Рисунок 2.4 – Иглофильтр

Рисунок 2.3 – Схемы установки иглофильтров

а – установка на котловане; б – однорядная установка при узких траншеях;

в – двухрядная установка при широких траншеях; 1– всасывающий коллектор; 2–иглофильтры; 3 – насосы; 4– депрессионные кривые

Иглофильтровая установка состоит из иглофильтров, всасывающего коллектора и насосного агрегата. Иглофильтры представляют собой колонны труб диаметром 50 мм, длиной по 8,5 м, в нижней части которых имеются фильтровые звенья (рис. 2.4, а ). Фильтровое звено (рис. 2.4, б ) длиной примерно 1,25 м состоит из двух труб: наружной диаметром 50 мм с равномерно распределенными по поверхности отверстиями и внутренней диаметром 38 мм с открытым нижним концом.

а б в

а – общий вид иглофильтра; б – положение клапана фильтровального звена при погружении иглофильтра; в – то же, при откачке грунтовой воды;

1 – внешняя труба; 2 – внутренняя труба; 3 – фильтровальная сетка;

4 и 5 – кольца; 6 – шаровый клапан; 7 – стержень; 8 – наконечник

Иглофильтры погружают в грунт обычно гидравлическим способом. Собранный иглофильтр с присоединенным к нему шлангом от насоса поднимают с помощью крана, вышки или треноги и опирают на грунт на месте погружения, поддерживая иглофильтр в вертикальном положении, или опускают его в предварительно пробуренную скважину. Насосом в иглофильтр подают воду под напором 30–50 м. Шаровой клапан (рис. 2.4, б ) под действием струи воды опускается и открывает отверстие в кольце 5, а кольцо 4 под действием напора воды поднимается и закрывает зазор между наружной и внутренней трубами. Вода, подаваемая насосом, выходит из наконечника и размывает грунт, образуя углубление, в которое и погружается иглофильтр под действием собственного веса. Взвешенные частицы размытого грунта вместе с водой вымываются на поверхность, а тяжелые (гравий и крупный песок) остаются в скважине, образуя вокруг фильтровой сетки дополнительный гравийный фильтр, в результате чего при откачке увеличивается приток грунтовых вод к иглофильтру.

Для лучшего образования вокруг иглофильтра гравийной прослойки рекомендуется после погружения иглофильтра, не прекращая подачи воды, засыпать в образовавшуюся скважину гравий и только после этого прекратить подачу воды.

Установленные иглофильтры присоединяют к общему всасывающему коллектору (рис. 2.3) с помощью гибких шлангов, имеющих накидные гайки и проходные краны. Краны служат для регулирования пропускной способности иглофильтров и для отклю­чения отдельных из них, в случае необходимости, от всасы­вающего коллектора. Коллектор укладывают с уклоном 0,002–0,005 от насоса.

Для откачивания грунтовой воды применяют самовсасываю­щие вихревые насосы, присоединяемые к общему коллектору. Во время откачивания (рис. 2.4, в ) шаровой клапан поднимается и закрывает отверстие кольца 5 , что исключает возможность поступ­ления грунтовой воды через наконечник иглофильтра; подвижное кольцо 4 опускается на кольцо 5, и вода через фильтровую сетку и отверстия во внешней трубе всасывается насосом во внутреннюю трубу иглофильтра.

Иглофильтровые установки являются мобильным оборудова­нием для осушения грунта в пределах котлована или траншеи. Расстояния между иглофильтрами назначают в зависимости от коэффициента фильтрации грунта и от требуемого понижения уровня грунтовых вод. Практически оно колеблется от 0,75 до 3 м. Порядок расчета притока воды и требуемого числа иглофильтров дается в соответствующих нормативных документах.

Легкие иглофильтровые установки предназначены в основном для понижения уровня воды в грунтах с коэффициентом фильт­рации от 1 до 50 м/сут и при залегании водоупора на расстоянии не менее 2–3 м от дна котлована или траншеи. При коэффициентах фильтрации более 50 м/сут уровень грунтовых вод понижают с помощью скважин-колодцев, оборудованных глубинными насосами.

Число насосов для откачивания воды при понижении уровня грунтовых вод определяют в зависимости от притока воды к установке и числа присоединяемых к ней иглофильтров. Откачива­ние воды при водопонижении ведут непрерывно в течение всего периода производства работ. Во избежание перерыва в работе насосов и затопления выемок грунтовой водой необходимо иметь аварийные резервные насосы. Для большей надежности беспере­бойного питания двигателей насосов энергией необходимо иметь два ввода электроэнергии от разных источников питания.

Основным требованием при производстве работ по открытому водоотливу и искусственному понижению грунтовых вод является сохранение плотности грунта не только в основании сооружения, но и в самом водоносном слое, так как вынос частиц грунта может вызвать в грунте осадочные явления. Поэтому в откачиваемой воде не должно быть частиц грунта.

После окончания работ по водопонижению иглофильтры изв­лекают из грунта с помощью крана, тали или других приспосо­блений.

При эксплуатации иглофильтровых установок должны соблю­даться следующие основные требования по технике безопасности: электродвигатели у насосов необходимо заземлять, а рубильники должны быть закрытого типа; не допускать погружения и извле­чения иглофильтров вблизи находящихся под током проводов – расстояние от них должно быть таким, чтобы поднятый иглофильтр в случае падения не мог задеть за провода.

Понижение уровня грунтовых вод при разработке траншеи для прокладки трубопровода производят по захватной системе с последовательным демонтажем отдельных ветвей иглофильтров на законченных участках и переносом их вперед по ходу работ на последующие участки.

2.4. Устройство оснований под трубопроводы

Подземные трубопроводы укладывают на основания, которые в зависимости от несущей способности грунта могут быть естественными или искусственными.

Естественными основаниями может быть большинство грунтов, кроме неустойчивых (разжиженных, плывунов, пучинис­тых, с органическими включениями, заторфованных, насыпных и т.п.) и мерзлых. Искусственные основания делают в виде подушек, конструкций из бетона и железобетона, свайных ростверков, а также путем уплотнения грунтов.

Независимо от типа основания оно должно обеспечивать устойчивость трубопровода и исключать смещение уложенных труб в вертикальном и горизонтальном направлении.

