Условия применения. Дюкеры (напорные водоводы) устраивают на каналах и водотоках, когда препятствия (реки, каналы, суходолы, селевые русла, железные и шоссейные дороги) расположены на том же или на близком уровне или когда нет возможности выдержать необходимые габариты при строительстве акведука (например, при пересечении с судоходной рекой). При пересечении каналом (водотоком) глубоких и широких рек, долин, оврагов строительство дюкера может быть экономически выгоднее строительства акведука, главным образом за счет стоимости опор.
Для уменьшения длины дюкера рекомендуется трассировать его под прямым углом к препятствию. В месте пересечения двух каналов дюкер устраивают на канале с меньшим расходом.
Конструктивные особенности дюкеров. По конструктивным особенностям различают колодезные (шахтные) и криволинейные дюкеры (рис. 3.15). По числу ниток дюкеры бывают одноочковые и многоочковые. По условиям производства работ и эксплуатации дюкеры подразделяют на закрытые, открытые и комбинированные.
Строительство дюкера
К основным частям дюкера относят входной и выходной оголовки, напорные трубопроводы, анкерные и промежуточные опоры и участки сопряжения с каналом. Ремонтные затворы, решетки, служебные мостики, перильные ограждения, водовыпускные патрубки, контрольные люки, компенсаторы — все эти элементы являются вспомогательными частями дюкера.
Рис. 3.15. Основные конструктивные схемы дюкеров: а,б— закрытые колодезный и криволинейный соответственно; в — открытый с напорными трубопроводами
В местах резкого поворота оси трубопровода, а также на прямолинейных участках, где это необходимо по расчету, устанавливают анкерные опоры (через 150. 180 м). Они бывают двух видов: открытого и закрытого. В анкерной опоре закрытого типа трубопровод заделывают в массивную кладку опоры на всю длину криволинейного участка.
В опоре открытого типа для анкеровки трубы применяют специальные конструктивные элементы (тяжи), которые своими нижними концами заделывают в массив опоры. Тип опоры выбирают в зависимости от местных условий. На углах поворота оси трубы в плане и в разрезе анкерные опоры открытого типа не применяют. В этих случаях наиболее целесообразны опоры закрытого типа.
Выполняют дюкеры из бетона, железобетона, стали, дерева, пластмассы. Выбор материала определяется действующим напором. Так, бетонные дюкеры устраивают при напорах до 3 м, железобетонные — 30. 50 м, а из предварительно напряженного железобетона — до 100 м. Стальные дюкеры практически не имеют предела по напору. Деревянные дюкеры возможны при напорах
20. 30 м, однако их применение ограничено недолговечностью.
В местах укладки крупных и длинных железобетонных дюкеров на пологих склонах местности устраивают застенный дренаж для отвода фильтрационной воды. Дренаж укладывают в пазухах трубы.
Наименьшее расстояние между уложенными трубами на уровне их центров принимают: при диаметре до 1000 мм и двух нитках — 0,8 м, 1000. 2000 мм — 0,9 м, свыше 2000 мм — 1,0 м. Если количество ниток трубопровода три и более, то расстояние между ними принимают не менее диаметра трубы.
Строительство дюкерного перехода
Радиусы закруглений труб из сборных элементов зависят от диаметра, длины готовых звеньев и конструкции стыка. Минимальные радиусы закруглений при монолитном исполнении принимают не менее пяти диаметров труб независимо от материала, из которого они изготовлены.
Длина дюкера должна быть минимальной за счет устройства подводящего и отводящего участков канала в насыпи. Переход от насыпи к дюкеру определяется на основании технико-экономического сопоставления.
Поперечные сечения труб дюкера могут быть круглыми и прямоугольными. Наиболее распространено круглое сечение труб. Оно выгодно как по расходу материала, так и с точки зрения статического и гидравлического расчета.
Асбестоцементные, керамические и пластмассовые трубы подвержены разрушению от ударов, поэтому при укладке их заглубляют. Стальные трубы укладывают на опорах выше поверхности земли не менее чем на 0,6 м, так как они подвержены коррозии. Железобетонные трубы можно заглублять, укладывать над поверхностью земли или непосредственно на земле. Заглубленные в грунт или обсыпанные грунтом трубы находятся в более благоприятных температурных условиях по сравнению с незаглубленными. Если трубы дюкера проходят под каналом или естественным водотоком, то слой грунта над верхом труб дюкера принимают не менее 1. 1,5 м. Предельное заглубление в грунт определяется глубиной возможного размыва дна русла или канала, а также прочностью трубы согласно установленным нормам.
