Byen Bowling Green, Ohio, driver et vanndistribusjonssystem som leverer vann av høy kvalitet. Systemet fungerer optimalt i et bæresystem; større, «trunk vannføring,» er installert i et rutenett mønster på de ytre grensene av systemet med mindre linjer forgrening av de større linjene.
Nesten alle bolig -, industrielle og kommersielle områder I Bowling Green var begrenset til vestsiden av I-75. Men i løpet av de siste tiårene vokser disse områdene på østsiden av I-75. To 24-in. vannledninger krysset under I-75 på den sentrale og sørlige delen av byen for å gi vann til østsiden. Disse begrenser utviklingen i den nordøstlige delen og utsetter WWTP (som ligger i den delen) for en unødig risiko hvis det oppstår skade i sentralstammen. Installasjonen av en 16-in. vannlinjen under I-75 i den nordlige enden vil sikre brannbeskyttelse for den eksisterende industrien og levere en annen vannkilde til WWTP.
Fire byggemetoder undersøkes for å krysse utdanningen med en ny vannlinje: åpen kutt med omkjøringstrafikk, utsette installasjonen til resurfacing utdanningen for å installere linjen ved å åpne, horisontal retningsboring (HDD) og skrueboring. Denne artikkelen undersøker design og byggekostnad av de fire potensielle metoder for bygging for å installere en 16-in. vannlinjen under I-75.
Byen Bowling Green ligger I Wood County I Nordvest Ohio har en nåværende befolkning på ca 29 000. Byen eier og driver sine offentlige forsyningssystemer, inkludert et vannbehandlingsanlegg og vanndistribusjonssystem, samt et avløpssystem og renseanlegg. Byen behandler, distribuerer og frigjør gjennomsnittlig 7 millioner jenter avløpsvann om dagen og har en maksimal kapasitet på å produsere 10 millioner jenter drikkevann om dagen (City Of Bowling Green, 2010).
denne artikkelen undersøker en del av vannfordelingssystemet som ble konstruert i mindre enn et optimalt format. Ideelt sett er et vannfordelingssystem satt opp i et rutenettformat ,som muliggjør optimalisert strømning gjennom hele systemet (Alperovits & Shamir, 1977). Men blindveier oppstår; blindlinjer har bare en ende koblet til rutenettet. Byens renseanlegg (WWTP) bruker byens vann i sin behandlingsprosess; men avløpsvannet mottar vann fra en blindvei vannlinje. Det er også en stor industripark som serveres av samme dødvannslinje. Dette er et svakt punkt i vannfordelingssystemet. Hvis den nåværende vannlinjen som betjener WWTP eller industriparken, mislykkes, VIL WWTP og flere store fabrikker være uten vanntjeneste. Dette kan føre til overløp av rå avløpsvann i miljøet, noe som er ulovlig og kan føre til flom i boliger hjem.
den foreslåtte vannlinjen forbinder blindlinjen På Dunbridge Road til vannlinjen På Mercer Road, og skaper en sløyfe og en annen tilførsel til avløpsrensingsanlegget og industriparken. Linjen er nødvendig for å møte økende krav i nordøst-området.
denne studien forsøker å evaluere installasjonsalternativene til den foreslåtte linjen som lukker sløyfen og eliminerer blindenden i distribusjonssystemet. Å skape denne sløyfen reduserer risikoen for avbrudd i vannforsyningen til WWTP og Industriparken betydelig, forbedrer brannvernet til områder som mangler brannvern og oppmuntrer til fremtidig utvikling i området.
Fire potensielle metoder for rørinstallasjon ble undersøkt: åpne en grøft for å krysse Utdanningen ved å avlede trafikk, HDD eller auger kjedelig og jacking og åpen kutt under interstate rekonstruksjon. Ved hjelp av vann-modellering programvare City Of Bowling Green Engineering Divisjon fastslått at ønsket rørstørrelse er 16 i. (T. Sonner, Personlig Kommunikasjon, Mars 21, 2012).
I Henhold TIL ODOT Politikk For Overnatting Av Verktøy, som gir detaljert veiledning for prosedyren for krysset statseide rett veier, HDD ELLER auger kjedelig er akseptable metoder for å krysse utdanningen (Ohio Department Of Transportation, 2007). Den endelige metoden som skal godkjennes vil være en forhandlet MELLOM ODOT og Byen Bowling Green.
Installasjonsmetoder
følgende fire installasjonsmetoder ble vurdert for prosjektet:
- Åpne-klipp en grøft og krysse Utdanningen ved å avlede trafikken.
- Konstruer og installer rørledningen ved hjelp av trenchless teknologier og krysse Utdanningen ved hjelp av retningsbestemt boring.
- Konstruer rørledningen ved hjelp av trenchless teknologier og krysse Utdanningen ved jacking og auger kjedelig.
- Utsette prosjektet og installere rørledningen når veien gjenoppbygging skjer åpner for en åpen installasjon mens trafikken er allerede viderekoblet.
Tradisjonell Open-Cut-Metode
den første potensielle rørledningsmetoden for installasjon er tradisjonell open-cut. Fordelen med tradisjonell åpen konstruksjon er at prosjektet kan utvikle seg på en kontinuerlig måte; legging og gjenfylling av rør gjør at prosjektet kan utvikle seg i et jevnt tempo. Den tradisjonelle open-cut metoden er egnet for nesten alle grunnforhold. Endelig er den tradisjonelle open-cut-metoden ofte det mest økonomiske valget på grunn av mangel på ekstra støtteoperasjoner og systemer som kreves med grøftløse metoder (Grøft Og Utgravningsstøttealternativer). Det er godt dokumentert at kutting av asfalt og etterfølgende reparasjon av kuttet asfalt reduserer levetiden til asfaltbelegningen betydelig.
Horisontal Retningsboring
den andre undersøkte rørledningsinstallasjonsmetoden var HDD. Hele prosjektet eller deler av prosjektet, for eksempel interstate crossing kan installeres VED HJELP AV HDD-metoden. HDD ble opprinnelig brukt i installasjonen av telekommunikasjonslinjer, men brukes nå til å installere rørledninger på opptil 48 tommer. i diameter (Abraham, Baik, & Gokhale, 2007). FORDELENE MED HDD er mange som: ingen avbrudd av trafikkflyt, minimal overflate og undergrunnen forstyrrelse, og lite om noen overflate restaurering etter prosjektgjennomføring. HDD er en overflate lansert prosess som ikke krever drivkasser eller mottakskasser, noe som kan redusere prosjektkostnadene betydelig. Pits kan imidlertid være nødvendig for å koble eksisterende verktøy til nylig installerte verktøy (Abraham, Baik, & Gokhale, 2007).
KOSTNADEN FOR HDD er ganske konkurransedyktig sammenlignet med tradisjonell åpen installasjon. Det må tas hensyn til dybden på installasjonen når DU bruker HDD. Etter hvert som dybden øker, blir KOSTNADEN FOR HDD mer konkurransedyktig sammenlignet med kostnaden for åpen grøfting. NÅR det er begrenset tilgjengelighet til installasjonsstedet, KAN HDD brukes der tradisjonelle metoder er forbudt eller upraktiske.
HDD er ikke uten sine begrensninger, kryssende verktøy utgjøre problemer FOR HDD plassere begrensninger på dybden av installasjonen. Hvis andre verktøy krysser BANEN TIL HDD-maskinen, må den nye installasjonen kanskje plasseres på en uønsket dybde. Det er også mulighet for overflate heving og innsynkning. Installasjonen krever høytrykks slurry å bistå i å konstruere borehullet for rør pullback. Hvis jorda er av utilstrekkelig styrke til å motstå trykket, kan overflaten heving oppstå. Videre kan trykket og høye strømningshastigheter av slammet også føre til at jord eroderer forårsaker hulrom som resulterer i nedbør (Baik, 2003).
Horisontal Auger Boring
den tredje undersøkte metoden er å installere rørledningen ved tradisjonell åpen kutt og auger boring under utdanningen. Operasjonen krever utgravning av en jacking pit og en mottakergrop. Vertikal justering styres av vannstand og horisontal justeringskontroll kan være noe begrenset (Abraham, Baik, & Gokhale, 2007).
Auger boring har sine fordeler. Auger kjedelig foringsrør kan variere i størrelse fra 4 til 60 i. Typiske kjørelengder varierer mellom 40 til 300 ft. Site restaurering er bare nødvendig på kjedelig og mottak groper. Auger boring er spesielt nyttig i uegnet jord, brostein og steinblokker så store som en tredjedel størrelsen på foringsrøret kan enkelt håndteres og fjernes fra foringsrøret. En stor fordel med auger kjedelig over andre trenchless metoder er casing fungerer som borehullet eliminere muligheten for hule-ins under kjedelig prosessen.
Auger boring er kanskje ikke den mest praktiske metoden når linje og klasse er viktige. Auger boring krever en betydelig investering på grunn av ulike casing størrelser, som krever mange forskjellige størrelse skjærehoder og skruer; derfor øke kostnadene. Oppsett og boring pit utgraving kan også være dyrere enn andre grøftløse metoder på grunn av kreftene som kreves for å drive skjærehodet, foringsrør, og auger (Abraham, Baik, & Gokhale, 2007).
Utsette og Installere Under Vegkonstruksjon
Utsette prosjektet og installere rørledningen under vegkonstruksjon er en levedyktig metode for installasjon verdt å utforske. DET er stor mulighet FOR AT ODOT vil rekonstruere Utdanningen i nær fremtid og legge til en tredje kjørefelt i både nordgående og sørgående kjørefelt. Rørledningen kan installeres ved hjelp av åpne kutt mens veien blir ombygd og trafikken er allerede viderekoblet. Dette kan spare en betydelig mengde fond i det opprinnelige prosjektet.
Estimerte Mengder Og Kostnader For Prosjektet
Mengder ble estimert for prosjektet ved å innhente historiske buddata fra City Of Bowling Greens engineering division. To bud tabuleringer ble brukt til å skaffe estimater, Gypsy Lane Vannlinjen Utvidelser Faser En og To. Disse to budene ble brukt på grunn av deres likhet med det foreslåtte prosjektet. Det er få tilkoblingspunkter, og det er ingen asfaltskjæring nødvendig. Prosjektet har også et auger-kjedelig estimat som finnes i budet. Hydrant forsamlinger ble oppnådd Fra Gypsy Lane Vannlinjen Forlengelse Fase To.
Priser — ikke tilgjengelig fra historiske data-ble estimert VED HJELP AV RS Means, et konstruksjonsestimeringsprogram som lar brukeren estimere en rekke byggeprosjekter ved hjelp av dagens prising. Prosjekter er brutt ned i materiale, utstyr og arbeidskraft. Data ble også anskaffet ved å skaffe estimater fra entreprenører.
dette prosjektet krever installasjon av ca 5700 ft av 16-in. vannlinjen; 16-in. DR18 PVC-rør var det valgte rør for installasjon. Interstate crossing består av totalt 300 lf med 80 lf asfalt. Det er også to tilkoblingspunkter i hver ende av prosjektet som krever en overgangsmontering for å koble to forskjellige rørmaterialer. Et eget estimat ble brukt til å prise overgangskoblingene og deres installasjon.
kostnaden for prosjektet er delt inn i to faser: den åpne delen av prosjektet og krysset ved utdanningen. Den mest praktiske måten å fullføre prosjektet på, er å installere rørledningen ved hjelp av åpen kutt og deretter utføre en av de fire metodene som diskuteres for å krysse utdanningen.
Prosjekt Estimat Tradisjonell Åpen installasjon
siden prosjektet ligger i et relativt fjernt område, kan materialet fjernet fra grøften lagres nær prosjektet og plasseres tilbake i grøften. Nedenfor er en estimert kostnad for å installere 16-in. vannlinjen ved tradisjonell open-cut. Tabell 1 viser den åpne delen av prosjektet minus åpen kutt, gjenfylling og komprimering av utdanningen, som ble beregnet ved HJELP AV RS-Midler.
Tabell 2 viser den estimerte kostnaden for fjerning og re-avdrag av asfaltbelegg og undergradering Av Utdanningen. Dette estimatet ble oppnådd ved BRUK AV RS-Midler.
Til Slutt ble det utviklet et kostnadsoverslag for å imøtekomme trafikkavledning. Nødvendige avstander for avgrensnings enheter og skilting for enkelt kjørefelt nedleggelser på interstate motorveier ble bestemt ved hjelp av «ODOT Manual For Uniform Traffic Control Devices» (Ohio Bureau Of Traffic Engineering 1999). Enhetskostnadene I Tabell 3 nedenfor ble kjøpt Fra Safeway Av Perrysburg Ohio, som spesialiserer seg på å leie trafikkontroll enheter.
den totale estimerte kostnaden for å utføre prosjektet ved hjelp av tradisjonell open-cut ville være: $548,733.04.
Prosjektestimat Ved HJELP AV HDD
I et intervju Med Dustin Schlachter Av S & S Directional Boring Ltd., en kostnad på $ 95 per lineær fot ble sitert med en ekstra beredskapsavgift på $ 30 per lineær fot i tilfelle veihev eller oppgjør. Nedenfor I Tabell 4 er estimert kostnad for prosjektet ved hjelp av horisontal retningsboring VED HJELP AV HDPE.
til sammenligningsformål ble det utviklet et estimat av retningsbestemt boredel av prosjektet VED HJELP AV RS-Midler. Nedenfor i Tabell 5 er enhetskostnadene og totalkostnadene for horisontal retningsboring. Boring groper er inkludert i estimatet i tilfelle ønsket borevinkel ikke kan oppnås.
RS Midler vil bare estimere kostnadene ved retningsboring av en 12-in. rør. For å konvertere prisen til 16-in., er kostnaden for retningsbestemt boring brutt ned i en kostnad per tomme. Øke størrelsen med 4 i. øker kostnadene $331.67 med den totale kostnaden blir $28,746. 67 og en total enhetskostnad på $ 95.82. Hvis $ 30 beredskap er lagt til, er den totale kostnaden for å utføre retningsbestemt boring $125.82 / lf.
For å oppnå borevæskekostnader ble Baroidselskapet konsultert. For å imøtekomme en 16-in. pipe flere tilbake reaming prosesser må gjøres. Nedenfor I Tabell 6 er kostnadene beregnet for borevæskematerialer.
den totale estimerte kostnaden fra budtabeller, entreprenører estimat og borefluid er lik $514,459.12 + $2.146.86 = $516,605.9
Prosjektestimat Auger Boring
prosjektestimatet for kryssing av utdanningen ved hjelp av auger boring ble beregnet på samme måte som de to foregående metodene. Tabell 7 viser den estimerte kostnaden for interstate crossing utført av auger-boring bruke RS Midler.
Nedenfor I Tabell 8, er den estimerte kostnaden for auger boring BRUKE RS Midler. Estimatet inkluderer kjøring og mottak groper samt avvanning og sheet pæling.
den lille forskjellen i kostnaden per lineær fot for snekkerboringen ved HJELP AV RS-Midler skyldes det litt større foringsrøret. Den totale kostnaden for å installere prosjektet ved auger boring fra budtabeller tilsvarer $658,309. 12
Utsette Prosjektet
Utsette prosjektet og ha vannlinjen innlemmet i utformingen av motorveien rekonstruksjon kan redusere den totale kostnaden. HVIS ODOT skulle plukke opp kostnadene for trafikkavledning og fjerne asfalt og underklasse, Kan Byen betale kostnadene for å installere vannlinjen over motorveien. Når vannlinjen ble installert, kunne den være innkapslet i et betonghus. Nedenfor I Tabell 9 er den åpne delen av prosjektet inkludert motorveien krysset minus asfalt og vei sub-grade estimat.
EN RS Betyr estimat ble utviklet for å fastslå kostnadene ved incasing vannlinjen i betong og fylle grøften med en egnet granulert fyll. Komprimering er også inkludert i estimatet. Nedenfor I Tabell 10 er anslaget for å installere betong og fylle grøften med granulert fyll.
den totale kostnaden for å utsette prosjektet vil være: $512,387.47. Tabell 11 viser de totale kostnadene for alle metoder og den totale kostnaden per lineær fot og kostnaden per fot å krysse under motorveien.
Anbefaling
den minst kostbare metoden for å installere vannlinjen er open-cut-metoden. Men åpen skjæring over Interstate 75 virker ikke sannsynlig. Den neste minst kostbare metoden på $ 89.89 per lineær fot er å utsette prosjektet og installere vannlinjen når motorveien blir rekonstruert. Tidspunktet for denne metoden kan ikke falle sammen med samfunnets behov. Det har nylig blitt oppdaget at byggingen av et nytt vanntårn blir designet nær prosjektområdet. Derfor kan dette prosjektet fremskyndes, noe som gjør den horisontale retningsboringen mer attraktiv. HDD over utdanningen er den neste minst kostbare metoden på $ 90.63 per lineær fot. Videre, når indirekte kostnader, som sosiale kostnader, som dette papiret ikke adresserer, betraktes som en grøftløs metode, er det mer ønskelig. ODOT kan være overbevist om at vannlinjen skal bygges uten et foringsrør som gjør dette til den mest økonomiske måten å fullføre prosjektet på.
Victor C. Goduto er Med Byen Bowling Green, Ohio. Dr. Alan Atalah, Ph. D., Pe er en lektor som jobber For Bowling Green State University.
- Et Beslutningsstøttesystem For Horisontal Retningsbestemt Boringtunneling & Underjordisk Romteknologi, 200318 (1), 99.
- Utforming av optimale vannfordelingssystemer.Vannressurser Forskning – 1977 Vol 13 (6) 885-900
- Utvikling Av Et Beslutningsstøttesystem For Valg Av Trenchless Teknologier For Å Minimere Virkningen Av Verktøyet Bygging På Veibanerlafayette, INPurdue University2007
- Google MapsGoogle Maps2012https:/ / maps.google.com / maps?hl=en & tab=wl.
- Ohio Bureau Of Traffic Engineering Ohio manual of uniform trafikk kontroll enheter for gater og motorveiercolumbus, OhioOhio Bureau Of Traffic1999
- Ohio Department Of TransportationPolicy For Overnatting Av Verktøypolicy For Overnatting Av Verktøy2007https://www.dot.state.oh.us/distrikter/D10/Right_of_Way_Permits/Dokumenter/Manualer/Verktøy prosent-20manual.pdf
- Web Jord SurveyWeb Jord Survey2012https: / / websoilsurvey.nrcs.usda. gov/app/WebSoilSurvey. aspx