Трубопроводы водоснабжения и канализации укладываются на естественный грунт ненарушенной структуры, обеспечивая поперечный и продольный профили основания, заданные проектом. Трубы по всей длине должны плотно прилегать к основанию. В тех случаях, когда при подготовке основания траншея отрыта на излишнюю глубину, по сравнению с проектом, необходимо произ­вести подсыпку песчаным или однородным с разрабатываемым грунтом до проектной отметки. Подсыпка грунта должна произво­диться слоями не более 10 см с послойным уплотнением. Укладка труб на насыпных грунтах может производиться только после уплотнения грунта до плотности, принятой в проекте. Степень уплотнения должна контролироваться испытанием отобранных проб. На торфяных и других слабых грунтах трубы необходимо укладывать на искусственное основание. При укладке труб на искусственное основание должен быть обеспечен угол охвата трубы не менее 90°.

Естественные основания. Укладываемые на естественные основания трубопроводы должны соприкасаться с ними на всем протяжении не менее чем 1/4 части своей цилиндрической поверхности, что достигается устройством грунтового ложа, форма которого соответствует цилиндрической поверхности трубы.

Трубы укладывают на основания, естественная структура которых не должна быть нарушена (переборы грунта при рытье не допускаются). Для этой цели при производстве земляных работ землеройными машинами оставляется недобор грунта, который разрабатывается вручную с одновременным устройством ложа перед укладкой труб. Правильность устройства ложа проверяется по шаблону.

Если все же в отдельных местах случаются переборы грунта или в основании траншеи оказываются валуны, то в этих местах подсыпают песок или местный грунт с тщательным уплотнением его до состояния естественной плотности.

Укладка труб на мерзлые грунты не разрешается, за исключением сухих песчаных, супесчаных и гравелистых грунтов.

На естественные основания можно укладывать бетонные, железобетонные, керамические, асбестоцементные, пластмассовые, металлические и другие трубы. Укладка железобетонных труб больших диаметров (1,5 – 3,5 м) должна вестись с соблюдением следующих условий: в песчаных грунтах (рис. 2.5, а ) ложе для труб должно охватывать не менее 1/4 поверхности трубы (длина дуги опирающейся на ложе части трубы должна соответствовать центральному углу, равному 90°); в глинистых грунтах (рис. 2.5, б ) трубы укладывают на песчаные подушки толщиной не менее 10 см (песок подушек тщательно уплотняется).

В тех случаях, когда трубопроводы прокладывают в твердых (скальных) грунтах (рис. 2.5, в ), необходимо устройство песчаной подушки толщиной не менее 10 см над выступающими неровностями основания (с тщательным уплотнением).

Искусственные основания. Слабые сухие, а также водоносные грунты из мелкого песка с примесью илистых частиц, лесс, лессовидные суглинки, заторфованные грунты не могут служить основаниями под трубопроводы. В этих случаях делают искусственные основания, конструкция которых зависит от характера и водонасыщенности грунта.

Для укладки труб в недостаточно устойчивых сухих грунтах на дне траншеи делают подготовку из гравия, гравийно-песчаной смеси или песка толщиной не менее 10 см на всю ширину траншеи (рис. 2.5, г ). На подготовке устраивают бетонную подушку (стул) в виде лотка высотой не менее 0,1 наружного диаметра трубы и толщиной в средней части ее не менее 10 см. При укладке труб на бетонную поверхность стула наносится цементо-песчаный раствор слоем 2 – 3 см.

При устройстве монолитного бетонного основания трубы укладывают после достижения прочности бетона не менее 50 % от проектной.

В хорошо отдающих воду водоносных грунтах железобе­тонные и керамические трубы укладывают на бетонное основание (стул), располагаемое на гравийно-песчаной или щебеночной подготовке толщиной 20 – 25 см с устройством в ней дренажей (рис. 2.5, д ).

Рисунок 2.5 – Основания под трубопроводы

а – в – естественные; г – з – искусственные; 1 – железобетонные или керамические трубы; 2 – песчаное основание; 3– глинистое основание;

4 – песчаная уплотненная подушка; 5 – скальное основание; 6 – толь;

7 – монолитная бетонная плита; 8 – подливка из бетона; 9 – щебеночная или гравийная подготовка; 10 – дренаж; 11 – монолитная железобетонная плита; 12 – бетонная подготовка; 13 – железобетонная плита ростверка;

14 – железобетонные сваи; 15 – сборная плита;

16 – стык сборных элементов; 17 – сборный железобетонный брус пятиугольного сечения; 18 – железобетонные трубы

В водонасыщенных грунтах и плывунах, плохо отдающих воду, бетонное основание укладывают на железобетонные плиты, ко­торые в свою очередь кладут на щебеночную подготовку (рис. 78, е ). Если водонасыщенные грунты содержат органические включения или являются слабыми и могут вызвать неравномерные осадки, устраивают жесткие основания в виде ростверков на сваях (рис. 2.5, ж ).

Железобетонные трубы большого диаметра укладывают на основания из сборных железобетонных элементов – плит и брусьев, соединяемых между собой сваркой выпускаемой из них арматуры с замоноличиванием бетоном стыка (рис. 2.5, з ).

Когда трубопроводы прокладывают в сухих пучинистых грунтах, искусственное основание под ними может быть выполнено путем устройства песчаной подушки слоем 20 – 25 см на предва­рительно уплотненном пучинистом грунте. В этом случае траншею разрабатывают с недобором грунта против проектных отметок дна на 25 – 60 см. Величину недобора устанавливают степенью уплот­нения пучинистого грунта. Уплотняют грунт обычно железо­бетонными или чугунными трамбовочными плитами массой от 0,5 до 3 т. Требуемую степень уплотнения достигают ударами плит от 5 до 12 раз по одному следу.

Чтобы избежать просадки трубопроводов у стыков, засыпку приямков выполняют особо тщательно путем подсыпки песка с послойным трамбованием до состояния естественной плотности грунта.

Метод прокладки того или иного трубопровода во многом зависит от материала труб, от их массы, размеров и способов соединения между собой.

Последовательность технологических операций при укладке чугунных трубопроводов:

1. Проверка качества труб. Трубу осматривают и простуки­вают ударами молотка для обнаружения возможных дефектов в виде трещин, раковин и наростов. Одновременно очищают от грязи и засорений.

2. Опускание труб в траншею. Прокладка всегда ведётся с самой нижней точки вверх, т.е. против уклона. Трубы укладываются так, чтобы движение жидкости было по направлению от раструба к гладкому концу.