Если трубы дюкера расположены над водотоком, проходящим через овраг, то их укладывают на эстакаду.
Для предотвращения образования вихревой воронки на входе воды в дюкер верхнюю кромку трубы заглубляют под уровень воды в подводящем канале не менее чем на l,5(a 2 /2g) или на 0,6а, где а — линейный размер сечения трубы дюкера па входе (по вертикали).
Сопряжение оголовков дюкеров с каналом выполняют в виде стенок: обратных, ныряющих или с косыми плоскостями. Задача оголовков — обеспечить плавный вход потока из канала в трубы (входной оголовок) и плавное сопряжение выходящего из труб потока с отводящим каналом.
В начале входного и в конце выходного оголовков иногда закладывают шпунтовую стенку, чаще зуб, для предотвращения возможной фильтрации. Очень полезно дренирование склона с отводом дренажных вод в нижерасположепное русло (как это делается в акведуках). Шандорныс пазы предусматривают на входном и выходном оголовках каждой трубы, чтоб иметь возможность ремонтировать одну из труб в случае необходимости. Для защиты труб от плавающих тел входной оголовок оснащают решеткой. Входной и выходной участки дюкера оборудуют служебными мостиками и ограждают перилами.
Если уровень воды в начале трубы располагается ниже уровня воды подводящего канала, то в трубе обычно образуется гидравлический прыжок, сопровождаемый толчками, вибрацией. Это нарушает спокойную работу сооружения и снижает прочность и устойчивость сооружения. При пропуске малых расходов через длинные дюкеры в трубах также возникает прыжок. Для предотвращения этого явления предусматривают:
? повышение уровня воды в трубе путем установки спиц на выходе из трубы;
п устройство водобойного колодца перед входом в трубу (прыжок затапливается в начале трубы);
? понижение дна входа в трубу па небольшую величину (рекомендуется делать, когда уровень воды начального участка трубы близок к уровню дна подводящего канала).
В последних двух случаях возникновение кривой спада, приводящее к некоторому увеличению скоростей в подводящем канале, не опасно, так как при малых расходах (меньше расчетных) скорости не превосходят расчетные.
Для опорожнения дюкера на время ремонта в пониженной части его труб предусматривают отверстия.
В небольших малонапорных сооружениях входная и выходная части дюкера могут быть выполнены в виде вертикальных шахт и колодцев (см. рис. 3.15, а). В этом случае отметку дна входной и выходной шахт заглубляют по отношению к донной части горизонтальной трубы. В этих углублениях откладываются наносы, попадающие в дюкер с водой.
Источник: studref.com
Что такое дюкер трубопровода?
Дюкером трубопровода называют напорный участок трубопровода, который имеет разнообразную сферу применения: системы канализации, водопровода, нефтепровода, орошения и пр. Поток содержимого внутри движется с помощью насосов или самотеком (посредством разности отметок местности). Чаще всего его прокладывают под препятствиями: реками, дорогами, железнодорожными путями, используя метод горизонтального бурения с помощью специальной установки ГНБ. Перед тем как смотретьвспомогательные инструментына нашем сайте, необходимо ознакомится с определением дюкера.
Определение
Что такое дюкер трубопровода? Речь идет о сваренных между собой в плеть трубах, которые уложены в подготовленную траншею или способом протаскивания методом ГНБ. Они изготовлены из железобетона, полиэтилена или стали.
Используются преимущественно в магистральных трубопроводах при строительстве переходов для соединения двух самотечных конструкций при пересечении с искусственными (кабеля, ЖД, трассы, пешеходные переходы, коллекторы) или естественными (овраги, реки и пр.) препятствиями. Гидравлический расчет канализационных дюкеров и других вариантов трубопроводов включает в себя выбор экономически выгодных диаметров и определение в них потерь напора.
