Трубы по ГОСТ 18599-2001
На сегодняшний день во всем мире, особенно в развитых странах, в строительстве систем водоснабжения и канализации полиэтиленовые трубы занимают лидирующее положение. В течение последних нескольких лет производство полиэтиленовых труб в России активно развивается. При этом, в структуре производства происходят значительные изменения (появляются новые марки материала для производства труб ПНД – например полиэтилен марки ПЭ 100), а также расширяется ассортимент производимой продукции.
Классификация трубопроводов.
При использовании напорных труб из ПЭ необходимо учитывать следующие факторы: назначение трубопровода, вид и рабочие параметры транспортируемого вещества, а также способ прокладки.
По области применения наружные полиэтиленовые трубопроводы подразделяют на:
- Наружные сети водоснабжения, канализации и газоснабжения (распределительные газопроводы);
- Технологические трубопроводы: наружные внеплощадочные и внутриплощадочные (межцеховые);
- Нефтепроводы, трубопроводы заводнения нефтяных пластов и сброса пластовых вод;
- Трубопроводы при бурении скважин на воду;
- Трубопроводы сжатого воздуха, пневмоавтоматики, пневмотранспорта, воздуховоды;
- Закрытые оросительные системы обводнения пастбищ, осушения закрытым дренажем, внутрипочвенного полива, подземного обогрева грунта теплиц;
- Кабели связи, каналообразователи и т.п.
Системы водопровода разделяют на хозяйственно-питьевые, противопожарные и технологические.
В отдельных случаях эти системы могут быть объединенными. К технологическим трубопроводам из ПЭ труб относятся в т .ч. трубопроводы горнодобывающей промышленности – пульпопроводы для транспортировки воды с содержанием твердых частиц например шлака, суспензий и т.п., а так же трубопроводы бальнеотехнических систем для транспортировки растворов солей, лечебной грязи и других веществ.
Трубы из ПЭ обладают рядом преимуществ перед трубами из традиционных материалов:
- Коррозионная стойкость;
- Срок службы не менее 50 лет;
- Санитарно-гигиеническая и экологическая безопасность;
- Низкая шероховатость и практическое отсутствие зарастания труб;
- Высокая стойкость к гидро-абразивному износу;
- Высокая химическая стойкость;
- Устойчивость к гидравлическим ударам; • устойчивость к воздействию блуждающих токов (не проводит ток);
- Небольшой вес труб;
- Легкость транспортирования;
- Прочность сварных соединений, превосходящая прочность самих труб;
- Высокая ремонтопригодность.
Выбор способа прокладки трубопровода.
Наружные сети из полиэтиленовых труб рекомендуется прокладывать подземно, т.к. при надземной прокладке требуется защита трубопровода теплоизоляционными материалами для предотвращения замерзания транспортируемого вещества при отрицательных температурах воздуха и нагрева стенок труб при воздействии солнечной радиации и повышенных температур воздуха. Для наружных сетей газоснабжения из полиэтиленовых труб разрешена только подземная прокладка.
Полиэтиленовые трубопроводы также могут быть проложены:
- В зданиях (внутрицеховые или внутренние трубопроводы) на подвесках, опорах и кронштейнах; открыто или внутри борозд, шахт, строительных конструкций, в каналах, образованных, например, из гофрированных пластмассовых труб, скрыто;
- Вне зданий (межцеховые или наружные трубопроводы) на эстакадах и опорах (в обогреваемых или необогреваемых коробах и галереях), в каналах (проходных или непроходных) и в грунте (бесканальная прокладка).
Минимальная глубина заложения трубопроводов водоснабжения из ПЭ и их расположение относительно других коммуникаций.
Во избежание перемерзания трубопровода, минимальную глубину заложения необходимо устанавливать в соответствии с теплотехническими и прочностными расчетами, при этом оно должно превышать глубину промерзания грунта в данной местности не менее, чем на 0,5 м. В случае необходимости прокладки трубопровода водоснабжения с более мелким заложением следует предусматривать специальные меры против замерзания воды в трубах. Например, полиэтиленовый водопровод в канале можно покрыть тепловой изоляцией, конструкция которой не поглощает влагу. Хотя замерзание воды в полиэтиленовых трубах не вызывает разрушения их стенок, в отличие от труб из чугуна и стали, однако наличие в водопроводе ледяных пробок может нарушить нормальное функционирование водопроводной сети.
В общих случаях не рекомендуется проектировать укладку водопровода из полиэтиленовых труб на глубину менее 1 м (только при отсутствии над трубопроводом движения транспорта, что для городских условий мало- вероятно, заглубление может быть меньшим – до 1,5 D).
При пересечениях трубопроводы, транспортирующие воду питьевого качества, следует прокладывать выше канализационных, а также выше трубопроводов, транспортирующих ядовитые и дурно пахнущие жидкости, на 0,4 м.
