Rörnätsteknik och ledningssystem

Transkript

1 Rörnätsteknik och ledningssystem SKRIVEN AV: EMANUEL STERNBERG, ADAM ERIKSSON, PATRIK BJÖRKLUND, OSKAR ENGLUND 0

2 Sammanfattning Rutten som är vald för ledningarna fokuserar på så mycket schaktfritt som möjligt samtidigt som det ska vara en låg kostnad. Den schaktfria metoden som valts är styrd borrning då det är en längre sträcka av består av kärrtorv och lera. Flödet för dricksvattnet blev 28l/s och vi valde en hastighet på 1m/s vilket gav oss en innerdimension på 180mm. Vår dimensionering av dricksvattenledningen blir därför ett rör med standarden 225mm av materialet PE och tryckklassen SDR17. Den trycksatta spillvattenledningen har ett flöde på 32l/s och vi fick då en innerdimension på ungefär 220mm och valde därför en med dimensionen 250mm och tryckklassen SDR17. Pumpstationen fick en erforderlig pumpeffekt på 10,7 kw. Det finns många olika säkerhetsrisker som är viktiga att förebygga för att få en bättre arbetsmiljö därför görs en arbetsmiljöplan. Det krävs att rätt utrustning och arbetskläder används vid t.ex. vägarbeten då ska varselkläder i klass 3 eller 2 om det är varselbyxor. Arbeten i trafik är en mycket stor fara om man inte har säkerhetsåtgärder som hastighetsbegränsningar och avstånd från trafik och byggarbetsplatsen. I pumpstationen är det viktigt med gasvarnare och även skyddsutrustning vid arbete nere i pumpsumpen för att undvika skador. Råd för dagvattenhantering är många och några exempel är dessa. Mer plantering av träd och växter då dessa är bra på att ta upp en del av dagvattnet. Man ska försöka sträva efter att ha så mycket gröna ytor som möjligt. Dammar kan också vara en bra lösning för att ta upp dagvatten och sedan kunna leda bort det till sjöar. En annan lösning skulle också kunna vara att försöka ha gröna ytor på taken. Tillskottsvatten delas in i tre olika delar, direkt nederbördsverkan, indirekt nederbördsverkan och läckage och dräneringsvatten. För att kunna lokalisera tillskottsvattenkällorna krävs det att man använder flera flödesmätare på olika områden för att få en bättre mätning. För att få lokalisera problemen med hjälp av flödesdatan krävs det att man tar fram nederbördsdata med hjälp av nederbördsmätare. Nederbördsdatan går sedan att få i diagram för att kunna se var den indirekta och direkta nederbördsverkan kommer ifrån. Olika metoder för att kunna lokalisera problemen kan vara att färga vattnet för att på så sätt se var någonstans det färgade vattnet tar vägen. Man kan också använda rök genom att man pressar in rök med en fläkt i spill- eller dagvattenledningar och för att sedan se om det kanske kommer upp genom någons stuprör. 1

3 Innehållsförteckning Sammanfattning... 1 Planritning... 3 Motivering av rutt... 4 Profilkarta... 5 Motivering och uträkning av ledning och pump... 6 Dricksvattenledning... 6 Spillvattenledning... 7 Hälso -och säkerhetsrisker Råd om avvattning Strategi för att kartlägga tillskottsvatten Lokalisera problemområden Lokalisera problemen på detaljnivå Färgat vatten Ofärgat vatten Rök Vatten i dagvattenledningar Rök i dagvattenledningar Undersökning med spårämne Åtgärder Reflektion Källor

4 Planritning 3

5 Motivering av rutt Vår motivering mot den planerade rutten av VA ledningar fokuserar på låg kostnad och hög kvalitet, vilket är anledningen till att vi väljer att arbeta schaktfritt. Vi har valt en av de kortare sträckorna att dra våra ledningar, samtidigt som vi utnyttjar den naturliga lutningen för att på så vis få ett så naturligt flöde som möjligt utan att applicera flertalet pumpstationer. I detta sammanhang finner vi den schaktfria tekniken väl anpassad för våra ändamål. De två primära arbetsmetoderna kommer vara Styrd borrning och Schaktning. Rutten vi planerat är cirka 1,690 meter lång och kommer kräva att vi använder de olika arbetsmomenten på olika platser, vilket motiveras i nedanstående text. De första 400 metrarna kommer vi använda oss av schaktning, då det moräna underlaget visat sig alldeles för hårt för att kunna röjas via Styrd borrning pga all sten och grus som finns i marken. Resterande 1200 meter består av främst kärrtorv, men även lera och glaciärlera vilket motiverar vårat val av att använda Styrd borrning i detta moment, då borren kan hantera längder upp till 600 meter och smular sönder torven En av anledningarna till att styrd borrning känns som det optimala valet är inte enbart pga markunderlaget utan även pga att vi måste ta oss under en bäck och en väg. Strax till höger om 8 på den bifogade bilden så kommer vi ta oss under bäcken, samt under vägen vid symbol 12. 4

6 Profilkarta 5

7 Motivering och uträkning av ledning och pump Det kommer att byggas 600 fastigheter och vi räknar med att det kommer bo i snitt 3,5personer per fastighet. Detta innebär att det blir 2100personer. Dricksvattenledning Vi räknar med att varje person kommer förbruka 190liter vatten per dygn. Detta är fördelat på 160liter i hushållsförbrukning och 30liter på den allmänna förbrukningen. För att förse befolkningen med vatten innebär det ett flöde på 28l/s. Vi valde att ha hastigheten på 1m/sek detta innebär en innerdimension på ledningen på ca 180mm. Enligt standarden blir det då ett rör på 225mm vilket innebär att hastigheten ändras något, 0,95m/sek. Materialet är PE och tryckklassen är SDR17. Anledningen till material valet är dels för att det är förhållandevis billigt och att det skall fungera och hålla vid den schaktfria nedläggningen. Flödesberäkning: q dim (min) 2100x(160+30) 3600x24 x1,4x1,7 11l/s q dim (max) 2100x(160+30) 3600x24 x2,2x2,8 28l/s Beräkning av innerdimension ,4 13,4 = 198,2mm 6

8 Spillvattenledning Spillvattenledningen är uppdelad i 2 sektioner. En sektion är trycksatt och den andra är en självfallsledning. Flödet är beräknat till 32l/s. Den trycksatta ledningen har dimensionen 250mm (Innerdiameter 220,4mm) och trycklassen är SDR17. Vi valde friktionsförlusten 5promille, detta innebär att vi får en förlust på 7,6mvp. Materialet valdes av samma orsak som ovan. Flödesberäkning tryckledning: q dim (min) 2100x(160+30) 3600x24 x1,5x1,7 12l/s q dim (max) 2100x(160+30) 3600x24 x2,3x3 32l/s Beräkning av innerdimension Beräkning av friktionsförlust ,8 14,8 = 220,4mm 1520x0,005 = 7,6mvp Pumpen behöver lyfta spillvattnet, inklusive mvp förlusten, 13.6meter till anslutningspunkten. Detta gör att den erforderliga effekten behöver vara 10,7kW. Reglervolymen kommer att hamna på 2,88m 3. 7

9 Uträkning erforderlig effekt Uträkning reglervolym 1,25x (6+7,6x32x9,81) 0,5 = 10,7kW 0,9x ( ) = 2,88m3 Självfallsledningen är egentligen inte något som vi skulle använda eftersom tryckledningen skulle kunna kopplas direkt till anslutningspunkten, men för att visa att vi kan räkna så finns det även med en liten del självfall. Självfallsledningen är uppdelad i 2 sektioner för att slippa schakta så djupt. Den första delen får en dimension på 250mm PP (Innerdiameter 231,8mm). Beräkning av lutningen Beräkning av innerdimension 72 71,5 100 = ,1 9,1 = 231,8mm Den andra delen får dimensionen 160mm enligt denna beräkning. Innerdimensionen blir 150,2mm. 8

10 Beräkning av lutningen Beräkning av innerdimension 71, = ,9 4,9 = 150,2mm 9

11 Hälso -och säkerhetsrisker Det finns 13 olika risker ifrån arbetsmiljöverket inom mark- och anläggningsarbeten. X Fall - arbete som utförs på höjd över 2 meter X Arbete med farliga kemiska och biologiska ämnen X Arbete med joniserad strålning X Arbete med drunkningsrisk X Arbete under jord tunnlar, brunnar, rör X Arbete med dykarutrustning X Arbete i kassun X Sprängning och arbete med sprängämnen X Rivning av bärande konstruktioner och hälsofarliga material Schaktningsarbete med risk för ras Arbete med tunga byggelement och formbyggnadselement Arbete vid högspänningsledningar Arbete intill vägar och järnvägar Buller är även en säkerhetsrisk då det oftast är mycket ljud ifrån maskiner och verktyg när man placerar ledningar. Därför ska hörselskydd användas i ett förebyggande syfte. Jobbar man i trafik är det även mycket viktigt med varselkläder för att man ska vara synlig. Det är viktigt med varselkläder för att minska säkerhetsriskerna i trafiken. Varselkläderna ska ha reflex (märkta med EN 471 klass 3) och de ska i sin tur vara fluorescerande i antigen gul eller orange. Om det även är dålig sikt eller dimma under arbete ska man använda långa varselbyxor i lägst klass 2. Man ska även sänka hastigheterna till 30 km/h om det är möjligt annars får man spärra av trafiken vid arbetet för att trafiken inte ska utgöra fara för arbetarna. För att sänka hastigheterna finns det en del saker man kan göra. Exempelvis kan man ha avsmalningar, farthinder, sidoförflyttningar eller gupp. Om fordon passerar i 50 km/h måste det vara minst 2,5 m ifrån där arbetet sker och om trafiken kör i 70 km/h krävs det en barriär eller något typ av skydd. Det är bra att använda skyltar som visar att det pågår arbete och även hastighetsskyltar för rekommenderad hastighet under arbetsperioden. I pumpstationerna är det mycket viktigt att man har en gasvarnare. Om man ska renspola pumpgropen med vatten krävs det viss säkerhetsutrustning: Visir för skydd av hela ansiktet samt hals och hår är viktigt för att minska risken för stänk. För att skydda fötter är det viktigt med stövlar som har stål hätta och grovräfflade gummisulor. En korttidsoverall eller regnkläder för skydd mot stänk på kroppen. Vattentäta handskar eftersom man jobbar med vatten. Arbete vid högspänningsledningar innebär många olika risker. Högspänningsledningar kan förekomma både över och under marken och det kräver därför att man kontaktar 10

12 elnätsleverantörer. Det ska även finnas detaljritningar över kabelförlängningar och andra elledningar. Säkerhetsavstånd från ledningarna vid lyft- eller schaktarbeten är också viktigt. Det finns även risker för ras vid schaktningsarbeten som måste beröras. Eftersom det finns många olika faktorer som påverkar stabiliteten och risken för ras krävs det att en geotekniker anlitas för att kolla förhållandena. För att minska rasrisken kan spont användas och man ska undvika att lägga schaktmassor vid kanten och att maskinerna inte kör för nära. För att minimera risken för skred och att schakten ska rasa ner där man arbetar brukar man vilja ha en lutning på 45 grader. 11

13 Råd om avvattning Målet är att naturen skall ta vara på så mycket dagvatten som möjligt. Nedan finns en del förslag på hur detta kan åstadkommas. 1. Informera alla berörda parter var ansvarsgränserna på dagvattnet ligger. Det skall vara klart och tydligt. Tex skall fastighetsägarna veta att det är deras dagvatten som är på deras mark och då även deras ansvar att ta reda på detta. 2. Se över asfalterade ytor och se till att de är jämna och att vattnet leds vidare till diken. Dikena, som bör vara gjorda av jord och gräs, leder sedan vattnet till en sjö eller vattendrag. Går det att göra mer grönområden, tex gräsmattor, så suger dessa upp en del av vattnet och den del som inte sugs upp kan ledas till vattendrag via diken. 3. Se till att ytorna är jämna så det inte bildas en gropar där vattnet blir ståendes. Detta gäller asfalt, men även alla andra typer av ytor. Detta innebär inte att allt behöver vara platt utan snarare att marken inte är ojämn. 4. Försök att ta bort hinder som hindrar vattnet att nå grönområdena. Detta kan tex innebära att ta bort kantstenar vid asfalterade ytor. 5. Plantera träd och buskar som hjälper till att hantera dagvattnet via absorption. På detta sett blir det mindre dagvatten att ta hand om. En bonus blir även att det blir finare runt fastigheterna. 6. Det kanske inte behöver vara asfalterade gångbanor vid husen. Det kanske går lika bra med grovt grus eller hålsten gjorda i betong som vattnet lättare rinner igenom. 12

14 Strategi för att kartlägga tillskottsvatten Vi delar upp tillskottsvattnet i tre delar och i den ordning som ökar risken för bräddning mest. Direkt nederbördsverkan är ett begrepp som innebär flödesökning vid nederbörd. Det kan vara diverse hårdgjorda ytor som är kopplade till spillvattensledningen. Denna del motsvarar mindre än 10% av årsflödet av tillskottsvatten, men det kommer mycket vatten under kort tid vilket i värsta fall innebär att breddning sker. Indirekt nederbördsverkan kan vara väldigt svårt att skilja ifrån direkt nederbördsverkan. Detta är pga att detta begrepp innefattar en tillfällig flödesökning som inte är kopplat till hårdytor. Det kan vara överläckage ifrån en dagvattenledning eller en tillfällig höjning av grundvattnet. Detta ger inte mycket flöden på årsbasis men kan ge mycket tillfälliga höga flöden. Läck och dräneringsvatten kan vara grundvatten som läcker in i spillvattensledingen, men det kan även vara dräneringsrör som felaktigt kopplats in på spillvattensledningen. Ytterligare en källa kan vara ett läckage ifrån dricksvattensledningen som letar sig vidare till spillvattensledningen. Man ser ett starkt samband mellan fluktuationerna på grundvattnet och in läckagets storlek. Denna typ av läckage står för den största vattenvolymen när man tittar på ett helt år. Lokalisera problemområden För att lokalisera områden med dessa läckor är det lämpligt att använda ett flertal flödesmätare. Dessa placeras ut så att man får flödesmätningar ifrån olika områden. Pumpstationernas flöden kan också användas för att ge mer data. Även eventuella bräddningar skall räknas med. Värdena ifrån dessa mätningar lagras i en databas och kan sedan tas ut som ett diagram. För att använda flödesdatan för att lokalisera problemområden krävs det tillförlitlig nederbördsdata som används som jämförelse. För att åstadkomma detta behövs det ett flertal nederbördsmätare. Dessa lagrar nederbördsmängden i en databas som sedan kan tas fram som ett diagram. 13

15 När man har dessa diagram kan man på ett enkelt sett hitta områden med de största problemen när det gäller direkt och indirekt nederbördsverkan. Bilden är ett förslag på hur man kan använda datan. Den röda linjen är flödet i spillvattensledningen, den svarta linjen är flödet dygnet innan. Den blåa linjen är grafen ifrån nederbördsmätarna. För att få data på läck och dräneringsvatten kan man använda geologiska egenskaper för att göra kalkylerade teoretiska inläckage men för att få en mer korrekt siffra kan man göra en flödesbudget. Detta görs genom att man under en längre tid (3-5år) tittar på följande faktorer: Hur mycket vattenverket har producerat och hur mycket av det vattnet har debiterats? Hur mycket spillvatten har reningsverket tagit emot? Hur stor nederbörd har det varit? För att få ett korrekt nederbördsflöde behövs det räknas ut en fiktivt hårdyta. Detta görs genom att man beräknar det regnvattentillskottet (m 3 ) som kommer i samband med regn. Detta divideras med nederbördsvolymen (m). Det motsvarar ungefär det vattentillskottet som en hårdgjordyta genererar. Nu kan man räkna ut hur mycket tillskottsvatten man får via läck eller dräneringsvatten. Detta görs genom denna formel. Reningsverkets mottagande av vatten - (Producerat vatten + Beräknade nederbörden på hårdytan). För att detta skall fungera krävs det bra data på nederbörden i det aktuella området. Lokalisera problemen på detaljnivå Nu har vi en bättre bild på vilka områden som har störst problem. Den första prioriteringen bör vara att undersöka direkt och indirektnederbörds påverkan eftersom detta är det som ställer till mest genom eventuella breddningar. Om områdena är stora kan det löna sig att göra nya flödesundersökningar inom det området för att få mindre del områden. För att identifiera problemen på detaljnivå kan man arbeta enligt följande metoder: Undersöka vilka hårdytor som är direkt kopplade till spillvattensledningen. o Sök med färgat eller icke färgat vatten. Alternativt med rök. Finns det okända kopplingar mellan dagvattenledningar och spillvattnet? o Söka av med rök samt eventuellt dämma igen dagvattenledningen. Överläckage mellan otäta dagvattenledningar och otäta spillvattensledningar o Söka med vatten, rök eller spårämnen 14