Особенности дюкера в зависимости от вида трубопровода
- Дюкер канализации используется для транспортирования жидких отходов из населенных пунктов. Конструкция содержит входной, выходной узел, узлы подключения и в обязательном порядке затворы.
- Дюкер газопровода представлен двухтрубной конструкцией по типу «труба в трубе» и используется для перемещения содержимого, которое находится в газообразном состоянии.
- Дюкер водопровода состоит из верхней и нижней камеры, и напорных частей. Оснащен аварийным выпуском, который также применяется в процессе промывки труб.
Устройство дюкера зависит от высоты расположения трубопровода и препятствия, а также от области назначения. На дно водоемов конструкция закладывается в траншеи; если речь идет о пересечении с железными или автомобильными дорогами, то возникает необходимость в использовании так называемых футляров или бетонирования.
Устройство дюкера
Выходная камера конструкции представлена двумя отделениями: мокрым (открытые лотки) и сухим (трубы и задвижки). В соответствии со СНиП 2.04.03-85, конструкция прокладывается в две рабочие линии, представленные трубами имеющими диаметр не менее 15 см.
Трасса трубопровода обязательно должна располагаться перпендикулярно к пересечению и прокладываться в благоприятных грунтовых условиях, дно реки и берега при этом должны быть неразрываемыми. Средний участок при этом обязательно находится под уклоном, а боковые ответвления – угол наклона не более 20° к горизонту; глубина – не менее 0,5-1,0 м; расстояние между линиями в свету – 0,7-1,5 м.
Прокладка трубопроводного перехода
Наиболее распространенным способом является горизонтальное бурение, которое представляет собой бестраншейный вариант установки инженерных коммуникаций. Прокол осуществляется с помощью бурового агрегата, который направляется перпендикулярно оси имеющегося препятствия.
Последовательность выполняемых работ при протаскивании дюкера методом ГНБ:
- Подготовка скважины. Проводится в грунтах с различным уровнем плотности.
- Расширение имеющегося канала. Пилотная скважина разбуривается с помощью расширителей, навинченных на колонну штанг, после чего проводится укрепление стенок методом бетонирования.
- Прокладка труб. Секции трубопровода, надежно сваренные между собой, присоединяются через вертлюг к расширителю и протаскиваются к другому концу скважины.
Преимуществами ГНБ являются низкие финансовые затраты и возможность использования в труднодоступных местах. Среди положительных сторон следует выделить сохранность природного ландшафта и короткие сроки монтажа.
Источник: forward-gnb.ru
Устройство и расчет дюкеров
Дюкеры устраиваются при пересечении водоотводящей сети с реками, оврагами, суходолами, с автомобильными и железными дорогами, расположенными в выемках и т.п.
Схема устройства дюкера через реку приведена на рис.22.
| Рис.22 | Схема устройства дюкера через реку: 1-шиберы; 2-задвижки |
Дюкер – это напорный трубопровод, он работает полным сечением ( = 1). Дюкер состоит из верхней (ВДК) и нижней (НДК) дюкерных камер и не менее двух (n ≥ 2) ниток трубопроводов между ними (все нитки труб должны быть рабочими). Трубопроводы дюкера устраивают из стальных труб с усиленной антикоррозийной изоляцией, диаметром не менее 150 мм (d ≥ 150 мм). Скорость движения воды в трубах дюкера должна быть не менее 1м/с (vд ≥ 1м/с). Из рис.22 видно, что трубопроводы дюкера имеют нисходящий, средний и восходящий участки; угол подъема восходящего участка дюкера β должен быть не более 20 о (β ≤ 20 о ). Глубина заложения подводной части дюкера от дна реки до верха трубы должна быть не менее 0,5 м, а в пределах фарватера судоходных рек – не менее 1 м. Расстояние между трубами дюкера в плане должно быть не менее 0,7 – 1,5 м (в зависимости от напора в дюкере и др.особенностей устройства дюкера).
ВДК состоит из двух отделений – мокрого и сухого, отделенных друг от друга водонепроницаемой перегородкой. В мокром отделении ВДК подходящий к ней самотечный трубопровод заменен открытыми лотками, в конце которых перед трубами дюкера установлены плоские затворы – шиберы; в сухом отделении ВДК на трубах дюкера установлены задвижки.
