de stad Bowling Green, Ohio, exploiteert een waterdistributiesysteem dat water van hoge kwaliteit levert. Het systeem werkt optimaal in een rastersysteem; Grotere, “stamwaterleidingen” worden geïnstalleerd in een rasterpatroon op de buitenste grenzen van het systeem met kleinere lijnen vertakking van de grotere lijnen.
bijna alle residentiële, industriële en commerciële gebieden in Bowling Green waren beperkt tot de westkant van I-75. Maar in de afgelopen decennia, deze gebieden groeien aan de oostkant van I-75. Twee 24-in. waterleidingen kruisten onder de I-75 in het centrale en zuidelijke deel van de stad om water te leveren aan de oostkant. Deze beperken de ontwikkeling in het noordoostelijke deel en onderwerpen de RWZI (die zich in dat deel bevindt) aan een onnodig risico als er schade optreedt in de centrale stam. De installatie van een 16-in. de waterlijn onder de I-75 aan de noordkant zorgt voor brandbeveiliging voor de bestaande industrie en levert een tweede waterbron aan de RWZI.
Vier bouwmethoden worden onderzocht om de interstate met een nieuwe waterlijn over te steken: open-cut met omgaand verkeer, waarbij de installatie wordt uitgesteld tot de interstate opnieuw wordt aangelegd om de lijn te installeren door middel van open-cut, horizontaal directioneel boren (HDD) en boorboren. Dit artikel onderzoekt de ontwerp – en bouwkosten van de vier mogelijke methoden van de bouw om een 16-in te installeren. waterlijn onder de I-75.Bowling Green is een plaats (City) in de Amerikaanse staat Ohio, en valt bestuurlijk gezien onder Wood County. De stad bezit en exploiteert haar openbare nutsvoorzieningen, waaronder een waterzuiveringsinstallatie en een waterdistributiesysteem, evenals een rioolwaterzuiveringsinstallatie en een afvalwaterzuiveringsinstallatie. De stad behandelt, distribueert en geeft gemiddeld 7 miljoen meisjes afvalwater per dag en heeft een maximale capaciteit om 10 miljoen meisjes drinkwater per dag te produceren (City of Bowling Green, 2010).
dit artikel onderzoekt een deel van het waterdistributiesysteem dat in minder dan een optimaal formaat is geconstrueerd. Idealiter wordt een waterdistributiesysteem opgezet in een rasterformaat, dat een geoptimaliseerde stroom door het gehele systeem mogelijk maakt (Alperovits & Shamir, 1977). Doodlopende lijnen komen echter voor; doodlopende lijnen hebben slechts één uiteinde verbonden met het raster. De rioolwaterzuiveringsinstallatie van de stad (RWZI) gebruikt stadswater in haar zuiveringsproces, maar de rioolwaterzuiveringsinstallatie ontvangt water uit een doodlopende waterleiding. Er is ook een groot industrieterrein dat wordt bediend door dezelfde doodlopende waterlijn. Dit is een zwak punt in het waterdistributiesysteem. Als de huidige waterleiding die de RWZI of industriepark bedient uitvalt, zullen de RWZI en een aantal grote fabrieken zonder watervoorziening zitten. Dit kan leiden tot een overloop van ruw afvalwater in het milieu, wat illegaal is en kan leiden tot overstromingen in woningen woningen.
de voorgestelde waterlijn verbindt de doodlopende lijn op Dunbridge Road met de waterlijn op Mercer Road, waardoor een lus ontstaat en een tweede toevoer naar de waterzuiveringsinstallatie en het industriepark. De lijn is nodig om te voldoen aan de toenemende vraag in het noordoostelijke gebied.
deze studie probeert de installatiealternatieven voor de voorgestelde lijn te evalueren die de lus sluiten en de doodlopende weg in het distributiesysteem elimineren. Het creëren van deze kringloop vermindert het risico op onderbreking van de watervoorziening van RWZI en Industriepark aanzienlijk, verbetert de brandbeveiliging in gebieden waar momenteel geen brandbeveiliging bestaat en stimuleert de toekomstige ontwikkeling in het gebied.
