VODOVOD I KANALIZACIJA VANJSKI VODOVOD I KANALIZACIJA
VANJSKI VODOVOD VODOOPSKRBNA MREŽA Vodoopskrbni sustav čini cjelina cjevovoda s pripadajućim fazonskim komadima i vodovodnom armaturom spojenih u funkcionalnu cjelinu preko pojedinih objekata vodoopskrbnog sustava, a sve u svrhu dovođenja i distribuiranja vode potrošačima. Dakle, vodovodnu mrežu čine: •cjevovodi, kojima se voda dovodi i distribuira unutar vodoopskrbnog područ ja •fazonski komadi i vodovodne armature, koje služe za ispravno funkcioniranje, upravljanje i održavanje vodovodne mreže. Vodoopskrbna mreža mora osigurati: •dostatnu količinu vode potrošačima •mehaničku otpornost prema prema vanjskim vanjskim i unutarnjim opterećenjima
• glatkoću unutarnjih stjenki (manji hidraulički gubici) • dugotrajnost (s obzirom na agresivno djelovanje okoline) • jednostavnu, brzu i sigurnu ugradnju • ekonomičnost Vodoopskrbne mreže dijele se prema obliku na granate i prstenaste mreže. Granatu mrežu karakterizira tečenje samo u jednom smjeru, od vodospreme prema potrošačima. Nedostaci ove mreže su u većim tlačnim gubicima i pojavi ustajale vode na mnogobrojnim krajevima, te naročito u prekidu dotoka u slučaju kvara za sve potrošače iza mjesta kvara. Prstenasta mreža u svakoj točki može biti napajana barem iz dva smjera, pošto su krajevi cjevovoda međusobno spojeni. Prednost je prstenaste mreže i znatno prilagođavanje oscilacijama u potrošnji, te ublažavanju fenomena hidrauličkog udara.
Vodoopskrbni cjevovodi dijele se prema materijalu izvedbe na: ljevano željezne, čelične, azbest-cementne, armiranobetonske i iz umjetnih (plastičnih) materijala.
Ljevano željezne cijevi Klasične ljevane cijevi iz sivog lijeva su najčešće kod postojećih vodovoda. Vijek trajanja im se procjenjuje na preko 100 godina, što im omogućuje i tvornički izvedena antikorozivna zaštita. Proizvode se: •s naglavkom (kolčakom) na jednom kraju i s drugim ravnim krajem •s prirubnicom na jednom kraju i s drugim ravnim krajem •s prirubnicom na oba kraja Lijevano željezne cijevi se proizvode za tlakove do 20 bara, unutarnjeg promjera, D = 50 do 600 (700) mm, i duljine (ovisno o promjeru), L = 3 do 4 m.
Spoj s prirubnicama i danas najviše se koristi kod ugradnje fazonskih komada i vodovodnih armatura. Brtvljenje se vrši brtvenim prstenom između prirubnica međusobno spojenih vijčanom vezom. Ljevano željezne cijevi koje se danas najviše koriste proizvode se tzv. duktilnim ljevom. Stoga se nazivaju duktilne cijevi ili cijevi od nodularnog ljeva. Prednosti ovih cijevi su veća otpornosti prema vanjskim utjecajima(udarcima, koroziji) i unutarnjim utjecajima (tlaku), te trajnost cijevi. Sivi lijev (od kojega se izvode ljevano željezne cijevi) sadrži grafit u obliku listića ili pahuljica koji u određenim uvjetima mogu izazvati napukline i puknuće cijevi. Dodavanjem ljevu malih količina magnezija, grafit se pojavljuje u obliku malih kuglica, što doprinosi njegovoj kovkosti i povećanju otpora na vlačne sile, pa ljev krt. Obzirom na navedene prednosti duktilne su cijevi potisnule ljevano željezne cijevi iz sivog lijeva.
