19.05.2008r.
Wykład 13
7.Skrzyżowania kanałów z innymi obiektami inżynierskimi.
Do obiektów inżynierskich, z którymi mogą występować kolizje i skrzyżowania sieci kanalizacyjnej
należą tunele drogowe i kolejowe, arterie komunikacyjne, linie kolejowe prowadzone przez miasto w
wykopach, kanały żeglowne, magistrale wodne i cieplne, oraz inne przeszkody naturalne jak cieki
wodne, wąwozy, itp. W zależności od różnic w niweletach kanały mogą przechodzić nad trasami
obiektów lub pod nimi. Wzajemne położenie wysokościowe kanałów i obiektów (rys 30).
Prowadzenie kanału nad przeszkodą może być wykonane na akwedukcie lub w sklepieniu
przekraczanej konstrukcji inżynierskiej.
Przy prowadzeniu kanału pod konstrukcją inżynierską mogą zachodzić 3 przypadki:
1. Kanał może być prowadzony pod przeszkodą bez zmiany kształtu i wymiarów przekroju; ze
spadem konstrukcji inżynierskiej przecina się tylko sklepienie kanału. W tym przypadku
wystarczy zaprojektować przykrycie kanału, najlepiej niezwiązane konstrukcyjnie ze spodem
obiektu. Należy zwrócić uwagę na przenoszenie obciążeń od obiektu na kanał, oraz na
przystosowanie kanału do przeniesienia ciśnienia zewnętrznego. Cały przekrój zabezpieczamy
płaszczem żelbetowym.
2. Przekrój kanału tylko swą górną częścią wchodzi w konstrukcję obiektu. W tym przypadku
konieczna jest zmiana przekroju kanału na obniżony przy zachowaniu spadku dna kanału,
oraz prędkości przepływu w kanale możliwie bez zmiany. Obudowa powinna być
zaprojektowana zgodnie ze wskazaniami z pkt. 1. Przejście z jednego przekroju w drugi
usytuowane jest przed i za przeszkodą (rys. 31).
3. Jeżeli kanał całym swoim przekrojem wchodzi w konstrukcję kolidującego obiektu, należy
zaprojektować w kanale przejście syfonowe pod przeszkodą (rys.27-29)
8. Studzienki i komory kaskadowe.
Dla kanałów o średnicy do 400 mm należy stosować studzienki kaskadowe. Rozdzielanie w nich strug
ścieków odbywa się za pomocą pionowej rury spadowej umieszczonej na zewnątrz studzienki.
Rozwiązanie to umożliwia suchą pracę obsłudze w czasie małego przepływu ścieków. Różnica
poziomów przy tej konstrukcji nie powinna być większa niż 4 m (rys.32-34). Dla kanałów o średnicy
większej od 400 mm należy stosować komory kaskadowe o kształtach i wymiarach, które są
uzasadnione obliczeniami. Ścieki spływają po specjalnej pochylni, a zmniejszenie nadmiaru energii
odbywa się w zagłębieniu komory poniżej dna kanału odpływowego, gdzie tworzy się oczko Bidone a
(poduszka wodna). Ściany studni powinny być odpowiednio wzmocnione np. obudową granitową lub
klinkierową. Komory kaskadowe buduje się na dużych kanałach (rys. 35) w celu przeprowadzania
ścieków z kanału wyżej położonego (górnego) do kanału niżej położonego (dolnego) przy stosunkowo
dużej różnicy rzędnych kanału i przy dużych przepływach. Ułożenie kanału zgodnie z naturalnym
spadkiem spowodowałoby przekroczenie dopuszczalnej max prędkości przepływu. Ponadto stosuje
się je wówczas gdy kanał boczny jest zagłębiony płycej niż kolektor.
9.Piaskowniki
Stosuje się je zarówno w kanalizacji ogólnospławnej i rozdzielczej deszczowej (np. przed
wprowadzeniem wód deszczowych do odbiorników ściekowych), jak i w kanalizacji rozdzielczej dla
ścieków bytowo-gospodarczych. W piaskownikach zatrzymywany jest piasek, okruchy kamienne,
gruz, żużel, metale, itp. Buduje się je tuż za kratami; zazwyczaj są one prostokątne o dnie pochyłym i
zaopatrzone w drenaż. Pożądany czas przepływu przez piaskownik ścieków to 1 minuta przy
prędkości 0,3m/s. objętość osadzanego piasku zależy od warunków miejscowych i wynosi 5-12 m3/na
mieszkańca w ciągu roku. Piaskownik powinien być co najmniej dwu komorowy. Usuwanie
nagromadzonego materiału z wyłączonej (nieczynnej) komory odbywa się ręcznie lub mechanicznie.
Wydobyty piasek umieszcza się na płycie odciekowej znajdującej się obok piaskownika. Płyta
powinna posiadać kratkę, z której odciek odprowadzany jest do piaskownika. Szerokość komór 0,6-
1,2m przy ręcznym usuwaniu. Oprócz piaskowników poziomych najczęściej budowanych w postaci
długich koryt około 15m (rys.36) są także stosowane piaskowniki pionowe o przepływie pionowym i
wirowym. Piaskowniki pionowe są używane wyjątkowo, ponieważ wymagają głębokich konstrukcji.
Oddzielają one tylko piasek gruby. Dobrze oddzielają piasek piaskowniki szczelinowe stosowane
przed oczyszczalnią ścieków. W celu uzyskania prędkości przepływu 0,25-0,35m/s instaluje się na
odpływie przelew regulujący prędkość. Kształt przelewu proporcjonalnego (rys.36) oblicza się przy
założeniu prędkości 0,3m/s.
10.Wyloty kanałów do odbiorników
Wylotami są zakończone:
" Główne kolektory kanalizacyjne przez które odprowadzane są ścieki nieoczyszczone do rzeki
" Kanały odpływowe z oczyszczonymi ściekami
" Kanały burzowe w kanalizacji ogólno-spławnej
" Kanały deszczowe w sieci rozdzielczej
Wyloty kanałów z oczyszczalni, jak również z kanałów burzowych i deszczowych powinny zapewnić
jak najlepsze wymieszanie ścieków z wodami rzeki. Opływ ścieków do odbiornika powinien być na
brzegu wklęsłym, gdyż tam jest największa głębokość. Główne kolektory powinny dochodzić do
samego nurtu rzeki. Konstrukcja ich powinna zapewniać dobre wymieszanie wód. Wyloty kanałów
zawierających wody oczyszczone deszczowe czy ścieki rozcieńczone mogą być usytuowane w korycie
rzeki na wielką wodę. Jednak odpływy z tych kanałów nie mogą być odcięte mieliznami, wydmami,
tamami, itp. (rys.37-40).
Ogólne usytuowanie wylotów i różne ich konstrukcje.
Przejścia od brzegu lub wałów do koryta wykonywane są jako kanały kryte o przekroju spłaszczonym
lub jako kanały utworzone przez dwustronne wbite podłużne ścianki szczelne z przykryciem od góry
(rys.41). odcinki wodne mogą być układane z gotowych prefabrykatów na brzegu i spławianych
uprzednio do koryta. W ten sam sposób mogą być zatapiane galerie, z których przejdą rury
usytuowane z jednego brzegu na drugi. W przypadku wysokich stanów wody i możliwości
podtopienia wykonuje się w wale lub skarpie na znacznej wysokości komory z samoczynnymi klapami
powodziowymi, a w razie ich braku ze ściankami zakładanymi.