Переходы трубопроводов через естественные и искусственные препятствия
На пересечении трубопроводов с различными преградами - реками, каналами, трамвайными путями, железными дорогами и т.д. - устраивают сооружения специального назначения.
В городских условиях трубопроводы прокладывают под водными потоками в стальных футлярах, называемых дюкерами. Дюкер - это сложный инженерный комплекс, предназначенный для совместной или одиночной прокладки по дну водоемов различных коммуникаций и сетей. Обычно дюкеры выполняют в две или более линии. Трасса их зависит от общей схемы сети.
Многотрубный дюкер (рис. 3.4) представляет собой металлический стальной цилиндр большого диаметра (до 3 м) с толщиной стенки 12-16 мм, усиленный ребрами жесткости. Наружные поверхности дюкера гидроизолируют битумной мастикой, гидроизолом и битумной эмалью. Дюкер заполняют водой и погружают на заранее подготовленное гравийное ложе. Погруженный и закрепленный в неподвижной опоре дюкер дополнительно пригружают чугунными или железобетонными грузами, которые предупреждают всплытие дюкера после откачки из него воды.
Обслуживание дюкеров производится из береговых камер.
Рис. 3.4. Сечение многотрубного дюкера:
1-настил для прохода и обслуживания; 2-ребра жесткости;
3-стальная труба; 4-грузы
Через водные преграды с неустойчивым руслом и берегами, с высокими скоростями течения воды (более 2 м/с), через глубокие овраги и балки целесообразно осуществлять надземные переходы. При устройстве надземных переходов трубопроводы подвешивают снизу к конструкциям существующих мостов или же сооружают для них специальные мосты. Иногда в таких случаях используется несущая способность самих труб путем устройства из них арочных или других переходов. При совместной прокладке большого числа трубопроводов сооружают эстакады. На рис. 3.5 показана многоярусная эстакада.
Рис. 3.5. Сечение эстакады:
1-продольные балки; 2-трубопроводы; 3-надстройка; 4-настил для прохода и обслуживания
Эстакады изготовляют из металла или железобетона. Эстакады с большим количеством труб устраивают с проходами между трубами, с которых производится обслуживание арматуры, изоляции, опор. Трубопроводы на эстакадах размещают в определенном порядке: с высокой температурой теплоносителя - на нижнем ярусе, крупные холодные - на верхнем, мелкие подвешивают на подвесных опорах под траверсами.
Сложившаяся отечественная практика строительства трубопроводов основывается на преимущественном использовании стальных и чугунных труб, в то время как в большинстве технически развитых стран доля неметаллических трубопроводов значительно увеличилась за последние 20 лет. Доля протяженности пластмассовых трубопроводов, отнесенная к суммарной протяженности трубопроводов из стали и пластмасс, соответствует в США, ФРГ и Японии около 40%, в то время как в России она равна лишь 1%.
При замене стальных и чугунных труб неметаллическими, в тех областях, где это технически возможно, достигается существенный экономический эффект, снижение металлоемкости и значительное сокращение затрат топливно-энергетических ресурсов в расчете на 1 км сооружаемого трубопровода. Как показал отечественный и зарубежный опыт, замена стальных труб полимерными особенно целесообразна на трассах с большой агрессивностью грунтов и большой плотностью блуждающих токов. Недостаточный объем производства пластмассовых труб в некоторой степени компенсируется значительным объемом использования асбестоцементных труб, который превысил выпуск их в США в 3,5 раза.
При проектировании инженерных сетей предусматривают применение труб из следующих материалов и соответствующие защитные мероприятия:
А) стальные трубы — для теплопроводов и водопроводов, прокладываемых в технических подпольях зданий и сооружений и в каналах; для газопроводов, прокладываемых на небольшой глубине, допускается прокладка в земле при условии применения весьма усиленного изоляционного покрытия, наносимого на трубы на поточных линиях, а также электрохимической защиты. Стальные трубы выпускаются в широком диапазоне диаметров, толщин стенок и марок стали. Они обладают высокой прочностью, относительно небольшой массой, пластичностью, индустриальностью монтажа. Недостатки стальных труб: подверженность коррозии и зарастанию, меньший срок службы по сравнению с чугунными и неметаллическими трубами, увеличение гидравлического сопротивления в процессе эксплуатации при отсутствии необходимых мер;
Б) чугунные трубы — для прокладываемых в земле сетей водопроводов и напорной канализации с герметизацией стыковых соединений эластичными материалами, стойкими в агрессивных биохимических средах. Чугунные трубы с противокоррозионным покрытием, выполняемым на заводах, долговечны,прочны, коррозионно стойки и находят широкое применение, недостаток этих труб — плохое сопротивление динамическим нагрузкам и большая масса;
В) трубы полиэтиленовые — для водопровода, канализации, газоснабжения (при условиях, определенных СНиП "Газоснабжение"). Такие трубы не подвержены электрохимической коррозии, имеют малое гидравлическое сопротивление, малую массу и низкую теплопроводность. Вероятность разрушения пластмассовых трубопроводов при замерзании в них воды мала. Недостатками таких труб являются невысокое сопротивление раздавливанию, большой коэффициент линейного расширения и подверженность старению;
Г) трубы керамические — для прокладываемых в земле трубопроводов самотечной бытовой и дождевой канализации, с герметизацией стыковых соединений коллекторов герметиками; для дренажных коллекторов - трубы керамические с сохранением зазоров в стыковых соединениях. Долговечны,устойчивы к коррозии, недостатки – малая прочность, ограниченная длина (800 мм – 1200 мм)хрупкость, низкая технологичность монтажа.
Д) трубы железобетонные — для прокладки подземных трубопроводов канализации и водоснабжения. Железобетонные трубы по сравнению с металлическими имеют ряд преимуществ. Они обладают коррозионной устойчивостью, являются диэлектриками, способны сохранять в условиях эксплуатации гладкую поверхность, что обеспечивает постоянство их протускной способности, имеют меньшую металлоемкоемкость и большую долговечность. Недостатком их является большая масса.
Е) трубы стеклянные — для напорных, безнапорных и вакуумных трубопроводов, используемых для транспортирования жидких, газообразных и твердых веществ при температуре от минус 50 до 120°С.
Ж) асбестоцементные трубы – для прокладки водопроводных, канализационных, восточных труб, для дренажей. К достоинству относят водонепроницаемость, малый вес,высокая прочность,долговечность,низкая цена, устойчивость к агрессивным средам, недостаткоми - хрупкость , ограниченный диаметр (100 – 500)
Тип основания под трубы принимают в зависимости от несущей способности грунтов и величины нагрузок. Во всех грунтах, за исключением скальных, заторфованных, илов, а также других водонасышенных грунтов, трубы укладывают на естественный грунт, обеспечивая при этом выравнивание, а в необходимых случаях профилирование основания.
Анализ достоинств и недостатков труб различных типов позволяет правильно производить подбор их для применения в конкретных условиях.