Duktilne cijevi se proizvode za tlakove do 40 bara, unutarnjeg promjera 50 do 1800 mm i uobičajene duljine 5-6 m. Duktilne cijevi zaštićuju se od korozivnog tla i agresivne vode vanjskom i unutarnjom zaštitom. Vanjska zaštita se provodi pocinčavanjem te se zaštićuje bitumenskim premazom. Za agresivna tla cijevi se zašti ćuju polietilenskom ili poliuretanskom oblogom. Spajanje duktilnih cijevi se vrši na naglavak i prirubnice. Za ove cijevi postoji posebni spoj na naglavak (tyton spoj), kao i VRS spoj s osiguranjem spoja od pomicanja. Čelične
cijevi u odnosu na ljevano željezne imaju veću čvrstoći (otpornosti na lom) i elastičnost. Primjena čeličnih cijevi je kod vodovodnih mreža s većim tlakovima i u uvjetima koji zahtijevaju otpornost dinamičkim utjecajima i savijanjima. Debljine stjenki čeličnih cijevi su upola manje od ljevano željeznih, tako da su relativno lakše, što osjetno smanjuje troškove transporta i ugradnje. Traže katodnu zaštitu položene u tlu.
Azbest cementne cijevi Ove se cijevi napuštaju u primjeni jer su ekološki neprihvatljive, međutim naročito na našem područ ju je dosta postojećih vodova iz ovog materijala. Proizvodile su se u šest klasa, A do F, za tlakove 2.5, 5, 10, 15, 20 i 25 bar], unutarnjeg promjera do 1300 mm. Spajanje azbest cementnih cijevi se najčešće odvijalo pomoću azbest cementnih i ljevano željeznih specijalnih spojnica. Armiranobetonske cijevi imaju niz prednosti u odnosu na ljevano željezne i čelične cijevi: •postojanost na koroziju, •malu električku provodljivost, •dobra hidraulička svojstva (glatkoću) Dimenzije armiranobetonskih cijevi nisu normirane. Tvornički se obično izrađuju cijevi za tlakove do 10 bara, unutarnjeg promjera do 3000 mm. Na našem područ ju nemaju šire primjene.
Cijevi iz umjetnih materijala Cijevi se proizvode od:
•polietilena niske (PELD) i visoke (PEHD) gustoće •tvrdog PVC‐a •poliesterskih materijala, •polipropilena (PP) Prednosti ovih cijevi su:
•otpornost prema koroziji •mala masa •mala toplinska vodljivost •dielektričnost •dobra hidraulička svojstva • jednostavna montaža
Nedostaci cijevi iz umjetnih materijala su: • znatne toplinske dilatacije • zapaljivost •opadanje čvrstoće porastom temperature •krutost PVC i PE cijevi pri nižim temperaturama
Polietilenske cijevi se proizvode polimerizacijom etilena. PELD cijevi se dobiju beztlačnom polimerizacijom etilena kod niskih temperatura, a PEHD cijevi polimerizacijom etilena kod visokog tlaka i visoke temperature. PELD cijevi se izrađuju za tlakove do 10 bara promjera do 130 mm. Proizvode se s ravnim krajem, a isporučuju u namotajima. PEHD cijevi se proizvode za tlakove do 16 bara, unutarnjeg promjera do 1150 mm, isporučuju u namotajima za promjere do 110 mm, a za veće promjere u šipkama duljine 6 i 12 m.
Za komunalnu vodoopskrbu važne su PEHD cijevi. Međusobno spajanje cijevi moguće je čeonim zavarivanjem, što je najjednostavnije, ali u praksi se nije za vodoopskrbu pokazalo pouzdanim. Spajanje se vrši da se krajevi cijevi se najprije u trajanju 30 do 250 s zagrijavaju na temperaturu cca 200 °C i potom drže međusobno pritisnutima 4 do 25 s. Trajanje zagrijavanja i međusobnog kontakta cijevi ovisno je o debljini stijenke. Pouzdan spoj koji se treba koristiti je taj da se krajevi cijevi spajaju pomoću posebne prstenaste spojnice u kojoj se nalazi žica za zavarivanje i koja se priključi na aparat za zavarivanje. Spoj pomoću prirubničkog tuljka i slobodne prirubnice: na ravni kraj cijevi montira se slobodna prirubnica i zavari prirubnički tuljak. Spajanje cijevi se vrši pomoću vijaka s maticama, nakon umetanja brtvenog prstena. Spoj pomoću zupčaste spojnice i slobodne prirubnice treba koristiti u nuždi. Na ravni kraj cijevi montira slobodna prirubnica, a potom zupčasta spojnica. Izvedba spoja vrši se pomoću vijaka s maticama, nakon postavljanja brtvenog prstena.