16 Finns det spillvattensbrunnslock som ligger i lågpunkter o Okulärbesiktning Kommer det vatten ifrån kända bredd eller nödavlopp o Okulärbesiktning och mätutrustning Färgat vatten Denna metod går ut på att man färgar vatten som man tillför i tex en stupränna. Sedan undersöker man servis, dagvatten och spillvattensbrunnen nedströms för att se var vattnet tar vägen. Man bör tillsätta det färgade vattnet på alla olika dagvattensinstallationerna på den aktuella fastigheten för att få en tydligare bild vart vattnet tar vägen. Vissa fastigheter har dagvattensbrunnar eller dräneringsbrunnar, dessa skall inspekteras och om det inte är möjligt kan en genomspolning krävas. Denna metod skall inte användas i tex toaletten eftersom det kan ge färgningar på porslinet. Fastighetsägarna skall meddelas att man gör denna undersökning. Ofärgat vatten Denna metod kan användas om det finns en risk att tex färga porslinet i en toalett. Man kan även använda denna metod på samma sett som med färgat vatten. Fastighetsägarna skall meddelas att man gör denna undersökning. Rök Med denna metod använder man en rörmaskin och en fläkt. Man pressar in rök i dag eller spillvattensledningar. Detta innebär att man kan se om det tränger ut rök ifrån tex stuprör. Röken kan i vissa fall även leta sig in i fastigheter och trigga brandlarm. Därför skall räddningstjänst och fastighetsägare meddelas om rök används. Vatten i dagvattenledningar Denna metod går ut på att man fyller en dagvattenledning med vatten, gärna färgat, genom att man proppar igen ändarna. Därefter kollar man i spillvattensledningen om det sker nått inläckage ifrån dagvattenledningen. Här kan man med fördel använda en kamera för att lokalisera var på ledningen den ev läckan sker. Rök i dagvattenledningar Här använder man rök istället för vatten för att fylla upp en del av ett dagvattenrör. Undersökning med spårämne Här tillsätter man ett spårämne till den vattenfyllda dagvattenledningen men även ett annat spårämne i spillvatten. Sedan går man nedströms och tar ett prov av spillvattnet och skickar sedan det för analys. Om man hittar det tillsatta spårämnet som man tillförde i dagvattnet har man ett läckage. 15

17 Åtgärder Nyckelordet för åtgärderna är prioritering. Vi kan inte åtgärda alla problem pga. att det kostar för mycket. Genom att fokusera på problemområdena kan vi lättare göra prioriteringar och eventuellt hitta billiga lösningar. Man skall även ha i åtanke att minskar belastningen i spillvattensledningarna minskar även slitaget i ledningen. Vilket i sin tur innebär att ledningarna kan hålla mycket längre och på så sätt spara pengar på sikt. Att ge konkreta åtgärder är svårt eftersom det är många faktorer som påverkar det enskilda fallet. Ifall det finns fel på fastighetens sida av servisen så är det fastighetsägaren sak att åtgärda problemet. Ifall det är felkopplat dagvatten, kan man tex ge en kopplingspunkt till en dagvattenledning. Om detta inte finnes så finns det lösningar för egen dagvattenshantering på fastighetens sida. Hittar man stora läckor i sitt arbete med att lokalisera problemen så kan det antingen lagas eller i värsta fall få den aktuella sträckan utbytt, vilket är mycket kostsamt. I detta specifika fall skulle vi rekommendera att prioritera att hitta problemområdena med hjälp av flödesmätning, nederbördsmätare och flödesdata ifrån pumpstationerna. Vi skulle använda oss av färgat vatten och okulärbesiktning för att göra en mer detaljerad plan. När problemområdena är lokaliserade skulle vi rekommendera att arbeta med reparationer av trasiga ledningar, koppla om felkopplade ledningar samt arbeta med lokalt omhändertagande av dagvatten (LOD). Här är några tips som kan ges till fastighetsägarna vid problem. Vissa tips lämpar sig bättre för vägföreningen och vissa mer direkt till fastighetsägaren. 1. Finns det möjlighet för lokalt omhändertagande av dagvattnet, tex parkering med hålsten gjorda av betong? 2. Vid mindre fastigheter kan da/damm eller annat öppet dagvattensystem. 3. Går det att göra gröna tak? 4. Finns det möjlighet till mer grönytor? Reflektion Ytterligare en kurs som har varit mycket intressant. Ju mer man läser ju mer förstår man att man inte kan. Vi alla har fått koppla på vårt mattesinne och det har tagit tid att se logiken i det hela, men nu när kursen strax är slut så känns det att vi faktiskt förstår det hela. Det är intressant hur allt fungerar i det dolda. Det är troligtvis inte många som reflekterar på hur mycket arbete det krävs för att få vårt VA system att fungera. Detta gör att vi får större respekt för vårt viktigaste livsmedel. 16

18 Källor Föreläsningsmaterial SVU DAGVATTEN Lokalt omhändertagande av regn- och dräneringsvatten, så kallat dagvatten (LOD) Råd, tips och inspiration för avvattning av byggnader och markytor. Gjord av Linköpings kommun och tekniska verken Weholite Rörsystem NPG Nordiska Plaströrsgruppen Pipelife.se arbetsmiljova.se 17