НДК состоит из одного отделения, в котором трубы дюкера заменены открытыми лотками, в начале которых (за трубами дюкера) установлены плоские затворы – шиберы.
Задвижки и шиберы в камерах дюкера нужны для отключения труб дюкера в случае выхода их из строя.
По согласованию с органами, осуществляющими контроль за охраной и использованием водоемов, на дюкерах могут быть устроены аварийные выпуски в водоем; они могут прокладываться либо из ВДК, либо из ближайшего колодца перед ней.
Расчет дюкера производят на пропуск расчетного (максимально секундного) расхода сточных вод, притекающих к ВДК- qрасч.
Расчет ведут в следующей последовательности:
1) назначают число ниток труб дюкера n ≥ 2, все нитки рабочие;
лишь при небольших расходах допускается устройство дюкера с одной рабочей и одной резервной трубами.
2) определяют расход, проходящий по одной нитке дюкера, q, по формуле:
3) по найденному расходу q с помощью расчетных таблиц [4.3] подбирают диаметр труб дюкера d ≥ 150 мм, определяют скорость движения воды в трубе vд ≥ 1 м/с и гидравлический уклон i, т.е. потери напора на 1 м длины трубы дюкера.
Если расход q мал и при нем не удается обеспечить скорость vд ≥ 1 м/с при d = 150 мм, то одну из ниток труб дюкера принимают резервной.
4) определяют потери напора Н в дюкере. Так как дюкер – короткий трубопровод, то потери напора в нем Н определяют не только с учетом потерь по длине труб, но и потерь на местные сопротивления, по формуле:
где hl – потери напора по длине, м; определяются по формуле:
где l − длина труб дюкера (см.рис.22), м;
∑hместн — сумма потерь напора на местные сопротивления, м; определяется по формуле:
где ξ − коэффициент местных сопротивлений.
Сумма потерь на местные сопротивления складывается из потерь на входе воды в трубу дюкера hвх, потерь напора на поворотах труб дюкера hпов (2 поворота с углом α и 2 с углом β (см.рис.22) и потерь напора на выходе из труб дюкера hвых, т.е.
Величину местных потерь напора определяют по формулам:
hвых = ξвых , где ξвых = 1, а v1 − скорость в трубопроводе за дюкером; м/с.
Значения коэффициентов местных сопротивлений на повороте 90 о – ξ90 приведено в таблице 2.5 в зависимости от диаметра трубы d
| d, мм | ||||||||
| ξ90 | 0,37 | 0,385 | 0,4 | 0,45 | 0,45 | 0,42 | 0,42 | 0,46 |
5) найдя потери напора в дюкере Н, определяют отметку поверхности воды в НДК – z2 по формуле:
где z1 − отметка уровня воды в трубопроводе при подходе к ВДК, м;
принимается по результатам гидравлического расчета
Далее проверяют работу дюкера в условиях аварии на одной из его труб. В этом случае расход, проходящий по одной нитке дюкера, qав, определяют по формуле:
По найденному qав и принятому ранее диаметру труб дюкера d с помощью расчетных таблиц определяют iав и vав и аналогично вышеизложенному подсчитывают величину потерь напора в дюкере в условиях аварии на одной из его ниток -Нав .
Найдя Нав, определяют отметку уровня воды в ВДК в условиях аварии, по формуле:
Далее проверяют, не произойдет ли в этом случае излив воды из ВДК на поверхность или подтопление трубопроводов, расположенных выше ВДК, что недопустимо; в случае, если это условие не соблюдается, пересчитывают дюкер, принимая одну из его ниток резервной, или увеличивая (если это возможно по допустимым скоростям) диаметр труб дюкера.
Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация.
Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы.
Источник: megaobuchalka.ru
Строй-справка.ру
Дюкеры
Дюкеры
Самотечные трубопроводы часто пересекаются с различными естественными и искусственными препятствиями. К естественным препятствиям относятся ручьи, реки, овраги и т. п.; к искусственным — автомобильные и железные дороги, подземные коллекторы, трубопроводы различного назначения, кабели, пешеходные переходы, линии метрополитена и другие сооружения.
Конструкция пересечения зависит от взаимного высотного расположения (разности отметок) трубопровода и препятствия.