Cijevi od tvrdog polivinil klorida se izrađuju na način da se ugrijani granulat polivinil klorida istiskuje kroz mlaznicu-kalup ekstrudera i zatim hladi. PVC tvrde cijevi proizvode se za tlakove do 16 bara, unutarnjeg promjera do 450 mm. Cijevi se proizvode s naglavkom i ravnim krajem, tako da im spajanje ovisi o načinu završetka. Spajaju se na naglavak s umetanjem brtvenog prstena između naglavka i cijevi, a u bazenskoj tehnici se koriste s fazonskom elementima za spajanje lijepljenjem. Ove cijevi nemaju više veći značaj za izvedbu vodovoda, pošto se više ne proizvode u Hrvatskoj, a napušta se proizvodnja i u Europi iz ekoloških razloga, a nemaju komparativnih prednosti pred ostalim cijevima.
Poliesterske cijevi se izrađuju od smjese kvarcnog pijeska, staklenih vlakana i poliesterske smole. Cijevi imaju odlične mehaničke osobine, tako da se primjenjuju u najtežim uvjetima eksploatacije, a rijetko se koriste za gradske vodovode. Najčešće se proizvodi s ravnim krajem, za tlakove do 25 bara, unutarnjeg promjera do 1600 mm, duljine 6 m. Proizvode se i svi potrebni fazonski komadi za vodovodne armature i za priključke cijevi od drugih materijala. Spajanje ovih cijevi se obavlja pomoću spojnica.
FAZONSKI (OBLIKOVNI) KOMADI Prilikom izvedbe vodoopskrbne mreže potrebno je svladati promjene pravca, profila i vrste spojeva, te izvesti ogranke. To se izvodi korištenjem posebnih komada: oblikovnih ili fazonskih komada. Fazonski komadi koji se najčešće koriste, proizvode se od ljevanog željeza, rjeđe od drugih materijala (čelika, azbest cementa ili plastike). Spojnice su najčešće s prirubnicom i kombinirano s naglavkom. Fazonski komadi su istih osobina kao i cijevi. Vrste, veličina i oznake fazonskih komada su standardizirane.
FAZONSKI KOMADI ZA VODOVOD
VODOVODNE ARMATURE Vodoopskrbna mreža potrebuje vodovodnu armaturu koja služi za njeno ispravno funkcioniranje, upravljanje i održavanje. Vodovodne armature su u pravilu od ljevanog željeza i čelika, istih nazivnih promjera i tlakova kao i vodovodne cijevi. Armature možemo podijeliti prema primjeni: •armature za zatvaranje i regulaciju •armature za uzimanje vode •zaštitne armature. Armature za zatvaranje i regulaciju su zasuni, koji se postavljaju na svim ograncima i na ravnim potezima na udaljenosti od 300 do 500 m.
Radi ublažavanja vodnog udara u mreži, zasuni se moraju postepeno otvarati i zatvarati. Armature za uzimanje vode su: •hidranti (nadzemni i podzemni), •javni zdenci Hidranti služe za uzimanje vode za gašenje požara (protupožarni hidranti), pranje ulica, polijevanje javnih zelenih površina, ispiranje mreže i sl. Javni zdenci služe za uzimanje pitke vode na javnim mjestima. Zaštitne armature su: odzračni ventili, nepovratni ventili, usisne košare.
• Odzračni ventili ugrađuju se na najvišim točkama mreže radi automatskog ispuštanja zraka koji se u mreži skuplja. • Nepovratni ventili osiguravaju strujanje vode u cjevovodu samo u željenom smjeru. • Usisne košare sprječavaju ulaženje stranih tijela u usisne cijevi. • Žablji poklopci služe za sprječavanje povratnog strujanja i ulaženja stranih tijela u cjevovod. • Muljni ispusti se koriste za ispuštanje vode i mulja na najnižim točkama mreže. Radi omogućavanja pristupa i zaštite, u pravilu se sve vodovodne armature s pripadajućim fazonskim komadima, smještaju unutar vodovodnih okana.
Veličine okana ovise o dimenzijama cijevi, fazonskih komada i armatura koji se u njih ugrađuju. Izvode se u pravilu od armiranog betona, na licu mjesta ili montažno, poligonalnog (pravokutnog ili kvadratnog) tlocrta ili okruglog. Prema vrsti armature koja je u njih ugrađena, okna se označavaju kao zasunska okna, okna muljnog ispusta, vodomjerna okna i sl.
