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:
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.
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).
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.