Участки трубопроводов, транспортирующих воду питьевого качества, могут проходить ниже канализационных,но обязательно должны быть заключены в футляры, при этом расстояние от стенок канализации до обрезов футляров в каждую сторону должно соответствовать в глинистых грунтах – не менее 5 м, а в крупнообломочных и песчаных – 10 м.
В случаях пересечений полиэтиленовых водопроводов с теплопроводами и кабелями, полиэтиленовые трубы следует заключать в футляры из ПЭ труб или труб из других долговечных материалов с кольцевой жесткостью не менее 8 кН/м2. Расстояние от стенок футляров до кабеля или стенки основания перекрытия канала теплосети должно быть таковым, чтобы при проведении ремонтных работ на других коммуникациях не был поврежден трубопровод из ПЭ.
Расстояние между соседними трубами в свету при прокладке нескольких параллельных ниток полиэтиленового водопровода должно быть не менее 0,2 м.
Проход полиэтиленового водопровода при пересечении стенок колодцев (камер переключения, фундаментов зданий) проектируют с использованием защитных муфт, для исключения передачи нагрузки на водопровод при неравномерной осадке пересекаемого сооружения и трубопровода.
При параллельной прокладке с другими коммуникациями (кабельные сети, теплопроводы...) расстояние между полиэтиленовым трубопроводом и другими коммуникациями должно быть таковым, что бы при ремонтных работах на этих коммуникациях полиэтиленовый трубопровод не был поврежден.
Прокладка и монтаж полиэтиленовых трубопроводов.
Технология прокладки трубопроводов из ПЭ в траншеях.
Эластичность материала и малый вес ПЭ труб дает им определенные преимущества перед трубами из «жестких» материалов, таких как чугун и стеклопластик. В частности, при строительстве трубопроводов, зачастую на бровке траншеи свариваются отдельные плети максимальной длины (от колодца до колодца) которые затем опускаются в траншею, где остается выполнить их подсоединение к арматуре или сварить несколько монтажных стыков.
Укладка в траншею трубопроводов, смонтированных на поверхности.
Поскольку, в этом случае, можно значительно уменьшить ширину траншеи это приводит к сокращению количества земляных работ, ограничению массы материала, поставляемого для подсыпки и необходимости в его транспортировании. Хотя траншея может быть максимально узкой, она должна обеспечить возможность качественного уплотнения грунта. Работы по устройству траншей для трубопроводов из ПЭ проводятся с соблюдением обычных мер безопасности.
Профиль траншеи.
Профиль траншеи для прокладки полиэтиленовых трубопроводов определяется проектом. Ширина определяется исходя из условий обеспечения удобства проведения монтажных работ. На уровне горизонтального диаметра трубопровода <630 мм траншея должна со- ответствовать наружному диаметру трубы + 0,3 м. Для труб >710 мм + 0,4 м.
Рекомендуемые параметры профиля траншеи.
Дно траншеи.
Дно траншеи должно быть выровнено, без промерзших участков,освобождено от камней и валунов. Места выемки валунов должны быть засыпаны грунтом, уплотненным до той же плотности, что и грунт основания. В грунтах, склонных к смещению или при большой вероятности вымывания грунтовыми водами материала подсыпки и обсыпки необходимо принять соответствующие меры для сохранения грунта, окружающего трубу, в уплотненном состоянии. В частности, дно траншеи может укрепляться геотекстильным материалом.
Основание для трубопровода.
Нормальная толщина слоя подсыпки – 0,1 м. На скалистом грунте подсыпка устраивается в обязательном порядке. Если дно траншеи является скалистым или в дне траншеи находятся камни, величиной свыше 60 мм, необходимо увеличение подсыпки до полного выравнивания дна траншеи. Для подсыпки используется песок или гравий (максимальный размер зерен 20 мм). В отдельных случаях возможно применение материала с большим размером гранул. В любом случае, материал, применяемый для подсыпки, не должен иметь острых краев. Если местный грунт соответствует этим требованиям, выполнение подсыпки не обязательно. Подсыпка должна быть ровной и не должна уплотняться. Уплотнению до плотности основного грунта подлежит материал, заполняющий углубления, образовавшиеся после выемки валунов и других крупных объектов.
Слой основания для трубопровода
(подсыпка, подушка, постель)
Обсыпка трубопровода.