Укладка каждой последующей трубы в траншее производится путём заведения её гладкого конца в раструб уже уложенной трубы.

Лёгкие трубы (диаметром до 200 мм) опускают в траншею вручную, а свыше 200 мм – монтажными кранами.

3. Центрирование по заданному направлению. При стыковании труб гладкий конец не доводится до упорной поверхности раструба. Образующийся кольцевой зазор, независимо от материала заделки стыков, должен составлять для труб диаметром до 300 мм – 5 мм, а диаметром более 300 мм – 8-9 мм. Центрирование производится так, чтобы ширина раструбной щели между наружной поверхностью гладкого конца и внутренней поверхностью раструба уложенной трубы была одинакова по всей длине окружности. Равномерность кольцевого зазора достигается путём временного закрепления конца трубы с помощью клинышков, закладываемых в кольцевой зазор на расстоянии 30-40 см друг от друга по длине окружности. Величина зазора между трубами проверяется проволочным крючком.

4. Закрепление трубы на месте. Трубы малого диаметра закрепляют путём подбивки песка в пазухи на высоту не менее 0,5 диаметра трубы. Трубы большого диаметра, укладываемые на бетонное основание, закрепляют устройством стула.

5. Заделка раструбных стыков. Заделка раструбной щели осуществляется пеньковой смоляной или битуминизированной прядью (от низа раструба) с последующим устройством замка из асбестоцементной смеси. Вместо пеньковой пряди могут приме­няться резиновые манжеты, а вместо асбестоцементной смеси – цементно-песчаный раствор. В последнее время стали широко использовать мастики – герметики. Для стыковых соединений канализационных труб допускается применять полисульфидные герметики. При монтаже чугунных раструбных труб могут приме­няться следующие типы монтажных приспособлений: рычажно-канатное, реечное с винтовыми захватками, реечное с двумя хомутами-захватками, с центральным торцевым винтом.

Бетонные и железобетонные трубы применяют для напор­ных и безнапорных трубопроводов.

Стыковые соединения устраиваются: раструбными с резиновыми кольцами, муфтовыми – для напорных трубопроводов, а для безнапорных возможно применение и фальцевых соединений.

Железобетонные и бетонные трубы перед их укладкой в траншею следует осмотреть для выявления возможных дефектов, а также проверить их размеры. Не допускаются к укладке напорные трубы, имеющие трещины на наружной и внутренней поверхностях труб, отслоения защитного слоя бетона, раковины и отколы бетона на втулочном конце трубы и на внутренней поверхности раструба в зоне расположения резинового кольца.

Монтаж трубопровода производят с соблюдением следующих требований:

– прямолинейность в горизонтальной и вертикальной плоскостях;

– плотность опирания на основание;

– прокладка груб снизу вверх по уклону раструбами вперед;

– установка в начале участка трубопровода тупикового упора;

– обеспечение зазора между соединяемыми трубами.

Зазор между соединяемыми железобетонными и бетонными безнапорными раструбными трубами диаметром до 700 мм – 10 мм, более 700 мм – 15 мм; между железобетонными напорными трубами диаметром до 1000 мм – 15 мм, более 1000 мм – 20 мм; между фальцевыми трубами на наружной поверхности трубы – не более 20 мм, на внутренней – 10 мм.

Трубы при раскладке вдоль траншеи должны укладываться на деревянные лежни с углублениями или прибитыми клиньями.

Высота лежней должна обеспечивать зазор не менее 50 мм до низа трубы в раструбной части.

Перед укладкой труб в траншею отметки основания прове­ряются нивелировкой.

Монтаж железобетонных раструбных труб начинается с надевания резинового уплотнительного кольца на втулочный конец трубы на бровке траншеи. Труба с помощью крана или трубоук­ладчика опускается в траншею. Втулочный конец трубы заводится в раструб ранее уложенной. Затем производится выверка положения трубы по вертикали с помощью визирки с одновременной подбив­кой грунта под трубой. Далее производится выверка положения трубы по горизонтали по инвентарным вешкам. Дальнейший монтаж заключается в закатывании резинового кольца в раструбную щель с помощью различных приспособлений и механизмов: натяж­ным приспособлением, устанавливаемым внутри трубы, с помощью ковша гидравлического экскаватора и при помощи трактора.

По окончании монтажа стыка необходимо проверить правиль­ность расположения резинового кольца в раструбной щели, не допуская перекручивания его по окружности трубы. В заключение стык заделывается цементным раствором, который заливается в стык или зачеканивается. При заливке применяется пеньковый жгут или резиновый шнур, постепенно вводимый в раструб, начиная с нижней его половины.

При монтаже железобетонных труб могут применяться различ­ные способы соединения труб с помощью следующих монтажных приспособлений и механизмов:

– с помощью натяжного приспособления, установленного внутри трубы;

– при помощи ковша гидравлического экскаватора;

– при помощи трактора.

Центрирование труб со стороны втулочного конца произво­дится при помощи клинышков, подкладываемых в кольцевое прост­ранство. Центровка должна обеспечивать одинаковый кольцевой зазор.

После укладки и центровки трубы производится закрепление ее на основании траншеи путем частичной подбивки грунтом.

Уплотнение стыков производится при помощи ручных коно­паток. Заделку стыков начинают с самой тонкой из конопаток, переходя последовательно на более толстые. По окончании коно­патки немедленно приступают к зачеканке стыков асбестоце­ментной смесью. Для зачеканки стыков применяют пневматические или электрические рубильно-чеканные механизмы.

Монтаж железобетонных труб с гладкими концами при помощи неподвижных муфт начинают с опускания краном трубы в траншею и установкой на нее муфты. После центрирования трубы производится подбивка ее грунтом, разметка рабочего положения муфты и надвижка муфты. Заделку стыка производят пеньковой прядью, затем – асбестоцементной смесью (состав – асбестовое волокно 30-35 %, портландцемент М 400 – 65-70 %, вода 10-12 % от массы сухой смеси).

Технология укладки керамических трубопроводов схожа с чугунными.

Перед укладкой в траншею каждую трубу тщательно осмат­ривают и очищают от грязи с внутренней и наружной стороны. При обнаружении трещин и других дефектов трубы отбраковывают.

Монтаж трубопровода ведут как отдельными трубами, так и звеньями в две, три, пять и более труб, но общая длина звена не должна превышать 8 м. Особенно целесообразно вести укладку звеньями в мокрых грунтах.

Предварительная сборка отдельных труб в звенья производится у места их укладки. Для сборки звеньев в три трубы и более делают специальный шаблон, укладывают на него трубы и последовательно заделывают стыки. Если звенья делают из двух труб, то одну трубу ставят раструбом вверх, а другую вставляют гладким концом в раструб, который в таком положении заделывают. Вертикальное положение труб при заделке стыка является очень удобным для работы и обеспечивает высокое качество стыка.

Одиночные керамические трубы укладывают на дно траншеи с помощью монтажных скоб.

Начинают укладку от нижнего колодца и ведут к верхнему (против уклона), располагая трубы раструбами вперед, т. е. так, чтобы течение жидкости было в направлении от раструба к гладкому концу.

Трубы больших диаметров опускают в траншеи самоходными монтажными кранами, а в отдельных случаях монтажными треногами или другими приспособлениями соответствующей грузоподъемности.

Звенья из труб опускают в траншею самоходными монтажными кранами с помощью траверс, которые обеспечивают горизонтальное положение звеньев при опускании и сохранность стыков.

Опускаемую трубу или звено из нескольких труб заводят гладким концом в раструб уже уложенной трубы, оставляя зазор 3-5 мм для труб диаметром до 300 мм и 7-8 мм для труб диаметром более 300 мм. Центрирование и выверка по заданному направлению производятся так же, как и чугунных раструбных труб.

Стыковые соединения трубопроводов из керамических труб уплотняют битуминизированной прядью с последующим устройст­вом замка из цементного раствора, асбестоцементной смеси, асфаль­товой или другой мастики, а стыки трубопроводов для агрессивных сред – материалами, стойкими в данной агрессивной среде.

При предварительной заготовке звеньев из труб, выполняемой у бровки траншеи, замки стыков делают из асфальтовой мастики, а замки стыков между звеньями допускается заделывать асбестоце­ментной смесью или цементно-песчаным раствором.

Глубину заделки пеньковой прядью принимают 30 мм, а масти­кой, асбестоцементным и цементным раствором – от 25 до 30 мм.

Заделку стыков пеньковой прядью и устройство замка из асбестоцементного и цементного раствора производят также, как и стыков чугунных трубопроводов, однако сплошная заделка стыков цементным раствором допускается только при укладке керами­ческих труб на бетонном или плотном основании, исключающем просадку труб.

Стальные трубы могут монтироваться с укладкой труб со сваркой в траншее или укладкой звеньев труб с их сваркой на бровке траншеи.

Стальные трубы собираются в звенья в такой последова­тельности:

– укладываются и выверяются лежни;

– укладываются с помощью крана трубы на лежни;

– очищаются и подготавливаются кромки труб к сварке;

– центрируются и прихватываются стыки электросваркой;

– свариваются стыки труб с поворачиванием звена труб;

– удаляются лежни и устанавливается собранное звено на инвентарные подмостки.

Перед сваркой труб необходимо очистить их от грунта, грязи и мусора, выправить, а в случае необходимости обрезать кромки деформированных труб. При дуговой сварке производят очистку кромок труб на ширину не менее 10 мм.

При монтаже труб без подкладочного кольца смещение кромок изнутри трубы не должно превышать 3 мм. При сборке и сварива­нии труб на остающемся цилиндрическом кольце, смещение кромок изнутри трубы не должно превышать 1 мм. При смещении наруж­ных кромок стыковых труб должен обеспечиваться плавный пере­ход от большого наружного диаметра к меньшему с углом перехода, не превышающим 15°. Если смещение с наружной стороны стыко­вого соединения не превышает 5 мм, то плавный переход осуществ­ляют за счет наклонного расположения поверхности сварного шва.

Монтаж труб, изготовленных с продольным сварным швом, с трубами со спиральным сварным швом производится со смещением швов смежных труб не менее чем на 100 мм. При монтаже труб, у которых заводской продольный или спиральный шов сварен с двух сторон, смещение этих швов может не производиться. Трубы должны укладываться так, чтобы продольные швы были доступны для осмотра.

При устройстве стыка с помощью прихваток количество их должно быть: для труб диаметром до 100 мм – 2 шт., от 100 до 600 мм – 3-4 шт., свыше 600 мм – прихватки через 300-400 мм. Длина прихватки должна быть 15-60 мм для труб диаметром до 600 мм и 70-100 мм для труб более 600 мм. Высота прихватки для труб с толщиной стенки до 10 мм – не менее 3 мм, а толщиной стенки свыше 10 мм – 5-6 мм. При наложении основного шва прихватки должны быть полностью переварены. Электроды или сварочная проволока должна быть тех же марок, что и для сварки основного шва.

При ручной электродуговой сварке отдельные слои шва должны накладываться так, чтобы замыкающие участки их в соседних слоях не совпадали друг с другом.

Газовая сварка труб толщиной до 4 мм производится в один слой при толщине свыше 4 мм – в два слоя. Каждый слой шва при многослойной сварке перед наложением последующего слоя очищается от шлака и брызг металла.

Укладка звеньев труб производится в следующей последова­тельности:

– строповка звена и опускание его в траншею;

– центровка звена и прихватка стыков электросваркой;

– выверка положения звена;

– подбивка уложенного звена с обеих сторон грунтом на высо­ту 1/4 диаметра трубы с послойным уплотнением;

– сварка неповоротного стыка звеньев.

Изоляция стыков труб состоит в очистке от грязи, пыли, окалины и ржавчины; нанесении грунтовки; битумной мастики; обертывания трубопровода армирующими и наружными оберточ­ными материалами.

Грунтовка приготавливается путем растворения в бензине битума той же марки, что и для защитного покрытия. Битум охлаждают до 70 °С. Отношение объема битума к объему бензина должно составлять 1:3, или по массе 1:1,25 до 1:2,5. В зимних условиях применяется авиационный бензин.

Грунтовка наносится на сухую поверхность трубы. Битумно-резиновая мастика наносится на высохшую грунтовку в горячем состоянии (160-180 °С). Второй слой наносится после остывания первого.

Мешочной бумагой, гидроизолом или бризолом трубопровод обертывают по горячему битумному покрытию по спирали. Обертка должна плотно прилегать к грунтовке.

Грунтовка наносится на сухую поверхность. Битумная мастика наносится на высохшую грунтовку в горячем состоянии (160-180 °С). Второй слой наносится после остывания первого. Бумагой обертывают по горячему битумному покрытию по спирали внахлест на 2-3 см, а при использовании гидроизола и бризола допускается зазор между витками до 2 мм.

Асбестоцементные трубы используют для прокладки напор­ных и безнапорных трубопроводов. По сравнению с другими трубами, они обладают большой хрупкостью, поэтому необходима осторожность при погрузке, разгрузке, транспортировании, укладке и монтаже.

Асбестоцементные водопроводные трубы изготовляют заводс­ким способом на рабочее давление 0,6; 0,9; 1,2; 1,5 МПа (соот­ветственно марки ВТ6, ВТ9, ВТ12, ВТ15) диаметром до 500 мм.

Соединения труб осуществляют асбестоцементными или металлическими муфтами с резиновыми кольцами. Наиболее совершенное соединение – соединение асбестоцементных труб при применении самоуплотняющихся асбестоцементных муфт (САМ) и резиновых колец фигурного сечения.

Асбестоцементные канализационные трубы для безнапорных трубопроводов изготавливают диаметром 100-400 мм с гладкими концами длиной 3 и 4 м. Их соединяют при помощи раструбов, фальцев с накладным поясом и муфт.

Стыки труб должны быть прочными, водонепроницаемыми, устойчивыми против коррозии и температурных влияний.

Асбестоцементные трубы диаметром до 150 мм опускают в траншею глубиной до 3 м вручную. Трубы диаметром до 300 мм опускают в неглубокую траншею без креплений на лямках, а в траншею глубиной более 3 м, имеющую крепления, опускают на канате или на мягком тросе, пропущенном через трубу. Трубы диаметром более 300 мм опускают в траншею с помощью самоходных кранов. Для опускания труб используют обычные стропы или специальные захватные приспособления.

Асбестоцементные трубы при монтаже соединяются при помощи буртовых асбестоцементных муфт с уплотнением их резиновыми кольцами круглого сечения, самоуплотняющихся асбестоцементных муфт (САМ) с резиновыми кольцами фигурного сечения, фланцевыми муфтами с резиновыми кольцами круглого сечения (для напорных трубопроводов), а также цилиндрических асбестоцементных муфт (для безнапорных трубопроводов).

Монтаж трубопроводов из асбестоцементных труб на муфтах типа САМ производится в следующей последовательности. До начала соединения труб в очищенные от загрязнения канавки муфт закладываются резиновые кольца так, чтобы цилиндрические гнезда в кольцах были обращены внутрь муфты. При установке колец в пазы муфт необходимо их расправлять так, чтобы выступающие части были одного размера по всей окружности муфты.

Устройство стыковых соединений с помощью чугунных муфт производится с соблюдением правил устройства фланцевых соединений, т. е. с обеспечением поочередного завинчивания гаек, с тем, чтобы не допускать перекоса фланцев. Опускание труб в траншею, их укладка, центровка и т. п. производятся так же, как и при устройстве стыковых соединений на муфтах САМ.

Разметка соединения производится в следующем порядке:

– на концах каждой трубы карандашом отмечается расстояние, равное половине длины втулки минус половина зазора между трубами (на этих отметках должны размещаться края втулки, надвинутой на концы труб).

– на каждом конце соединяемых труб делается еще по одной отметке на расстоянии, равном половине длины втулки плюс тол­щина резинового кольца и чугунного фланца. Вблизи этих отметок должны располагаться внешние края фланцев после затягивании болтов;

– по окончании разметки стыкового соединения фланца резиновое кольцо и втулка устанавливаются в соответствии с произведенной разметкой и осуществляется монтаж стыкового соединения путем подтягивания гаек в установленном порядке.

Применяемые при устройстве стыковых соединений стальные болты, фланцы и втулки должны иметь антикоррозийную защиту (оцинковку, покрытие асфальтовыми лаками).

Между соединяемыми трубами, торцы которых должны быть чисто обрезаны перпендикулярно к оси трубы и обработаны на конце под углом 20-25°, следует обеспечить необходимый зазор с помощью переносной штанги, удаляемой из трубы после монтажа стыка: 5 мм – для труб с диаметром прохода до 300 мм включительно и 8-10 мм – для труб более 300 мм. Длину конусной части конца трубы делают равной: 6-10 мм – для труб с диаметром условного прохода 100-150 мм, 12-18 мм – для труб 200 мм и более. В сопряжении внутренней поверхности труб и торцов допускаются закругления или фаски шириной не более 5 мм.

Для того, чтобы зазор между трубами после монтажа стыка был расположен на середине муфты, на трубах делаются отметки на расстоянии от торцов, равном половине длины муфты минус половина величины зазора между трубами. Для уменьшения трения между поверхностями труб и резиновыми кольцами наружную поверхность труб смазывают графито-глицериновой пастой на длине до 70 мм от концов.

Монтаж труб на муфтах типа САМ может проводиться двумя способами. При первом – на укладываемую трубу надвигают муфту до сделанной на трубе отметки (20 мм от торца трубы), затем с помощью монтажного приспособления эту трубу вместе с муфтой продвигают в сторону уложенного трубопровода до тех пор, пока конец уложенной трубы не войдет в муфту на глубину 20 мм. Для того чтобы во время монтажа муфта не сдвинулась со своей первоначальной отметки, у ее торца устанавливают упорный (переносной) хомут.

При втором способе на укладываемую трубу надвигается муфта на всю ее длину. Затем эта труба центрируется с ранее уложенной и при помощи монтажного приспособления муфта с укладываемой трубой передвигается на уложенную трубу до имеющейся на ней отметки 20 мм.

При первом и втором способах монтажа муфта может первоначально быть наложенной также и на уложенную трубу.

Для монтажа стыковых соединений используются следующие приспособления: рычажный натяжной домкрат; приспособление с центральным торцевым винтом; рычажно-реечное натяжное приспособление; винтовой натяжной домкрат.

Среди большого количества пластмассовых труб наибольший интерес представляют полиэтиленовые и винилпластовые трубы. Полиэтиленовые напорные трубы изготавливаются из полиэтилена высокой и низкой плотности и выпускаются четырех типов (Л, СЛ, С и Т). Типы труб отличаются друг от друга толщиной стенок. Соединения полиэтиленовых и винилпластовых труб могут быть раструбными, фланцевыми и резьбовыми. Их можно соединять с помощью сварки и клея.

Сортамент пластмассовых труб, применяемых при строи­тельстве водопроводных и канализационных сетей, приведен в табл. 2.7 – 2.9.

Таблица 2.7 – Напорные трубы из полиэтилена высокой плотности (низкого давления) ПВП

Добавить сайт в закладки

Перед монтажом, во избежание их повреждения, траншею и ее дно нужно тщательно выровнять. Если у основания траншеи имеются твердые включения, то нужно устроить песчаную подушку из песка. Толщина ее должна быть 10-15 см. При бестраншейной прокладке труб водопровода устройство основания и обратная засыпка не нужны.

После того как укладка окончена, осуществляется обратная засыпка в траншею. На высоту 15-30 см выше верха трубы производится начальная обсыпка песком. Последующая засыпка до верха траншеи может проводиться местным грунтом камней или строительного мусора, размер которого больше 20 мм. Под дорогами и проездами, которые проектируются, обратная засыпка траншеи производится обязательно только песком с послойным уплотнением.

Список необходимых инструментов:

• муфта и сварочный аппарат;
• фланец;
• компрессионные фитинги.

Плюсы полиэтиленовых труб

Современные полиэтиленовые трубы производят из полиэтилена, марка которого ПЭ 80 и ПЭ 100 по ГОСТ 18599-2001. Они имеют очень много преимуществ перед остальными видами:

• стоимость полиэтиленовых меньше, чем стальных;
• срок использования не меньше 50 лет;
• трубы ПНД не подвергаются коррозии и очень устойчивы к воздействию агрессивных сред;
• из-за относительно маленького веса монтаж проводится без использования техники большой грузоподъемности;
• простота и надежность при монтаже стыковой или электромуфтовой сваркой;
• труба внутри не разрушается при замерзании воды.

Эти важнейшие свойства полиэтиленовых труб обеспечили им широкое применение в большинстве областей строительства инженерных коммуникаций.

В целях формирования и установки сетей водоснабжения и водоотвода необходимо, прежде всего, применять водопротоки, изготовленные из полиэтиленовых труб , с учетом всех преимуществ таких водопротоков перед стальными или чугунными изделиями. Существенным изъяном труб, изготовленных из металла, особенно это касается стальной продукции, является их недолгий срок эксплуатации по причине воздействия коррозийных процессов.

При установке любой трубопроводной системы ее характеристики по эксплуатации будут определены тем, как скрупулезно и тщательно рабочие придерживались техники монтажа водостоков, из какого материала они ни были бы сделаны - из металла или пластика. Для каждого типа труб существуют и свои правила и технологии установки. Укладка трубопроводов из полиэтиленовых труб имеет свои существенные отличия. Во-первых, необходимо замерить ширину траншеи. Она должна прекрасно обеспечивать удобства при монтаже и установке трубопровода. Главное, что нужно учесть: ширина канавы должна быть больше диаметра труб примерно на 40-50 см. Такие условия должны быть соблюдены и при уложении канализационных труб, и при укладке водопроводов. Если укладка водостоков проводится в крепком или плотном грунте, то обязательно следует устроить песочную насыпь шириной примерно 10 сантиметров.

Крайне необходимо убрать со дна траншеи любые камни, а дно необходимо сделать гладким и ровным. Следует отслеживать, чтобы грунтовая земля на дне не была промерзшей. Если грунт под укладку трубопровода из полиэтиленовых труб отличается рыхлостью, то возможно потребуется применить технологии для создания эффекта укрепления земли. Если же существует вероятность смещения грунта, то в целях обеспечения статичного положения водопротоков в земле на дно канавы выкладывается геотекстиль.

Чаще всего монтаж трубопровода из полиэтиленовых труб начинается с укладки специальной подушки, которая представляет собой некий материал, а именно гравий или песок. Толщина такой подушки может быть разнообразной в зависимости от особенностей грунта, но в среднем она составляет 10-15 сантиметров. Уплотнять подушку необходимо лишь поблизости от смотрового колодца. В местах крепления водопротоков между собой рабочие делают приямки. Когда при анализе грунта выясняется его способность к сильному внутреннему трению, в таком случае подушку можно не укладывать. Тогда в основании колеи затвердевший грунт изымается, и на его место выкладывается более мягкая по структуре земля. Изъятый грунт может быть позже использован для засыпки трубопровода, но необходимо прежде удостовериться, что в нем не содержатся большие камни. Засыпать трубу для водоснабжения можно также при помощи песка или мелкого гравия. Сначала засыпка трубы ведется по всему периметру, на высоте более 15 см от ее крайней точки. Если же приходится грунт делать более плотным, то засыпку совершают мелкими слоями по 20 сантиметров. Ни в коем случае нельзя утрамбовывать землю непосредственно над водостоком.

После укладки трубопровода из полиэтиленовых труб засыпка чаще всего осуществляется изъятой землей, но предварительно необходимо очистить ее от камней, если они размерами превышают 6 см, а если есть валуны - то 30 см.

Трубы из поливинилхлорида крепятся между собой чаще всего при помощи клея в раструб. Тем не менее нужно учитывать, что для склейки требуется скрупулезно очистить поверхности и наносить клеевую основу очень аккуратно. Нельзя допускать искривления стыковых краев. В последние годы для монтажа и крепежа между собой водостоков из полиэтиленовых материалов стали очень популярны раструбные спайки, которые уплотняются при помощи резиновых манжеток многообразных профилей. В подобном случае водостоки производятся с раструбами, которые содержат внутри кругообразные пазы. Если необходимо прикрепить полиэтиленовую трубу к стальной или чугунной, то нужно использовать соединения из фланца. Там, где прокладываются канализационные системы из полиэтиленовых водостоков сквозь стены колодцев, в роли гильз применяются крепежные муфты с одним-единственным кольцом из резины.

Сварку производят в основном контактным методом, она осуществляется в раструб или встык с фасонными отделениями. При сварке полиэтиленовых труб необходимо очень точно соблюдать и следить за диаметрами водостока и их окружностью.

Добавить в закладки

Сооружение трубопровода из полиэтиленовых труб

Большая часть всех трубопроводов, проложенных в городах, относятся еще к советскому времени. Изношенность теплотрасс, канализации, газо- и водопроводных коммуникаций достигает 70%, что обусловлено материалом, из которого изготовлены трубы. Это сталь, которая подвергается интенсивному коррозийному воздействию. Строительство газопроводов из полиэтиленовых труб становится сегодня более востребованным. По мере истечения срока эксплуатации на различных трубопроводах происходит много аварий: под высоким давлением рвутся трубы, образуются многочисленные протечки, которые ведут к значительным потерям воды. Ухудшаются эксплуатационные показатели: за счет уменьшения сечения труб снижается их пропускная способность, вода загрязняется, снижаются ее биологические показатели.

Преимущества полиэтиленовых труб

Трубы, изготовленные из полиэтилена (ПЭ), являются современной альтернативой своим устаревшим физически и морально металлическим предшественникам. Они имеют целый ряд бесспорных преимуществ по сравнению с изделиями из стали или чугуна.

1. Отсутствие коррозийного поражения, что сводит к минимуму затраты на монтаж, обслуживание и ремонт.
2. Удобство в работе: полиэтиленовые изделия легко резать, поэтому их просто подгонять по размеру как на строительной площадке, так и в полевых условиях при прокладке трубопроводов.
3. Высокая пропускная способность за счет того, что внутренние стенки ПЭ изделий являются гладкими.
4. Трубы из полиэтилена имеют эластичную структуру внутренних стенок, на которых в результате не образуется накипь и они не засоряются изнутри различными взвесями, содержащимися в жидкости.
5. Полиэтилен химически инертен, успешно противостоит агрессивному воздействию, следовательно, он не нуждается в дополнительной специальной защите.
6. Полиэтилен не электропроводен, поэтому ему не страшны блуждающие токи, разрушающие металлические трубы.
7. Радиус изгиба полиэтиленовой трубы может составлять до 10 ее наружных диаметров в зависимости от температуры, что сокращает затраты на соединительные детали и облегчает проектирование и строительство трубопроводов.
8. Полиэтиленовая труба имеет высокую гибкость: минимальный радиус изгиба равен 25 диаметрам трубы при 200°C.
9. Значительно меньший вес по сравнению с металлическими трубами, что облегчает монтаж и укладку.
10. ПЭ трубы устойчивы к перепадам температур и имеют высокие санитарно-гигиенические характеристики.

Схема деформации полиэтиленовых труб в зависимости от типа грунта.

Важное замечание. Промерзание грунта ведет к перемещению трубопроводов в вертикальной плоскости. Эти перемещения неравномерны, в результате чего возникают деформации (изгибы). Прогнозирование данных состояний следует определить, насколько радиус изгиба полиэтиленовой трубы зависит от уровня снижения температуры. Для того чтобы определить радиус изгиба, необходимо произвести специальные расчеты. Или же обратиться к специальным таблицам, где указывается минимальный изгибающий радиус для конкретного вида труб.

Минимальный радиус изгиба трубы из полиэтилена рекомендуется производителем для каждого вида и сорта труб. Если получить нужный радиус изгиба не получается, тогда следует использовать отводы, тройники и т.п.

Благодаря своим технологическим и эксплуатационным характеристикам трубы из полиэтилена получили широкое применение: их используют при сооружении новых трубопроводов и при ремонте отслуживших свой срок старых коммуникаций.

Сфера применения полиэтиленовых труб

Полиэтиленовые изделия широко используются в современном строительстве.

Они применяются при сооружении водопроводов, канализации, газопроводов. ПЭ трубы находят свое применение в напорной и самотечной канализации, служат защитными футлярами для электрических и телефонных проводов.

С помощью полиэтиленовых труб осуществляется реконструкция старых сетей. Замена может производиться с разрушением изношенных коммуникаций, но возможна прокладка новых параллельно со старыми, что не требует остановки водоснабжения населения и перекрытия канализации. Реконструкция колодцев и других коммуникационных и сантехнических сооружений зависит от степени их изношенности. Частичной замене могут подлежать отдельные детали (горловины, запорная арматура и др.), в случае необходимости производится капитальный ремонт с полной заменой трубопроводов.

Монтаж полиэтиленовых труб для канализации

Канализационные сети бывают внутренние и наружные. Их назначение заключается в сборе и транспортировке санитарной и ливневой сточной воды, имеющей различный химический состав. Любые проблемы на канализации резко влияют на качество жизни.

Элементы и сборка для полиэтиленовых труб внутренней канализации

Трубы полиэтиленовые для канализации начали производиться не так давно, и сегодня они полностью соответствуют высоким требованиям благодаря своей инертности к воздействию минеральных кислот, щелочей и других агрессивных веществ. ПЭ трубы канализации имеют большую пропускную способность за счет отсутствия внутренних шероховатостей. При обустройстве внешних систем канализации используют морозоустойчивые ПЭ трубы. Монтаж внутренней канализации не требует труб со столь высокими эксплуатационными характеристиками.

Трубы для канализации привлекательны для специалистов, работающих по обустройству подобных систем тем, что их монтаж значительно проще в сравнении с традиционными сетями канализации. Монтаж внутренних канализационных коммуникаций при использовании полиэтиленовых труб не требует сложного специального оборудования. Полиэтиленовые трубы небольшого диаметра монтируются посредством компрессионных фитингов.

Оборудование наружной канализации производится методом стыковой сварки: специальное сварочное оборудование позволяет осуществить монтаж, уменьшая количество стыков до пяти раз в сравнении с металлическими трубами для канализации

Соединение водопроводных полиэтиленовых труб

ПЭ изделия соединяются тремя основными способами:

1. контактно-стыковая сварка,
2. муфтовая сварка с закладными электронагревателями
3. монтаж посредством компрессионных фитингов.

Возможно также разъемное соединение, которое осуществляется стальными прижимными фланцами. Монтаж поворотов и разветвлений трубопроводов осуществляется с применением сварных или литых фитингов.

Разные способы соединения используют в зависимости от условий работы. Если имеются условия для размещения сварочного оборудования, то необходима стыковая сварка. Сварка встык применяется при работе с трубами больших диаметров (от 630 мм).

Ограниченность рабочего пространства (колодцы, камеры, траншеи) требует электромуфтовой сварки с помощью закладных нагревателей.

При необходимости соединения труб диаметром до 63 мм применяют компрессионные фитинги, что создает разъемные конструкции. Данное соединение несложно в работе, имеет высокие производительные показатели, не требует сложного специального оборудования. Соединение внутренних систем трубопроводов чаще всего осуществляется именно этим способом. Их монтаж доступен даже непрофессионалам.

Укладка трубопроводов

Укладка полиэтиленовых трубопроводов осуществляется двумя основными способами. Это традиционная укладка труб в открытую траншею и бестраншейная укладка - метод глубокого направленного бурения.

Трубопроводы из полиэтилена при открытом методе укладываются в траншею, ширина которой определяется необходимостью создания условий для работы. Оборудование водопровода и канализации требует ширины траншеи на 40 см больше наружного диаметра трубопровода. Эти параметры чаще всего прописаны в проекте. Длинномерные полиэтиленовые трубы часто укладывают в траншею, вырытую с помощью узкозахватного цепного экскаватора. При этом ширина траншеи уменьшается.

Траншею следует правильно подготовить. Ее обустройство зависит от состояния грунта. Если дно траншеи твердое и плотное, то необходимо устройство подушки. Дно засыпается слоем (около 10-15 см) песка или другим гранулированным материалом и выравнивается. На расстоянии 2 метров от смотрового колодца подушка трамбуется. На дне не должно быть камней, комков мерзлого грунта. При работе с рыхлым грунтом, который имеет опасность к смещению, требуется укрепить дно. В таких случаях дно траншеи укрепляется геотекстилем.

При ровном дне траншеи с оптимальными характеристиками грунта подушка не нужна. Можно обойтись небольшой выемкой земли у основания трубы на ее ширину и заменить ее более мягкой.

Обратная засыпка траншеи

Грунт, извлеченный при устройстве траншеи, в котором нет камней размером 20 мм, используется для первичной обсыпки. Она производится на всю длину трубы, высотой около 15 см от ее верха. При необходимости уплотнения обсыпки грунт должен соответствовать определенным требованиям. Можно использовать гравий мелких фракций (20-20 мм) или щебень (4-44 мм). Грунт нельзя сбрасывать прямо на нитку трубопровода. Уложенный на дно траншеи и присыпанный трубопровод нуждается в уплотнении. Засыпанный грунт трамбуется слоями по 20 см с обеих сторон трубы, чтобы не произошло ее смещение. Непосредственно над трубой грунт не трамбуется.

Обратная засыпка производится после уплотнения и получения утрамбованного слоя около 30 см поверх трубы. Засыпку траншеи можно производить извлеченным грунтом, допускается размер самых крупных камней не больше 300 мм. Даже при наличии слоя защитной обсыпки толщиной около 30 см размер камней в грунте, который используется для засыпки, не может быть более 60 мм.

Бестраншейная укладка трубопровода

В некоторых случаях, когда линии трубопроводов пересекаются с железной дорогой, оживленной транспортной магистралью, рекой и другим препятствием, прокладка открытой траншеи невозможна. Причина также может заключаться в необходимости максимального сокращения затрат на рытье траншеи. Это является основанием для применения метода бестраншейной прокладки полиэтиленовых трубопроводов. Широко распространенным стал способ бестраншейной прокладки горизонтально направленного бурения (метод ГНБ).

Горизонтальное бурение является специальным способом устройства коммуникаций без вскрытия грунта. Работа начинается в месте вывода трубы на поверхность. Технология гарантирует высокую точность вывода бура в предполагаемом месте выхода на поверхность. Метод позволяет прокладывать под землей трубы длиной более 100 м и диаметром до 630 мм и более. Существует два основных способа горизонтального бурения: управляемое и неуправляемое.

Управляемое горизонтальное бурение осуществляется проходческими машинами, посредством промывочного и пилотного бурения.

Неуправляемое горизонтальное бурение осуществляется двумя методами: 1) без обсадных труб (таранная ракета, вытесняющее бурение, шнековое бурение) и 2) с обсадными трубами (буровое нагнетание, бурение проколом, ударное бурение, таранное бурение).

Методы горизонтального бурения и бестраншейная укладка полиэтиленовых труб считаются наиболее современной технологией. Для расширения скважины применяют специальное буровое расширение. Для улучшения проводки скважина обрабатывается буровым глинистым раствором, который формирует и смазывает сам канал.

Таким образом, характеристики полиэтиленовых изделий позволяют осуществлять их монтаж и прокладку с помощью любого известного в настоящее время способа с учетом тех ограничений, которые накладывает минимально допустимый радиус их изгиба.

Протаскиваемая или проталкиваемая полиэтиленовая труба в состоянии повторить конфигурацию старой трассы, имеющей радиус кривизны более 120 диаметров самой трубы. Металлические изделия такой радиус изгиба практически не имеют.

Организация монтажных работ

Сварочно- ведутся либо по базовой схеме, либо трассовым методом. Базовый метод используется в тех случаях, когда объект находится недалеко от места сварки, где трубы предварительно соединяются, а затем их готовыми секциями подвозят на трассу трубопровода. Длина секции может достигать более 30 м. На месте они свариваются в цельную нитку, которая затем аккуратно, чтобы не нарушить радиус изгиба, должна быть уложена в траншею.

Трассовая сварка начинается с вдоль траншеи. Затем производится монтаж и сварка передвижными сварочными установками. Трубы небольшого диаметра можно укладывать в траншею вручную. Однако чаще всего применяют трубоукладчики или краны. Готовую нитку следует опускать без рывков, равномерно, предварительно закрепив ее пеньковыми канатами или мягкими стропами, которые должны быть расположены на расстоянии 5-10 метров друг от друга. Цельная сварная нитка должна быть опущена в траншею аккуратно, чтобы не был превышен критический радиус изгиба в процессе укладки. Предварительно следует выждать не менее 2 ч после сварки последнего звена.

Недостатки полиэтиленовых труб

Проблемы с полиэтиленовыми изделиями связаны с особенностями всех вязкоупругих термопластов. Их прочность во многом зависит от степени изгиба и сжатия, и в целом она сравнительно небольшая. Полиэтилен чувствителен к ультрафиолету, что приходится компенсировать красящими добавками (обычно это сажа) и применением защитной окраски. Тепловое расширение полиэтилена довольно высокое и его приходится компенсировать с помощью конструктивного Г- или П-образного изгиба трубы.

Сегодня отечественные подземные трубопроводы имеют протяженность около 2 млн км. В основном это трубопроводы из стали. На долю полиэтиленовых труб приходится, например, около 10% всей протяженности газопроводов. Другие сети тоже имеют не очень высокие показатели по данному параметру. Однако наблюдается стойкая тенденция к тому, что современные трубопроводы в процентном соотношении меняются в пользу полиэтиленовых труб.