UGRADNJA CJEVOVODA Prije početka radova na ugradnji cjevoda potrebno je: -Usporediti stanje na terenu s projektiranim stanjem -Pribaviti katastar postojećih podzemnih instalacija -Povjeriti da li je sav materijal nabavljen, jer su improvizacije praktički nemoguće Definiranje dubine ugradnje cjevovoda, koja ovisi o: dubini smrzavanja, vanjskom opterećenju (najčešće prometnom), vanjskom zagrijavanju i temperaturi vode u cijevi. •Za zaštitu od smrzavanja smatra se za naše prilike dovoljna ugradnja dubine 1.0 m od tjemena cijevi •Ovu je dubinu potrebno provjeriti u odnosu na vanjsko opterećenje cjevovoda. •Radi zaštite od zagrijavanja, dubina ugradnje ne bi trebala biti manja od 0.5 m.
Dubina ugradnje cjevovoda, približno je jednaka za čitavu mrežu pa cjevovodi praktički slijede liniju terena. Prilikom ugradnje cjevovoda potrebno je voditi računa o kvalteti izvedbe posteljice i nadsloja, iznad cijevi. Na dnu rova naime mogu nakon iskopa mjestimice zaostati neravnine i krupniji komadi iz iskopa te bi izravno polaganje cijevi na takvu podlogu moglo nakon zatrpavanja izazvati mogućnost oštećenja ili loma cijevi. Zbog toga je potrebno izvesti kvalitetno posteljicu za cijevi. Radi poravnanja dna rova najprije se nasipa pješčano – šljunčani temeljni sloj, s veličinom zrna do 30 mm i ravnomjerno izvrši njegovo zbijanje po cijeloj duljini rova tako da debljina zbijenog temeljnog sloja iznosi oko 10 cm. Na temeljni sloj se potom nasipa oko 5 cm pješčanog izravnavajućeg sloja u kojemu cijev prilikom ugradnje sama oblikuje svoje ležište. Temeljni i izravnavajući sloj čine posteljicu.
Nakon polaganja cijevi provodi se njezino zatrpavanje zemljanim ili šljunčanim materijalom u horizontalnim slojevima debljine do 30 cm, kako bi se istovremeno sa zatrpavanjem obavilo i zbijanje zasipa. Kada visina zatrpavanja dosegne 30 cm iznad tjemena cijevi, preostali dio rova do terena, uz zbijanje, zasipa materijalom od iskopa. U posebnim slučajevima visokog vanjskog opterećenja izvodi se dodatna zaštita cjevovoda (oblaganjem betonom ili ugradnjom cjevovoda u armiranobetonske sanduke). Širina rova koju je potrebno osigurati radi mogućnosti ugradnje cijevi i izvedbe spojeva u rovu, zavisi o promjeru cijevi. Na mjestima horizontalnih i vertikalnih lomova trase, grananja i krajeva slijepih dionica cjevovoda pojavljuje se sila tlaka s tendencijom raskidanja spojeva cijevi i fazonskih komada. Na tim mjestima je potrebno osiguranje cjevovoda izvedbom sidrenih blokova. Ovi se blokovi najčešće izvode kao betonski masivi.
Ispitivanje cjevovoda •Prije puštanja u pogon cjelokupna se vodovodna mreža ispituje na čvrstoću i vodonepropusnost tlačnom probom, na način zavisan o materijalu cjevovoda. •Prije zatrpavanja rova postepeno se ispituju pojedine dionice mreže, kako bi se u slučaju potrebe popravaka lakše detektiralo mjesto kvara i ne bi morala raskopavati cjelokupna mreža. Rovovi se djelomično zatrpavaju na način da svi spojevi ostanu slobodni. •Vremensko trajanje ispitivanja i veličina ispitnog tlaka propisani su za pojedine vrste cijevi.
Dezinfekcija cjevovoda
Nova vodovodna mreža mora se prije upotrebe podvrći dezinfekciji. Dezinfekcija je potrebna i kod bilo kojeg zahvata na mreži, koji uključuje zamjenu cijevi ili armature. Dezinfekcija se provodi tako da se cjevovod puni vodom sadržaja 20 do 30 mg klora na litru vode. Kloriranje traje minimum 24 h, a nakon toka se vodovodna mreža ispere čistom vodom i voda se uzorkuje i vrši se bakteriološka proba i proba na prisutnost mineralnih ulja.
