10 120,80

Wnioski i zalecenia

Z powyższej analizy wynika, iż prowadzona eksploatacja górnicza wywiera negatywny wpływ na przewody sieci kanalizacyjnej w związku ze zmianą warunków hydraulicznych. Ponadto może dojść do uszkodzenia konstrukcji rurociągów , w wyniku zgniatania przewodów (wskutek pionowych odkształceń terenu) lub ich rozrywania (związanego ze zjawiskiem pełzania gruntu).Wszystko to sprawia, że kanał nie będzie w pełni spełniać swoich funkcji. Należy również uwzględnić kwestie ekologiczne - duża zmiana spadku może spowodować uszkodzenia połączeń rur i wejść przewodów do studzienek, a zatem rozszczelnić sieć i narazić skanalizowane obszary na skażenie.

Przeciwdziałanie skutkom eksploatacji górniczej wymaga specjalnych rozwiązań technicznych i projektowych. Należy w miarę możliwości przewidzieć zachowania się przewodów w gruncie i uwzględnić je już na etapie projektowania .

Działania profilaktyczne:

Część Rysunkowa

Rysunek 1. Mapa terenu objętego wpływami eksploatacji górniczej z wyznaczonymi izoliniami obniżeń. Skala 1:10 000

Rysunek 2. Profil podłużny kanału sanitarnego z uwzględnieniem prognozowanych obniżeń terenu. Skala 1:100/500


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Podtopienie moje
Praktyczna Nauka Języka Rosyjskiego Moje notatki (leksyka)2
Praktyczna Nauka Języka Rosyjskiego Moje notatki (gramatyka)4
10050110310307443 moje
macierze moje i rzad id 275988 Nieznany
Moje dziecko rysuje Rozwój twórczości plastycznej dziecka od urodzenia do końca 6 roku życia
Praktyczna Nauka Języka Rosyjskiego Moje notatki (leksyka)35
Gdzie sie podzialo moje dziecinstwo
Przedsiebi, inżynieria ochrony środowiska kalisz, z mix inżynieria środowiska moje z ioś pwsz kalis
PKM, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, od majka, SPRAWOZDA
Ramka(115), MOJE RAMKI GOTOWE ZBIERANA Z INNYCH CHOMICZKOW
BLOOG, ● Wiersze moje ♥♥♥ for Free, ☆☆☆Filozofia, refleksja, etc
SPRAWOZDANIE Z farmako, Farmacja, II rok farmacji, I semstr, fizyczna, Fizyczna, Sprawozdania z fizy
Pokaż mi swój obraz, ● Wiersze moje ♥♥♥ for Free, ☆☆☆Filozofia, refleksja, etc
MOJE 3ok, Budownictwo UZ sem. III
KODY SERWISOWE NOKIA by asrock11, Moje Prace
Ramka z kwiatami w kolorze brązu, MOJE RAMKI GOTOWE ZBIERANA Z INNYCH CHOMICZKOW

więcej podobnych podstron