vier mogelijke methoden voor de installatie van pijpleidingen werden onderzocht: opengesneden een geul om de Interstate door het verkeer om te leiden, boren en opvijzelen van HDD ‘ s of vijzels en opengesneden tijdens de Interstate wederopbouw. Met behulp van water-modeling software de stad van Bowling Green ‘ S Engineering Division bepaald dat de gewenste pijpgrootte is 16 in. (T. Sonner, Persoonlijke Communicatie, 21 Maart 2012).
volgens het ODOT ‘ s Policy for Accommodation of Utilities, dat gedetailleerde richtsnoeren geeft voor de procedure voor het oversteken van staatseigendomsrechten, zijn HDD-of augerboringen aanvaardbare methoden voor het oversteken van de interstate (Ohio Department of Transportation, 2007). De laatste methode wordt goedgekeurd door ODOT en de stad Bowling Green.
installatiemethoden
de volgende vier installatiemethoden werden in aanmerking genomen voor het project:
- open een geul en steek de Interstate over door het verkeer om te leiden.
- construeer en installeer de pijpleiding met behulp van sleufloze technologieën en doorkruis de Interstate door middel van gerichte boringen.
- construeer de pijpleiding met behulp van sleufloze technologieën en steek de Interstate over door het opvijzelen en boren van vijzels.
- Stel het project uit en installeer de pijpleiding wanneer er een wegreconstructie plaatsvindt, waarbij een open-cut installatie mogelijk is terwijl het verkeer al omgeleid is.
traditionele open-Cut methode
de eerste potentiële pijpleidingsmethode voor installatie is traditionele open-cut. Het voordeel van de traditionele opengesneden constructie is dat het project continu vooruit kan gaan; het leggen en opvullen van de pijp zorgt ervoor dat het project in een gestaag tempo kan vorderen. De traditionele opengesneden methode is geschikt voor bijna alle bodemomstandigheden. Tot slot is de traditionele opengesneden methode vaak de meest economische keuze vanwege het ontbreken van extra ondersteuningsoperaties en systemen die nodig zijn met sleufloze methoden (sleuf en Graafondersteuning opties). Het is goed gedocumenteerd dat het snijden van het asfalt en de daaropvolgende reparatie van gesneden asfalt vermindert de levensduur van het asfalt bestrating.
horizontaal directioneel boren
de tweede onderzochte methode voor de installatie van pijpleidingen was HDD. Het hele project of delen van het project, zoals de Interstate crossing, kunnen worden geïnstalleerd met behulp van de HDD-methode. HDD werd aanvankelijk gebruikt voor de installatie van telecommunicatielijnen, maar wordt nu gebruikt voor het installeren van pijpleidingen tot 48 in. in diameter (Abraham, Baik, & Gokhale, 2007). De voordelen van HDD zijn talrijk, zoals: geen onderbreking van de verkeersstroom, minimale oppervlakte-en ondergrondse verstoring, en weinig of geen oppervlakteherstel na voltooiing van het project. HDD is een oppervlak gelanceerd proces dat geen aandrijfputten of ontvangstputten nodig heeft, wat de projectkosten aanzienlijk kan verlagen. Pits kunnen echter nodig zijn om bestaande utilities te verbinden met nieuw geïnstalleerde utilities (Abraham, Baik, & Gokhale, 2007).
de kosten van HDD zijn vrij concurrerend in vergelijking met traditionele open-cut installatie. Er moet rekening worden gehouden met de diepte van de installatie bij het gebruik van HDD. Als de diepte verhoogt de kosten van HDD wordt concurrerender in vergelijking met de kosten van open-cut sleuven. Wanneer er beperkte toegankelijkheid is tot de installatie site, kan HDD worden gebruikt waar traditionele methoden verboden of onpraktisch zijn.
HDD is niet zonder zijn beperkingen, kruisende hulpprogramma ‘ s leveren problemen op voor HDD die beperkingen plaatsen op de diepte van de installatie. Als andere hulpprogramma ‘ s het pad van de HDD-machine kruisen, moet de nieuwe installatie mogelijk op een ongewenste diepte worden geplaatst. Er is ook de mogelijkheid van het oppervlak hijsen en verzakking. De installatie vereist hoge druk slurry te helpen bij de bouw van het boorgat voor pullback pijp. Als de bodem van onvoldoende sterkte is om de druk te weerstaan, kan oppervlak hijsen optreden. Bovendien kunnen de druk en de hoge stroomsnelheden van de drijfmest ook leiden tot eroderen van de bodem, waardoor holtes ontstaan die leiden tot bodemdaling (Baik, 2003).
horizontale boring van vijzels
de derde onderzochte methode is de aanleg van de pijpleiding door middel van traditionele open-cut en vijzels onder de interstate. De operatie vereist het uitgraven van een krikput en een opvangput. Verticale uitlijning wordt geregeld door een waterpeil en horizontale uitlijning kan enigszins beperkt zijn (Abraham, Baik, & Gokhale, 2007).
het boren van vijzels heeft zijn voordelen. Boorhulzen kunnen variëren in grootte van 4 tot 60 in. Typische aandrijflengtes variëren tussen 40 en 300 ft. Restauratie van het terrein is alleen nodig bij de boorputten en de opvangputten. Vijzelboren is vooral nuttig in ongeschikte grond, kasseien en keien zo groot als een derde van de grootte van de behuizing kan gemakkelijk worden behandeld en verwijderd uit de behuizing. Een groot voordeel van het boren van de vijzel ten opzichte van andere sleufloze methoden is de behuizing fungeert als het boorgat elimineren van de mogelijkheid van Grot-ins tijdens het boren proces.
het boren van vijzels is misschien niet de meest praktische methode Wanneer lijn en kwaliteit belangrijk zijn. Auger boren vereist een aanzienlijke investering als gevolg van de verscheidenheid van de behuizing maten, die veel verschillende grootte snijkoppen en vijzels vereisen; daarom, verhoging van de kosten. Door de krachten die nodig zijn om de snijkop, de behuizing en de vijzel aan te drijven (Abraham, Baik, & Gokhale, 2007), kan het uitgraven en uitgraven van boorputten ook duurder zijn dan andere sleuvenloze methoden.
uitstel en installatie tijdens de wederopbouw van het wegennet
uitstel van het project en installatie van de pijpleiding tijdens de wederopbouw van het wegennet is een haalbare installatiemethode die het onderzoeken waard is. Er is een grote kans dat ODOT de Interstate in de nabije toekomst zal reconstrueren en een derde rijstrook zal toevoegen in zowel noordelijke als zuidelijke rijbanen. De pijpleiding kan worden aangelegd door middel van open-cut terwijl de weg wordt herbouwd en het verkeer al wordt omgeleid. Dit kan een aanzienlijke hoeveelheid geld besparen in het oorspronkelijke project.
geschatte hoeveelheden en kosten voor het Project
de hoeveelheden werden voor het project geraamd door historische inschrijvingsgegevens te verkrijgen van de engineering division van de City of Bowling Green. Er werden twee biedtabellen gebruikt om schattingen te verkrijgen, de verlengingen van de Gypsy Lane Water Line fase één en twee. Deze twee offertes werden gebruikt vanwege hun gelijkenis met het voorgestelde project. Er zijn weinig aansluitpunten en er is geen asfalt snijden nodig. Het project heeft ook een auger-boring schatting opgenomen in het bod. Hydrant assemblages werden verkregen uit de Gypsy Lane water Line verlenging fase twee.
prijzen-niet beschikbaar op basis van historische gegevens — werden geschat met behulp van RS Means, een bouwschatting softwareprogramma dat de gebruiker in staat stelt om een verscheidenheid aan bouwprojecten te schatten met behulp van de huidige prijzen. Projecten worden onderverdeeld in materiaal, apparatuur en arbeid. Gegevens werden ook verkregen door het verkrijgen van ramingen van contractanten.
dit project vereist de installatie van ongeveer 5.700 ft van 16-in. waterlijn; 16-in. DR18 PVC pipe was de geselecteerde pijp voor installatie. De Interstate crossing bestaat uit in totaal 300 lf met 80 lf asfalt. Er zijn ook twee aansluitpunten aan elk einde van het project die een overgangsmontage vereisen om twee verschillende buismaterialen aan te sluiten. Een aparte schatting werd gebruikt om de prijs van de overgang koppelingen en de installatie ervan.
de kosten van het project zijn verdeeld in twee fasen: het open gedeelte van het project en de oversteek op de snelweg. De meest praktische manier om het project te voltooien zou zijn om de pijpleiding te installeren door middel van open-cut en vervolgens een van de vier besproken methoden uit te voeren om de interstate over te steken.
raming van het project traditionele opengesneden installatie
aangezien het project zich in een relatief afgelegen gebied bevindt, kan het uit de loopgraaf verwijderde materiaal in de buurt van het project worden opgeslagen en weer in de loopgraaf worden geplaatst. Hieronder vindt u een schatting van de kosten van het installeren van de 16-in. waterlijn door traditionele open-cut. Tabel 1 toont het open-cut gedeelte van het project minus de open-cut, opvullen en verdichting van de interstate, die werd berekend met behulp van RS-middelen.
Tabel 2 toont de geraamde kosten voor het verwijderen en opnieuw afbetalen van de asfaltverharding en subkwaliteit van de snelweg. Deze schatting werd verkregen met behulp van RS-middelen.
ten slotte werd een kostenraming ontwikkeld om rekening te houden met de omleiding van het verkeer. Vereiste afstanden voor de afbakening van apparaten en bewegwijzering voor enkele rijstrook sluitingen op interstate snelwegen werd bepaald met behulp van, “ODOT’ s Manual for Uniform Traffic Control Devices ” (Ohio Bureau of Traffic Engineering 1999). De eenheidskosten in Tabel 3 hieronder werden overgenomen van Safeway of Perrysburg Ohio, die gespecialiseerd is in het huren van verkeersregelapparatuur.
de totale kosten voor het uitvoeren van het project door middel van traditionele open-cut zou zijn: $548.733, 04.
Project schatting met behulp van HDD
In een interview met Dustin Schlachter van s & s Directional Boring Ltd., een kosten van $ 95 per lineaire voet werd geciteerd met een extra nood onvoorziene kosten van $ 30 per lineaire voet in het geval van weg hijsen of bezinken. Hieronder in Tabel 4 is de geschatte kosten van het project met behulp van horizontale directionele boren met behulp van HDPE.
ter vergelijking werd een schatting van het directionele boorgedeelte van het project ontwikkeld met behulp van RS-middelen. Hieronder in Tabel 5 zijn de eenheidskosten en de totale kosten voor horizontale directionele boringen. Boorputten worden in de schatting opgenomen indien de gewenste boorhoek niet kan worden verkregen.
RS middelen zal alleen de kosten van directionele boren van een 12-in te schatten. pijp. Om de prijs om te zetten in 16-in., de kosten van de directionele boren is opgesplitst in een kosten per inch. Het vergroten van de grootte met 4 in. verhoogt de kosten $ 331,67 met de totale kosten zijn $ 28,746. 67 en een totale kosten per eenheid van $ 95,82. Als de $ 30 emergency contingency wordt toegevoegd, de totale kosten voor het uitvoeren van de directionele boren is $ 125.82 / lf.
om de kosten van boorvloeistoffen te verkrijgen, werd de Baroid company geraadpleegd. Om een 16-in tegemoet te komen. pijp verschillende terug ruimen processen moeten worden gemaakt. Hieronder in Tabel 6 zijn de kosten berekend voor het boren van vloeibare materialen.
de totale geschatte kosten van bod tabulaties, aannemers schatting, en boren vloeistof is gelijk aan $514,459.12 + $2.146.86 = $516,605.9
Projectraming Auger Boring
de projectraming voor het oversteken van de interstate door middel van auger boring werd op dezelfde wijze berekend als de twee voorgaande methoden. Tabel 7 geeft een overzicht van de geraamde kosten van de Interstate crossing door de auger-boring met behulp van RS-middelen.
hieronder in Tabel 8, is de geschatte kosten van het boren van vijzels met behulp van RS-middelen. De schatting omvat zowel de rij-en opvangputten als de ontwatering en het stapelen van platen.
het kleine verschil in de kosten per lineaire voet voor de vijzel boring met behulp van Rs middelen is te wijten aan de iets grotere behuizing. De totale kosten voor de installatie van het project door auger boring uit de biedtabellen zijn gelijk aan $658.309. 12
Stel het Project uit
Stel het project uit en het opnemen van de waterleiding in het ontwerp van de reconstructie van de snelweg kan de totale kosten verlagen. Als ODOT de kosten van de omleiding van het verkeer op te halen en het asfalt en sub-grade te verwijderen, kan de stad de kosten betalen om de waterlijn over de snelweg te installeren. Zodra de waterleiding was geïnstalleerd, kon deze in een betonnen behuizing worden ingesneden. Hieronder in Tabel 9 is het opengesneden gedeelte van het project met inbegrip van de snelweg kruising minus de asfalt en weg sub-grade schatting.
een RS Means schatting werd ontwikkeld om de kosten van het inbedden van de waterleiding in beton en het vullen van de geul met een geschikte korrelvulling vast te stellen. Verdichting is ook opgenomen in de schatting. Hieronder in Tabel 10 is de schatting om het beton te installeren en vul de sleuf met gegranuleerde vulling.
de totale kosten om het project uit te stellen zouden zijn: $512.387, 47. Tabel 11 toont de totale kosten van alle methoden en de totale kosten per lineaire voet en de kosten per voet om onder de snelweg door te steken.
aanbeveling
de minst dure methode voor de installatie van de waterleiding is de opengesneden methode. Open-cutting over Interstate 75 lijkt echter niet waarschijnlijk. De volgende minst dure methode bij $ 89,89 per lineaire voet is om het project uit te stellen en de waterlijn te installeren wanneer de snelweg wordt gereconstrueerd. Het is mogelijk dat het tijdstip van deze methode niet overeenkomt met de behoeften van de gemeenschap. Onlangs is ontdekt dat de bouw van een nieuwe watertoren in de buurt van het projectgebied wordt ontworpen. Daarom kan dit project worden versneld, waardoor de horizontale directionele boren aantrekkelijker. HDD over de interstate is de volgende minst dure methode op $ 90.63 per lineaire voet. Bovendien is het wenselijk dat indirecte kosten, zoals sociale kosten, die in dit document niet aan de orde komen, als sleufloze methode worden beschouwd. ODOT kan ervan worden overtuigd dat de waterleiding zonder omhulsel kan worden aangelegd, waardoor dit de meest economische manier is om het project te voltooien.Victor C. Goduto is een plaats in de Amerikaanse staat Ohio, en valt bestuurlijk gezien onder Bowling Green. Dr. Alan Atalah, Ph. D., P. E. is een universitair hoofddocent werkzaam voor Bowling Green State University.
- a Decision Support System for Horizontal Directional DrillingTunneling & Underground Space Technology, 200318 (1), 99.
- ontwerp van optimale waterdistributiesystemen.Water Resources Research-1977 Vol 13 (6) 885-900
- Ontwikkeling van een beslissingsondersteunend Systeem voor de Selectie van Sleuoze Technologieën om de Impact van utiliteitsbouw op RoadwaysLafayette, INPurdue University2007
- Google MapsGoogle Maps2012https://maps.van google.com/maps?hl=nl&tab=wl.Ohio Bureau of Traffic Engineering Ohio manual of uniform traffic control devices for streets and highwaysColumbus, OhioOhio Bureau of Traffic1999
- Ohio Department of Transportation policy for Accommodation of utilities policy for Accommodations2007https://www.dot.state.oh.us/districten/D10/Right_of_Way_Permits/Documents/Manuals/Utilities percent-20Manual.pdf
- Web Soil Surveyweb Soil Survey2012https: / / websoilsurvey. nrcs. usda. gov / app / WebSoilSurvey. aspx