Если трубопровод непосредственно пересекается с препятствием, т.е. трубопровод и препятствие расположены на одной и той же отметке или разность их незначительна, то пересечение выполняется в виде дюкера напорного трубопровода, соединяющего два самотечных трубопровода.
На рис. 6.14 показана схема дюкера через реку.
Рис. 6.14. Схема дюкера через реку:
I – напорные трубопроводы; II – верхняя камера; III – нижняя камера; 1 – подводящий самотечный трубопровод; 2 – щитовые затворы; 3 – задвижки; 4 – аварийный выпуск
Дюкер состоит из следующих основных элементов: напорных трубопроводов, верхней и нижней камер. Напорные трубопроводы дюкера выполняются не менее чем из двух ниток стальных труб с усиленной антикор-розирнной изоляцией. Диаметр их должен быть не менее 150 мм. Обе нитки Должны быть рабочими. Лишь при небольших расходах допускается устройство дюкера с одной рабочей и одной резервной трубой.
Дюкер укладывается в траншее по дну русла. Угол наклона восходящей части дюкера должен быть не более 20°. Глубина заложения подводной части трубопровода должна приниматься не менее А = 0,5 м до верха трубы, а в пределах фарватера на судоходных реках не менее h = 1 м. Расстояние между трубами дюкера в свету должно быть не менее b = 0,7-1,5 м (в зависимости от напора и других особенностей устройства дюкера). Аварийный выпуск может быть проложен из верхней камеры дюкера или из ближайшего колодца перед ним. Его устройство должно быть согласовано со всеми органами, осуществляющими контроль за охраной и использованием водоема.
В период паводков при высоком уровне вод в реке аварийный выпуск может использоваться для промывки дюкера. Промывка осуществляется следующим образом: при открытой задвижке на аварийном выпуске вода из водоема в результате разности отметок воды в нем и в отводящем самотечном трубопроводе устремляется через аварийный выпуск в напорные трубопроводы, двигаясь там с большой скоростью, интенсивно промывает их.
Верхняя камера дюкера состоит из двух отделений: первого — мокрого и второго — сухого. Эти отделения разделяются между собой водонепроницаемой перегородкой. В пределах первого отделения самотечный трубопровод переходит в открытые лотки. Первое отделение может подтопляться водой при повышенных расходах сточных вод, при снижении пропускной способности дюкера или при его промывке. Этим и объясняется название отделения — мокрое.
В окончании лотков перед трубами дюкера устанавливаются плоские затворы — шиберы. В сухом отделении размещаются напорные трубы дюкера с задвижками. При установке двух отключающих устройств в верхней камере повышается надежность регулирования работы дюкера в случае выхода из строя одной из ниток трубопровода.
Каждое отделение верхней камеры должно иметь горловину и оканчиваться (оборудоваться) люком с крышкой. Превышение люка камер над высоким уровнем вод в водоеме должно быть не менее h2 = 0,5 м.
Нижняя камера дюкера устраивается в виде одного отделения, где напорные трубопроводы переходят в открытые лотки, в начале которых должны устанавливаться щитовые затворы.
Камеры дюкера размещают на незатопляемой даже при высоком уровне воды в водоеме территории. Дюкеры должны располагаться в местах с устойчивым, неразмываемым руслом, на участках с минимальной шириной реки. Трубопроводы дюкера прокладывают перпендикулярно руслу реки для обеспечения минимальной длины труб. При большой протяженности дюкера на трубах следует устанавливать колодцы или камеры с ревизиями, а в пониженных местах — выпуски для опорожнения дюкера (обычно при широкой затопляемой пойме реки).
В случае выхода одной нитки трубопровода дюкера из строя, оставшаяся должна обеспечить пропуск всего расчетного расхода с учетом допустимого подпора. При подпоре будет происходить подтопление верхней камеры дюкера и лежащих выше участков подводящих самотечных трубопроводов.
Очевидно, что при подтоплении не должно происходить излива сточной жидкости из камеры дюкера и смотровых колодцев. Подтопление трубопроводов не должно приводить к перебоям в пользовании системой водоотведения и вызывать затопления подвалов и других частей зданий и сооружений.
Следует иметь в виду, что даже допустимый подпор может отрицательно сказаться на работе водоотводящей сети. При подпоре трубопроводы будут работать под напором и полным сечением, снизятся скорости движения воды в них, а это, в свою очередь, приведет к отложению осадка. Поэтому подпор не должен вызывать подтопления трубопроводов большой протяженности. Подтопление не должно быть длительным. Величина допустимого подтопления подводящего коллектора определяется на основе анализа работы лежащих выше участков сети.
Дюкеры могут устраиваться и при пересечении самотечного трубопровода с автомобильными и железными дорогами, если они проходят в выемках. В этом случае трубопроводы прокладывают в футлярах (металлических или железобетонных) или осуществляется их бетонирование. В остальном дюкеры под железными и автомобильными дорогами проектируются аналогично проектированию дюкеров через реки.
Если трубопроводы располагаются ниже препятствия, то пересечение выполняется в виде самотечного трубопровода из усиленных стальных или железобетонных труб, уложенных в футляре, непроходных или проходных туннелях. Глубина заложения трубы, футляра или туннеля должна быть не менее 1 м – при открытом способе производства работ и не менее 1,5 м – при закрытом. Длину футляра определяют, исходя из размеров препятствия. Поперечные размеры футляра и туннеля зависят от способов производства работ и размеров трубопровода.
Кожухи и туннели предназначены для предохранения рабочего трубопровода от нагрузок, возникающих при движении транспорта над ним. Одновременно кожух предохраняет дорогу от разрушения в случае аварии трубопровода. Футляры должны устраиваться с противокоррозионной изоляцией (торкрет-бетонное армированное, битумно-резиновые, полимерные покрытия) и защитой от электрохимической коррозии (катодная поляризация с протекторными установками). Пространство между стенками футляра и трубопровода надлежит заполнять бетоном. Перед и после пересечения желательно устройство смотровых колодцев с отключающими устройствами.
Футляры при бестраншейной проходке прокладывают прокалыванием, продавливанием или методом горизонтального бурения. Самотечные коллекторы большого поперечного сечения прокладывают под препятствием в туннелях, которые сооружают способом щитовой или штольной проходки.
Если трубопровод располагается значительно выше препятствия (при пересечении оврагов, суходолов), то пересечение выполняется в виде самотечного трубопровода, уложенного по эстакаде или существующему мосту в утепленном коробе.
Имеется зарубежный опыт прокладки дюкеров из пластмассовых труб. Для этих целей обычно применяют полиэтиленовые трубы. При прокладке подводных линий используется большая гибкость труб из полиэтилена, возможность их сварки в плети большой длины. Принцип прокладки подводных трубопроводов состоит в том, что один его конец герметизируется заглушкой, а трубопровод, наполненный воздухом, плавает на поверхности воды. У берега на трубопроводе закрепляются анкерные грузы и, пригруженный таким образом трубопровод буксируется к месту его запланированной укладки, после чего он заполняется водой.
Перед погружением трубопровода его трасса должна быть размечена посредством буев. Полиэтиленовые трубы сваривают в плети длиной 250-1000 м, соединяемые затем при помощи фланцев. Погружаемая часть может состоять из одной или нескольких соединенных плетей. Операция погружения начинается путем открытия клапана на одном конце трубопровода и впуска в него воды.
Вентильным устройством на другом конце трубопровода регулируют выход из него воздуха. Регулируя выход воздуха из трубопровода, контролируют скорость его погружения (обычно 0,2-0,6 м/с). В процессе всей операции погружения проверяют соответствие положения трубопровода заданной трассе.
Полиэтиленовый трубопровод достаточно гибкий, и обычно он принимает форму профиля дна, поэтому подготовку дна практически не производят.
При проектировании подводных трубопроводов следует учитывать профиль дна водоема; характерные уровни воды; максимальную толщину льда; силу воздействия волн и течений, а также предусмотреть возможность повреждения трубопровода якорными устройствами и др.
Чтобы предотвратить осаждение взвешенных веществ и образование газов в подводных напорных канализационных трубопроводах (что может привести к всплытию трубопровода), скорость воды в них должна поддерживаться достаточно высокой (не менее 1,0 м/с).
Источник: stroy-spravka.ru