Сооружение наружных санитарно-технических сетей
Общая протяженность инженерных сетей, проходящих по территории шахты, составляет: для шахт мощностью 300 тыс. т угля в год Подмосковного бассейна — около 1: км и для шахт мощностью 600—1200 тыс. т угля в год Донецкого, Кузнецкого и Карагандинского бассейнов — около 2,5 км.
Схема инженерных сетей типовой шахты мощностью 600 тыс. т угля в год для Донецкого бассейна приведена на рис. 235.
Сеть водопровода оборудуется колодцами с задвижками для отключения отдельных участков сети, с вантузами для выпуска воздуха, а в противопожарных водопроводах также и с гидрантами для присоединения к ним пожарных рукавов.
Сети канализации оборудуются смотровыми колодцами, предназначенными для прочистки канализационных трубопроводов в случае их засорения. Теплофикационные сети оборудуются колодцами с вентилями или задвижками для отключения отдельных участков при возникновении аварий в сети и нишами для компенсаторов, воспринимающих температурные расширения трубопроводов.
Для предотвращения сдвигов водопроводных и теплофикационных трубопроводов в местах их поворотов сооружаются угловые бетонные упоры.
Наружные сети водопроводов и канализации прокладывают в открытых траншеях с последующей засыпкой их. Глубина заложения трубопроводов определяется глубиной промерзания грунта (труоопроводы укладывают вне зоны промерзания). Трубопроводы теплоснабжения укладывают в непроходных каналах на глубине, определяемой проектом, исходя из соблюдения необходимых уклонов, но не меньше 600 мм.
Виды труб для наружных трубопроводов, а также типы их стыковых соединений принимаются в зависимости от назначения и размеров трубопроводов, их рабочего давления, условий прокладки и экономических соображений (табл. 351).
Земляные работы
Разработка траншей для укладки трубопроводов ведется в зависимости от глубины и ширины траншей, а также свойств грунта канавокопателями (траншейными экскаваторами), одноковшовыми экскаваторами, оборудованными обратной лопатой или драглайном. При разработке скальных грунтов применяют взрывные работы.
Для трубопроводов ширина траншей (без учета креплений) принимается в зависимости от диаметра и материала укладываемой трубы (табл. 352).
Для трубопроводов теплоснабжения, укладываемых в каналах, ширина траншей принимается равной ширине канала плюс 0,2 м.
Рытье траншей в грунтах естественной влажности и при отсутствии грунтовых вод может осуществляться с вертикальными стенками без крепления в насыпных песчаных и гравелистых грунтах на глубину не более 1 м; в супесчаных и суглинистых грунтах — на глубину не более 1,25 м; в глинистых грунтах — на глубину не более 1,5 м.
Траншеи для укладки стальных трубопроводов в плотных связных грунтах допускается копать канавокопателями с вертикальными стенками без креплений на глубину рабочего органа при условии устройства откосов или креплений в местах производства работ в траншее.
Траншеи для трубопроводов и котлованы для колодцев должны быть вырыты без нарушения естественной структуры грунта в основании. При рытье траншей землеройными машинами рекомендуется производить недобор грунта на 0,1 м. Недобранный слой грунта вынимается вручную, чем обеспечивается точность планировки дна траншей. Основания под трубопроводы в скальных грунтах должны выравниваться слоем песчаного или гравелистого грунта толщиной не менее 0,1 м.
Разработка траншей и котлованов ниже горизонта грунтовых вод должна производиться с применением искусственного понижения уровня грунтовых вод или открытого водоотлива.
Обратная засыпка траншей производится бульдозерами с соблюдением мер против повреждения трубопровода и его изоляции сбрасываемым грунтом, а также против смещения трубопровода. Сбрасывание грунта в траншею производится после подбивки пазух трубопровода и присыпки его грунтом с утрамбовкой на высоту 20—25 см.
Присыпка и подбивка пазух трубопровода (за исключением стыков) производится непосредственно после укладки труб, а окончательная засыпка — после гидравлического испытания трубопровода.
