SRDM 8-3 Sistem za odvodnjavanje

  • View
    289

  • Download
    3

Embed Size (px)

Text of SRDM 8-3 Sistem za odvodnjavanje

  • REPUBLIKA SRBIJA

    PROJEKAT REHABILITACIJE TRANSPORTA

    BEOGRAD, 2011.

    8. KONSTRUKTIVNI ELEMENTI PUTEVA

    8.3. SISTEM ZA ODVODNJAVANJE

    PRIRUNIK ZA PROJEKTOVANJE

    PUTEVA U REPUBLICI SRBIJI

  • Izdava: Javno preduzee Putevi Srbije, Bulevar kralja Aleksandra 282, Beograd Izdanja:

    Br. Datum Opis dopuna i promena

    1 30.04.2012 Poetno izdanje

  • Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Sistem za odvodnjavanje

    JP Putevi Srbije i

    SADRAJ

    8.3.1 UVOD 1

    8.3.2 KRITERIJUMI ZA PROJEKTOVANJE 1

    8.3.2.1 POVRATNI PERIOD KIA 1

    8.3.2.2 PRORAUN MERODAVNIH PROTOKA 1

    8.3.3 PRIKUPLJANJE KINOG OTICAJA 2

    8.3.3.1 PODUNI I POPRENI PAD KOLOVOZA 2

    8.3.3.2 TEENJE UZ IVINJAK 2

    8.3.3.3 VREME PUTOVANJA KINOG OTICAJA DO SLIVNIKA TO 3

    8.3.3.4 SLIVNICI 4 8.3.3.4.1 Proraun efikasnosti slivnika 4 8.3.3.4.2 Odreivanje rastojanja izmeu slivnika 5

    8.3.4 ODVOENJE VODE 7

    8.3.4.1 ZATVOREN SISTEM 7 8.3.4.1.1 Minimalne dimenzije kanala 8 8.3.4.1.2 Maksimalni i minimalni nagibi kanala 9 8.3.4.1.3 Punjenje cevi kanala pri merodavnom protoku 9 8.3.4.1.4 Minimalne i maksimalne dubine ukopavanja kanala 9 8.3.4.1.5 Raspodela ukupnog pada na pojedine deonice - kanale 10

    8.3.4.2 OTVOREN SISTEM 10 8.3.4.2.1 Provera erozione stabilnosti kanala 11

    8.3.4.3 OBJEKTI NA SISTEMU ZA ODVODJENJE VODE 11 8.3.4.3.1 Cevni materijali 11 8.3.4.3.2 Revizioni silazi (okna) 12 8.3.4.3.3 Kaskade 13 8.3.4.3.4 Retenzije 14 8.3.4.3.5 Preiavanje vode 14 8.3.4.3.6 Ispust vode 16

    8.3.5 PODPOVRINSKO ODVODNJAVANJE - DRENAE 17

    8.3.5.1 OPIS 17 8.3.5.1.1 Drenane cevi 17 8.3.5.1.2 Materijali za zasipanje 17 8.3.5.1.3 Drenane trake 18

  • Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Sistem za odvodnjavanje

    JP Putevi Srbije 1

    8.3.1 UVOD

    Sistem za odvodnavanje se gradi za potrebe kontrolisanog prikupljanja i odvoenja kinog oticaja sa kolovoza, pri pojavi merodavnih padavina. Osnovni cilj je poveanje bezbednosti, imajui u vidu da se saobraaj tokom padavina odvija oteano zbog formiranja sloja vode na kolovozu. Osnovni faktori koji utiu na zadravanje vode na kolovozu i irinu plavljenja su: popreni i poduni pad kolovoza, rastojanje izmeu slivnika, intenzitet kie i hrapavost kolovozne povrine. Zadravanje vode na kolovozu ima nepovoljan uticaj na bezbednost odvijanja saobraaja jer dovodi do smanjenja vidljivosti, a moe dovesti i do pojave hidroplaninga. Izbor geometrijskih elemenata trase i tipa kolovozne povrine od presudnog znaaja za odvodnjavanje puta, pa je o ovim problemima potrebno razmiljati ve u fazi postavljanja trase puta. Pored poveanja bezbednosti odvijanja saobraaja u uslovima padavina, dodatni cilj je ouvanja ivotne sredine. To podrazumeva kontrolisano prikupljanje i odvodjenje zagadjenog kinog oticaja i njegovo preiavanje do zahtevanog stepena, pre isputanja u recipijent.