Извлеченный при отрыве траншеи грунт может быть использован для выполнения обсыпки трубы, при условии, что в нем не содержится камней (максимально допустимый их размер – 20 мм, отдельные камни до 60 мм так же могут быть оставлены в грунте). Если грунт для обсыпки предполагается уплотнять, то он должен быть пригодным для такой операции. Если извлеченный грунт не пригоден для обсыпки трубы, то для этой цели должен использоваться песок или гравий с размером фракции до 22 мм или щебень с рамером фракции 4-22 мм. Обсыпка должна осуществляться по всей ширине траншеи до получе- ния над поверхностью трубы (после трамбовки) слоя толщиной не менее 0,3 м. Первый слой не должен превышать половины диаметра трубы, но не более 0,2 м. Второй слой обсыпается до верха трубы, но так же не более 0,2 м. Во время обсыпки грунт необходимо наносить с минимальной высоты. Нельзя сбрасывать массы грунта непосредственно на трубу. Обсыпка трубопровода обычно производится после окончания прокладки и приемки трубопровода.
Обсыпка трубопровода
Уплотнение грунта.
Грунтовая обсыпка, уплотненная в пазухах трубопровода, обеспечивает некоторое снижение растягивающих усилий на боковые стенки труб от внутреннего давления транспортируемой среды. Степень уплотнения зависит от предназначения территории над трубопроводом и должна определяться проектом.
Окончательная засыпка траншеи.
К окончательной засыпке траншеи можно приступать после выполнения засыпки трубопровода и трамбовки грунта. Во время выполнения засыпки над трубопроводом рекомендуется поместить сигнальную ленту. Над газопроводами предупредительная лента помещается в обязательном порядке. Для того, чтобы в дальнейшем легче было идентифицировать трубопроводы, применение такой ленты рекомендуется также на других трубопроводах. Для засыпки можно применять грунт, вынутый из траншеи, или другой, согласно указаниям проекта. Диаметр частиц материала, применяемого для засыпки траншеи, не должен превышать 300 мм. Нельзя сбрасывать в траншею камни, щебень с острыми краями и больших размеров. Грунт не должен быть замороженным и окомкованным.
Окончательная засыпка траншеи
Изгиб ПЭ трубы при монтаже.
Благодаря такому преимуществу напорных труб из ПЭ, как гиб- кость, изменение направления на трассе полиэтиленового трубопровода можно выполнить путем допустимого изгиба трубы. В таких случаях отпадает необходимость в применении отводов. Радиус изгиба полиэтиленовой трубы зависит от таких факторов, как диа- метр, SDR, условия прокладки и т.п. Рекомендуемый минимальный радиус изгиба для полиэтиленовых труб с SDR11; SDR13,6; SDR17; SDR17,6 не может быть меньше, чем R >25 ·d. Если прокладка трубопровода выполняется при низкой внешней температуре или по нему будет транспортироваться вода с низкой температурой, – радиус изгиба должен быть увеличен: мин. R>35·d. Для тонкостенных трубопроводов с SDR21; SDR26; SDR33 и SDR41 минимальный радиус изгиба так же должен быть увеличен. В случаях поставки труб в бухтах необходимо их укладывать в траншеях в таком направлении изгиба, с каким они были первоначально намотаны на заводе.
Укладка в траншею предварительно смонтированного и имеющего допустимый радиус изгиба трубопровода.
Бестраншейные технологии прокладки ПЭ трубопроводов.
Бестраншейные технологии позволяют избежать затрат, связанных с раскопкой траншеи, ее засыпкой, уплотнением трамбовкой и т.п. Не требуется останавливать дорожное движение. Практически ликвидируются затраты связанные с изготовлением новых поверхностей (после засыпки открытой траншеи), временных до- рог, объездов, а также другие, связанные с этим, затраты. Прокладка методом горизонтально-направленного бурения в грунте (прокол, метод крота) Метод горизонтально-направленного бурения является наиболее популярным и широко применяемым. Он весьма экономичен в ситуациях, когда необходимо проложить трубопровод под проезжей частью, и нет возможности проводить прокладку в открытых траншеях. Метод позволяет с точностью до нескольких санти- метров прокладывать под землей ПЭ трубы длинной более 100 м и диаметром до 630 мм и более.
Прокладка методом горизонтально-направленного бурения
На первом этапе специальная бурильная установка производит бурение по заданной траектории (от от метки А к отметке В). При этом бур имеет меньший диаметр, чем предназначенная к протаскиванию труба.
На втором этапе в точке В производится подготовка к протаскиванию трубопровода: бурильная головка заменяется на головку большего диаметра, за ней прикрепляется приготовленная к протаскиванию ПЭ труба.
На третьем этапе происходит непосредственное протаскивание трубопровода от отметки В до отметки А. Бурильная установка втягивает ПЭ трубу в подготовленный на первом этапе канал. При этом первой идет головка, имеющая несколько больший диаметр, чем прикрепленная за ней труба. Напорная труба из ПЭ – наиболее подходящий материал для прокладки методом горизонтально-направленного бурения. Как правило, для бестраншейной прокладки не возникает необходимость в применении каких-либо специальных ПЭ труб и применяются обычные напорные ПЭ трубы на соответствующие рабочие давления.