Подготовительные работы
До укладки стальных труб в траншеи на них наносится слой изоляции, предохраняющий трубы от коррозии, действия грунтовых вод и блуждающих токов. В зависимости от агрессивности грунтовых вод и наличия блуждающих токов применяют три вида изоляции — нормальную, усиленную и весьма усиленную (табл. 353). Тип изоляции определяется проектом.
Грунтовка приготовляется растворением одной части подогретого битума в трех частях бензина. Поверхность изолируемых труб до наложения грунтовки очищается от грязи, пыли, окалины и ржавчины.
Грунтовку наносят на сухую поверхность труб; битумную мастику — на высохшую грунтовку в горячем состоянии (160—180°) слоем не менее 3 мм.
Обертывание труб гидроизолом и крафт-бумагой производится по спирали лентой по горячему битумному покрытию. При обертывании края ленты должны перекрываться внахлестку на 2—3 см. Обертка должна плотно прилегать к покрытию без пустот, морщин и складок.
При больших объемах работ по укладке магистральных трубопроводов работы по очистке и изоляции их выполняют на центральной базе или в заготовительной мастерской; при сооружении внутриплощадочных трубопроводов непосредственно на бровке траншеи.
Для очистки и грунтовки трубопровода на трассе применяется трубоочистительная машина OM1-Л. Машина OMl-Л очищает трубопровод наружным диаметром 219—720 мм до металлического блеска и покрывает слоем грунтовки со скоростью 108—690 м/час. Очистительная машина передвигается по трубопроводу на роликах. Во время работы машины трубопровод поддерживается на высоте 0,9—1,1 м от земли при помощи троллея одним или двумя кранами-трубоукладчиками. Очищенный и покрытый грунтовкой трубопровод укладывают на деревянные подкладки.
Для нанесения изоляции на трубопровод применяется трубоизоляционная машина TTM1-Л, которая наносит слой битумной мастики и обертывает трубопровод гидроизолом и крафт-бумагой. Машина изолирует трубопроводы диаметром 219—720 мм со скоростью 0,148—2,86 км/час и работает аналогично машине OM1-Л, Для приготовления битумной мастики применяют котлы типа Д-124 емкостью 400 л.
Запорная арматура (задвижки, вентили), а также обратные и предохранительные клапаны, вантузы, гидранты перед установкой испытывают в заготовительных мастерских. Фасонные части стальных трубопроводов изготовляют в заготовительных мастерских.
При централизованной заготовке стальные трубы доставляют на трассу сваренными в звенья, а чугунные, керамиковые, асбоцементные и бетонные — отдельными трубами. Трубы разгружают автокранами или трубоукладчиками непосредственно на местах укладки.
Укладка трубопроводов
Трубы и звенья, доставленные на трассу, укладывают в одну линию на расстоянии не менее 1—1,5 м от бровки траншеи. Подъем и перемещение труб производятся с применением захватных приспособлений. Для подъема и перемещения труб, покрытых противокоррозийной изоляцией, применяют мягкие полотенца, не нарушающие целостности изоляции.
Основания под трубопроводы, а также днища смотровых колодцев устраивают до опускания труб в траншею. Стены смотровых колодцев возводят после укладки труб и монтажа стыковых соединений. Гидранты, вантузы и предохранительные клапаны устанавливают после испытания трубопроводов. Лотки в канализационных колодцах устраивают вслед за укладкой труб и возведением стенок колодца до шелыги трубы.
Приямки для монтажа и заделки раструбов рекомендуется отрывать непосредственно перед укладкой каждой трубы на место, причем грунт, выбираемый из приямков, укладывается за стенки уложенной трубы. Укладка труб должна производиться снизу вверх по уклону; при раструбных трубах — раструбами вперед по ходу укладки, при этом гладкий конец укладываемой трубы вставляется в раструб уже уложенной трубы.
При укладке наружных сетей трубопроводов необходимо обеспечить;
- прочность и герметичность стыковых соединений;
- надежность основания (постели) под трубами;
- устойчивость трубопроводов от сдвигающих усилий на поворотах и тупиках;
- соблюдение проектного профиля; возможность свободного удаления воздуха и опорожнения трубопроводов при их испытаниях и во время эксплуатации.
Трубы в траншею опускают кранами-трубоукладчиками или автокранами.
Правильность уклонов уложенных труб проверяют по визиркам; прямолинейность оси трубопровода — по шнуру. После центрирования и проверки уклона производятся присыпка, подбивка и частичная засыпка трубы, кроме мест расположения стыков. Заделка стыков напорных раструбных труб, а также труб, соединяемых муфтами, должна производиться резиновыми кольцами или смоляной прядью и асбоцементной смесью (табл. 354) с последующей зачеканкой ее.
Сухая асбестовая смесь составляется по весу из 70% цемента марки 400 и 30% асбестового волокна не ниже IV сорта.
Раструбные и муфтовые стыки самотечных канализационных линий заделывают разогретой до 160—170° асфальтовой мастикой или глиной с предварительной законопаткой раструбной щели смоляной прядью на половину глубины.
Постоянные упоры устанавливаются после укладки трубопроводов.
При укладке стальных труб водопроводов, разложенные на бровке траншей, трубы или звенья сваривают в плети длиной 40—80 м и затем опускают на дно траншей трубоукладчиками — при большой длине трубопровода (магистральные) или автокранами — при небольшой длине (внутриплощадочные).
После выверки и центровки уложенные звенья трубопровода сваривают и испытывают гидравлическим давлением.
Сварка труб на бровке траншеи производится под слоем флюса шланговыми полуавтоматами ПШ-5, состоящими из переносного подающего механизма, гибкого шлангового провода, держателя и воронки для флюса. Сварочная проволока подается электродвигателем мощностью 0,1 квт, напряжением 30 в при помощи роликового устройства.
Сварка осуществляется путем непрерывного поворачивания трубы на роликоопорах. Электроэнергия поступает к полуавтомату от передвижного сварочного агрегата. Неповоротные стыки на дне траншеи сваривают вручную.
Сварка производится током 300—600 а при напряжении 25—35 в. Для сварки труб применяется проволока диаметром 2—6 мм марок CвI, CвIA и CвII. Сварка стыков трубопроводов производится электродами марки Э-42.
Сваренные возле траншеи секции стальных трубопроводов теплосетей укладывают в бетонные или кирпичные каналы на заранее установленные опоры.
Теплопроводы укладывают с уклоном не менее 0,002 в сторону спускных устройств. Уложенные, выверенные и центрированные секции сваривают.
Врезка П-образных компенсаторов производится с растяжкой, их на определяемую проектом величину удлинения участка трубопровода при его нагревании. Запорная арматура устанавливается после испытания трубопровода.
После гидравлического испытания трубопровода производится его теплоизоляция. Теплоизоляция наносится на трубы (вместе со сварными стыками), компенсаторы, задвижки, вентили и фланцевые соединения.
Существует пять видов теплоизоляции теплопроводов: сегментная, оберточная, набивная, литая и мастичная. Первые три вида изоляции показаны на рис. 236.
Сегментная изоляция выполняется из формованных сегментов или блоков различной формы. Материалами для ее изготовления являются: пеностекло, пенобетон, пеносиликат, диатомовый кирпич, совелит, ньювель, асбестоцемент, вулканит, асбестотрепел, минеральная вата и зонолитовые изделия.
Оберточная изоляция применяется для арматуры и фасонных частей трубопроводов. Основными материалами служат: минеральный войлок и минеральная вата, асбестовый шнур, пухшнур, асбестовый ячеистый картон и войлок.
Набивная изоляция осуществляется путем набивки теплоизоляционного материала в специальные чехлы, оболочки, сетки, смонтированные вокруг трубы, в каналы теплосетей и непосредственно в грунт при бесканальных прокладках.
Литая изоляция применяется в непроходных каналах или при бесканальной прокладке, а также для заполнения блоков сборной изоляции с арматурой или чехлами из асбестоцемента и металла. Основными материалами являются пенобетон и пеносиликаты.
Мастичная изоляция применяется только при ремонтных работах в помещениях и проходных каналах. Теплоизоляционная мастика накладывается слоями по 10—15 мм на горячий трубопровод. Для мастичной изоляции могут быть использованы совелит, ньювель, асбозурит.
Укладка трубопроводов из чугунных труб производится после проверки их на отсутствие трещин по звуку (легкими ударами молотка). Трубы собирают на бровке траншеи в звенья по две-три трубы (в зависимости от диаметра) и после зачеканки опускают в траншею автокранами. В траншее производятся выверка и центровка звеньев и заделка раструбов.
Участки напорных трубопроводов испытывают гидравлическим давлением, после чего устанавливают запорную арматуру и засыпают траншею.
Укладка трубопроводов из асбестоцементных, керамиковых и бетонных труб производится после сборки их на бровке траншеи звеньями по две-три трубы, Звенья опускаются в траншею автокранами.
После выверки и центровки канализационные трубопроводы собираются участками от колодца до колодца, а водопроводные асбестоцементные и железобетонные — участками, предназначенными (по проекту организации работ) для опрессовки.
Асбестоцементные и бетонные трубы соединяют муфтами с резиновыми кольцами, которые подбирают в соответствии с наружным диаметром труб. Зазор между торцами укладываемых труб не должен превышать 3—6 мм. Натяжка муфт на трубу производится специальным домкратом.
Резиновые кольца устанавливают в плоскости, перпендикулярной к продольной оси трубы. Правильность положения резиновых колец в муфте после окончания сборки стыка проверяют шаблоном. Кольцевую oель между трубой и муфтой промазывают цементным раствором состава 1:2.
Стыки керамиковых труб, собранных в звенья на бровке траншеи, конопатят смоляной прядью с заливкой асфальтовой мастикой; при заделке цементным раствором или глиной стыки конопатят на бровке траншеи, а заделывают их в траншее после выверки и центровки труб. Асфальтовая мастика состоит (по весу) из 3 частей асфальта и 1—2 частей нефтяного битума марки БН-III.
Днища колодцев и камер устраивают до укладки труб, стены и перекрытия — после укладки труб и окончания монтажных работ. Кладку кирпичных колодцев и камер ведут с полным заполнением швов раствором.
Стены бетонных колодцев монтируют автокранами из железобетонных колец. Кольца устанавливают на цементном растворе.
Сооружение наружных инженерных сетей ведется комплексными специализированными бригадами, имеющими необходимый инструмент и приспособления (табл. 355).
Бестраншейная укладка трубопроводов под железнодорожными путями и автомобильными дорогами осуществляется в тех случаях, когда не может быть прервано движение транспорта на время проходки траншей. В этом случае трубопроводы прокладывают в металлическом футляре (трубе), предохраняющем трубопровод от восприятия усилий, возникающих при движении транспорта. Укладка производится специальными методами, выбор которых определяется проектом организации работ на основе технико-экономических расчетов.
Наиболее распространенным и простым является способ продавливания домкратами с ручной разработкой грунта. Для продавливания трубы-футляра у полотна дороги отрывают котлован на глубину заложения трубы, длиной, равной длине продавливаемого участка плюс 3—4 м, для размещения домкратов и опорных конструкций.
Трубу укладывают в направляющий лоток и вдавливают в грунт при помощи винтовых или гидравлических домкратов, которые упираются в заднюю упорную стенку котлована, у этой стенки укладывают шпалы или брусья. После вдавливания трубы в грунт на величину хода домкрата домкраты передвигают, подкладывая к упорной стенке котлована шпалы или брусья. Входящий в трубу по мере продавливания грунт убирают вручную при помощи бура, закрепленного на штанге, которая по мере продавливания наращивается.
Продавливание ведется до выхода трубы в траншею на другой стороне полотна дороги. В продавленную трубу-футляр укладывают трубопровод.
При механизированной разработке грунта, грунт при продавливании трубы разрабатывается и удаляется водой; схема работ показана на рис. 237.
К продавливаемой трубе при помощи муфты присоединяется вспомогательная труба с конической насадкой, имеющей отверстия. От насоса по шлангу через продавливаемую трубу подается вода, которая размывает грунт. Размытый грунт с водой (пульпа) выносится в котлован через кольцевое пространство, образующееся между наружной поверхностью трубы и грунтом. Продавливание трубы осуществляется лебедкой через системы блоков и тросов, одновременно с размывом грунта.
Указанными способами продавливают стальные трубы диаметром до 1400 мм. Трубы диаметром до 400 мм можно продавливать без разработки грунта. В этом случае на переднем конце трубы устанавливается конический наконечник, диаметр основания которого больше диаметра трубы на 25—30 мм. Продавливание осуществляется за счет уплотнения грунта.
Испытание напорных трубопроводов производится внутренним давлением на прочность и герметичность. Испытания стальных трубопроводов водоснабжения и теплоснабжения производятся гидравлическим или пневматическим способом, чугунных и асбестоцементных трубопроводов — только гидравлическим.
Для напорных стальных и чугунных трубопроводов давление принимается равным рабочему с коэффициентом 1,25, причем увеличение испытательного давления сверх рабочего должно составлять не менее 5 ати, а величина испытательного давления — не менее 10 ати. Предварительная проверка трубопроводов давлением должна продолжаться не менее 10 мин., после чего давление снижается до рабочего и производится осмотр трубопровода.
Существуют два вида испытаний подземных напорных трубопроводов:
- предварительное — каждого участка до засыпки траншей и установки арматуры;
- окончательное — после засыпки траншей и завершения всех работ на данном участке.
Трубопровод считается выдержавшим предварительное испытание, если в нем не произойдет разрыва труб и фасонных частей, а также нарушения заделки стыковых соединений и не будет обнаружено утечек. При предварительном испытании падение давления в течение 10 мин после устранения дефектов для нестальных трубопроводов не должно быть более 5 ати; для стальных — падение давления не допускается.
Трубопровод считается выдержавшим окончательное гидравлическое испытание, если в нем не будет обнаружено нарушений его целостности, будут соблюдены требования, предъявляемые при предварительной приемке, и фактическая утечка не будет превышать допустимую (табл. 356).
Испытание безнапорных трубопроводов на водонепроницаемость стенок, стыковых соединений и мест примыкания к колодцам производится до засыпки траншеи.
В сухих, а также мокрых грунтах при уровне грунтовых вод менее 2 м над шелыгой трубы неметаллические трубопроводы проверяют на герметичность по утечке воды из трубопровода; утечка не должна превышать величин, приведенных в табл. 357.
В мокрых грунтах при уровне грунтовых вод более 2 м над шелыгой трубы трубопроводы проверяют на поступление воды при естественном горизонте грунтовых вод. При уровне грунтовых вод 2—4 м над шелыгой трубы поступление воды не должно превышать величин, указанных в табл. 357, а при уровне грунтовых вод более чем 4 м над шелыгой трубы допускаемая величина поступления воды увеличивается на 10%.
Прямолинейность участков канализационной линии между двумя смежными колодцами проверяется путем просмотра трубопровода на свет при помощи зеркала. При проверке трубопровода круглого сечения видимый в зеркале круг должен иметь правильную форму. Отклонения от правильной формы круга по горизонтали допускаются не более чем на 1U диаметра.
Сооружение и приемка наружных и магистральных инженерных сетей осуществляются в соответствии с Техническими условиями на производство и приемку строительных и монтажных работ, утвержденными Госстроем бывш. СССР.