    8.3.2 KRITERIJUMI ZA PROJEKTOVANJE

    8.3.2.1 Povratni period kia

    Sistem za odvodnjavanje se projektuje tako da se pri padavinama zahtevanog povratnog perioda ostvari irina plavljenja kolovoza koja je manja od dozvoljene. Kod autoputeva i puteva na kojima je raunska brzina vea od 75 km/h, uzimaju se kie povratnog period od 10 godina. Za puteve nieg ranga, usvaja se povratni period kia od 5 godina. Kod autoputeva, doputeno je plavljenje samo zaustavne trake, pri merodavnim padavinama, dok se za puteve koji nemaju zaustavnu traku doputa plavljenje polovine vozne trake. Naravno mogue je zadati kriterijume koji su izmeu ova dva nivoa zatite, imajui u vidu sledee parametre: projektovanu raunsku brzinu, oekivani obim saobraaja i potrebna ulaganja u sistem za odvodnjavanje.

    8.3.2.2 Proraun merodavnih protoka

    Merodavan protok (Q) se rauna za potrebe odreivanja hidraulikog optereenja sistema ili dela sistema, radi projektovanja osnovnih geometriskih elemenata objekata: nagib dna, geometrije poprenog preseka, vrste obloge. Merodavne koliine voda protoci u stalnim i povremenim tokovima koji se sprovede kroz propuste ispod puta raunaju se razliitim metodama koje su opisane u Delu 2.2-Hidroloke analize. Za proraun merodavnih protoka vode sa kolovoza, mogu se koristiti razliite metode (videti deo 2.2-Hidroloke analize). U praktinim proraunima najee se koristi se Racionalna teorija, koja je detaljano opisana u delu 2.2, a ovde e se ponoviti samo osnovni koraci prorauna. Pretpostavka na kojoj se temelji primena Racionalne teorije je da se merodavan protok ostvaruje kada je vreme koncentracije tc jednako vremenu trajanja kie tk. Vreme koncentracije je jednako zbiru: vremena koje je potrebno da kini oticaj dospe u mreu za odvodnjavanje (to), vremena najdueg putovanja kinog oticaja kroz uzvodne deonice mree (Li/vi) i vremena putovanja kroz deonicu za koju se rauna merodavni protok:

    i i

    i

    ocv

    L

    v

    Ltt )(

    Proraun merodavnog protoka po Racionalnoj metodi je iterativan. Za proraun vremena koncentracije tc, potrebno je u prvoj iteraciji pretpostaviti brzinu v u deonici za koju se rauna merodavan protok.

    Slika 8.3.1: Hidrogram oticaja po racionalnoj metodi za kiu konstantnog intenziteta

    trajanja jednakog vremenu koncentracije

  • Sistem za odvodnjavanje Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji

    2 JP Putevi Srbije

    Za sraunato vreme koncentracije tc, rauna se merodavan protok Q:

    )( ckke

    e

    ttiCi

    FiQ

    gde je F ukupna uzvodna povrina sa koje kini oticaj dospeva u predmetnu deonicu. Na osnovu sraunatog protoka, usvajaju se osnovni - projektni elementi: geometrija poprenog preseka i poduni nagib deonice, imajui pri tom u vidu hidraulika, geometrijska i inenjerska ogranienja koja e biti objanjena u nastavku teksta. Potom se ponovo proraunava brzina teenja v, i sprovodi se nova iteracija prorauna, sa popravljenim vremenom koncentacije (tc), odnosno novim trajanjem i intenzitetom kie (tk=tc).

    8.3.3 PRIKUPLJANJE KINOG OTICAJA

    Sistem za odvodnjavanje se moe podeliti na deo sistema koji slui za prikupljanje kinog oticaja sa kolovoza, deo sistema kojim se prikupljeni oticaj odvodi do mesta izlivanja i izliv. Kini oticaj sa kolovoza se prikuplja tako to se voda poprenim i podunim padom kolovoza usmerava da tee uz ivinjak do slivnika gde se, zavisno od prijemne sposobnosti i efikasnosti slivnika, deo proticaja prihvati i uvede u sistem za odvoenje kinog oticaja (kolektori i/ili kanali) i vodi do mesta izlivanja.

    8.3.3.1 Poduni i popreni pad kolovoza

    Oigledno je da su popreni (Sx) i poduni pad kolovoza (Sp) od velikog znaaja za prikupljanje kinog oticaja. Zbog toga je neophodno da, pored ostalih, i uslovi odvodnjavanja budu kriterijum za definisanje ovih geometrijskih parametara trase. Poduni pad se usvaja da bude najmanje 0.5%, a u izuzetnim sluajevima i na kraim deonicama se moe usvojiti da iznosi 0.3%. Popreni pad kolovoza se usvaja da iznosi najmanje 1.5% pa sve do 2.5%. Za put koji ima vie traka u jednom smeru, za svaku narednu traku se popreni pad poveava za 0.5 do 1%, sve do poprenog nagiba od najvie 4%.

    Potrebno je izbegavati da se kini oticaj poprenim padom usmerava prema razdelnom pojasu. Ako to nije mogue izbei, neophodno je sistem za prikupljanje oticaja, koji se sastoji od rigola (ili kanaleta) i slivnika, projektovati tako da maksimalna irina plavljenja ne izlazi izvan razdelnog pojasa. Osim toga neophodno je projektovati i da svi elementi sistema za prikupljanje kinog oticaja, budu u potpunosti unutar razdelnog pojasa, kako se ne bi ometao saobraaj u untranjim (brzim) trakama.

    8.3.3.2 Teenje uz ivinjak

    Kini oticaj se podunim i poprenim padom kolovoza usmerava da kontrolisano tee uz ivinjak. Propusna sposobnost trougaonog poprenog preseka (Slika 1., tip a) moe se sraunati primenom Chezy-Manning-ove jednaine:

    p

    38

    x

    ShSn

    3150Q /

    .

    gde su: Sx popreni pad kolovoza (m/m), Sp poduni pad kolovoza (m/m), h - dubina vode uz ivinjak (m), n - Manning-ov koeficijent hrapavosti za kolovozne povrine (m

    -1/3s) i Q protok (m

    3/s).

    irina plavljenja (b) se rauna na osnovu sraunate dubine (h): b=h/Sx. Kada trougaoni popreni presek nije dovoljnog kapaciteta, najefikasniji nain da se povea njegova propusna sposobnost i smanji irina plavljenja je da se produbljivanjem poprenog preseka uz sam ivinjak formira rigol (slika 1., tip b). Uobiajene vrednosti za irinu produbljenog dela poprenog preseka (w) su 30 do 60 cm, a dodatni nagib (a/w) se usvaja da iznosi 8 do 12%. Projektovanjem rigola sa sloenim poprenim presekom poveava se propusna mo rigola ali i dubina toka vode koja dolazi do slivnika, a time i njegova efikasnost.

  • Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Sistem za odvodnjavanje

    JP Putevi Srbije 3

    Slika 8.3.2: Teenje uz ivinjak

    Propusna mo sloenog poprenog preseka se rauna kao zbir propusne sposobnosti trougaonog dela poprenog preseka irine bs (Qs), i dela poprenog preseka irine w (Qw):

    0

    0sw

    p

    38

    s

    x

    s

    sw

    E1

    EQQ

    ShSn

    3150Q

    QQQ

    /.

    gde je E0 bezdimenzionalna veliina kojom se rauna koji deo ukupnog protoka prolazi kroz produbljeni deo preseka (E0=Qw/Q):

    1

    38xw

    xw0

    11wb

    SS1

    SS1E

    /)

    /

    /(

    /

    U prethodnoj jednaini Sw je popreni pad na produbljenom delu poprenog preseka: Sw=Sx+a/w Kada se kini oticaj prikuplja u razdelnom pojasu, obino se projektuju kanalete (rigole) kod kojih obe strane trougla imaju popreni nagib (slika 1., tip c). U tom sluaju se propusna mo ovog poprenog preseka rauna kao za trogaoni popreni presek sa jednom vertikalnom stranom (tip a.), ali sa ekvivalentnim poprenim nagibom: