Крупнейшая бесплатная информационно-справочная система онлайн доступа к полному собранию технических нормативно-правовых актов РФ. Огромная база технических нормативов (более 150 тысяч документов) и полное собрание национальных стандартов, аутентичное официальной базе Госстандарта. GOSTRF.com - это более 1 Терабайта бесплатной технической информации для всех пользователей интернета. Все электронные копии представленных здесь документов могут распространяться без каких-либо ограничений. Поощряется распространение информации с этого сайта на любых других ресурсах. Каждый человек имеет право на неограниченный доступ к этим документам! Каждый человек имеет право на знание требований, изложенных в данных нормативно-правовых актах!

  


|| ЮРИДИЧЕСКИЕ КОНСУЛЬТАЦИИ || НОВОСТИ ДЛЯ ДЕЛОВЫХ ЛЮДЕЙ ||
Поиск документов в информационно-справочной системе:
 

МИНИСТЕРСТВО РЕГИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СВОД ПРАВИЛ

СП 66.13330.2011

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО
НАПОРНЫХ СЕТЕЙ
ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ
С ПРИМЕНЕНИЕМ ВЫСОКОПРОЧНЫХ
ТРУБ ИЗ ЧУГУНА
С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ

Москва 2011

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки - постановлением Правительства Российской Федерации от 19 ноября 2008 г. № 858 «О порядке разработки и утверждения сводов правил».

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ: ООО «Гарант», ОАО «МосводоканалНИИпроект», МГУП «Мосводоканал», ОАО «Липецкий металлургический завод «Свободный Сокол», ГУП «НИИмосстрой»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики

4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 28 декабря 2010 г. № 821 и введен в действие с 20 мая 2011 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

6 ВЗАМЕН СП 40-106-2002 и СП 40-109-2006

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 3

1 Область применения. 4

2 Нормативные ссылки. 3

3 Термины и определения. 5

4 Общие требования. 5

5 Проектирование и строительство подземных трубопроводов открытой прокладки сетей водоснабжения и водоотведения с использованием труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом диаметрами 80 - 1000 мм.. 6

5.1 Определение нагрузок, действующих на подземный трубопровод. 6

5.2 Гидравлический расчет трубопроводов. 6

5.3 Внешние постоянные и временные нагрузки. 12

5.4 Расчет изгибающих моментов от воздействия внешних нагрузок. 19

5.5 Расчет на прочность при действии на трубопровод внешних нагрузок. 21

5.6 Расчет на устойчивость круговой формы поперечного сечения. 22

5.7 Расчет на жесткость (по деформации) при внешнем нагружении. 22

5.8 Расчет на прочность труб при совместном воздействии внешних нагрузок и внутреннего давления. 23

5.9 Расчет на прочность труб при действии на трубопровод внутреннего давления при отсутствии внешней нагрузки. 24

5.10 Класс прочности труб из ВЧШГ. 26

5.11 Расчет на устойчивость при воздействии на трубопровод внешних нагрузок. 29

5.12 Расчет на жесткость (по деформации) при внешнем нагружении расчетной приведенной нагрузкой. 29

5.13 Параметры, влияющие на коррозионную агрессивность грунтов по отношению к трубам из ВЧШГ. 30

5.14 Защитные покрытия для труб из ВЧШГ и требования к ним.. 31

5.15 Устройство электрохимической защиты трубопроводов. 33

5.16 Прокладка трубопроводов. 33

5.17 Охрана окружающей среды.. 38

5.18 Испытания трубопроводов. 38

6 Проектирование и строительство трубопроводов из ВЧШГ для надземной прокладки напорных трубопроводов диаметрами 80 - 500 мм.. 40

6.1 Общие положения. 40

6.2 Основные положения расчета на прочность труб из ВЧШГ для надземной прокладки. 41

6.3 Расчет раструбных труб на поперечный изгиб. 41

6.4 Расчет труб на осевое гидравлическое давление. 46

6.5 Нагрузки при проектировании трубопровода с раструбным соединением «RJ» от воздействия внутреннего давления. 48

6.6 Расчет сил трения, удерживающих трубу на опорах от осевого перемещения. 48

6.7 Гидравлический расчет. 49

6.8 Проектирование трубопроводов из труб ВЧШГ. 49

6.9 Проектирование переходов трубопроводов и опор при надземном строительстве. 50

6.10 Конструкции опор. 51

6.11 Транспортирование и хранение. 52

6.12 Охрана окружающей среды.. 52

6.13 Требования безопасности. 53

7 Проектирование и строительство подземных трубопроводов способом горизонтально-направленного бурения (ГНБ) с применением труб из ВЧШГ. 53

7.1 Эксплуатационные и монтажные нагрузки, действующие на трубопроводы, прокладываемые бестраншейным способом ГНБ. 53

7.2 Внешние нагрузки, действующие на трубопроводы, прокладываемые способом ГНБ. 53

7.3 Определение расчетных изгибающих моментов. 56

7.4 Пример расчета. 56

7.5 Проектирование трубопроводов из ВЧШГ, прокладываемых методом ГНБ. 58

7.6 Внутреннее давление транспортируемой воды.. 59

7.7 Проектирование бестраншейной прокладки с применением технологии ГНБ. 59

7.8 Производство работ по бестраншейной прокладке с применением технологии ГНБ. 60

7.9 Технологии бестраншейной прокладки коммуникаций с горизонтально-направленным бурением.. 60

7.10 Монтаж трубопроводов и фасонных частей. 61

7.11 Гидравлические испытания и сдача трубопроводов в эксплуатацию.. 61

8 Правила производства работ при прокладке трубопроводов способом ГНБ. 62

8.1 Горизонтально-направленное бурение. 62

8.2 Технология прокладки. 63

8.3 Бурение пилотной скважины.. 63

8.4 Расширение скважины.. 64

8.5 Протягивание трубопровода. 64

8.6 Буровой раствор. 65

8.7 Методы установки для ГНБ. 66

8.8 Радиус отклонения. 66

Приложение А. Трубы чугунные напорные высокопрочные. Сортамент. 67

Приложение Б. Части соединительные из высокопрочного чугуна для напорных трубопроводов. Сортамент. 74

Библиография. 109

Введение

Свод правил разработан в соответствии «Правилами разработки и утверждения сводов правил» (утв. постановлением Правительства РФ от 19 ноября 2008 г. № 858) и в соответствии с требованиями части 3 Федерального закона от 30 декабря 2009 г. № 384 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

В соответствии с отечественной методикой расчет трубопроводов из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ) проведен на совместное воздействие внешних нагрузок (грунт, транспорт, вес воды и трубы) и внутреннего гидростатического давления.

Расчет трубопроводов произведен по несущей способности труб с введением коэффициента запаса прочности при работе трубы в упругой стадии. Расчетное допустимое напряжение на растяжение в стенках труб равно 300 МПа, при доверительной вероятности р* ³ 0,997, обеспечивает безаварийную и надежную работу трубопроводов в течение не менее 100 лет.

Сводом правил предусматриваются проектирование, строительство подземных напорных трубопроводов открытой и бестраншейной прокладки труб из ВЧШГ, а также надземной прокладки. Трубопроводы из ВЧШГ с рабочим давлением до 1,6 МПа и выше предназначаются для холодного водоснабжения, в том числе питьевого. Трубы из ВЧШГ можно использовать для строительства новых и замены изношенных мелиоративных систем. Трубы являются экологически безопасными.

В своде правил рассматривается применение труб из ВЧШГ в зависимости от способа прокладки напорных трубопроводов, поэтому применение труб дифференцируется по способу прокладки трубопроводов:

а) открытая прокладка трубопроводов в траншеях и насыпи;

б) надземная прокладка в коллекторах, тоннелях, переходах через реки, в горных условиях;

в) способ горизонтально-направленного бурения (ГНБ). Распространяется на подземные напорные трубопроводы сетей водоснабжения и водоотведения, прокладываемые бестраншейным способом.

Положения свода правил не распространяются на проектирование, монтаж и эксплуатацию сетей горячего водоснабжения, а также систем производственной канализации.

Свод правил разработан ООО «Гарант» (руководитель разработки - канд. техн. наук, ст. науч. сотр. А.Д. Алиференков) при участии: МГУП «Мосводоканал» (генеральный директор, канд. техн. наук С.В. Храменков), ОАО «МосводоканалНИИпроект» (зам. директора, д-р техн. наук О.Г. Примин), ОАО «Липецкий металлургический завод «Свободный Сокол» (гл. инж. Б.Н. Лизунов, нач. техн. отд. А.В. Минченков), ГУП «НИИмосстрой» (зам. директора, д-р техн. наук В.Ф. Коровяков) и др.

СП 66.13330.2011

СВОД ПРАВИЛ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО НАПОРНЫХ СЕТЕЙ
ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ
ВЫСОКОПРОЧНЫХ ТРУБ ИЗ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ

Designing, building of pressure head networks of water
supply and water removal with application of high strength
pipes from pigiron with spherical graphite

Дата введения 2011-05-20

1 Область применения

1.1 Настоящий свод правил распространяется на напорные трубопроводы холодного водоснабжения, водоотведения и мелиоративных систем и устанавливает правила проектирования и строительства:

трубопроводов открытой прокладки;

надземных трубопроводов;

трубопроводов, прокладываемых бестраншейным способом горизонтально-направленного бурения (ГНБ).

1.2 Свод правил не распространяется на проектирование и строительство горячего водоснабжения, а также систем промышленной канализации.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие нормативные документы:

СП 20.13330.2011 «СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия»

СП 22.13330.2011 «СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений»

СП 24.13330.2011 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты»

СП 28.13330.2011 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии»

СП 31.13330.2011 «СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения»

СП 33.13330.2011 «СНиП 2.04.12-86 Расчет на прочность стальных трубопроводов»

СП 34.13330.2011 «СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги»

СП 35.13330.2011 «СНиП 2.05.03-84 Мосты и трубы»

СП 36.13330.2011 «СНиП 2.05.06-85* Магистральные трубопроводы»

СНиП 3.01.04-87 Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов. Основные положения

СП 45.13330.2011 «СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты»

СНиП 3.05.04-85 Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации

СП 48.13330.2011 «СНиП 12-01-2004 Организация строительства»

СНиП 12-04-2002 Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство

СП 63.13330.2011 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»

ГОСТ Р ИСО 2531-2008 Трубы, фитинги, арматура и их соединения из чугуна с шаровидным графитом для водо- и газоснабжения. Технические условия

ГОСТ Р 52748-2007 Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения

ГОСТ 9.602-2005 Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии

ГОСТ 10692-80 Трубы стальные, чугунные и соединительные части к ним. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 12820-80 Фланцы стальные плоские приварные на Ру от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см2). Конструкция и размеры

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены термины и определения в соответствии с ГОСТ Р ИСО 2531.

4 Общие требования

4.1 В соответствии с требованиями СП 31.13330 расчет подземных и надземных трубопроводов следует производить на совместное воздействие внешних нагрузок и внутреннего давления.

4.2 Расчет подземных трубопроводов необходимо производить на прочность, жесткость и устойчивость труб с раструбными соединениями диаметрами 80 - 1000 мм для различных условий строительства и эксплуатации.

4.3 Расчет на прочность надземных трубопроводов диаметрами 80 - 500 мм с соединениями «RJ» проводится на одновременное воздействие внешних нагрузок, внутреннего давления и осевых нагрузок от внутреннего давления.

4.4 Расчет на прочность подземных трубопроводов диаметрами 80 - 300 мм, прокладываемых бестраншейным способом горизонтально-направленного бурения (ГНБ), проводится на комбинированные нагрузки (внешние от грунта, транспорта и внутреннее давление воды) и осевые нагрузки от протягивания трубопровода в горизонтальную скважину.

4.5 Расчет подземных и надземных трубопроводов основан на способе сравнения несущей способности труб с действующими расчетными нагрузками, с введением коэффициентов запаса прочности.

4.6 Расчетное напряжение на растяжение принято равным 300 МПа, временная прочность при растяжении равна 420 МПа. Расчет производится при работе материала трубы только в упругой стадии (Rр = 300 МПа). Суммарное напряжение в опасном сечении трубы (лоток) при любых сочетаниях внешних нагрузок и внутреннего давления не должно превышать Rр = 300 МПа, доверительная вероятность p* ³ 0,997 при статических и малоцикловых нагрузках при 300 МПа.

4.7 Расчет высокопрочных чугунных напорных трубопроводов производится по принятой в отечественной практике методике расчета как защемленного с двух концов прямолинейного участка трубопровода.

4.8 Выполнение всех приведенных выше указаний и положений позволит обеспечить безаварийную работу трубопроводов из ВЧШГ в течение 100 лет.

5 Проектирование и строительство подземных трубопроводов открытой прокладки сетей водоснабжения и водоотведения с использованием труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом диаметрами 80 - 1000 мм

5.1 Определение нагрузок, действующих на подземный трубопровод

5.1.1 В качестве постоянных и временных нагрузок, действующих на подземный трубопровод, следует принимать:

внутреннее давление транспортируемой воды;

давление грунтовой засыпки;

давление подвижных транспортных средств, передающееся на трубопровод через грунт;

собственную массу трубопровода;

давление при образовании вакуума и овализации труб;

массу транспортируемой воды;

внешнее гидростатическое давление грунтовых вод.

5.1.2 Внутреннее давление воды в трубопроводе устанавливается на основании гидравлического расчета в соответствии с требованиями СП 31.13330.

5.1.3 Расчетное внутреннее давление надлежит принимать равным наибольшему возможному по условиям будущей эксплуатации давлению в водопроводе на различных участках по длине (при наиболее невыгодном режиме работы) без учета повышения давления при гидравлическом ударе или с повышением давления при гидравлическом ударе с учетом действия противоударной арматуры, если это действие в сочетании с другими нагрузками окажет на трубопровод худшее воздействие.

5.1.4 При расчете водопроводов на повышение давления при гидравлическом ударе (определенное с учетом противоударной арматуры или образования вакуума) внешнюю нагрузку следует принимать не более нагрузки от транспорта А-14 или гусеничной нагрузки НГ-60.

5.1.5 При определении величины вакуума рекомендуется учитывать действие предусматриваемых на водопроводе противовакуумных устройств, предотвращающих превышение давления воды, необходимого для функционирования предохранительной и регулирующей арматуры, и возможного превышения давления воды из-за недопустимой неточности срабатывания предохранительной и регулирующей арматуры.

5.1.6 За внутреннее давление воды при гидравлическом ударе принимается максимальное внутреннее давление, возникающее при нестационарном режиме движения воды.

5.1.7 Давление воды при гидравлическом ударе определяется с учетом максимального использования устройств, защищающих трубопровод от удара.

5.2 Гидравлический расчет трубопроводов

Гидравлический расчет напорных трубопроводов из высокопрочных чугунных труб следует проводить с учетом требований СП 31.13330 и настоящего подраздела СП.

5.2.1 Величина напора Нтр, необходимая для транспортирования воды (сточных вод), определяется по формуле

Нтр = il + Shм с,                                                             (5.1)

где i - удельные потери напора по длине при температуре воды t, °С (потери напора на единицу длины трубопровода), м/м;

hм с - потери напора в стыковых соединениях и в местных сопротивлениях, м (следует определять с учетом данных по местным сопротивлениям чугунных соединительных частей из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом конкретного завода-изготовителя).

Примечание - Допускается Shм с принимать равной 10 - 20 % потерь по длине Sil.

5.2.2 Потери напора на единицу длины трубопровода i без учета гидравлического сопротивления соединений следует определять по формуле

                                                             (5.2)

где l - коэффициент гидравлического сопротивления;

V - средняя по сечению скорость движения воды (сточной воды), м/с;

g - ускорение силы тяжести, м/с2;

d - расчетный диаметр труб, м.

Для труб без внутреннего покрытия

Dв = (d - 2dс)                                                              (5.3)

и для труб с внутренним покрытием толщиной dп

D¢в = [d - 2(dc + dп)],                                                    (5.4)

где d, dс и dп - соответственно наружный диаметр, толщина стенки трубы и толщина внутреннего покрытия, мм.

5.2.3 Коэффициент гидравлического сопротивления l следует определять по формуле

                                (5.5)

                                                  (5.6)

где Q - расход воды (стоков), м3/с;

b - число подобия режимов течения воды (сточных вод)

                                                           (5.7)

(при b > 2 следует принимать b = 2);

Кэ - коэффициент гидравлической абсолютной шероховатости, мм (таблица 5.1).

Таблица 5.1 - Значения коэффициента Кэ для труб из ВЧШГ

Система

Значения Кэ, мм, с учетом внутреннего покрытия труб

без покрытия

цементно-песчаное

битумное

полимерное

Водоснабжение

0,3

0,15

0,03

0,02

Канализация

0,4

0,3

0,04

0,05

Reф - число Рейнольдса фактическое

                                                            (5.8)

                                                       (5.9)

где v - коэффициент кинематической вязкости, м2/с, воды (таблица 5.2) и сточных вод (таблица 5.3).

Таблица 5.2 - Значения коэффициента кинематической вязкости чистой воды

Температура воды, °С

5

10

12

14

16

18

20

30

40

v×10-6, м2

1,52

1,31

1,24

1,17

1,11

1,06

1,01

0,8

0,66

Таблица 5.3 - Значения коэффициента кинематической вязкости сточных вод

Температура сточных вод, °С

Значения v×10-6, м2/с, при количестве взвешенных веществ, мг/л

< 100

100

200

300

400

500

600

2

1,67

2,17

2,67

3,17

3,67

4,17

4,67

3

1,61

1,83

2,05

2,77

2,49

2,71

2,93

4

1,56

1,68

1,80

1,92

2,04

2,16

2,28

5

1,52

1,60

1,68

1,76

1,84

1,92

2,00

6

1,47

1,52

1,58

1,63

1,69

1,76

1,80

7

1,42

1,46

1,50

1,54

1,58

1,62

1,67

8

1,39

1,42

1,45

1,48

1,51

1,54

1.58

9

1,35

1,37

1,40

1,42

1,45

1,47

1,49

10

1,31

1,33

1,35

1,37

1,39

1,41

1,43

11

1,27

1,29

1,30

1,32

1,34

1,35

1,37

12

1,24

1,25

1,27

1,28

1,30

1,31

1,32

13

1,21

1,22

1,23

1,25

1,26

1,27

1,28

14

1,17

1,18

1,19

1,20

1,21

1,22

1,23

15

1,14

1,15

1,16

1,17

1,18

1,18

1,19

16

1,11

1,12

1,13

1,13

1,14

1,15

1,16

17

1,09

1,10

1,10

1,11

1.12

1,12

1,13

18

1,06

1,07

1,07

1,08

1,08

1,09

1,10

19

1,03

1,04

1,04

1,05

1,05

1,06

1,06

20

1,01

1,02

1,02

1,02

1,03

1,04

1,04

21

0,99

1,00

1,00

1,00

1,01

1,01

1,02

22

0,95

0,96

0,97

0,97

0,98

0,98

0,98

23

0,93

0,94

0,95

0,95

0,96

0,96

0,96

24

0,91

0,92

0,93

0,93

0,93

0,94

0,94

25

0,90

0,90

0,91

0,91

0,91

0,92

0,92

5.2.4 Приближенные значения удельных потерь напора на единицу длины трубопровода из высокопрочных труб из чугуна с шаровидным графитом могут быть приняты с учетом качества их внутренней поверхности по номограммам (рисунки 5.1 - 5.4).

Рисунок 5.1 - Номограмма для приближенных гидравлических расчетов напорных трубопроводов диаметрами 100 - 300 мм из высокопрочных труб из чугуна с шаровидным графитом класса К-9 с внутренним цементно-песчаным покрытием

Рисунок 5.2 - Номограмма для приближенных гидравлических расчетов напорных трубопроводов диаметрами 350 - 1000 мм из высокопрочных труб из чугуна с шаровидным графитом класса К-9 с внутренним цементно-песчаным покрытием

Рисунок 5.3 - Номограмма для приближенных гидравлических расчетов напорных трубопроводов из высокопрочных труб из чугуна с шаровидным графитом класса К-9 без покрытия

Dу - диаметр условного прохода; q - расчетный расход воды; V - средняя скорость движения воды (сточной воды); i - гидравлический уклон

Рисунок 5.4 - Номограмма для приближенных гидравлических расчетов напорных трубопроводов из высокопрочных труб из чугуна с шаровидным графитом класса К-9 с полимерным покрытием

5.3 Внешние постоянные и временные нагрузки

5.3.1 Равнодействующая расчетной вертикальной нагрузки от давления грунта засыпки при укладке трубопроводов определяется по формулам:

укладка в траншее Qт = пgHBKтрy;                                                                            (5.10)

укладка в насыпи Qн = пgHDнKн.                                                                               (5.11)

За расчетное принимается меньшее значение Q.

Если в формуле (5.10) произведение ВKтрy окажется больше, чем произведение DнKн в формуле (5.11), определенные для одних и тех же грунтов основания и способов опирания трубопровода, то и при укладке труб в траншее вместо формулы (5.10) следует пользоваться формулой (5.11).

Коэффициенты перегрузок п для внешних постоянных и временных нагрузок принимаются по таблице 5.4.

Таблица 5.4 - Коэффициент перегрузок

Наименование нагрузок

Коэффициент перегрузок п

1 Вертикальное давление грунта

1,15

2 Горизонтальное давление грунта

0,8

3 Вертикальное давление транспорта для схем:

А-14

1,4

НГ-60, НК-80

1,1

4 Горизонтальное давление транспорта

1,0

5 Собственная масса трубопровода

1,1

6 Масса наполнителя

1,0

Схемы укладки подземного трубопровода указаны на рисунке 5.5.

Рисунок 5.5 - Схемы укладки подземного трубопровода

5.3.2 Грунты засыпки условно подразделяются на шесть категорий. Нормативные значения удельного веса g и модуля деформации Егр грунтов засыпки приведены в таблице 5.5.

Таблица 5.5 - Нормативные значения удельного веса g и модуля деформации Егр грунтов

Категория грунта

Наименование грунта

Удельный вес грунта, кН/м3

Нормативные значения модуля деформации грунта засыпки Eгр, МПа, при степени уплотнения

нормативного

повышенного

Г-I

Пески гравелистые, крупные и средней крупности

16,7

7,0

14,0

Г-II

Пески мелкие

16,7

3,9

7,4

Г-III

Пески пылеватые

17,7

2,2

4,4

Г-IV

Глины

18,6

1,2

2,4

Г-V

Суглинки

18,6

1,1

2,2

Г-VI

Глины тяжелые

19,0

1,1

2,0

5.3.3 Ширина траншеи В определяется проектом и зависит от размеров рабочих органов землеройной техники.

В соответствии с СП 45.13330 наименьшая ширина траншеи по дну должна составлять Dн + 600 мм.

5.3.4 Ширина траншеи В на уровне верха трубы (см. рисунок 5.5):

1) для траншей с вертикальными стенками В = В1;

2) для траншей с наклонными стенками В = В1 + 2Dнm3,0, где т - коэффициент откоса.

5.3.5 Коэффициент Kтр, учитывающий действие сил трения между засыпкой и стенками трубы, в зависимости от категории грунтов и отношения Н/В принимается по таблице 5.6.

Таблица 5.6 - Значения коэффициента Ктр

H/B

Коэффициент Ктр при категории грунтов засыпки

Г-I; Г-II

Г-III; Г-IV; Г-V

Г-VI

0

1,0

1,0

1,0

0,1

0,981

0,984

0,986

0,2

0,962

0,968

0,974

0,3

0,944

0,952

0,961

0,4

0,928

0,937

0,948

0,5

0,91

0,923

0,936

0,6

0,896

0,91

0,925

0,7

0,881

0,896

0,913

0,8

0,867

0,883

0,902

0,9

0,852

0,872

0,891

1,0

0,839

0,862

0,882

1,1

0,826

0,849

0,873

1,2

0,816

0,84

0,865

1,3

0,806

0,831

0,0857

1,4

0,796

0,823

0,849

1,5

0,787

0,816

0,842

1,6

0,778

0,809

0,835

1,7

0,765

0,79

0,815

1,8

0,75

0,775

0,80

1,9

0,735

0,765

0,79

2,0

0,725

0,75

0,78

3,0

0,63

0,66

0,69

4,0

0,555

0,585

0,62

5,0

0,49

0,52

0,56

6,0

0,435

0,47

0,505

5.3.6 Коэффициент y, учитывающий разгрузку трубы от бокового давления грунта засыпки, определяется по формуле

                                                 (5.12)

где Рл - параметр, характеризующий жесткость трубопровода, состоящего из отдельных раструбных труб, определяемый по формуле

                                                  (5.13)

здесь Е - модуль упругости Юнга, для ВЧШГ - 1,7×105 МПа;

c - коэффициент выступания трубы; при опирании на плоское грунтовое основание c = 0,98; при опирании трубы на спрофилированное основание с углом охвата трубы основанием, равным 60°, 90° или 120°, принимается соответственно равным 0,93, 0,95 и 0,75;

Ртр - жесткость грунта.

Ширина траншеи Вср на глубине Н/2 от поверхности для траншей:

1) с вертикальными стенками Вср = В = В1;

2) с наклонными стенками Вср = В1 + 2(Dн + Н/2)m3,0.

5.3.7 Значения модуля деформации грунта засыпки Егр при отсутствии данных инженерно-геологических исследований следует принимать по таблице 5.5.

Величины грунтовых нагрузок, действующих на подземный трубопровод зависят от уплотнения грунта между стенками трубы и траншеи. Для достижения нормальной степени уплотнения трамбование грунта засыпки выполняется послойно толщиной слоя не более 20 см. Для достижения повышенной степени уплотнения грунта засыпки толщина трамбуемых слоев засыпки назначается из условия обеспечения объемного веса скелета грунта засыпки не менее, кН/м3:

1,5 - при засыпке песчаными грунтами и супесями;

1,6 - при засыпке суглинками и глинами.

5.3.8 Коэффициент выступания c, т.е. часть вертикального наружного диаметра в долях единицы, находящаяся выше плоскости основания траншеи, определяется по формуле

c = 0,5(1 + cosa),                                                        (5.14)

где a - угол охвата трубы.

Угол охвата трубы основанием 2a может составлять при укладке:

1) на плоское основание с подбивкой пазух - 30°;

2) на профилированное основание - 60°; 90°; 120°.

Расчетная схема нагружения трубы от действия грунтовых нагрузок приведена в таблице 5.7.

5.3.9 Коэффициент концентрации давления грунта засыпки Кн при укладке труб на ненарушенный грунт в насыпи определяется по формуле

                                                   (5.15)

где Рл - жесткость трубопровода по М. Леви, МПа;

Ргр - жесткость грунта засыпки, МПа; Ргр = 1,25Егр;

Eгр - модуль упругости грунта засыпки, МПа.

Таблица 5.7 - Значения коэффициентов  и  для различных нагрузок, действующих на трубопровод круглого сечения, опертый на нижнюю образующую

Нагрузка

Схема нагружения

Коэффициент

Собственный вес трубопровода

0,239

-0,091

0,08

-0,08

-0,25

0,08

Вес жидкости при наполнении трубопровода*

0,239

-0,091

0,08

0,398

0,069

0,239

Вертикальная равномерная

0,294

-0,154

0,15

-0,053

-0,5

0,053

Горизонтальная равномерная

-0,125

0,125

-0,125

-0,5

0

-0,5

Сосредоточенная

0,318

-0,182

0,318

0

-0,5

0

* При действии внешнего гидростатического давления знаки коэффициентов меняются на обратные.

5.3.10 Равнодействующая расчетной горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта определяется по формулам:

Qг = ngcлHDнKтрlтр - укладка в траншее;                             (5.16)

 - укладка в насыпи.                           (5.17)

За расчетную принимается формула траншеи или насыпи в зависимости от того, которая из формул являлась расчетной при определении Qг.

5.3.11 Коэффициенты бокового давления lгр и lн следует принимать по таблице 5.8.

Таблица 5.8 - Коэффициенты бокового давления грунта

Категория грунта засыпки

Степень уплотнения грунта засыпки

нормальная

повышенная

lгр

lн

lгр

lн

Г-I, Г-II

0,1

0,3

0,3

0,5

Г-III, Г-IV, Г-V

0,05

0,2

0,25

0,4

Г-VI

0

0,1

0,2

0,3

5.3.12 Нормативные временные нагрузки от подвижных транспортных средств для трубопроводов закрытых водопроводных систем рекомендуется принимать по схеме А-14 или НГ-60 общим весом 588 кН (60 тс) в соответствии с ГОСТ Р 52748 и СП 35.13330.

В расчетах при соответствующем обосновании исходя из конкретных условий эксплуатации трубопровода допускается использовать нагрузки по схеме НК-80.

Равномерно распределенное давление qд, кН/м2, от наземного транспорта, передаваемое на трубопровод через грунт, принимается в зависимости от диаметров труб и глубины заложения трубопровода для схем НГ-60, А-14 соответственно по таблицам 5.10, 5.11.

Примечание - Для расчета труб при других значениях транспортных нагрузок величину qтр целесообразно определять с помощью формулы Буссинеска [1, с. 60 - 63]

                                                                     (5.18)

где Q - сосредоточенная сила;

Н - глубина рассматриваемой точки от поверхности;

r - горизонтальная проекция между точкой приложения силы и точкой, в которой определяется напряжение q.

5.3.13 Равнодействующую нормативной вертикальной нагрузки на трубопровод от транспорта рекомендуется определять по формуле

                                                      (5.19)

где Кн - коэффициент концентрации давления грунта засылки, определяемый по формуле (5.15);

mт - динамический коэффициент подвижной нагрузки, зависит от глубины заложения трубопровода Н (таблица 5.9).

Таблица 5.9 - Значения динамического коэффициента подвижной нагрузки

Н, м

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

2

mт

1,17

1,14

1,10

1,07

1,04

1

1

5.3.14 Нормативные временные нагрузки от подвижных транспортных средств следует также принимать:

для трубопроводов различного назначения всех диаметров, прокладываемых под автомобильными дорогами, - нагрузку от колонн автомобилей или от колесного транспорта НК-80 в зависимости от того, какая из этих нагрузок оказывает большее силовое воздействие на трубопровод;

для подземных трубопроводов, прокладываемых в местах, где возможно нерегулярное движение автомобильного транспорта, - нагрузку от единичных автомобилей А-14 или от гусеничного транспорта НГ-60 в зависимости от того, какая из этих нагрузок вызывает большее воздействие на трубопровод;

для трубопроводов, прокладываемых в местах, где движение автомобильного транспорта невозможно, - равномерно распределенную нагрузку с интенсивностью 4 кН/м2.

Величину нормативной временной нагрузки от подвижных транспортных средств допускается увеличивать или уменьшать при соответствующем обосновании исходя из конкретных условий рассматриваемого трубопровода.

5.3.15 Приведенную глубину заложения трубопровода рекомендуется определять по формуле

                                                 (5.20)

где Н - глубина заложения трубопровода, считая до верха покрытия, м;

hпокр - толщина слоя покрытия (дорожной одежды), м;

Eпокр - общий модуль упругости (деформации) покрытия, МПа, зависит от его конструкции и свойств материала покрытия.

Для покрытий, состоящих из нескольких разнородных слоев, характеризуемых собственными модулями упругости (деформации) Еi общий модуль упругости Епокр (деформации) покрытия определяется по формуле

                                                  (5.21)

где hi - толщина слоев покрытия в количестве от 1 до п;

Еi - модули упругости (деформации) соответствующих i-х от 1 до n слоев покрытия; п - число слоев в покрытии.

Таблица 5.10 - Равномерно распределенное давление q от гусеничной нагрузки НГ-60 при наружном диаметре трубопровода Dн

Глубина заложения Н, м

Равномерно распределенное давление q, кН/м2, от транспортной нагрузки НГ-60 при наружном диаметре трубопровода Dн, м

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,9

1,0

0,5

62,0

61,5

61,0

60,5

60,0

59,0

56,9

54,9

52,0

0,75

45,7

45,35

45,0

44,6

44,2

43,85

42,7

41,7

40,9

1,0

36,2

36,1

36,0

35,75

35,5

35,25

34,4

34,3

34,3

1,25

29,6

23,6

29,8

29,6

29,8

29,8

29,8

29,8

29,8

Для всех диаметров

1,5

25,4

2,0

18,7

2,5

16,5

3,0

14,5

3,5

12,0

4,0

11,4

4,5

9,81

5,0

8,43

5,5

7,16

6,0

6,18

6,5

5,39

7,0

4,71

7,5

4,31

8,0

3,90

Таблица 5.11 - Равномерно распределенное давление q от транспортной нагрузки А-14 при наружном диаметре трубопровода Dн

Глубина заложения труб Н, м

Равномерно распределенное давление q, кН/м2, от транспортной нагрузки А-14 при наружном диаметре трубопровода Dн, м

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,9

1,1

³ 1,3

0,5

111,1

111,1

111,1

107,5

104,0

98,5

92,9

83,2

75,9

69,1

0,75

51,9

51,9

51,9

50,1

48,2

47,4

46,6

42,9

40,0

38,0

1,0

28,1

28,1

28,1

27,7

27,2

26,4

25,6

24,5

23,0

21,6

1,25

18,3

18,3

18,3

18,1

17,8

17,7

17,5

16,9

16,3

15,6

1,5

13,4

13,4

13,4

13,3

13,3

13,2

13,1

12,9

12,6

12,7

1,75

11,0

11,0

11,0

11,0

10,9

10,9

10,8

10,7

10,6

10,6

Для всех диаметров

2,0

8,43

2,25

7,65

2,50

6,86

2,75

6,18

3,0

5,49

3,25

4,8

3,5

4,22

3,75

3,63

4,0

3,04

5.3.16 Равнодействующая расчетной горизонтальной нагрузки от давления наземного транспорта определяется по формуле

Q2r = nqDнgн.                                                           (5.22)

5.3.17 Равнодействующая расчетной вертикальной нагрузки от собственного веса трубы определяется по формуле

Q3 = npgтhDcp10-3.                                                     (5.23)

5.3.18 Равнодействующая расчетной вертикальной нагрузки от веса наполнителя (воды) определяется по формуле

                                                     (5.24)

где gн = 9,8 кН/м3 - удельный вес пресной воды;

Dв = Dн - 2h.

5.3.19 Величину возможного вакуума на расчетном участке трубопровода при отсутствии конкретных данных рекомендуется принимать Рвак = 0,1 МПа.

5.3.20 Внешнее гидростатическое давление грунтовых вод Ргв на трубопровод, МПа, определяется по формуле

Ргв = gвНгв,                                                            (5.25)

где gв - плотность воды с учетом растворенных в ней солей, Н/м3;

Нгв - высота столба грунтовой воды над верхом трубопровода, м.

5.4 Расчет изгибающих моментов от воздействия внешних нагрузок

5.4.1 Максимальный изгибающий момент от действия грунтовой и транспортной нагрузок в лотке трубы определяется по формуле

                                                    (5.26)

5.4.2 Расчетные изгибающие моменты при опирании трубы на грунтовое основание определяются как алгебраическая сумма моментов от внешней вертикальной нагрузки и опорных моментов.

5.4.3 Опорные моменты при опирании трубы на грунтовое плоское основание и профилированное основание определяются с помощью расчетных коэффициентов, приведенных в таблице 5.12 для плотных и слабых грунтов, см. [1], [4].

Таблица 5.12 - Значения коэффициентов  и  для опорных реакций трубопровода на грунтовом основании

Схема нагружения

Центральный угол 2a, град.

Коэффициент

а)

0

0

0

0

0

0

0

30

-0,059

0,002

-2,002

0,004

0

-0,004

60

-0,105

0,007

-0,007

0,013

0

-0,013

90

-0,136

0,014

-0,013

0,027

0

-0,027

120

-0,155

0,021

-0,019

0,04

0

-0,04

150

-0,163

0,026

-0,023

0,05

0

-0,05

180

-0,169

0,029

-0,025

0,053

0

-0,053

б)

0

0

0

0

0

0

0

30

-0,04

0,001

-0,001

0,001

0

-0,001

60

-0,073

0,003

-0,003

0,007

0

0,007

90

-0,093

0,007

-0,006

0,013

0

0,013

120

-0,114

0,01

-0,01

0,02

0

0,02

150

-0,123

0,012

-0,012

0,025

0

0,025

180

-0,127

0,014

-0,013

0,027

0

-0,027

5.4.4 Расчетный опорный момент от действия внешней вертикальной нагрузки при укладке трубы на плотное грунтовое основание определяется с использованием коэффициентов, приведенных в таблице 5.12, по схеме а.

5.4.5 При укладке трубы на слабые грунты расчетный опорный момент определяется также с использованием коэффициентов, приведенных в таблице 5.12, по схеме б.

5.4.6 Расчетный изгибающий момент от действия грунтовой и транспортной нагрузок при укладке на плоское основание, кН×м, равен

                                            (5.27)

5.4.7 При укладке на профилированное основание с углом охвата трубы основанием 2a изгибающий момент  равен:

                             (5.28)

5.4.8 Расчетный изгибающий момент от действия веса воды и собственного веса трубопровода при укладке на плоское основание, кН×м, равен

                                                             (5.29)

5.4.9 При укладке на профилированное основание:

                                            (5.30)

5.4.10 Расчетный изгибающий момент от действия горизонтальных нагрузок, кН×м, определяется по формуле

Mг = -0,125(Q + Q)rcp10-3.                                               (5.31)

5.4.11 Внешние приведенные нагрузки, эквивалентные действующим изгибающим моментам, определяются по формуле

                                                        (5.32)

5.5 Расчет на прочность при действии на трубопровод внешних нагрузок

5.5.1 Расчет производится на следующие сочетания основных нагрузок:

1) при действии на трубопровод давления грунта засыпки, передвижных транспортных средств, собственного веса трубы, внешнего гидростатического давления, веса транспортируемой воды;

2) при действии грунта засыпки, атмосферного давления при образовании в трубопроводе вакуума, собственного веса трубопровода, веса воды.

5.5.2 Условие прочности соблюдается, если

Qпр £ Qэкв.                                                               (5.33)

5.5.3 Несущая способность засыпанного трубопровода при внешнем нагружении  зависит от поддерживающего действия (отпора) грунта засыпки, влияние которого в расчетах учитывается коэффициентом x.

5.5.4 Коэффициент x определяется по формулам:

при первом варианте сочетания нагрузок

                                                  (5.34)

при втором варианте сочетания нагрузок

                                                     (5.35)

где Ра - атмосферное давление при образовании в трубопроводе вакуума, принимаемое равным 0,1 МПа.

5.5.5 Предельная раздавливающая внешняя нагрузка , действующая на подземный трубопровод, определяется исходя из условий, что при эквивалентном двухлинейном нагружении приведенными силами изгибающий момент равен

                                              (5.36)

5.5.6 Нормальные напряжения, возникающие в опасном сечении (лотке), равны

                                   (5.37)

Тогда

                                                      (5.38)

где R - расчетная прочность, равная 300 МПа;

т - коэффициент условий работы материала труб, равный единице при доверительной вероятности р* ³ 0,997;

x - коэффициент упругого отпора грунта, определяемый расчетом.

5.6 Расчет на устойчивость круговой формы поперечного сечения

5.6.1 Определение необходимой несущей способности труб из условия устойчивости круговой формы поперечного сечения следует проводить по формуле с учетом состояния напорного трубопровода

                                            (5.39)

где qкр - предельная величина внешнего равномерного давления, МПа, которую труба из ВЧШГ способна выдержать без потери устойчивости круговой формы поперечного сечения;

Qпр - расчетная внешняя приведенная нагрузка, кН/м;

Рвак - величина возможного вакуума на расчетном участке трубопровода, МПа; при отсутствии конкретных данных следует принимать равной 0,1 МПа;

Ргв - внешнее гидростатическое давление грунтовых вод на трубопровод, МПа, определяется по формуле (5.25).

5.7 Расчет на жесткость (по деформации) при внешнем нагружении

5.7.1 При расчете на жесткость исходным служит условие, чтобы относительное уменьшение вертикального диаметра f/D не превышало, %:

а) 5 - для труб с антикоррозионным полимерным внутренним покрытием;

б) 4 - для труб с цементно-полимерным покрытием;

в) 3 - для труб с цементно-песчаным внутренним покрытием.

5.7.2 Эти условия выражаются неравенствами:

                                               (5.40)

                                               (5.41)

                                                (5.42)

где x - коэффициент, учитывающий влияние отпора грунта;

 - коэффициент, зависящий от схемы распределения нагрузок и опорной реакции, с учетом активного влияния бокового давления грунта. При угле опирания 2a = 30°  = 1,23; 2a = 90°  = 0,974. Для практических расчетов величину  можно принимать равной 1,0. Более точные значения коэффициента  можно получить в таблице 9.17 [4].

5.7.3 Критическая величина внешнего давления определяется по формулам:

при                                              (5.43)

при                                                   (5.44)

где Рл - жесткость трубы, МПа, по М. Леви;

Ргр - жесткость грунта, определяемая по формуле

Ргр = 0,125Егр,                                                           (5.45)

здесь Егр - модуль деформации грунта засыпки, МПа.

5.8 Расчет на прочность труб при совместном воздействии внешних нагрузок и внутреннего давления

5.8.1 При совместном воздействии внешних приведенных нагрузок Q и внутреннего гидравлического давления зависимость между ними является прямолинейной. При работе материала трубы в упругой стадии напряжения от этих нагрузок суммируются, см. [1], [8], [9].

В общем случае эта зависимость выражается формулой

                                                    (5.46)

где Рпр - величина внутреннего давления при Qпр, МПа;

Р0 - несущая способность трубы на внутреннее гидростатическое давление, МПа;

Q0 - несущая способность трубы на внешнюю приведенную нагрузку от грунта и транспорта, кН/м;

Qпр - величина приведенной внешней нагрузки, кН/м

                                                  (5.47)

5.8.2 Значения Р0 определяются по формуле

                                                        (5.48)

где Rр - расчетная прочность, равная 300 МПа;

r0 - внутренний радиус трубы, см;

h - толщина стенки трубы, см.

5.8.3 Значения Q0 определяются по формуле

                                                  (5.49)

где b - условная длина трубы, равная 1 м;

rc - радиус срединной поверхности трубы, см.

5.8.4 Значения Р0 и Q0 для труб диаметрами 80 - 1000 мм классов К-9 и К-10 для незасыпанного трубопровода приведены в таблице 5.13.

Таблица 5.13 - Несущая способность незасыпанного трубопровода на внешнюю нагрузку Q0 и внутреннее давление Р0

Dy, мм

Класс К-9

Класс К-10

Рисп, МПа

Q0, кН/м

Р0, МПа

Q0, кН/м

Р0, МПа

80

123,0

41,9

125,0

42,0

5,0

100

96,4

33,9

96,6

33,4

5,0

125

82,0

27,3

83,0

27,3

5,0

150

73,2

23,9

77,6

25,8

5,0

200

55,6

18,0

68,3

20,0

5,0

250

51,7

15,7

65,6

17,4

5,0

300

48,9

13,8

60,1

15,3

5,0

350

50,2

12,8

61,4

14,1

4,0

400

47,1

11,8

59,4

13,1

4,0

450

49,5

11,0

60,2

12,4

4,0

500

46,2

10,4

56,8

11,5

4,0

600

47,0

9,7

57,8

10,8

4,0

700

47,8

9,2

63,4

10,2

3,2

800

51,9

8,6

62,4

9,7

3,2

900

51,5

8,1

63,4

9,0

3,2

1000

54,9

8,3

67,3

l 9,2

3,2

Примечание - Рисп - величина заводского испытательного давления каждой трубы на водонепроницаемость, является не расчетной, а отбраковочной, технологической.

5.8.5 График прочности незасыпанного трубопровода при комбинированной нагрузке, представляющий собой прямую линию в координатах Q0P0, приведен на рисунке 5.6.

5.8.6 Графики являются линиями равной прочности при любых сочетаниях нагрузок, когда суммарные напряжения в стенках трубы не превышают Rp = 300 МПа от воздействия внешних нагрузок и внутреннего давления при любых сочетаниях. Пояснения по использованию графика (рисунок 5.6) приведены в примере расчета в разделе 5.10.

5.8.7 Коэффициент запаса прочности трубопровода на внешние нагрузки K0 может быть получен из соотношения Q0/Qпр = К0.

Коэффициент запаса прочности  принят в дальнейших расчетах условно равным единице. При упругой работе материала трубы соотношение  справедливо также для нагрузок, вызывающих эти напряжения.

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: 1

Рисунок 5.6 - Графики прочности труб диаметром 600 мм классов К-9 и К-10

5.9 Расчет на прочность труб при действии на трубопровод внутреннего давления при отсутствии внешней нагрузки

5.9.1 Расчетное внутреннее давление в трубопроводе Р, МПа, определяется по формуле

                                                          (5.50)

где Rр - расчетное сопротивление чугуна, МПа; Rp = 300 МПа;

m0 - коэффициент условия работы, равный 1,0;

h - толщина стенки трубы, см;

Dн - наружный диаметр трубы, см.

5.9.2 Номинальная толщина стенки труб h, см, определяется по эмпирической формуле

h = k(0,5 + 0,001Dу),                                                   (5.51)

где k - безразмерный коэффициент, используемый для обозначения класса труб; принимается равным 8, 9, 10, 11, 12 и т.д.;

Dy - условный проход трубы, см.

5.9.3 Допустимое внутреннее давление в трубопроводе на условия временной прочности раструбной трубы определяется по данным таблицы 5.14.

5.9.4 Допустимая максимальная величина внутреннего гидравлического давления трубопровода для фланцевых соединений определяется из таблицы 5.15 исходя из принципа равнопрочности труб, стыковых соединений и фитингов.

5.9.5 Испытательное давление подземных трубопроводов в соответствии со СНиП 3.05.04 подразделяется на предварительное Ри и приемочное Рг.

5.9.6 Предварительное испытательное давление определяется в соответствии со СНиП 3.05.04 как внутреннее расчетное давление с коэффициентом 1,25.

5.9.7 Приемочное испытательное давление равно Рг = Ри + 0,5 МПа.

Таблица 5.14 - Допустимое внутреннее гидравлическое давление в трубопроводе с раструбными соединениями «TYTON» и «RJ», МПа, для труб класса К-9

Условный проход, мм

«TYTON»

«RJ»

Рдоп

Ри

Рг

Рдоп

Ри

Рг

80

6,4

8,0

8,5

8,8

11,0

11,5

100

6,4

8,0

8,5

7,5

9,4

9,9

125

6,4

8,0

8,5

6,3

7,9

8,4

150

6,4

8,0

8,5

6,3

7,9

8,4

200

6,2

7,75

8,25

4,9

6,1

6,6

250

5,4

6,75

7,25

3,6

4,5

5,0

300

4,9

6,12

6,61

3,4

4,2

4,7

350

4,5

5,62

6,12

3,0

3,7

4,2

400

4,2

5,25

5,75

2,5

3,1

3,6

500

3,8

4,75

5,25

2,5

3,1

3,6

600

3,6

4,5

5,0

-

-

-

700

3,4

4,25

4,75

-

-

-

800

3,2

4,0

4,5

-

-

-

900

3,1

3,9

4,4

-

-

-

1000

3,0

3,75

4,25

-

-

Таблица 5.15 - Допустимое внутреннее гидравлическое давление для фланцевых соединений, МПа

Условный проход, мм

Рдоп

Ри

Рг

80

2,5

3,1

3,6

100

2,5

3,1

3,6

125

2,5

3,1

3,6

150

2,5

3,1

3,6

200

2,5

3,1

3,6

250

2,5

3,1

3,6

300

2,5

3,1

3,6

350

2,5

3,1

3,6

400

2,5

3,1

3,6

500

2,5

3,1

3,6

600

1,6

2,0

2,5

700

1,6

2,0

2,5

800

1,6

2,0

2,5

900

1,6

2,0

2,5

1000

1,6

2,0

2,5

5.10 Класс прочности труб из ВЧШГ

5.10.1 Выбор класса прочности труб на первой стадии расчета осуществляется методом сопоставления несущей способности труб на воздействие внешней нагрузки Q и внутреннего давления Р незасыпанного трубопровода.

5.10.2 Несущая способность Р0 и максимально допустимое внутреннее давление Рmax, МПа (Р0 = Рmax), при незасыпанном трубопроводе определяются из таблицы 5.13, а допустимое внутреннее давление засыпки грунта в зависимости от внешней грунтовой и транспортной нагрузок определяется расчетом.

5.10.3 Основным критерием оценки выбора класса труб на первой стадии расчета является коэффициент запаса прочности K0, который не должен быть менее единицы при сравнении несущей способности трубы на внешнюю приведенную нагрузку и допустимого внутреннего давления с заданным рабочим давлением. Коэффициент запаса прочности K0 определяется в соответствии с 5.8.7.

5.10.4 Принятый класс прочности труб на первой стадии должен быть рассчитан на прочность, устойчивость, деформативность, критическую величину внешнего давления при расчетных значениях Qэкв.

5.10.5 В случае если выбранный класс прочности труб при вычисленных приведенных нагрузках не удовлетворяет критерию прочности при укладке трубы на плоское грунтовое основание, то следует предусмотреть применение более высокого класса прочности.

5.10.6 Если применение другого класса труб при укладке на плоское основание является экономически нецелесообразным, следует рассматривать расчет труб на прочность при укладке на спрофилированное основание с углом охвата трубы 2a = 60°; 90°; 120°.

5.10.7 Сопоставление несущей способности трубопровода Q0 и Р0 с действующими внешними приведенными нагрузками и внутренним давлением рекомендуется также производить, используя прямолинейный график равной прочности труб при совместном воздействии внешних нагрузок и внутреннего давления (рисунок 5.6).

Пример расчета на прочность трубопровода из ВЧШГ диаметром 600 мм

Требуется провести расчет на прочность, устойчивость и жесткость трубопровода из ВЧШГ диаметром 600 мм для следующих условий:

трубы класса К-9 по ГОСТ Р ИСО 2531;

наружный диаметр 635 мм;

толщина стенки трубы 9,9 мм;

укладка в траншее с наклонными стенками, заложение откоса m3,0 = 0,5 на плоское основание;

группа грунта Г-III (суглинки);

удельный вес грунта g = 17,7 кН/м3;

модуль деформации грунта Eгр = 2,2 МПа;

уплотнение грунта - нормальное;

глубина заложения - 2 м;

транспортная нагрузка НГ-60 (одна машина);

внешняя гидростатическая нагрузка отсутствует;

расчетное внутреннее гидростатическое давление равно 1,6 МПа;

расчетное сопротивление материала трубы на растяжение Rp = 300 МПа, при доверительной вероятности р* ³ 0,997.

Определение нагрузок от давления грунта засыпки.

Ширина траншеи по верху:

B1 = Dн + 0,8 = 1,43 м;

В = В1 + 2(Dнm3,0) = 1,43 + 2(0,63 × 0,5) = 2,06 м;

Вср = В1 + 2(Dн + Н/2)m3,0 = 1,43 + 2(0,63 + 2/2)0,5 = 3,05 м.

Коэффициент Ктр = 0,9 при H/Bср = 2/3,05 = 0,65 (см. таблицу 5.6).

Параметр, характеризующий жесткость грунта засыпки

Ргр = 0,125 = 0,125 × 2,2 = 0,275 МПа.

Параметр, характеризующий жесткость трубопровода

где Е - модуль Юнга для ВЧШГ; Е = 1,7×105 Па.

Коэффициент c = 0,98.

Коэффициент y равен

Коэффициент концентрации давления грунта засыпки

Определение произведений ВКтрy и DнKн:

ВКтрy = 2,06 × 0,9 × 0,512 = 0,95;

DнKн = 0,63 × 1,29 = 0,81.

Так как DнKн < ВКтрy, то определение вертикальной нагрузки от давления грунта засыпки производится по формуле

Равнодействующая расчетной горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта засыпки

Определение нагрузки от давления наземного транспорта

Равнодействующая расчетной вертикальной нагрузки от давления наземного транспорта

Равнодействующая расчетной горизонтальной нагрузки от давления наземного транспорта

Равнодействующая расчетной вертикальной нагрузки от собственного веса трубопровода

Q1 = npgтрh(Dн - h) = 1,1 × 3,14 × 72,6 × 0,0099(0,63 - 0,0099) = 1,54 кН/м.

Равнодействующая расчетной вертикальной нагрузки от веса транспортируемой воды

Расчет на прочность при действии на трубопровод внешних нагрузок:

Определение расчетной линейной приведенной эквивалентной нагрузки

Определение коэффициента, учитывающего влияние отпора грунта

Определение предельной раздавливающей нагрузки трубы, уложенной в грунте

Для труб класса К-9

Коэффициенты запаса прочности:

 

Условие прочности соблюдается.

Расчет на прочность при действии грунтовых нагрузок, веса трубопровода, воды и образования в трубопроводе вакуума

Суммарный момент от действия этих нагрузок М = 2,28 + 0,25 - 0,18 = 2,35 кН×м, тогда расчетная приведенная нагрузка Qпр равна 25,4 кН×м. Расчетная приведенная нагрузка от всех действующих сил (см. расчет выше) равна 35,2.

Определение коэффициента, учитывающего влияние отпора грунта при образовании в трубопроводе вакуума

где Рв - величина вакуума в трубопроводе.

Определение предельной допустимой раздавливающей внешней нагрузки при образовании в трубопроводе вакуума

Условие прочности соблюдается: 61,18 > 32,5 кН/м, коэффициент запаса прочности К = 61,18/25,4 = 2,4.

Расчеты показали, что трубы из ВЧШГ класса К-9 диаметром 635 мм удовлетворяют требованиям надежной работы подземного напорного трубопровода при образовании вакуума.

5.11 Расчет на устойчивость при воздействии на трубопровод внешних нагрузок

5.11.1 Критическое внешнее равномерное давление определяется следующим образом.

Из условия Ргр £ Рл/4 получаем, что Ргр = 0,275 МПа < 0,335 МПа, тогда qгр = Рл = 1,34 МПа.

5.11.2 Определяем равномерно распределенное давление от действующей нагрузки с учетом q1 и без учета q2 воздействия транспортных нагрузок:

1) при действии на трубопровод внешних нагрузок:

 K0 = 1,34/0,55 = 2,43;

 K0 = 1,34/0,40 = 3,35;

2) при образовании в трубопроводе вакуума:

 K0 = 2,06;

 K0 = 2,68.

Условиям устойчивости трубопровод удовлетворяет.

5.12 Расчет на жесткость (по деформации) при внешнем нагружении расчетной приведенной нагрузкой

5.12.1 Расчет допустимого прогиба для труб с цементно-песчаным покрытием в земле выполняется по условию

где  Рл = 1,34 МПа; Qпр = 35,2 кН/м; x = 0,79;

Коэффициент запаса прочности К0 равен 19,05/6,6 = 2,88.

Жесткость трубопровода достаточна при заданных условиях внешней приведенной нагрузки.

5.12.2 Расчеты показали, что при заданных параметрах внешней нагрузки трубы диаметром 600 мм класса К-9 полностью удовлетворяют требованиям по прочности, устойчивости и жесткости от воздействия внешних нагрузок.

5.12.3 Расчет трубопровода на комбинированную нагрузку производится для двух случаев:

незасыпанного трубопровода;

засыпанного трубопровода.

5.12.4 Значения допустимого внутреннего давления Рдоп для труб класса К-9, определяемого по формуле (5.48), равны:

1)

2)

Рдоп для труб диаметром 600 мм по данным таблицы 5.14 равно 3,6 МПа, заданное рабочее давление равно 1,6 МПа. Коэффициенты запаса прочности на внутреннее давление равны

 и

Коэффициенты запаса прочности при заданном рабочем давлении Рраб = 1,6 МПа будут соответственно равны 2,01 и 2,90.

5.12.5 Значения испытательного давления Ри трубопровода, определяемые по СНиП 3.05.01, будут равны

Ри = 1,25Рраб = 1,25 × 1,6 = 2,0 МПа.

Значение Ри назначается расчетом для конкретного трубопровода.

5.12.6 Для расчетов рекомендуется использовать также график несущей способности труб незасыпанного трубопровода, приведенного на рисунке 5.6, который позволяет определить значения внешней приведенной нагрузки от заданных величин внутреннего давления и наоборот.

5.12.7 Предварительное испытательное давление в трубопроводе с рабочим давлением 1,6 МПа в соответствии с таблицей 5.14 должно быть равно 2,0 МПа, приемочное давление Рг = Ри + 0,5 = 2,5 МПа.

Величина допустимого давления из условия прочности в трубопроводе при Qпр = 35,2 кН/м для трубы класса К-9 равна 2,5 МПа (по графику 5.6); Ри = 4,5; Pг = 5,0 МПа.

5.12.8 Расчеты показали, что труба класса К-9 диаметром 600 мм удовлетворяет всем прочностным требованиям, предъявляемым к незасыпанному и засыпанному трубопроводам, при рабочем давлении 1,6 МПа.

5.12.9 Методика расчета, изложенная в разделе 5, позволяет выбрать оптимальное рабочее и испытательное давление в зависимости от внешних нагрузок для всех диаметров и классов труб, приведенных в приложении А.

5.12.10 Конструкции труб и соединительных частей, приведенные в приложении Б, соответствуют основным требованиям ГОСТ Р ИСО 2531.

5.13 Параметры, влияющие на коррозионную агрессивность грунтов по отношению к трубам из ВЧШГ

5.13.1 Согласно ГОСТ Р ИСО 2531 на коррозионную агрессивность грунтов по отношению к трубам из ВЧШГ влияют следующие параметры и обстоятельства: удельное электрическое сопротивление грунтов; рН; наличие грунтовых вод на уровне трубы; наличие коррозионных элементов из-за связи с наружными металлическими конструкциями; заражение почвы сточными водами или отходами; воздействие блуждающих токов.

5.13.2 Критериями опасности коррозии труб из ВЧШГ могут служить:

величина удельного электрического сопротивления грунта р меньше 30 Ом×м;

величина рН меньше 6;

загрязнение городскими и производственными сточными водами, а также органическими веществами, поступившими с промышленными выбросами;

наличие коррозионных элементов из-за связи с наружными металлическими конструкциями, способствующими появлению макропар.

5.13.3 Важнейшим из перечисленных в 5.13.1 критериев опасности коррозии труб из ВЧШГ является величина удельного электросопротивления грунта. Фактически она определяет все другие факторы, способствующие коррозии.

5.13.4 Методика определения удельного электрического сопротивления грунта р принимается в соответствии с ГОСТ 9.602.

5.13.5 Критерием опасного влияния блуждающего постоянного тока на трубопровод из ВЧШГ является наличие изменяющегося по знаку и значению смещения потенциала сооружения по отношению к его стационарному потенциалу (знакопеременная зона) или наличие только положительного смещения потенциала, как правило, изменяющегося по значению (анодная зона).

5.13.6 Методика определения опасного влияния блуждающего постоянного тока принимается в соответствии с ГОСТ 9.602 и РД 153-39.4-091 [10].

5.13.7 Критерием опасного влияния переменного тока промышленной частоты (блуждающего или индуцированного) на трубопроводы из ВЧШГ является смещение среднего значения потенциала трубопровода в отрицательную сторону не менее чем на 10 мВ по отношению к стационарному потенциалу или наличие переменного тока плотностью более 1 мА/см2 (10 А/м2) на вспомогательном электроде.

5.13.8 Методика определения опасного влияния переменного тока принимается в соответствии с ГОСТ 9.602 и РД 153-39.4-091 [10].

5.13.9 Опасное влияние постоянного блуждающего и переменного токов следует оценивать для трубопроводов из ВЧШГ только в том случае, когда соединения труб обеспечивают непрерывную электрическую связь по металлу (сварные или фланцевые соединения). При раструбном соединении труб из ВЧШГ через изолирующие уплотнительные резиновые кольца или прокладки, устанавливаемые на расстоянии не более чем через 6 м, непрерывность цепи по металлу нарушается и опасность действия блуждающих токов значительно уменьшается, что создает условия, исключающие необходимость применения специальных мер по защите трубопроводов от влияния блуждающих токов.

5.14 Защитные покрытия для труб из ВЧШГ и требования к ним

5.14.1 Для защиты от коррозии подземных трубопроводов из ВЧШГ в зависимости от условий эксплуатации (коррозионной агрессивности грунтов и наличия блуждающих токов) используются:

защитные покрытия (как изоляционные, так и протекторного типа);

электрохимическая защита;

специальная постель под трубопровод и засыпка грунтом, как правило, песком в целях снижения коррозионной агрессивности грунта.

5.14.2 Согласно ГОСТ Р ИСО 2531 в зависимости от внешних условий эксплуатации трубопроводов из ВЧШГ и с учетом действующих национальных стандартов могут использоваться защитные наружные покрытия из следующих материалов:

металлический цинк с защитным слоем;

обогащенная цинком (цинконаполненная) краска с защитным слоем;

утолщенное покрытие из металлического цинка с защитным слоем;

полиуретан;

полиэтилен;

фиброцементный раствор;

липкие полимерные ленты;

битумная краска;

эпоксидная смола.

5.14.3 Наружные покрытия распространяются также на фитинги и вспомогательную арматуру.

5.14.4 Для защиты трубопроводов из ВЧШГ наибольшее распространение получили следующие внешние защитные покрытия:

стандартные (металлический цинк + битумная краска);

с дополнительной защитой (металлический цинк + битумная краска + надеваемый при прокладке полиэтиленовый рукав согласно рисунку 5.7 и таблице 5.16).

Рисунок 5.7 - Полиэтиленовый рукав для труб

Таблица 5.16 - Размеры полиэтиленового рукава

Условный проход трубы, мм

Длина рукава L, мм

Ширина рукава l*, мм

80

6600

300

100

6600

300

125

6600

400

150

6600

400

200

6600

600

250

6600

600

300

6600

800

350

6600

850

400

6600

950

500

6600

1150

600

6600

1300

700

6600

1600

800

6600

1800

900

6600

2200

1000

6600

2200

* l - ширина рукава в плоском (сложенном вдвое) состоянии.

5.14.5 Стандартное цинковое покрытие является активным вследствие гальванического взаимодействия пары цинк - чугун. При этом механизм защиты имеет двойной эффект: при контакте с грунтом формируется плотный, сплошной и липкий защитный слой из нерастворимых солей цинка; в случае локального повреждения защитного покрытия происходит автоматическое восстановление его целостности (за счет поступления ионов Zn2+ из близлежащих неповрежденных участков к поврежденному с образованием впоследствии нерастворимых солей цинка).

5.14.6 Покрытие из металлического цинка должно наноситься на сухую поверхность трубы, на которой не должно быть следов ржавчины, посторонних веществ и загрязнений, препятствующих адгезии покрытия, из расчета не менее 130 г/м2 (на отдельных участках допускается не менее 110 г/м2).

5.14.7 Для защиты труб, работающих в условиях очень высокой коррозионной агрессивности грунта, могут использоваться дополнительные средства защиты (покрытие полиуретаном, экструдированным полиэтиленом).

5.14.8 В качестве дополнительного средства защиты от коррозионной агрессивности грунта рекомендуется использовать защитную (или противокоррозионную) постель, т.е. равномерно прилегающий со всех сторон к наружной части трубопровода слой неагрессивного грунта (песка или местного грунта, освобожденного от камней).

5.15 Устройство электрохимической защиты трубопроводов

5.15.1 Электрохимическая защита (ЭХЗ) от коррозии проложенных в земле трубопроводов из ВЧШГ с соединениями, обеспечивающими непрерывную электрическую связь по металлу, должна производиться в грунтах высокой коррозионной агрессивности (р < 15 Ом×м) и (или) при опасном действии постоянного блуждающего и переменного токов промышленной частоты.

5.15.2 При решении вопроса о целесообразности защиты от коррозии труб ВЧШГ при опасном действии блуждающих токов следует различать два случая:

трубы изолированы одна от другой;

имеется металлическая связь между трубами.

5.15.3 В случае надежной изоляции стыков труб ЭХЗ трубопровода в зоне влияния блуждающих токов не требуется; отказ от ЭХЗ может быть обоснован малой вероятностью опасного действия коррозионных макропар от контакта с посторонним катодом или коррозии под действием блуждающего тока (например, в трубопроводах из ВЧШГ, смонтированных из труб длиной 6 м с резиновыми уплотнительными манжетами между ними).

5.15.4 Применение ЭХЗ обязательно в тех случаях, когда имеется металлическая связь между трубами (фланцевые и сварные соединения) и трубопровод из ВЧШГ находится в зоне опасного действия блуждающих токов.

5.15.5 Для выбора типа ЭХЗ трубопроводов из ВЧШГ рекомендуется руководствоваться ГОСТ 9.602 с учетом особенностей труб из ВЧШГ.

5.15.6 В качестве противокоррозионной защиты трубопроводов из ВЧШГ могут применяться следующие покрытия (таблица 5.17).

Таблица 5.17 - Противокоррозионная защита труб из ВЧШГ

Удельное электросопротивление грунта, Ом×м

Тип защитного покрытия

25 - 30

Цинковое + битумное

15 - 25

Цинковое + битумное, полиэтиленовый рукав

Менее 15

Дополнительные исследования

5.15.7 Независимо от величины электросопротивления грунта применение полиэтиленового рукава дополнительно к внешнему цинковому и битумному покрытиям рекомендуется в следующих условиях:

искусственные грунты, содержащие булыжники, клинкер или промышленные отходы (часто встречающиеся в населенных и промышленных районах);

торфяные почвы;

почвы, загрязненные промышленными, сельскохозяйственными отходами или канализацией и т.д.;

почвы, содержащие отходы горного производства;

почвы, подверженные влиянию блуждающих токов (железные дороги, промышленное оборудование, использующее постоянное напряжение, близость катодно-защищенных структур с поврежденным изолирующим покрытием).

5.16 Прокладка трубопроводов

Упаковка, маркировка, транспортирование труб и их хранение

5.16.1 Упаковка, транспортирование, оформление документации и хранение труб должны производиться в соответствии с требованиями ГОСТ 10692.

5.16.2 Трубы и соединительные части из ВЧШГ допускается перевозить в любых транспортных средствах в закрепленном состоянии, препятствующем их перемещению. При перевозке труб автотранспортом длина свисающих концов не должна превышать 25 % длины трубы.

5.16.3 Трубы Dу 80 - 300 мм транспортируются в пакетах. Число труб в пакетах регламентируется документацией завода-изготовителя. Трубы Dy 350 - 1000 мм транспортируются без пакетов. На гладкие концы и в раструбы труб всех диаметров устанавливаются пластмассовые заглушки.

5.16.4 При погрузке и разгрузке труб необходимо всегда использовать мягкие текстильные стропы. Если используется подъемный кран с крюковыми грузозахватными приспособлениями, то их крюки должны быть широкими, с покрытием амортизирующей резиновой прокладкой. Зацепление должно производиться за гладкий конец и раструб.

5.16.5 Для труб большого диаметра в целях защиты цементно-песчаного покрытия от повреждения под крюки грузозахватных приспособлений подъемного крана следует подкладывать башмак, имеющий форму внутренней части трубы.

5.16.6 При погрузке и разгрузке пакетированных труб нельзя цеплять пакет крюками за стальные упаковочные ленты, гладкие концы или раструбы отдельных труб. Необходимо использовать схемы строповки, обеспечивающие захват всего пакета.

5.16.7 Хранение труб на складах и строительных площадках производится в транспортных пакетах или без пакетов в специально оборудованных штабелях.

5.16.8 Пакеты труб могут быть сложены в штабель, на брусьях размером 80´80´2600 мм, по три или четыре пакета в каждом ряду. Каждый последующий ярус пакетов отделяется от предыдущего брусьями, толщина которых немного больше, чем численное значение разницы диаметров раструба и цилиндра трубы (s > D - DE). Общая высота штабеля не должна превышать 2,5 м. Периодически необходимо проверять состояние пакетов, а также общую стабильность штабеля. Перед монтажом стальные упаковочные ленты на пакетах должны быть срезаны листовыми ножницами для металла или боковым резаком.

5.16.9 Штабелирование непакетированных труб должно производиться на ровных прочных основаниях. Ряды труб в штабеле должны быть уложены на деревянные прокладки шириной порядка 100 мм на расстоянии 1000 мм от раструба и гладкого конца трубы. При этом необходимо предусматривать боковые опоры, предотвращающие самопроизвольное раскатывание труб. Не допускается соударять трубы друг о друга, сбрасывать с транспортных средств, перетаскивать волоком или перекатывать. Во избежание повреждения покрытия и загрязнения труб деревянные прокладки должны присутствовать на протяжении всего срока хранения. Рекомендуется следующее число рядов труб в штабеле:

DN1

80

100

125

150

200

250

300

350

400

500

600

700

800

900

1000

Число рядов

30

27

24

22

18

16

14

12

11

8

7

5

4

4

3

_____________

1 DN - условный диаметр по ГОСТ Р ИСО 2531.

5.16.10 Торцы труб всех диаметров с внутренним цементно-песчаным покрытием, предназначенных к использованию в питьевых водопроводах, должны быть закрыты пластмассовыми заглушками во избежание загрязнения внутреннего покрытия. Заглушки не должны сниматься с труб до момента сборки соединений при укладке трубопровода. Соединительные части должны храниться рассортированными по виду и диаметрам. Стопоры под соединение «RJ» хранятся в открытой таре, рассортированные по диаметрам.

5.16.11 Резиновые уплотнительные кольца должны храниться в закрытых помещениях, в условиях, исключающих их деформацию и повреждения, при температуре от 0 до 35 °С, на расстоянии не менее 1 м от отопительных приборов, а также не подвергаться воздействию прямых солнечных лучей и веществ, разрушающих резину.

5.16.12 В летнее время трубы из ВЧШГ с нанесенным цементно-песчаным покрытием должны храниться в местах, исключающих попадание прямых солнечных лучей, или быть защищены специальным укрытием.

Земляные работы

5.16.13 Земляные работы по планировке трассы, разработке, засыпке и приемке траншей при строительстве трубопроводов следует производить в соответствии с требованиями СНиП 3.05.04.

5.16.14 Перед разработкой траншеи следует произвести разбивку ее оси. Приямки для монтажа и заделки стыковых соединений труб диаметром до 300 мм следует отрывать перед укладкой каждой трубы на место. Расстояние между приямками устанавливается в зависимости от длины укладываемых труб. Приямки для труб диаметром более 300 мм допускается отрывать за 1 - 2 дня до укладки труб в траншею с учетом фактической длины труб и расстояния между стыками.

5.16.15 Методы разработки траншеи обусловливаются диаметром трубопровода, геотехническими характеристиками грунтов, рельефом местности, технико-экономическими показателями технических средств, аналогично как для традиционных трубопроводов, например стальных.

5.16.16 Грунт, вынутый из траншеи, следует укладывать в отвал с одной (левой по направлению работ) стороны траншеи на расстоянии не ближе 0,5 м от края, оставляя другую сторону свободной для передвижения и производства прочих работ.

Монтаж трубопроводов и фасонных частей в грунте

5.16.17 Трубопроводы из ВЧШГ прокладывают преимущественно в грунте путем реализации траншейной и бестраншейной технологий, а также в коллекторах (каналах). Для прокладки трубопроводов в грунте следует применять соединительные части, конструкции которых приведены в приложении Б.

5.16.18 При прокладке трубопроводов из ВЧШГ в грунте должен соблюдаться технологический регламент, включающий подготовительные, вспомогательные и основные работы, состав и очередность которых должны увязываться с конкретными условиями.

5.16.19 Уплотнение при стыковке труб под соединения «TYTON», «RJ» осуществляется с помощью резинового кольца на основе этиленпропилендиенового каучука СКЭПТ (EPDM) за счет радиального сжатия его в кольцевом пазе раструба.

5.16.20 Для определения границ монтажа гладкого конца трубы в раструб на трубы под соединение «TYTON» наносится специальная метка (рисунок 5.8). На трубы под соединение «RJ» специальная метка не наносится.

Рисунок 5.8 - Нанесение меток. Метка у равна глубине раструба, а х = у - 10 мм, для всех диаметров труб

5.16.21 Наружную поверхность гладкого конца трубы (особенно фаску) до специальной метки покрывают смазкой, поставляемой предприятием - изготовителем труб.

5.16.22 Внутренняя поверхность раструба трубы (особенно паз для уплотнительного резинового кольца) очищается от посторонних предметов и загрязнений с помощью щетки и скребка. В кольцевой паз раструба вкладывают уплотнительное резиновое кольцо с проверкой правильности размещения его гребня.

5.16.23 Внутренняя поверхность уплотнительного резинового кольца покрывается смазкой. Следует избегать стекания смазки под наружную поверхность уплотнительного резинового кольца.

5.16.24 Монтируемая труба подается к ранее уложенной трубе, центрируется по конусной поверхности уплотнительного резинового кольца и с помощью монтажного приспособления или ломика (при малом диаметре труб) вводится в раструб до специальной метки.

5.16.25 При снятии усилия монтажного приспособления гладкий конец смонтированной трубы должен войти в раструб на расстояние не менее величины х и не более величины у, указанных на рисунке 5.8. Расстояние от торца раструба до торца резинового кольца должно быть одинаковым по всему периметру. Правильность установки уплотнительного резинового кольца в раструб проверяется специальным щупом. Неравномерное расстояние свидетельствует о выталкивании кольца из паза раструба, и монтаж следует повторить, так как этот стык при гидроиспытании даст течь.

5.16.26 При монтаже труб под соединение «RJ» после их стыковки необходимо:

вставить правый стопор в выемку раструба и продвинуть его вправо до упора;

вставить левый стопор (со стопорной проволокой) в выемку раструба и продвинуть его влево до упора;

вогнуть стопорную проволоку внутрь выемки раструба.

Уложенный трубопровод с соединением «RJ» имеет возможность осевого удлинения в каждом стыке за счет технологического зазора между наплавленным валиком и приливом в раструбной части трубы.

При требовании абсолютно исключить удлинение необходимо растягивать трубопровод при прокладке по участкам с помощью канатной тяги.

5.16.27 При использовании на монтаже трубопровода труб немерной длины (менее 6 м) их гладкие концы необходимо предварительно отрезать до требуемого размера. Для гарантированной стыковки труб после отрезки рекомендуется укорачивать на длину до 2/3 только калиброванные трубы со специальной маркировкой (рисунок 5.9), которая указывает на максимально возможную длину отрезания.

Рисунок 5.9 - Маркировка для калиброванных труб

Примечание - Для резки можно использовать дисковую фрезу, а также роликовые резаки. После отреза необходимо с помощью напильника или шлифовальной машины зачистить гладкий конец трубы и снять фаску, чтобы избежать повреждения уплотнительного кольца при монтаже труб. Для соединения «RJ» на гладком конце необходимо приварить кольцевой упор. Приварка осуществляется с применением никель-чугунных электродов.

5.16.28 Уложенные трубы, при необходимости, можно разъединить. Трубы вытягивают с помощью реечного домкрата и составной обоймы. Для разъединения труб под соединение «RJ» необходимо предварительно удалить стопоры. В случае повторного соединения труб следует использовать новое уплотнительное резиновое кольцо.

5.16.29 Монтаж трубопровода следует производить методом последовательного наращивания из одиночных труб непосредственно в проектном положении трубопровода (на дне траншеи).

5.16.30 Монтаж труб малого диаметра (80 - 100) мм осуществляется с помощью лома и деревянного бруса, диаметрами 125 - 150 мм с помощью петли и вильчатой штанги, для труб диаметрами до 300 мм - с помощью двух замковых штанг и тросовой лебедки. Монтаж труб диаметрами от 400 до 1000 мм производится при помощи любых приспособлений с тяговыми усилиями 90 - 100 кН и выше.

5.16.31 Монтаж офланцованных соединительных частей и арматуры на водопроводах из чугунных труб выполняется в камерах переключения (колодцах) в соответствии со сложившейся практикой. Расположение фланцевых соединений непосредственно в грунте должно сопровождаться их обязательной защитой от коррозии.

5.16.32 Засыпка трубопроводов должна осуществляться в два приема - частичная засыпка до предварительного испытания и окончательная засыпка после предварительного гидравлического испытания. Частичная засыпка трубопровода производится для предотвращения перемещения труб под воздействием давления во время предварительного гидравлического испытания.

5.16.33 Частичная засыпка траншеи производится в следующем порядке: предварительно проводятся подбивка пазух и частичная засыпка труб грунтом, не содержащим включений размером свыше 1/4 диаметра труб, на высоту 0,2 м над верхом трубы. Во время засыпки производится равномерное послойное уплотнение грунта с обеих сторон трубы до проектной плотности. Приямки и стык должны быть открыты.

5.16.34 Окончательная засыпка траншеи производится после предварительного испытания трубопровода. Предварительно присыпаются приямки и стыки с тщательным уплотнением грунта.

5.16.35 При прокладке трубопроводов в грунте при минусовых температурах непосредственно перед монтажом труб уплотнительные кольца должны быть выдержаны при температуре плюс 20 ± 5 °С в течение 24 ч.

Требования безопасности

5.16.36 При производстве работ необходимо соблюдать требования СНиП 12.04, включая изменения, касающиеся погрузочно-разгрузочных, земляных работ, гидравлических и пневматических испытаний (в части установления опасных зон).

5.16.37 Складирование чугунных труб, соединительных частей из ВЧШГ, железобетонных плит, строительных изделий и материалов для устройства колодцев и упоров должно осуществляться согласно соответствующим пунктам настоящего СП, а также с учетом требований разделов соответствующих технических условий и других норм на них.

5.16.38 Манипуляции при погрузке и разгрузке труб, соединительных частей, железобетонных плит и других строительных изделий должны производиться с использованием инвентарных грузозахватных приспособлений (стропов, мягких полотенец, траверс, захватов и т.п.) с учетом применяемых подъемно-транспортных механизмов. При перемещении грунта, труб, железобетонных плит и т.п. работники должны находиться в безопасной зоне проведения работ.

5.16.39 Работа на любых строительных машинах должна производиться лицами, имеющими на это специальное разрешение, и только в соответствии с проектом производства работ. Использовать в работе разрешается только исправные машины, инструменты, приспособления и средства малой механизации, что должно проверяться в установленном порядке с указанием сроков, оговоренных в техпаспортах.

5.16.40 Все рабочие перед тем как приступить к работе, должны пройти полный инструктаж по технике безопасности (вводный, первичный, повторный, внеплановый и текущий).

5.16.41 При проведении гидравлических испытаний трубопроводов давление следует поднимать постепенно. Запрещается находиться перед заглушками, в зоне временных и постоянных упоров.

5.16.42 При проведении испытаний трубопроводов участники всех видов работ должны находиться на безопасном расстоянии от возможного места разрушения труб, раструбов и т.п., обнаруженные дефекты можно устранять только после снятия давления.

5.17 Охрана окружающей среды

5.17.1 Трубы и фасонные части из ВЧШГ взрывобезопасны, нетоксичны, электробезопасны и радиационно безопасны. Специальных мер безопасности в течение всего срока службы труб и фасонных частей не требуется. Меры по охране окружающей среды должны соответствовать требованиям СНиП 3.05.03 и настоящего СП.

5.17.2 Без согласования с соответствующей организацией не допускается производить прокладку надземных трубопроводов на расстояниях менее 2 м от стволов деревьев и 1 м от кустарников. Запрещается перемещение грузов кранами на расстоянии ближе 0,5 м от крон или стволов деревьев. Не допускается складирование труб и других изделий на расстоянии менее 2 м от стволов деревьев без временных ограждающих или защитных устройств вокруг них.

5.17.3 Промывку трубопроводов следует выполнять с повторным использованием воды. Слив воды из трубопроводов после проведения испытаний, промывки (дезинфекции) производить способами, безопасными для окружающей среды, после очистки (отстаивания) в места, предусмотренные проектом.

5.17.4 Территория по завершении строительства трубопроводной сети должна быть очищена и восстановлена согласно проекту. Временно занимаемые земли подлежат рекультивации.

5.17.5 Отходы труб из ВЧШГ следует использовать для дальнейшей переработки. Отходы железобетонных изделий следует вывозить на заводы для переработки или на захоронение в места, согласованные с органами Госсанэпиднадзора. Непригодные для вторичной переработки отходы подлежат утилизации в соответствии с санитарными правилами и нормами, предусматривающими порядок накопления, транспортирования, обезвреживания и захоронения промышленных отходов. Организации, в результате деятельности которых образуются и которым передаются отходы 1 - 4-го классов опасности, должны иметь лицензии на деятельность по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортированию, размещению опасных отходов.

5.18 Испытания трубопроводов

5.18.1 Испытания трубопроводов водоснабжения и напорной канализации, смонтированных из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, должны проводиться в соответствии с проектом и с учетом требований СП 31.13330 и СНиП 3.05.04 с использованием типовых технологических процессов и испытательного оборудования, аналогичного тому, какое применяется при гидравлическом (пневматическом) испытании напорных трубопроводов из других материалов (приложение 2).

Допустимое гидравлическое рабочее и испытательное давление принимается по таблицам 5.14, 5.15.

5.18.2 Перед проведением испытаний трубопровода необходимо в местах поворотов, тупиках установить железобетонные упоры, предотвращающие перемещения труб от воздействия давления воды.

5.18.3 Площадь упоров определяется в зависимости от осевых усилий, действующих вдоль оси трубопровода, и прочности грунтов.

Для упора, установленного на повороте трубопровода, эти усилия равны

                                                   (5.52)

где Р - давление воды, МПа;

Dср - срединный диаметр трубы, м;

a - угол поворота трубопровода.

5.18.4 Расчет упоров рекомендуется выполнять в соответствии с рекомендациями [16].

5.18.5 Для практического использования возможен расчет по номограммам, приведенным на рисунке 5.10.

5.18.6 Конструкцию упоров рекомендуется выбирать по материалам [17].

5.18.7 При производстве работ по устройству упоров следует соблюдать требования, изложенные в СНиП 3.05.04 и пособии [18].

5.18.8 Проведение гидравлических испытаний трубопроводов допускается после достижения бетоном упоров прочности не менее проектной. Засыпка упоров и примыкающих к ним участков труб должна производиться слоями 15 - 20 см с увлажнением и тщательным уплотнением. Степень уплотнения грунта должна быть повышенной.

Рисунок 5.10 - Номограмма для выбора опорной площади упоров F на напорном трубопроводе условным диаметром Dy из труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом с раструбными соединениями, находящемся под внутренним давлением Р, при угле поворота трассы a с опорой на грунт прочностью G (N и Q - промежуточные шкалы)

6 Проектирование и строительство трубопроводов из ВЧШГ для надземной прокладки напорных трубопроводов диаметрами 80 - 500 мм

6.1 Общие положения

6.1.1 Расчет надземных трубопроводов из ВЧШГ производится на воздействие внутреннего давления, поперечный изгиб от собственного веса, веса транспортируемого продукта, снега, возможного обледенения, давления ветра.

6.1.2 При расчете раструбных труб на поперечный изгиб и осевое растяжение за расчетное сопротивление принимается величина R2 = 300 МПа, равная пределу упругости на растяжение. Предельным состоянием считается достижение в металле труб напряжений, равных пределу упругости.

6.1.3 Нагрузки, подлежащие учету при расчете на изгиб надземных трубопроводов, и значения соответствующих коэффициентов перегрузки приведены в таблице 6.1. Сочетания нагрузок и воздействий должны приниматься в наиболее невыгодных комбинациях для трубопровода и отдельных элементов конструкции.

Таблица 6.1 - Виды нагрузок и значения коэффициентов перегрузки при расчете надземных трубопроводов по [5], [6], [7]

Нагрузки

Коэффициент перегрузки

Собственный вес трубопровода

1,1

Вес транспортируемой воды

1,0

Вес обледенения трубы

1,2

Снеговая нагрузка

1,4

Ветровая нагрузка

1,2

Продольные (вдоль оси трубы) напряжения от расчетного значения внутреннего давления

1,0

Сейсмические воздействия

1,0

6.1.4 Основные сочетания нагрузок состоят из собственного веса, веса транспортируемой воды, продольных усилий от внутреннего давления. Дополнительные сочетания состоят из нагрузок, входящих в основное сочетание, с добавлением нагрузки от обледенения и ветровой или снеговой нагрузки с умножением расчетных нагрузок (кроме собственного веса и веса воды) на коэффициент 0,9.

6.1.5 Сочетание нагрузок с учетом монтажных нагрузок при расчете от обледенения и снега является дополнительным. Вес труб с внутренним цементно-песчаным покрытием (ЦПП) принимается по приложению А. Вес воды принимается равным внутреннему объему трубы, умноженному на плотность воды.

6.1.6 Расчетные нагрузки от воздействия ветра в горизонтальной плоскости для одиночной трубы перпендикулярно ее оси, от снеговой нагрузки и обледенения трубы при диаметрах до 1400 мм не учитываются в расчетах [7].

6.1.7 Нагрузки от теплоизоляции определяются в соответствии с СП 61.13330.

6.1.8 Основными расчетными нагрузками раструбных труб из ВЧШГ принимаются: внутреннее давление наполнителя, собственный вес трубы и вес воды, осевые нагрузки от воздействия внутреннего гидравлического давления.

6.1.9 Основное сочетание нагрузок - одновременное воздействие внешних нагрузок от веса трубы и воды и внутреннего гидравлического давления.

6.1.10 Рассматриваются раструбные трубы с соединениями «RJ», воспринимающие осевые нагрузки от воздействия внутреннего давления.

6.1.11 За расчетные значения внутреннего гидростатического давления в качестве примеров приняты величины 0,6; 1,0; 1,6 МПа.

6.2 Основные положения расчета на прочность труб из ВЧШГ для надземной прокладки

Рассматривается основной вариант расчетной схемы на опорах - трубопровод из отдельных раструбных труб из ВЧШГ.

Расчетная схема представлена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 - Расчетная схема трубопровода из раструбных труб на внешнюю распределенную нагрузку; N - горизонтальная нагрузка от внутреннего давления и сил трения на опорах

Изгибающий момент M, кН×м, определяется по формуле

                                                           (6.1)

где М1 = М2 = М - моменты в середине пролета l от действия распределенной нагрузки q;

А1 = А3 = ql/2 - реакция на опорах А0 и А3;

А1 = А2 = ql - реакция на опорах A1 и А2;

где Q1 - вес трубы длиной l, м;

Q2 - вес воды в трубе;

 - изгибающие моменты на опору от воздействия опорных реакций, кН×м.

6.2.1 Для определения напряжений изгиба s1 в раструбном трубопроводе отдельная труба рассматривается как разрезная балка кольцевого поперечного сечения, в которой возникает изгибающий момент М.

6.2.2 Напряжения в стенке трубы от поперечного момента будут

                                                          (6.2)

где  - момент сопротивления, м3.

6.3 Расчет раструбных труб на поперечный изгиб

6.3.1 Основными расчетными нагрузками являются собственный вес трубы и вес воды. Линейные нагрузки q, кН/м, для каждого диаметра приведены в таблице 6.2.

6.3.2 Величины напряжений изгиба рассчитываются по формуле (6.2), а прогибы трубы f в середине пролета - по формуле

                                                              (6.3)

где q - линейная нагрузка, кН/м;

l - пролет трубчатой балки, м;

Е - модуль упругости, равный 1,7×105 МПа;

I - момент инерции сечения, см4;

Таблица 6.2 - Нагрузки от труб класса К-9 диаметрами 80 - 500 мм длиной 6 м

Dу, мм

Вес трубы, кН

Вес воды, кН

Вес трубы с водой, кН

Нагрузка q, кН/м

80

0,9

0,45

1,35

0,22

100

1,12

0,53

1,65

0,27

125

1,4

1,25

2,65

0,44

150

1,7

1,34

3,04

0,51

200

2,3

2,3

4,6

0,77

250

3,0

3,6

6,6

1,10

300

3,8

4,7

8,5

1,42

350

4,9

6,8

11,7

1,95

400

5,9

8,0

13,9

2,32

500

8,0

12,3

20,3

3,38

В таблице 6.3 приведены расчетные данные, а также коэффициент запаса прочности К = Rp/sиз при поперечном изгибе, где Rp = 300 МПа.

Таблица 6.3 - Поперечный изгиб sиз и прогиб f раструбных труб в середине пролета l = 6 м от воздействия приведенной линейной нагрузки q

Dy, мм

80

100

150

200

250

300

400

500

W, см3

39,9

59,6

126,7

230,8

330,4

600,7

1126.9

1932,5

I, см4

183,5

333,7

1039,0

2492,6

4472,4

9791,4

27721,2

50534,9

q, кН/м

0,22

0,27

0,51

0,77

1,10

1,42

2,32

3,38

sиз, МПа

24,8

18,87

16,69

13,84

14,07

10,00

9,66

7,86

f, см

0,5

0,70

0,45

0,20

0,195

0,136

0,082

0,066

К

12,0

16,0

18,0

21,6

21,4

30,0

31,0

38,0

Примечание - При необходимости величины напряжений изгиба для труб диаметрами 125 и 350 мм могут быть определены по вышеприведенным формулам.

6.3.3 Как видно из таблицы 6.3, величины напряжений поперечного изгиба sиз и прогиба трубчатой балки f для труб диаметрами 80 - 500 мм незначительны и в расчетах труб на поперечный изгиб трубчатой балки могут не учитываться.

6.3.4 От воздействия внутреннего давления в стенке трубы возникают кольцевые напряжения, определяемые по формуле

                                                           (6.4)

где P0 - внутреннее давление воды, МПа;

D0 - внутренний диаметр трубы, см;

h - толщина стенки трубы, см.

6.3.5 Кроме напряжений поперечного изгиба и окружных нормальных напряжений от внутреннего давления в трубе возникают еще окружные нормальные напряжения от поперечных моментов M0 на опорах.

6.3.6 На рисунке 6.2 показана расчетная схема трубопровода на отдельных опорах, которые его обхватывают снизу на протяжении дуги с центральным углом 2a. Расстояние между опорами равно l, а ширина опор в направлении вдоль оси трубопровода равна а.

Суммарную нагрузку на единицу длины трубы обозначим через Q = Qтр + Qв, где Qтр - вес трубы, Qв - вес воды.

Рисунок 6.2 - Трубопровод на отдельных опорах

Изгибающие моменты на опорах от воздействия нагрузки Q в характерных сечениях кольца выражаются формулами [1]:

                                                     (6.5)

где Q - суммарная нагрузка на опору, кН;

r - срединный радиус трубы, см.

Эпюра изгибающих моментов от воздействия силы Q при опирании трубы на плоскость приведена в таблице 6.4.

Таблица 6.4 - Значения коэффициентов  и  для различных нагрузок, действующих на трубопровод круглого сечения, опертый на нижнюю образующую [1]

Нагрузка

Схема нагружения

Коэффициент

Собственный вес трубопровода

0,239

-0,091

0,08

-0,08

-0,25

0,08

Вес жидкости при наполнении трубопровода

0,239

-0,091

0,08

0,398

0,069

0,239

Сосредоточенная

0,318

-0,182

0,318

0

-0,5

0

6.3.7 Моменты от опорных реакций на опорах определяются из таблицы 6.5 в зависимости от коэффициентов  при опирании трубы на плоскость и спрофилированные фундаментные бетонные опоры с углом охвата трубы 2a = 0° - 120°.

Таблица 6.5 - Значения коэффициентов  и  для опорных реакций трубопровода на фундаменте [1], [5], [6]

Схема нагружения

Центральный угол 2a, град.

Коэффициент

С отрывом от фундамента

0

0

0

0

0

0

0

0

30

-0,113

0,005

-0,005

0,01

0,1

0

-0,01

60

-0,19

0,02

-0,019

0,04

0,4

0

-0,04

90

-0,232

0,012

-0,038

0,098

0,08

0

-0,08

120

-0,240

0,065

-0,055

0,124

0,119

0

-0,119

150

-0,25

0,083

-0,066

0,127

0,149

0

-0,149

180

-0,25

0,091

-0,066

0,091

0,159

0

-0,159

Без отрыва от фундамента

0

0

0

0

-

0

0

0

30

-0,052

0,002

0,012

-

-0,075

0

0,009

60

-0,119

0,008

0,01

-

-0,137

0

-0,001

90

-0,16

0,016

-0,003

-

-0,176

0

-0,018

120

-0,179

0,027

-0,019

-

-0,205

0

-0,046

150

-0,19

0,036

-0,03

-

-0,226

0

-0,066

180

-0,195

0,043

-0,036

-

-0,239

0

-0,079

6.3.8 Расчетные изгибающие моменты на опорах определяются алгебраическим сложением моментов от внешних нагрузок и опорных реакций без отрыва трубы от фундамента.

Изгибающий момент в точке А равен:

МА = 0,239Qr

при 2a = 0°

МБ = 0,239Qr - 0,16Qr = 0,079Qr

при 2a = 90°

(6.6)

МВ = 0,239Qr - 0,179Qr = 0,06Qr

при 2a = 120°

В случае необходимости расчета труб с отрывом от фундамента используется верхняя часть таблицы 6.5.

6.3.9 Для расчета напряжений изгиба от моментов МА используется ширина опоры а, которую принимают равной 0,5Dн.

Для определения напряжений изгиба длина участка стенки трубопровода, вводимая в расчет над опорой [1], равна

                                                    (6.7)

6.3.10 Величины изгибающих напряжений от воздействия  определяются по формуле

 где                                                  (6.8)

6.3.11 Для удобства пользования СП в таблицах 6.6 - 6.9 приведены результаты расчетов моментов над опорами, напряжений от воздействия внутреннего давления, напряжений изгиба на опорах от поперечных моментов, суммарного напряжения от комбинированной нагрузки и коэффициенты запаса прочности трубы от воздействия этих нагрузок.

6.3.12 Критерием расчета труб по классу прочности является неравенство К ³ 1, где К - коэффициент запаса прочности труб при расчетных нагрузках. При значениях К < 1 необходимо применять трубу большего класса прочности, например К-10 или К-11, или увеличить ширину опор.

6.3.13 Поверочный расчет труб на жесткость и устойчивость следует проводить в соответствии с подразделами 5.6 и 5.7 настоящего СП.

6.3.14 Расчет труб при других углах опирания труб на спрофилированные бетонные опоры следует проводить по методике, изложенной в данном разделе.

6.3.15 Расчет труб на прочность производится на максимальный изгибающий момент М0 в точке А (лоток) на опорах и одновременное воздействие внутреннего давления.

Величины растягивающих напряжений от воздействия этих нагрузок суммируются, см [8], [9].

Таблица 6.6 - Напряжения в лотке раструбных труб от совместного воздействия моментов на опорах и внутреннего давления

№ п.п.

Dy, мм

 Р = 0,6 МПа

 Р = 1,6 МПа

2a = 0°

2a = 90°

2a = 120°

2a = 0°

2a = 90°

2a = 120°

1

80

36,4

14,9

12,33

43,5

21,9

19,4

2

100

40,6

19,0

15,46

54,8

27,83

24,3

3

125

70,6

28,1

22,53

81,6

39,1

33,53

4

150

85,9

34,05

25,80

99,6

47,21

38,96

5

200

128,7

47,45

39,64

145,3

66,14

53,26

6

250

164,0

62,39

49,40

183,24

81,54

68,54

7

300

175,3

67,82

53,82

197,0

89,5

75,5

8

350

222,2

83,7

76,03

245,7

107,2

99,53

9

400

243,2

91,54

72,14

268,6

116,99

102,5

10

500

304,2

107,13

84,2

332,6

135,6

112,67

Таблица 6.7 - Коэффициент запаса прочности раструбных труб при комбинированной нагрузке  на опорах

№ п.п.

мм

 Р = 0,6 МПа

 Р = 1,6 МПа

2a = 0°

2a = 90°

2a = 120°

2a = 0°

2a = 90°

2a = 120°

1

80

8,24

20,13

24,33

6,8

13,62

15,46

2

100

7,39

15,78

19,04

5,51

10,71

12,34

3

125

4,24

10,6

13,31

3,68

7,67

8,94

4

150

3,50

8,8

11,62

3,02

6,35

7,70

5

200

2,33

6,32

7,56

2,06

4,53

5,63

6

250

1,82

4,80

6,07

1,64

3,67

4,37

7

300

1,71

4,42

5,57

1,52

3,35

3,97

8

350

1,35

3,58

3,94

1,22

2,79

3,02

9

400

1,23

3,27

4,15

1,12

2,56

2,92

10

500

0,98

2,80

3,56

0,9

2,21

2,66

Примечание - Rр = 300 МПа.

Таблица 6.8 - Напряжения  в стенках труб класса К-9 от воздействия внутреннего давления

№ п.п.

Dy, мм

D0, см

h, см

, МПа

Коэффициент запаса прочности

Р = 0,6 МПа

Р = 1,6 МПа

Р = 0,6 МПа

Р = 1,6 МПа

1

80

8,6

0,6

4,3

11,4

69,8

26,3

2

100

10,6

0,60

5,3

14,13

56,7

21,23

3

125

13,2

0,6

6,6

17,6

45,4

17,0

4

150

15,8

0,63

7,9

21,06

33,0

14,2

5

200

20,94

0,63

9,97

26,59

30,9

11,2

6

250

26,4

0,68

11,49

30,64

26,1

9,78

7

300

31,6

0,72

13,42

35,1

22,3

8,54

8

350

36,25

0,77

14,1

37,6

21,2

8,0

9

400

41,28

0,81

15,24

40,69

19,6

7,3

10

500

51,4

0,9

17,13

45,6

17,5

6,5

Примечание - Rp = 300 МПа.

Таблица 6.9 - Напряжения изгиба  на опорах от воздействия внешних нагрузок

№ п.п.

Dv, мм

а, см

b, см

W, см3

Момент над опорой, кН×м

Напряжения , МПа

2a = 0°

2a = 90°

2a = 120°

2a = 0°

2a = 90°

2a = 120°

1

80

5,0

7,72

0,46

1,48

0,5

0,37

32,1

10,5

8,03

2

100

6,0

9,0

0,54

2,20

0,74

0,55

40,7

13,7

10,16

3

125

8,0

11,33

0,68

4,36

1,46

1,08

64,0

21,5,

15,93

4

150

9,0

12,64

0,76

5,95

1,99

1,48

78,0

26,15

17,90

5

200

11,0

15,26

0,99

11,76

3,94

2,93

118,7

39,55

29,67

6

250

14,0

18,95

1,39

21,14

7,08

5,27

152,6

50,9

37,9

7

300

17,0

22,58

2,0

33,38

10,88

8,08

161,9

54,4

40,4

8

350

19,0

25,23

2,5

52,02

17,41

13,0

208,1

69,6

61,93

9

400

21,0

28,26

3,06

69,76

23,35

17,41

227,9

76,3

56,9

10

500

27,0

34,94

4,72

126,87

42,46

31,67

287,0

90,0

67,0

6.3.16 Коэффициенты запаса прочности для труб с углами опирания 90° и 120° велики, поэтому в расчетах на прочность можно не учитывать нагрузки от теплоизоляции и возможного оледенения. При необходимости эти нагрузки в качестве дополнительных можно учесть по методике, изложенной выше.

6.4 Расчет труб на осевое гидравлическое давление

6.4.1 Горизонтальные нагрузки для труб с раструбными соединениями трубопроводов рассчитывают следующим образом.

Силы осевого давления возникают в напорных трубопроводах:

во всех местах изменения направления (повороты, тройники);

во всех местах изменения диаметра (переходы);

на каждом конце (глухие фланцы).

6.4.2 Эти локализованные давления должны быть нейтрализованы в целях предотвращения расстыковывания труб с помощью применения усиленных соединений типа «RJ», а также путем строительства железобетонных укрепительных свай, воспринимающих горизонтальные усилия, и в случае исчерпания несущей способности трубопровода в горизонтальном направлении.

Сила осевого давления N, кН, может быть рассчитана по общей формуле

N = KфPmaxS,                                                           (6.9)

где Kф - коэффициент, который зависит от формы, размеров и углов рассматриваемых компонентов трубопровода (фитингов);

Pmax - максимальное внутреннее давление (испытательное давление) трубопровода, МПа;

S - внешнее сечение для труб, внутреннее сечение для фитингов, м2;

где D - внутренний диаметр трубы, м.

6.4.3 Осевое напряжение в стенке трубы от действия осевой нагрузки равно

                                            (6.10)

где N - осевая нагрузка, кН.

Сила реакции R, кН, равна

                                        (6.11)

6.4.4 Величина нагрузки при изменении направления трубопровода определяется с помощью коэффициента Кф, равного:

глухие фланцы, тройники Кф = 1;

переходы на меньший диаметр К = 1 - S¢/S (S¢ - меньшее значение);

повороты с углом q: К = 2sin(q/2);

Кф = 1,414 для поворотов 90°;

Кф = 0,765 для поворотов 45°;

Кф = 0,390 для поворотов 22°30¢;

Кф = 0,196 для поворотов 11°15¢.

6.4.5 В таблице 6.10 приведены значения осевой нагрузки N от воздействия внутреннего давления для глухих фланцев. Величины осевой нагрузки для поворотов получают умножением N на Кф.

Таблица 6.10 - Величины осевой нагрузки N0 в случае тупикового трубопровода от воздействия внутреннего давления

№ п.п.

Dу, мм

S, см2

N0, кН, при внутреннем давлении Р, МПа

0,6

1,0

1,6

1

80

75,4

45,2

75,4

120,6

2

100

82,2

49,3

82,2

131,6

3

125

162,7

97,4

162,7

260,0

4

150

196,0

117,6

196,

313,6

5

200

346,2

207,8

346,2

553,9

6

250

547,2

327,7

546,2

875,87

7

300

784,0

470,4

784,0

1254,4

8

350

1121,6

673,0

1121,6

1794,6

9

400

1381,6

828,6

1381,6

2210,56

10

500

2074,0

1244,4

2074,0

3318,4

6.4.6 Величины N в диапазоне внутреннего давления 0,6 - 1,6 МПа значительны, частичная компенсация осевых нагрузок при надземной прокладке трубопроводов возможна за счет применения труб с раструбными соединениями типа «RJ» с учетом сил трения труб на опорах, препятствующих возможному осевому перемещению труб.

6.5 Нагрузки при проектировании трубопровода с раструбным соединением «RJ» от воздействия внутреннего давления

6.5.1 Для расчетов несущей способности трубопровода в продольном направлении на срез упорного наварного валика при осевой нагрузке на трубопровод принимается   [3].

Примечание - По данным испытаний, полученным на ОАО «Липецкий металлургический завод «Свободный Сокол», значения

Учитывая, что приваренный валик на гладкий конец трубы не является однородным и не лежит точно в одной плоскости, коэффициент условия работы при срезе валика принимается равным 0,9.

6.5.2 Расчетное сопротивление срезу Rcp при упругой работе материала ВЧШГ принимается равным 240 МПа [3].

Несущая способность соединения трубы типа «RJ» при растяжении в осевом направлении будет равна

N0 = Fscp = 1/2pdнdRp,                                                (6.12)

где F - площадь среза наварного валика;

dн - наружный диаметр трубы;

d - ширина наварного валика.

Ширина наварного валика для труб диаметрами 80 - 150 мм d = 8 мм, диаметрами 200 - 300 мм - 9 мм, для труб диаметрами 350 мм и выше - 10 мм.

6.5.3 Укладка труб целесообразна на спрофилированное основание. Для устранения возможного вертикального перемещения труб со стыковыми соединениями «RJ» достаточно хомутов-прихваток, которые должны выдерживать максимальные нагрузки от возможного смещения труб, равные силам Q.

6.5.4 От возможного осевого перемещения звенья труб частично удерживаются при помощи сил трения, возникающих в месте контакта трубы с бетонным спрофилированным основанием опоры.

6.5.5 При укладке труб на спрофилированное бетонное основание сила трения труб на опоре значительна и должна быть учтена при расчете трубопровода на прочность в осевом направлении [5].

6.6 Расчет сил трения, удерживающих трубу на опорах от осевого перемещения

6.6.1 Реакция А (см. рисунок 6.1) заменяется на равномерно распределенную по всей ширине опорной поверхности [1]

                                                          (6.13)

тогда Fтр = fqSa - сила трения трубы на опоре, кН,

где S - площадь контакта трубы с бетонным основанием, см2;

f = 0,6 - коэффициент трения трубы о бетон;

а - ширина опоры, равная 0,5Dн.

6.6.2 В таблице 6.11 приведены величины сил трения на опорах при угле охвата трубы 2a = 90° и 120°.

6.6.3 В таблице 6.12 приведены данные о несущей способности трубы в осевом направлении при воздействии гидравлического давления N0 с учетом сил трения N1 = N0 + Fтр, а также разность сил (N1 - N2) при P0 = 0,6 - 1,6 МПа.

Таблица 6.11 - Величины сил трения на опорах

№ п.п.

Dy, мм

Q, кН

q, кН/см2

a, см

S, см2

Fтр, кН

a = 45°

a = 60°

a = 45°

a = 60°

a = 45°

a = 60°

1

80

1,35

12,71

10,33

5,0

35,0

43,11

44,54

4,45

2

100

1,65

11,50

8,7

6,0

47,18

62,3

54,257

5,42

3

125

2,65

10,61

8,62

8,0

83,62

102,9

88,737

8,87

4

150

3,04

9,16

7,44

9,0

111,71

137,5

102,30

10,234

5

200

4,6

8,67

7,88

11,0

182,05

224,0

94,692

10,597

6

250

6,6

7,78

6,44

14,0

287,2

353,4

138,23

13,656

7

300

8,5

7,06

5,74

17,0

436,4

533,5

184,8

18,350

8

350

11,7

7,47

6,07

19,0

571,2

703,0

256,18

25,627

9

400

13,9

7,08

5,75

21,0

724,4

894,3

324,83

30,856

10

500

20,3

6,52

5,30

27,0

1188,0

1464,7

464,45

46,530

Таблица 6.12 - Несущая способность труб в осевом направлении N0, кН, с учетом силы трения N1 на опорах

№ п.п.

Dу, мм

N0

N1 = N0 + Fтр, кН

N2, кН, при Р0, МПа

N1 - N2 при Р0, МПа

0,6

1,0

1,6

0,6

1,0

1,6

1

80

295,20

339,7

45,2

75,4

120,6

294,5

264,3

219,1

2

100

355,68

409,9

49,3

82,2

131,6

360,6

327,7

278,3

3

125

433,92

581,7

97,4

162,7

260,0

484,3

419,0

321,7

4

150

512,45

614,7

117,6

196,0

313,6

497,1

418,0

301,1

5

200

752,832

847,5

207,8

346,2

553,9

639,7

501,3

293,6

6

250

929,184

1064,0

327,7

546,2

875,8

786,3

567,8

238,2

7

300

1105,53

1361,6

470,4

784,0

1254,0

891,2

577,6

107,0

8

350

1424,30

1680,0

673,0

1121,0

1794,6

1007,0

559,0

-114,6

9

400

1616,44

1941,2

828,6

1381,6

2210,6

1112,6

559,6

-269,4

10

500

2004,57

2468,9

1244,4

2074,0

3318,4

1224,5

394,9

-849,5

6.6.4 Из таблиц следует, что основная осевая нагрузка от воздействия внутреннего давления воспринимается материалом трубы. Свайные упоры в местах поворота и тупиковые упоры трубопроводов должны быть рассчитаны на усилия (N1 - N2). Сила реакции свайного упора должна быть не менее силы (N1 - N2) > 0 в соответствии с СП 24.13330.

6.6.5 Трубы диаметрами 80 - 150 мм можно укладывать непосредственно на грунт с подсыпкой песка или щебня толщиной 15 - 20 см с анкеровкой их посредством грунтозацепов без устройства свайных упоров, учитывая высокие коэффициенты запаса прочности труб на внешнюю нагрузку, внутреннее давление и осевую нагрузку от внутреннего давления, как указано в [6], [7].

6.7 Гидравлический расчет

6.7.1 Выбор труб по диаметру должен осуществляться в соответствии с требованиями СП 31.13330 и подраздела 5.2 настоящего СП.

6.8 Проектирование трубопроводов из труб ВЧШГ

6.8.1 При проектировании надземных трубопроводов следует руководствоваться общими требованиями СП 31.13330, СНиП 2.05.04, СП 38.13330, СП 24.13330.

6.8.2 В слабых грунтах с расчетным сопротивлением менее 0,1 МПа, а также в грунтах с возможной неравномерной осадкой (в неслежавшихся насыпных грунтах) трубопроводы из труб ВЧШГ рекомендуется прокладывать на свайном основании и опорных плитах с жесткой связью.

6.8.3 Для строительства трубопроводов должны использоваться трубы и соединительные части из ВЧШГ с техническими показателями, соответствующими приложениям А и Б настоящего СП, с соединениями типа «RJ».

6.8.4 Соединительные части и оснастка из ВЧШГ также должны поставляться с наружным и внутренним покрытиями.

В зависимости от внешних условий использования, а также с учетом требований ГОСТ Р ИСО 2531 для наружного покрытия соединительных частей и оснастки из ВЧШГ могут применяться синтетическая краска, а также цинк с отделочным слоем.

6.8.5 В зависимости от свойств транспортируемой внутри трубопровода среды, а также с учетом существующих национальных стандартов для внутреннего покрытия соединительных частей и оснастки из ВЧШГ могут применяться следующие материалы:

битумная или синтетическая краска;

раствор портландцемента (с добавками или без них);

раствор высокоглиноземистого цемента (с алюминатом кальция);

раствор сульфатостойкого цемента.

6.9 Проектирование переходов трубопроводов и опор при надземном строительстве

На рисунке 6.3 приведены возможные конструкции переходов трубопроводов через естественные препятствия, которые могут быть использовании при конкретном проектировании, как указано в [6], [7].

Расчет этих конструкций на прочность рекомендуется проводить в соответствии с положениями СП 63.13330.

а - однопролетный наклонный, б - двухпролетный наклонный с разной величиной пролетов; в - трехпролетный со свайными опорами, г - трехпролетный с массивными промежуточными опорами и плитными опорами по концам, 1 - свайная опора, 2 - насыпь; 3 - массивные опоры, 4 - железобетонная плита

Рисунок 6.3 - Прямолинейные переходы трубопроводов через естественные препятствия без компенсации продольных деформаций

6.10 Конструкции опор

6.10.1 Устройство железобетонных плитных опор может потребоваться при несущей способности грунтов менее 0,15 - 0,2 МПа, при больших опорных давлениях и неустойчивых откосах. Размер плит определяют исходя из условия передачи давления на грунт, однако ширина их стороны должна быть не менее 0,4 м. Длина стороны должна быть не менее двух диаметров труб для одиночного трубопровода.

6.10.2 Плитные опоры необходимо применять на крайних опорах в местах выхода подземного трубопровода из грунта, а также на промежуточных грунтовых опорах. В местах выхода подземного трубопровода диаметрами 80 - 150 мм из грунта, а также на промежуточных грунтовых опорах с обсыпкой трубопровода грунтом разрешается также применять плоские плиты. Трубопровод диаметрами 80 - 150 мм укладывают на слой песка толщиной 15 - 18 см. Для трубопроводов диаметрами 200 - 500 мм необходимо применять плиты с ложем, соответствующим диаметру трубопровода (рисунок 6.4).

Рисунок 6.4 - Плитная опора с ложем для укладки трубопровода

6.10.3 Плитные опоры и стойки рекомендуется изготавливать из бетона класса В15, морозостойкостью F300 и водонепроницаемостью W4.

6.10.4 При надземной прокладке трубопроводов применяют свайные опоры. Свайные опоры не требуют трудоемких земляных работ, которые на переходах через реки и овраги приходится выполнять с интенсивным водоотливом.

6.10.5 Сваи помимо вертикального давления могут воспринимать и значительные горизонтальные нагрузки. Проектируются свайные опоры согласно СП 24.13330.

6.10.6 Для удержания раструбов труб на опорах от возможного вертикального перемещения арматурный каркас предусматривается с вертикальным выпуском арматуры диаметрами 10 - 16 мм длиной до 500 мм в зависимости от диаметра трубы см. [8], [9].

6.10.7 Диаметр выпуска арматуры определяется усилием возможного вертикального перемещения под действием силы реакции, равной весу трубы с водой. Труба фиксируется стержневыми прихватками, которые привариваются к выпускам арматуры.

Возможно взамен прихваток использовать ленточные хомуты с затяжкой болтами через резиновые прокладки.

6.10.8 В качестве одиночных свай можно использовать сваи из труб ВЧШГ с приваркой ригеля. К ригелю труба присоединяется с помощью прихваток. На рисунках 6.5 и 6.6 приведены возможные конструкции железобетонных фундаментных плит, стоек, башмаков, неподвижных опор и Катковых опор, которые необходимы для строительства надземных трубопроводов, см. [5], [7].

6.11 Транспортирование и хранение

6.11.1 Требования к транспортированию и хранению труб и уплотнительных манжет приведены в подразделе 5.16 настоящего СП.

Рисунок 6.5 - Опорные железобетонные башмаки для труб диаметрами 400 - 500 мм под одну стойку (а), под две стойки (б)

а - при двух стойках; б - при одной стойке

Рисунок 6.6 - Верхние части опор с продольно-подвижными катковыми опорными частями

6.12 Охрана окружающей среды

6.12.1 Требования к охране окружающей среды указаны в подразделе 5.17 настоящего СП.

6.13 Требования безопасности

6.13.1 Требования безопасности приведены в подразделе 5.16 настоящего СП.

7 Проектирование и строительство подземных трубопроводов способом горизонтально-направленного бурения (ГНБ) с применением труб из ВЧШГ

7.1 Эксплуатационные и монтажные нагрузки, действующие на трубопроводы, прокладываемые бестраншейным способом ГНБ

На трубопроводы действуют следующие нагрузки:

1) внешние нагрузки от грунта, транспорта, собственного веса трубы и веса транспортируемой жидкости;

2) внутреннее давление жидкости;

3) осевые нагрузки при протягивании трубы в расширенную скважину.

7.2 Внешние нагрузки, действующие на трубопроводы, прокладываемые способом ГНБ

7.2.1 Для расчета вертикального давления грунта на трубу от внешних нагрузок при закрытых прокладках принимается расчетная схема, приведенная на рисунке 7.1 [1].

Рисунок 7.1 - Среднее давление грунта на подземный трубопровод

Для расчета принимается среднее давление грунта по горизонтальной плоскости, проходящей через центр трубопровода, которое определяется по формуле

scp = qгр = gестhср,                                                       (7.1)

где gест - удельный вес грунта в естественном состоянии;

qгр - давление грунта на трубу.

7.2.2 При прокладке труб способом ГНБ над трубой образуется свод естественного равновесия высотой hсв. Это отражено на рисунке 7.2, а. Высота свода определяется по формуле

                                                             (7.2)

где j - условный угол внутреннего трения, град.

а - опирание свода на уровне центра трубы; б - опирание свода на уровне верхней образующей трубы

Рисунок 7.2 - Давление грунта на подземную трубу при образовании свода естественного равновесия

7.2.3 Начало свода помещается на уровне верха трубы (рисунок 7.2, б), высота hсв будет равна [1]

                                                          (7.3)

где  - величина пролета разгруженного свода. Для раструбных труб такое решение более целесообразно.

7.2.4 Давление грунта, расположенного выше точки 0, полностью воспринимается грунтовым сводом, а на трубы давит грунт, находящийся внутри свода естественного равновесия. Давление принимается равномерно распределенным и равным

qсв = gестhсв.                                                            (7.4)

7.2.5 Среднее давление грунта на уровне hср определяется по формуле

                                    (7.5)

7.2.6 При некотором значении hcp = hсв может образовываться свод естественного равновесия (при qcp = 0). Ниже hсв давление грунта на трубу остается постоянным при увеличении глубины заложения

                                                (7.6)

где tgj = fкр - коэффициент крепости, учитывающий суммарное действие сил трения и смещения грунта.

Для связных грунтов коэффициент крепости определяется формулой

                                                        (7.7)

где tgj - угол внутреннего трения;

с - удельное сцепление;

s - сжимающее напряжение, при котором определяется сопротивление связного грунта сдвигу.

7.2.7 Численные значения коэффициентов крепости для некоторых грунтов и соответствующие условные углы внутреннего трения приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 - Коэффициенты крепости fкр (по М.М. Протодьяконову) и условные углы внутреннего трения j различных грунтов [1]

№ п.п.

Грунт

Коэффициент крепости fкр

Условный угол внутреннего трения j, град.

1

Плывун, болотистый грунт, разжиженный грунт

0,3

9

2

Песок, мелкий гравий, насыпной грунт

0,5

27

3

Растительный грунт, торф, сырой песок, слабый глинистый грунт

0,6

30

4

Глинистый грунт, лёсс, гравий

0,8

40

5

Плотный глинистый грунт

1

60

6

Щебенистый грунт, галька, разрушенный сланец, твердая глина

1,5

60

7

Мягкий сланец, мягкий известняк, мел, мерзлый грунт, мергель, сцементированная галька и хрящ, каменистый грунт

2

65

8

Некрепкие сланцы, плотный мергель, разрушенный песчаник

3

70

9

Крепкий глинистый сланец, некрепкие песчаники и известняки, мягкий конгломерат

4

70

7.2.8 Величина вертикального давления Qв определяется как произведение давления грунта qв на диаметр трубы Dн.

В этом случае

                              (7.8)

где n - коэффициент перегрузки, равный 1,5.

7.2.9 Величина равнодействующего бокового давления грунта с коэффициентом перегрузки n2 = 0,8 будет равна

                                       (7.9)

7.2.10 Равнодействующая расчетной вертикальной нагрузки от давления наземного транспорта , кН/м, определяется по формуле

                                                        (7.10)

где п - коэффициент надежности для колесного транспорта, равный 1,4, для гусеничного - 1,0;

qтр - равномерно распределенная нагрузка от транспорта, определяемая по таблице 5.11 настоящего СП;

m - коэффициент динамичности, при h = 0,5 м m = 1,17; при h = 1,0 м m = 1.

7.2.11 Равнодействующая расчетной горизонтальной нагрузки от наземного транспорта , кН/м, определяется по формуле

                                                      (7.11)

где n - коэффициент надежности, равный 1,0;

lн - коэффициент бокового давления для грунтов Г-I - Г-III, при уплотненном грунте равный 0,5, для грунтов Г-IV - Г-VI равный 0,1 - 0,3 [1].

7.2.12 Равнодействующая расчетной вертикальной нагрузки от собственного веса трубопровода, кН/м, определяется по формуле

                                                           (7.12)

где п - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,1;

 - теоретический вес труб, кН/м.

7.2.13 Равнодействующая расчетной вертикальной нагрузки от веса транспортируемой воды, кН/м

                                                    (7.13)

где п - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,0;

Dвн - внутренний диаметр труб, м;

g - удельный вес водопроводной воды, принимаемый равным 0,98 кН/м3.

7.3 Определение расчетных изгибающих моментов

7.3.1 Расчетные изгибающие моменты, кН×м, от действия вертикальных нагрузок от транспорта при прокладке труб способом ГНБ при 2a = 180° определяются по формуле

                                                    (7.14)

Расчетный изгибающий момент от действия горизонтальных нагрузок

                                                    (7.15)

где l - коэффициент бокового давления.

7.3.2 Расчетный изгибающий момент от собственного веса трубы и транспортируемой воды при 2a = 180° определяется по формуле [4]

                                                (7.16)

Суммарный расчетный изгибающий момент в лотке трубы, кН×м, будет

                                                 (7.17)

Расчетная приведенная нагрузка Qпр, кН/м, определяется по формуле

                                                       (7.18)

7.4 Пример расчета

Определить вертикальное и боковое давление грунта на жесткую трубу из ВЧШГ с наружным диаметром Dн = 32,5 см, укладываемую способом ГНБ на глубине 2 м в песчаном грунте (Г-III). Транспортная нагрузка НГ-60, А-14.

Удельный вес грунта g = 17 кН/м3 и угол внутреннего трения j = 30°.

7.4.1 Расчетный пролет разгружающего свода

7.4.2 Высота разгружающего свода при коэффициенте прочности f = 0,6

7.4.3 Расчетная сила вертикального равнодействующего давления грунта на трубу с коэффициентом перегрузки п = 1,5

Равнодействующее боковое давление с коэффициентом перегрузки n2 = 0,8

7.4.4 Равнодействующая вертикальная нагрузка от действия гусеничного транспорта НГ-60 равна

при h = 1,0 м 

при h = 1,5 м 

при h = 2,0 м 

7.4.5 Равнодействующая горизонтальной нагрузки от действия А-14 будет равна  где lн - коэффициент бокового давления, принятый равным 0,2:

при h = 1,0 м 

при h = 1,5 м 

при h = 2,0 м 

7.4.6 Равнодействующая вертикальной нагрузки от собственного веса трубопровода равна

Q1 = npgтрh(Dн - h) = 1,1 × 3,14 × 72,0 × 0,0072 = 0,32 кН/м,

где gтр - удельный вес ВЧШГ, равный 72,0 кН/м3.

7.4.7 Равнодействующая вертикальной нагрузки от веса транспортируемой воды

7.4.8 Величины изгибающих моментов, приведенных нагрузок, коэффициентов запаса прочности приведены в таблице 7.2.

Таблица 7.2 - Результаты расчета прочности трубопровода диаметром 300 мм

№ п.п.

h, м

 кН/м

 кН/м

 кН/м

 кН/м

Qт, кН/м

Qв, кН/м

 кН/м

 кН/м

 кН/м

 кН/м

1

1,0

4,8

-0,8

10,95

-1,82

0,32

0,77

0,09

0,025

0,8

-0,036

2

1,5

4,8

-0,8

6,20

-0,87

0,32

0,77

0,09

0,025

0,12

-0,017

3

2,0

4,8

-0,8

3,29

-0,05

0,32

0,77

0,09

0,025

0,06

-0,009

Окончание таблицы 7.2

№ п.п.

h, м

Мг + Мв, кН×м

SQв, кН/м

SQт, кН/м

Мр, кН×м

Qпр, кН/м

 кН/м

Мгр, кН×м

 кН/м

 кН/м

1

1,0

0,012

16,84

-2,62

0,879

17,38

2,8

0,065

1,28

38,3

2

1,5

0,012

12,08

-1,67

0,443

8,76

5,6

0,065

1,28

38,3

3

2,0

0,012

9,18

-0,85

0,166

3,2

15,3

0,065

1,28

38,3

7.4.9 Величины допускаемого внутреннего давления из условия прочности, определяемые по формуле (5.46) настоящего СП, приведены в таблице 7.3.

Таблица 7.3 - Величины допускаемого внутреннего давления из условия прочности Рпр, МПа, Рраб = 1,6 МПа

h, м

А-14, Qгр

h, м

А-14, Qгр

1,0

8,97

5,6

1,0

13,44

8,4

1,5

11,32

7,0

1,5

13,44

8,4

2,0

12,97

8,10

2,0

13,44

8,4

7.4.10 В соответствии с расчетом для прокладки трубопровода диаметром 300 мм на рабочее давление 1,6 МПа принимаем трубу из ВЧШГ класса К-9.

7.4.11 Для других типов грунтов получены следующие расчетные данные, которые приведены в таблице 7.4.

Таблица 7.4 - Расчетные данные

№ п.п.

Тип грунта

f, см

j, град.

В, см

hсв, см

1

Грунты глинистые

1,0

30

32,8

16,4

2

Известняк, мел

2,0

65

13,1

6,5

Примечание - Прокладка труб производится ниже уровня промерзания грунтов.

7.4.12 Для диаметров 80 - 250 мм величины коэффициентов запаса прочности будут еще выше, чем для труб, рассматриваемых в примере расчета. Расчет на прочность труб этих диаметров аналогичен приведенному расчету для труб диаметром 300 мм.

7.4.13 В зависимости от инженерно-геологических и градостроительных условий, глубины заложения, применяемого оборудования, формы и размеров сечения входного и выходного котлованов в проекте определяется способ их сооружения. Допускаются различные способы сооружения стартовых и приемных котлованов и приямков в соответствии с традиционными методами.

7.5 Проектирование трубопроводов из ВЧШГ, прокладываемых методом ГНБ

7.5.1 Расчет подземных трубопроводов из ВЧШГ должен производиться с общими требованиями СП 31.13330, СП 36.13330 и подразделов 5.6, 5.7 настоящего СП дополнительно на деформативность.

7.5.2 При проектировании напорных сетей из ВЧШГ расчет трубопроводов на прочность следует производить путем сопоставления несущей способности труб с результирующими данными по приведенным нагрузкам при различных условиях работы трубопровода с учетом сводообразования.

7.5.3 В качестве нагрузок, действующих на подземный трубопровод из труб ВЧШГ, следует принимать:

внутреннее давление транспортируемой воды; давление грунта с учетом сводообразования;

давление подвижных транспортных средств, передающееся на трубопровод через грунт;

собственный вес трубы и транспортируемой жидкости.

7.5.4 Результаты расчетов, проведенных в соответствии с рассмотренной методикой при различных сочетаниях действующих на трубопровод нагрузок, должны содержать значения допустимого внутреннего давления воды исходя из несущей способности труб на прочность при укладке трубопровода с учетом глубины заложения, считая от верха трубы:

в грунтах шести категорий (пески крупные, мелкие, пылеватые, сухие, суглинки, глины);

от воздействия единичной транспортной нагрузки А-14 и НГ-60;

с учетом глубины сезонного промерзания.

7.5.5 Расчет трубопровода необходимо производить на совместное (комбинированное) воздействие внутреннего давления и внешних нагрузок, учитывая следующие случаи:

на трубопровод действуют внутреннее давление воды и внешняя нагрузка от давления грунта;

на трубопровод действуют внутреннее давление воды, внешняя нагрузка от давления грунта и транспорта.

В качестве расчетного принимается случай, когда трубопровод подвергается наибольшему силовому воздействию.

7.5.6 Коэффициент перегрузки для определения расчетных нагрузок на трубу принимается равным:

для вертикального давления грунта - 1,4;

для горизонтального давления - 0,8;

для вертикального давления транспорта (автомобилей А-14) - 1,4.

Величины остальных коэффициентов принимаются равными 1.

7.6 Внутреннее давление транспортируемой воды

7.61 Величина внутреннего давления воды в трубопроводе устанавливается на основании гидравлических расчетов с учетом реальных данных проектирования. Гидравлический расчет трубопроводов систем водоснабжения производится в соответствии с требованиями СП 31.13330 и подраздела 5.2 настоящего СП.

7.62 Величина расчетного внутреннего давления Рр согласно СП 31.13330 принимается с учетом или без учета гидравлического удара, в соответствии с подразделом 5.2 настоящего СП.

7.63 При отсутствии в проекте величины гидравлического расчетного давления, испытательное давление Рисп принимается в соответствии с таблицами 5.14, 5.15 настоящего СП.

7.7 Проектирование бестраншейной прокладки с применением технологии ГНБ

7.7.1 Технология ГНБ при проектировании участков бестраншейной прокладки применяется для напорных и самотечных трубопроводов водоснабжения и водоотведения.

7.7.2 В зависимости от принятого в проекте расчетного диаметра и длины участка бестраншейной прокладки выбираются модель установки ГНБ и ее рабочая характеристика.

7.7.3 Технология горизонтального направленного бурения может применяться в зависимости от конструкции бурового инструмента в различных грунтовых условиях -от песчаных и глинистых грунтов до скальных.

7.7.4 Трасса проектируемого участка бестраншейной прокладки может быть криволинейного очертания и в плане, и в профиле в пределах допустимого радиуса изгиба буровых штанг.

7.7.5 Для технологии ГНБ требуется устройство стартовых и приемных приямков расчетной вместимости для своевременного отбора отработанной буровой суспензии илососами и транспортирования ее на регенерацию.

7.7.6 Технология управляемого бурения применяется при прокладке напорных трубопроводов диаметрами 80 - 300 мм длиной плетей до 300 - 400 м в грунтах I - IV категорий (пески, супеси, суглинки, глины и др.).

Размеры в плане и конструктивно-технологические решения стартовых и приемных котлованов (шахт) принимаются в зависимости от грунтовых условий, глубины заложения, диаметра труб, длин их звеньев и т.д.

7.7.7 На стадии обоснования инвестиций на основании технико-экономического сопоставления применения указанных в 6.1.1 и 6.1.2 МГСН 6.01 [15] технологий бестраншейной прокладки определяется тип механизированной управляемой установки.

7.7.8 На стадии разработки проекта участков бестраншейной прокладки с применением технологии ГНБ разрабатываются проект организации строительства и специальные разделы промышленной безопасности, охраны труда, техники безопасности и охраны окружающей среды в соответствии с требованиями настоящего СП.

7.8 Производство работ по бестраншейной прокладке с применением технологии ГНБ

7.8.1 Подготовка строительства с применением технологии ГНБ выполняется в соответствии с положениями 5.2.1 - 5.2.4; 5.2.6.1 МГСН 6.01 [15].

До начала процесса бурения выполняются следующие операции:

проводится контроль исправности и работоспособности локационной системы;

датчики бурильной головки выбираются в соответствии с проектной глубиной бурения и необходимой точностью прокладки трубопровода;

подготавливаются место стоянки буровой установки с укладкой матов заземления и место приема выхода бурильной головки в заданной проектом точке на поверхности с устройством соответствующих приямков;

разрабатываются проекты производства работ, технологические карты и инструкции по применению комплекта бурового оборудования;

после завершения работ по прокладке трубопровода строительная площадка освобождается от временных сооружений и благоустраивается в соответствии с проектом.

7.9 Технологии бестраншейной прокладки коммуникаций с горизонтально-направленным бурением

7.9.1 При проектировании участков бестраншейной прокладки коммуникаций тип ГНБ выбирается в зависимости от инженерно-геологических условий данного участка и расчетного внутреннего диаметра проектируемого трубопровода.

Планово-высотные показатели участков бестраншейной прокладки коммуникаций назначаются исходя из положений общего проекта этих коммуникаций.

Глубина заложения труб из ВЧШГ из условия прочности диаметрами 80 - 300 мм лимитируется минимальным расстоянием от поверхности до шелыги прокладываемого трубопровода в устойчивых грунтах не менее двух диаметров, в неустойчивых грунтах - не менее трех диаметров. Допускаемое заложение труб равно 20 м, минимальное заглубление труб определяется из условия промерзания грунтов.

Расстояние между стартовым и приемным колодцами назначается до 300 - 400 м.

В плане трасса проектируется по прямой линии между соседними колодцами.

В продольном профиле положение участка бестраншейной прокладки по величине и направлению уклона не лимитируется и назначается по общему проекту.

7.9.2 Характеристики труб и фасонных частей с соединением типа «RJ», используемых при бестраншейной прокладке трубопроводов, приведены в приложениях А и Б.

7.9.3 При выполнении расчетов труб на прочность следует принимать давление вышележащего слоя грунта с учетом сводообразования, временную подвижную нагрузку по схеме А-14 и НГ-60, собственную массу труб и транспортируемой жидкости, давление транспортируемой жидкости, а также физико-механические характеристики грунтов в зоне трубопровода.

7.9.4 Стартовые и приемные приямки рекомендуется размещать в местах, свободных от застройки, от зеленых насаждений и подземных коммуникаций. Стартовый приямок оборудуется грузоподъемными устройствами для доставки элементов трубопровода для монтажа плетей.

7.10 Монтаж трубопроводов и фасонных частей

7.10.1 При бестраншейной прокладке трубопроводов из ВЧШГ должен соблюдаться технологический регламент, включающий подготовительные, вспомогательные и основные работы, состав и очередность которых должны увязываться с конкретными условиями.

7.10.2 Перед началом монтажных работ внутренняя поверхность трубы (особенно кольцевой паз для манжеты) и наружная поверхность гладкого конца трубы должны быть очищены от посторонних предметов и возможных загрязнений. Монтаж труб может производиться картриджным или линейным методом.

7.10.3 Захват при подъеме и опускании труб необходимо осуществлять приспособлениями, обеспечивающими их сохранность и исключающими удары труб друг о друга и твердые поверхности.

7.10.4 Сборка труб с раструбными соединениями «RJ» производится в соответствии с требованиями 5.16.26 настоящего СП.

7.10.5 Прокладка труб из ВЧШГ способом ГНБ осуществляется в два этапа:

1) пилотное бурение скважины малого диаметра;

2) расширение пилотной скважины с одновременным протягиванием трубы.

7.10.6 Расчет труб с соединениями только «RJ» производится на срез приварного валика на гладком конце трубы при продольном перемещении стопоров. Величина расчетного сопротивления срезу  для труб диаметрами 80 - 300 мм принята равной 240 МПа.

7.10.7 Величины расчетных значений несущей способности труб при осевом нагружении  приведены в таблице 7.5.

Таблица 7.5 - Величины расчетных значений несущей способности труб при осевом нагружении

Dy, мм

80

100

125

150

200

250

300

240

260

300

380

580

720

860

Коэффициенты запаса прочности, равные отношению , - в пределах 2,5 - 5,8, где Qм - величина усилия протяжки труб, развиваемого машинами ГНБ.

7.10.8 Диаметры расширенных пилотных скважин Dм, через которые протягиваются трубы с раструбами типа «RJ», должны быть не менее, мм:

Dy

80

100

125

150

200

250

300

Dм

200

240

320

300

380

450

500

7.10.9 Минимальный радиус закругления скважин для протяжки труб длиной 6 м в зависимости от угла изгиба труб в соединениях «RJ» приведен в таблице 8.1.

7.10.10 При использовании на монтаже трубопровода труб немерной длины (менее 6 м) их гладкие концы необходимо предварительно отрезать до нужного размера в соответствии с требованиями 5.16.27 настоящего СП.

7.10.11 Для бестраншейной прокладки (горизонтально-направленное, бурение) трубопроводов следует разрабатывать проект производства работ с учетом отдельных положений МГСН 6.01 [15].

7.11 Гидравлические испытания и сдача трубопроводов в эксплуатацию

7.11.1 Испытания сетей водоснабжения, выполненных из ВЧШГ, должны проводиться с учетом основных требований СП 31.13330, СНиП 3.05.04 и в соответствии с проектом производства работ и настоящим СП с учетом условий подземной протяжки труб.

Гидравлические испытания трубопроводов должны проводиться два раза:

на прочность (предварительное испытание); производится на поверхности земли до протяжки звеньев;

на герметичность; проводится после протяжки звеньев и завершения всех работ на данном участке трубопровода с установленными задвижками, но до установки гидрантов, предохранительных клапанов и вантузов.

7.11.2 Величина испытательного гидравлического давления Рисп, на которое следует испытывать напорные трубопроводы при предварительном и окончательном их испытаниях, устанавливается проектом с учетом рабочего давления. При отсутствии в проекте величины испытательного давления оно должно приниматься при предварительном и окончательном испытаниях равным: рабочее давление плюс 0,5 МПа; определяется по таблице 5.15 настоящего СП.

7.11.3 Оборудование для гидравлического испытания должно включать гидравлический пресс (насос), манометр, мерный бак или водомер для измерения количества подкачиваемой воды и величины утечки. На концах испытываемого участка трубопровода устанавливаются заглушки.

7.11.4 Перед началом проведения гидравлических испытаний следует проверить и убедиться, что из предъявленных к испытанию собранных плетей трубопровода полностью удален воздух.

Испытания трубопроводов с внутренним цементно-песчаным покрытием следует начинать после заполнения его водой и предварительной выдержки под давлением (приблизительно 0,2 МПа) в течение суток (для пропитки пор цементного раствора).

7.11.5 При испытании собранного трубопровода на прочность выполняются следующие операции:

постепенно повышают давление в звеньях трубопровода (по 0,3 - 0,5 МПа) с выдерживанием давления на каждой ступени в соответствии со СНиП 3.05.04;

при достижении в собранном трубопроводе испытательного давления Рисп в течение не менее 10 мин не допускают падения давления больше чем на 0,1 МПа, производя дополнительную подкачку воды до Рисп.

Примечания

1 При обнаружении утечки в наземных плетях во время повышения давления необходимо установить причину нарушения герметичности и принять меры по ее ликвидации.

2 Устранение обнаруженных дефектов в плетях трубопровода можно производить после снижения давления в нем до атмосферного.

3 Категорически запрещается хождение по испытываемым плетям трубопровода, простукивание и нахождение рабочих в зоне испытаний.

7.11.6 Плети трубопровода считаются выдержавшими испытание на прочность, если при достижении испытательного давления не произойдет разрыва труб, нарушения стыковых соединений и при осмотре трубопровода не будет обнаружено утечек воды.

7.11.7 Для предотвращения смещения труб в плетях от воздействия внутреннего давления необходимо устанавливать в районе расположения раструба прижимные хомуты или бетонные пригрузы. Прижимные хомуты крепятся к попарным ввертываемым в землю металлическим сваям, устанавливаемым на расстоянии 12 - 18 м друг от друга.

7.11.8 Испытания собранного трубопровода после протяжки его через расширенную пилотную скважину и подключения к арматуре производятся последовательно в соответствии со СНиП 3.05.04.

8 Правила производства работ при прокладке трубопроводов способом ГНБ

8.1 Горизонтально-направленное бурение

Горизонтально-направленное бурение (ГНБ) - технология, не требующая прокладывания траншей и обеспечивающая альтернативную прокладку трубопроводов. Она имеет преимущества перед традиционным методом открытой разработки.

ГНБ может осуществляться с небольшими повреждениями поверхности, требует меньше рабочего пространства, осуществляется гораздо быстрее, чем традиционный метод прокладки трубопроводов. Наряду с оперативностью и экономичностью технологии бестраншейной прокладки трубопроводов (в том числе и ГНБ) отличаются высоким качеством и возможностью выполнения работ в местах, где традиционные методы неприменимы. Немаловажным фактором остается и экологическая сторона применения подобных технологий.

Прокладка трубопроводов из труб ВЧШГ с помощью технологии ГНБ может применяться как для новых, так и для замены уже существующих изношенных трубопроводов.

Данная технология становится все более и более распространенной и, возможно, одной из самых быстрорастущих технологий бестраншейной прокладки трубопроводов на сегодняшний день.

8.2 Технология прокладки

ГНБ - технология бестраншейной прокладки трубопроводов, представляющая собой сверление небольшого направляющего отверстия с использованием технологии слежения и управления сверлом с поверхности.

Сущность метода состоит в использовании специальных буровых станков (буров, штанг), которые осуществляют предварительное (пилотное) бурение по заранее рассчитанной траектории с последующим расширением скважины и протаскиванием в образовавшуюся полость трубопроводов.

При необходимости изменение направления бурения достигается с помощью определенной конструкции буровой головки.

Направляющая скважина располагается от поверхности земли под углом 8° - 20° и, достигнув необходимой глубины, переходит в горизонтальное положение. Обычно применяется сверление скважин с постепенным изгибанием или почти прямым выравниванием, чтобы свести к нулю трение и не допускать выхода за пределы допустимого прогиба соединения и допустимого радиуса кривизны трубы. Это уменьшает возможность «подвешивания» трубопровода или его повреждения.

Прокладка трубопроводов по технологии ГНБ осуществляется в три этапа:

1) бурение пилотной скважины на заданной проектом траектории;

2) последовательное расширение скважины;

3) протягивание трубопровода.

8.3 Бурение пилотной скважины

Бурение пилотной скважины - особо ответственный этап работ в бестраншейной прокладке методом горизонтально-направленного бурения (ГНБ) сетей, от которого во многом зависит конечный результат. Оно осуществляется при помощи породоразрушающего инструмента - буровой головки со скосом в передней части и встроенным передатчиком сигнала местонахождения буровой головки.

Буровая головка соединена посредством полого корпуса с гибкой приводной штангой, что позволяет управлять процессом строительства пилотной скважины и обходить выявленные препятствия в любом направлении в пределах естественного изгиба протягиваемой рабочей нити. Буровая головка имеет отверстия для подачи специального бурового раствора, который закачивается в скважину и образует суспензию с размельченной породой. Буровой раствор уменьшает трение на буровой головке и штанге, предохраняет скважину от обвалов, охлаждает породоразрушающий инструмент, разрушает породу и очищает скважину от обломков, вынося их на поверхность. Контроль за местоположением буровой головки осуществляется с помощью приемного устройства - локатора, который принимает и обрабатывает сигналы встроенного в корпус буровой головки передатчика.

На мониторе локатора отображается визуальная информация о местоположении, уклоне, азимуте буровой головки. Также эта информация отображается на дисплее оператора буровой установки. Эти данные являются определяющими для контроля соответствия траектории строящегося трубопровода проектной и минимизируют риск излома рабочей нити. При отклонении буровой головки от проектной траектории оператор останавливает вращение буровых штанг и устанавливает скос буровой головки в нужном положении. Затем осуществляется задавливание буровых штанг, устанавливается скос буровой головки в нужном положении с целью коррекции траектории бурения. Строительство пилотной скважины завершается выходом буровой головки в заданной проектом точке.

8.4 Расширение скважины

Расширение скважины осуществляется после завершения пилотного бурения. При этом буровая головка отсоединяется от буровых штанг и вместо нее присоединяется риммер - расширитель обратного действия. Приложением тягового усилия с одновременным вращением риммер протягивается через створ скважины в направлении буровой установки, расширяя пилотную скважину до необходимого для протаскивания трубопровода диаметра. Для обеспечения беспрепятственного протягивания трубопровода через расширенную скважину ее диаметр должен на 25 - 30 % превышать диаметр трубопровода.

8.5 Протягивание трубопровода

На противоположной от буровой установки стороне скважины располагается готовая плеть трубопровода. К переднему концу плети (раструбу первой трубы) крепится приспособление для протягивания труб с воспринимающим тяговое усилие вертлюгом и риммером. Вертлюг вращается с буровой нитью и риммером и в то же время не передает вращательное движение на трубопровод. Таким образом, буровая установка затягивает в скважину плеть протягиваемого трубопровода по проектной траектории.

Существует множество видов приспособлений для протягивания труб. Приспособление для протягивания, рекомендуемое для труб под соединение «RJ», приведено на рисунке 8.1.

Значение сил протягивания определяется диаметрами трубопроводов и лежит в пределах 10 - 50 кН. Выбор типа технологического оборудования для протяжки плетей трубопровода производится исходя из этих требований.

Приспособление изготавливается из трубы с соединением «RJ» с тягой для присоединения к вертлюгу.

Технология ГНБ уникальна тем, что она позволяет изменять при необходимости направление прокладки в любом направлении, огибая на своем пути различные препятствия (действующие или брошенные подземные коммуникации или другие сооружения).

Если почва или буровой раствор могут вызвать коррозию труб, то требуется их защита. Надежной защитой в этом случае является покрытие трубопровода полиэтиленовым рукавом.

Рисунок 8.1 - Приспособление для прокладки труб под соединение «RJ» бестраншейным методом

Полиэтиленовый рукав крепится поперечными нахлестами липкой ленты с расстоянием между собой около 60 см. Чтобы обезопасить полиэтилен в местах соединений, на оба конца соединения труб плотно наматывается пластиковая соединительная лента.

Прокладка труб ВЧШГ с помощью технологии ГНБ обычно начинается от площадки, где приготовлена конструкция, непосредственно граничащая с местом входа для протягиваемых труб. Это позволяет немедленно поместить трубу в скользкий смазывающий раствор для бурения без протаскивания трубы по земле, так как это может повредить полиэтиленовый рукав.

8.6 Буровой раствор

Большинство установок ГНБ работает с буровым раствором. В качестве бурового раствора может применяться вода, однако в большинстве случаев используются растворы на основе бентонита или полимеров. Бентонит - минерал природного происхождения, который при смешивании с водой создает глиняную массу. Нормальный буровой раствор представляет собой суспензию из воды и бентонита (высококачественной глины), а также, в случае необходимости, натуральных присадок, улучшающих технологические свойства.

Распространенный состав бентонита, который можно привести в качестве примера, таков:

SiO2 около 57 %; Al2О3 около 21 %; Fe2O3 около 5 %; TiO2 около 1 %; K2O около 1 %; Na2O около 3 %; СаО около 4 %; Н2О около 8 %.

Удельный вес сухого бентонита составляет около 2,3 кг/л. Значение рН 6-процентной суспензии равно 8 - 9.

Ниже перечислены принципиально важные функции бурового раствора, используемого при ГНБ:

смазка образующейся скважины для уменьшения трения между буровой головкой и стенкой скважины;

укрепление скважины, особенно в рыхлой или мягкой почве, за счет создания фильтра с низкой водопроницаемостью и положительного гидравлического давления на стенки скважины, предотвращение обвалов;

предотвращение образования пластовых жидкостей (например, грунтовых вод) и попадания их в скважину;

удаление отходов бурения;

увлажнение режущей головки во время бурения;

охлаждение инструмента для сверления скважин.

Для ГНБ выбор смеси бурового раствора и давления подачи в значительной степени зависит от типа почвы. Почвы могут быть определены как крупнокомковатая (песок и гравий) и мелкозем (глина, ил/мелкозем и сланец). В общем случае для крупнокомковатой почвы используется бентонит, а для мелкозема рекомендуются полимеры (возможно, добавленные к бентонитовой основе). В зависимости от особенностей конкретного проекта требуемые характеристики бурового раствора могут быть изменены за счет корректировки его состава.

Точный контроль технологических параметров бурового раствора, таких как вязкость, насыщенность буровой мелочью, имеет большое значение на каждом этапе работы.

Буровой раствор приготавливают в специальных смесительных устройствах. Поступающий из скважины отработанный буровой раствор проходит очистку от буровой мелочи в фильтровальных установках. Затем в него по мере необходимости добавляется бентонит, и раствор снова используется в процессе бурения, что образует замкнутый цикл.

Процесс очистки бурового раствора состоит, как правило, в прохождении им последовательных ступеней фильтрации и отделении различных фракций буровой мелочи. Фильтровальная установка может состоять, например, из вибросита, отделителей песка и ила. Насыщенность бурового раствора буровой мелочью не должна превышать 30 %. Только в этом случае может быть гарантировано отсутствие чрезмерной седиментации (центробежного осаждения) при извлечении раствора из скважины.

По завершении буровых работ оставшийся буровой раствор может быть использован на других объектах горизонтального бурения. В рекомендуемых пределах отработанный буровой раствор может быть использован также на сельскохозяйственных площадях для улучшения структуры почв (например, песчаных). Он может и просто отправляться на свалки, хранилища.

8.7 Методы установки для ГНБ

Прокладка труб с помощью технологии ГНБ включает в себя сохранение в незакупоренном состоянии прохода скважины, через которую насколько возможно быстро протягиваются трубы.

Бестраншейная прокладка трубопроводов методом ГНБ выполняется двумя методами.

1) Картриджный метод

Картриджный метод включает в себя последовательное соединение труб во время прокладки и предпочтителен, когда прямой или изогнутый участок трубопровода ограничен. Данный метод прокладки требует значительно меньше места для прямых участков трубопровода, чем сборочный метод (метод линейной конструкции).

2) Метод линейной конструкции

Данный метод представляет собой протягивание через направляющую скважину уже соединенного трубопровода. При использовании данного метода необходимо располагать достаточно большим пространством, которое позволило бы сначала расположить трубы над землей (в основном на роллерах) в непосредственной близости от направляющей скважины.

8.8 Радиус отклонения

Подготовленная строительная площадка и трасса для бурения должны быть спроектированы так, чтобы допустимое отклонение труб из ВЧШГ, указанное производителем, при монтаже не превышало максимального.

Обычно плотное горизонтальное сверление прохода скважины ограничивает боковое движение труб и соединений, которые имеют три степени свободы. В отличие от сварных трубопроводов замковые соединения «RJ» труб из ВЧШГ для ГНБ подвижны. При правильно выбранном радиусе изгиба скважины для труб из ВЧШГ, благодаря изгибающему моменту, прикладываемая тянущая нагрузка создает минимальное или вообще не создает дополнительного растяжения для стенок труб из ВЧШГ.

Рекомендуется делать радиус поворота посредством нескольких вытягиваний вдоль оси с тем, чтобы не допустить возможности чрезмерного прогиба соединения и превышения максимальной силы натяжения.

Таблица 8.1 - Минимальный радиус закругления

Максимально допустимое сгибание соединений, град.

Минимально допустимый радиус закругления для трубы длиной 6000 мм, м

3,00

115,8

3,25

107,3

3,50

100,6

3,75

93,0

4,00

86,9

4,25

82,3

4,50

77,7

4,75

73,5

5,00

70,1

Приложение А

(справочное)

Трубы чугунные напорные высокопрочные. Сортамент [11]

Рисунок А.1. - Труба раструбная под соединение «TYTON»

Таблица А.1 - Основные размеры и масса

Размеры, мм

Масса раструба, кг

Масса 1 м трубы без раструба (с цементным покрытием), кг

Расчетная масса трубы с раструбом (без цементного покрытия/с цементным покрытием), кг, при расчетной длине L

DN

D

DE

S

S1

l1

5800

6000

80

140

6,0-1,3

80

3,4

14,1

74,0

85,0

76,5

88,0

100

163

6,0-1,3

88

4,3

17,5

94,0

106,0

95,0

109,0

125

190

6,0-1,3

91

5,7

21,7

115,0

132,0

119,0

136,0

150

217

6,0-1,3

94

7,1

26,2

139,0

159,0

144,0

164,0

200

278

6,3-1,5

100

10,3

35,3

188,0

215,0

194,0

222,0

250

336

6,8-1,6

105

14,2

46,0

247,0

281,0

255,0

290,0

300

393

7,2-1,6

110

18,9

57,5

313,0

352,0

323,0

364,0

350

448

7,7-1,7

110

23,7

75,4

390,0

461,0

403,0

476,0

400

500

8,1-1,7

110

29,5

90,3

467,0

553,0

482,0

571,0

450

540

8,6-1,8

120

38,3

106,0

557,0

653,0

575,0

674,0

500

604

9,0-1,9

120

42,8

122,9

648,0

756,0

669,0

780,0

600

713

9,9-1,9

120

59,3

159,3

855,0

983,0

882,0

1015,0

700

824

10,8-2,0

150

79,1

205,8

1088,0

1273,0

1123,0

1314,0

800

943

11,7-2,1

160

102,6

250,6

1351,0

1556,0

1394,0

1606,0

900

1052

12,6-2,2

175

129,0

300,2

1639,0

1870,0

1691,0

1930,0

1000

1158

13,5-2,3

185

161,3

353,0

1955,0

2210,0

2017,0

2281,0

Рисунок А.2 - Труба раструбная под соединение «RJ»

Таблица А.2 - Основные размеры и масса

Размеры, мм

Масса раструба, кг

Масса 1 м трубы без раструба (с цементным покрытием), кг

Расчетная масса трубы с раструбом (без цементного покрытия/с цементным покрытием), кг, при расчетной длине L

DN

D

DE

S

S1

l

l1

h

b

5800

6000

80

156

6,0-1,3

85

127

5,0

5,4

14,1

76,0

87,0

78,5

90,0

100

176

6,0-1,3

91

135

5,0

6,9

17,5

95,0

108,0

98,0

112,0

125

205

6,0-1,3

95

143

5,0

8,8

21,7

118,0

135,0

122,0

139,0

150

230

6,0-1,3

101

150

5,0

10,7

26,2

143,0

163,0

148,0

168,0

200

288

6,3-1,5

106

160

5,5

16,8

35,3

194,0

222,0

200,5

229,0

250

346

6,8-1,6

106

165

5,5

23,2

46,0

255,0

290,0

264,0

299,0

300

402

7,2-1,6

106

170

5,5

29,6

57,5

323,0

363,0

334,0

375,0

350

452

7,7-1,7

110

180

6,0

35,7

75,4

401,0

473,0

415,0

488,0

400

513

8,1-1,7

115

190

6,0

44,5

90,3

480,0

568,0

497,0

586,0

500

618

9,0-1,9

120

200

6,0

62,8

122,9

666,0

776,0

689,0

800,0

Рисунок А.3 - Труба с приваренными фланцами

Таблица А.3 - Основные размеры и масса

Размеры, мм

Масса фланца, кг

Масса 1 м трубы без фланца, кг

Расчетная масса трубы с фланцами, кг (при расчетной длине L = 5500 мм)

DN

DE

S

PN 10

PN 16

PN 25

PN 10

PN 16

PN 25

80

8,1-1,7

2,8

2,8

2,8

16,1

94,0

94,0

94,0

100

8,4-1,7

3,3

3,3

3,8

20,4

119,0

119,0

120,0

125

8,8-1,8

4,0

4,0

4,7

26,4

153,0

153,0

155,0

150

9,1-1,9

5,0

5,0

6,0

32,4

189,0

189,0

191,0

200

9,8-1,9

6,9

6,7

8,7

46,1

268,0

268,0

271,0

250

10,5-2,0

9,8

9,4

13,0

61,3

357,0

357,0

364,0

300

11,2-2,0

13,0

12,6

17,7

78,1

456,0

455,0

465,0

350

11,9-2,1

14,7

17,5

25,4

96,5

561,0

566,0

582,0

400

12,6-2,2

17,2

22,1

33,2

116,2

674,0

684,0

706,0

500

14,0-2,3

23,2

37,4

47,2

160,6

930,0

959,0

978,0

600

15,4-2,5

32,8

57,6

68,0

211,3

1228,0

1278,0

1299,0

700

16,8-2,5

44,3

59,4

-

268,5

1566,0

1596,0

-

800

18,2-2,8

58,5

76,8

-

332,1

1944,0

1981,0

-

900

19,6-3,1

69,6

91,4

-

401,7

2349,0

2393,0

-

1000

21,0-3,1

87,6

127,0

-

477,7

2803,0

2882,0

-

Рисунок A.4 - Фланец из высокопрочного чугуна

Таблица А.4 - Основные размеры и масса

DN, мм

D4, мм

PN, бар

D1, мм

D2, мм

D3, мм

d, мм

В, мм

f, мм

n*, шт.

Масса фланца, кг

80

98

10

133

160

200

19,0

19,0

3,0

8

2,8

16

25

100

118

10

153

180

220

19,0

19,0

3,0

8

3,3

16

153

180

220

25

153

190

235

23,0

3,8

125

144

10

183

210

250

19,0

19,0

3,0

8

4,0

16

183

210

250

25

184

220

270

28,0

4,7

150

170

10

209

240

285

23,0

19,0

3,0

8

5,0

16

209

240

285

25

214

250

300

28,0

20,0

6,0

200

222

10

264

295

340

23,0

20,0

3,0

8

6,9

16

264

295

340

12

6,7

25

274

310

360

28,0

22,0

8,7

250

274

10

319

350

400

23,0

22,0

3,0

12

9,8

16

319

355

400

28,0

9,4

25

331

370

425

31,0

24,5

13,0

300

326

10

367

400

455

23,0

24,5

4,0

12

13,0

16

367

410

455

28,0

12,6

25

389

430

485

31,0

27,5

16

17,7

350

378

10

427

460

505

23,0

24,5

4,0

16

14,7

16

432

470

520

28,0

26,5

17,5

25

446

490

555

34,0

30,0

25,4

400

429

10

477

515

565

28,0

24,5

4,0

16

17,2

16

484

525

580

31,0

28,0

22,1

25

503

550

620

37,0

32,0

33,2

500

532

10

582

620

670

28,0

26,5

4,0

20

23,2

16

606

650

715

34,0

31,5

37,4

25

613

660

730

37,0

36,5

47,2

600

635

10

682

725

780

31,0

30,0

5,0

20

32,8

16

721

770

840

37,0

36,0

57,6

25

718

770

845

40,0

42,0

68,0

700

738

10

797

840

895

31,0

32,5

5,0

24

44,3

16

791

840

910

37,0

39,5

57,4

25

800

842

10

904

950

1015

34,0

35,0

5,0

24

58,8

16

898

950

1025

40,0

43,0

76,8

25

900

945

10

1004

1050

1115

34,0

37,5

5,0

28

69,6

16

998

1050

1125

40,0

46,5

91,4

25

1000

1048

10

1111

1160

1230

37,0

40,0

5,0

28

87,6

16

1115

1170

1255

43,0

50,0

127,0

25

* n - число отверстий под болты.

а - радиус; б - фаска с переходом на радиус

Рисунок А.5 - Торец гладкого конца трубы

Таблица А.5 - Размеры фаски

DN

т, мм

п, мм

80 - 600

9

3

700 - 1000

15

5

Рисунок А.6 - Стопора из высокопрочного чугуна под соединение «RJ»

Таблица А.6 - Основные размеры и масса

DN

b1

b2

b3

h

R

a, град.

b, град.

с, град.

с

Масса стопора, кг

левого со стопорной проволокой

правого

80

48

38

24

17

49

78

12

92

90

0,23

0,20

100

50

38

24

17

59

78

11

93

107

0,26

0,22

125

52

40

25

18

72

78

10

94

128

0,37

0,32

150

55

43

26

18

85

78

9

95

152

0,43

0,38

200

60

48

26

19

111

78

8

96

197

0,60

0,54

250

65

53

28

21

137

80

7

97

243

0,85

0,77

300

70

58

30

22

163

50

6

56

167

0,77

0,70

350

75

63

34

23

189

50

5,5

54,5

188

0,99

0,92

400

80

67

38

24

214

50

5

53

207

1,18

1,10

500

85

72

38

24

266

48

4,5

51,5

248

1,46

1,38

Рисунок А.7 - Уплотнительное резиновое кольцо под соединение «TYTON»

Таблица А.7 - Основные размеры и масса

Размеры, мм

Масса, кг (справочная)

DN

d1

d2

d3

h1

t1

t2

r

80

126±1,0

124±1,0

16+0,5

10+0,3

26

3,5

0,13

100

146±1,0

144±1

16+0,5

10+0,3

26

3,5

0,21

125

173±1,0

171±1

0,29

150

200±1,5

198±1,5

0,36

200

256±1,5

254±1,5

18+0,5

11+0,3

30

4,0

0,50

250

310±1,5

308±1,5

32

0,72

300

366±1,5

364±1,5

20+0,5

12+0,3

34

4,5

0,94

350

420±2,0

418±2,0

1,25

400

475±2,0

473±2,0

22+0,5

13+0,3

38

5,0

1,54

500

583±3,0

581±3,0

24+0,5

14+0,3

42

5,5

2,45

600

692±3,0

690±3,0

26+0,5

15+0,3

46

6,0

3,34

700

475±2,0

473±2,0

33,5+0,5

20±0,3

55

7

4,55

800

475±2,0

473±2,0

35,5+0,5

21±0,3

60

8

5,51

900

475±2,0

473±2,0

37,5+0,5

22±0,3

65

9

6,30

1000

475±2,0

473±2,0

39,5+0,5

23±0,3

70

7,04

Рисунок А.8 - Уплотнительное резиновое кольцо под соединение «RJ»

Таблица А.8 - Основные размеры и масса

Размеры, мм

Масса, кг (справочная)

DN

d1

d2

d3

d4

b

t1

t2

r

80

122,0±1

111,0±1

80,5±1

116,5±1

28

5,5

13,3

4,5

0,12

100

146,5±1

134,5±1

99,5±1

140,5±1

30

5,5

14,3

5,0

0,17

125

172,5±1

160,5±1

123,0±1

167,0±1

31

5,5

15,3

5,0

0,28

150

203,5±1,5

189,5±1,5

151±1,5

196±1,5

32

5,5

15,3

5,5

0,41

200

260±1,5

244±1,5

202±1,5

250±1,5

33

5,5

15,3

6,0

0,50

250

315±1,5

299±1,5

257±1,5

305±1,5

33

5,5

15,3

6,0

0,63

300

369±1,5

353±1,5

311±1,5

359±1,5

33

5,5

15,3

6,0

0,95

350

424±2,0

406±2,0

361±2,0

413±2,0

36

5,5

16,0

7,0

1,14

400

477±2,0

459±2,0

414±2,0

465±2,0

36

5,5

16,0

7,0

1,35

500

587±3,0

568±3,0

529±3,0

576±3,0

38

5,5

17,1

7,5

2,43

Приложение Б

(справочное)

Части соединительные из высокопрочного чугуна для напорных трубопроводов. Сортамент [12]

При заказе на поставку соединительных фасонных частей необходимо указывать обозначение фасонной части, условный проход отростка dn, номинальное давление (для фланцевых соединительных частей), тип соединения и вид исполнения. Наименования и обозначения соединительных частей устанавливаются согласно таблице, приведенной ниже.

Таблица

Наименование

Обозначение

Таблица

в схемах

в документе

Тройник раструб-фланец

ТРФ

 Б.4

Тройник раструбный

ТР

 Б.5

Тройник фланцевый

ТФ

 Б.6

Колено раструб - гладкий конец

УРГ

 Б.7

Колено фланцевое

УФ

 Б.8

Колено раструбное

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: 1

УР

 Б.9

Отвод раструб - гладкий конец

ОРГ

 Б.10

Отвод раструбный

ОР

 Б.11

Отвод фланцевый

ОФ

 Б.12

Переход раструб - гладкий конец

ХРГ

 Б.13

Переход раструб-фланец

ХРФ

 Б.14

Переход фланцевый

ХФ

 Б.15

Переход раструбный

ХР

 Б.16

Патрубок фланец-раструб

ПФР

 Б.17

Патрубок фланец-раструб компенсационный

ПФРК

 Б.18

Патрубок фланец- гладкий конец

ПФГ

 Б.19

Двойной раструб

ДР

 Б.20

Двойной раструб компенсационный

ДРК

 Б.21

Выпуск раструбный

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: 1

ВР

 Б.22

Выпуск фланцевый

ВФ

 Б.23

Пожарная подставка раструбная

ППР

 Б.24

Тройник раструб-фланец с пожарной подставкой

ППТРФ

 Б.25

Тройник раструб-фланец с пожарной подставкой

ППТФ

 Б.26

Крест раструб-фланец

КРФ

 Б.27

Крест раструбный

КР

 Б.28

Крест фланцевый

КФ

 Б.29

Крест раструб-фланец с пожарной подставкой

ППКРФ

 Б.30

Крест фланцевый с пожарной подставкой

ППКФ

 Б.31

Муфта свертная

мс

 Б.32

Муфта надвижная

мн

 Б.33

Заглушка фланцевая

ЗФ

 Б.34

Пожарная подставка фланцевая

ППФ

 Б.35

Примечания

1 Типы и основные размеры раструбного и фланцевого соединений указаны в приложении В.

Основные размеры приведены в соответствии с рекомендациями международного стандарта ГОСТ Р ИСО 253) (исполнение А) и ГОСТ 5525 (исполнение Б).

2 Размеры соединительных частей и предельные отклонения на эти размеры предусмотрены для изделий без покрытия. Массы раструбных соединительных частей приведены для раструбного соединения типа «TYTON».

Рисунок Б.1 - Раструбное соединение типа «RJ»

Таблица Б.1

Размеры в миллиметрах

Условный проход DN

D

DE

S

S1

l

l1

h

b

80

156

7,2

85

127

5,0

8±2

100

173

7,2

91

135

5,0

8±2

125

205

7,2

95

143

5,0

8±2

150

229

7,8

101

150

5,0

8±2

200

287

8,4

106

160

5,5

9±2

250

345

9,0

106

165

5,5

9±2

300

401

9,6

106

170

5,5

9±2

350

452

10,2

110

180

6,0

10±2

400

513

10,8

115

190

6,0

10±2

500

618

12,0

120

200

6,0

10±2

Рисунок Б.2 - Раструбное соединение типа «TYTON»

Таблица Б.2

Размеры в миллиметрах

Условный проход DN

D

DE

S

S1

l1

80

140

7,2

80

100

163

7,2

88

125

190

7,2

91

150

217

7,8

94

200

278

8,4

100

250

336

9,0

105

300

393

9,6

110

350

448

10,2

110

400

500

10,8

110

500

604

12,0

120

600

713

13,2

120

700

824

14,4

150

800

943

15,6

160

900

1052

16,8

175

1000

1158

18,0

185

Рисунок Б.3 - Фланец

Таблица Б.3

Размеры в миллиметрах

DN

PN, бар

Исполнение А

Исполнение Б

D1

D2

D3

d

п, шт.

а

b

D1

D2

D3

d

п, шт.

а

b

80

10

200

160

133

19

8

19

3

200

160

138

19

4

22

3

16

100

10

220

180

153

19

8

19

3

220

180

158

19

4

22

3

16

125

10

250

210

183

19

8

19

3

250

210

188

19

8

24

3

16

150

10

285

240

209

23

8

19

3

285

240

212

23

8

24

3

16

200

10

340

295

264

23

8

20

3

340

295

268

23

8

26

3

16

12

250

10

400

350

319

23

12

22

3

395

350

320

23

12

28

3

16

355

28

300

10

455

400

367

23

12

24,5

4

445

400

370

23

12

28

4

16

410

28

350

10

505

460

427

23

16

24,5

4

505

460

430

23

16

30

4

16

520

470

432

28

26,5

400

10

565

515

477

28

16

24,5

4

565

515

482

26

16

32

4

16

580

525

484

31

28,0

500

10

670

620

582

28

20

26,5

4

670

620

585

26

20

34

4

16

715

650

606

34

31,5

600

10

780

725

682

31

20

30

5

780

725

685

31

20

36

5

16

840

770

721

37

36

700

10

895

840

797

31

24

32,5

5

895

840

800

31

24

40

5

16

910

791

37

39,5

800

10

1015

950

904

34

24

35

5

1015

950

905

34

24

44

5

16

1025

898

40

43

900

10

1115

1050

1004

34

28

37,5

5

1115

1050

1005

34

28

46

5

16

1125

998

40

46,5

1000

10

1230

1160

1111

37

28

40

5

1230

1160

1115

37

28

50

5

16

1255

1170

1115

43

50

Рисунок Б.4 - Тройник раструб-фланец

Таблица Б.4

Размеры в миллиметрах

DN´dn

Исполнение А

Исполнение Б

Ствол

Отросток

Ствол

Отросток

S1

L1

S2

L2

S1

L1

S2

L2

80´80

7,0

175

7,0

150

7,0

250

7,0

150

100´80

7,2

165

7,0

170

7,2

250

7,0

175

100´100

7,2

195

7,2

180

7,2

300

7,2

200

125´80

7,5

175

7,0

185

7,5

300

7,0

175

125´100

7,5

195

7,2

195

7,5

300

7,2

175

125´125

7,5

225

7,5

200

7,5

400

7,5

225

150´80

7,8

180

7,0

200

7,8

300

7,0

200

150´100

7,8

200

7,2

205

7,8

300

7,2

200

150´125

7,8

230

7,5

215

7,8

400

7,5

200

150´150

7,8

260

7,8

220

7,8

400

7,8

250

200´80

8,4

180

7,0

225

8,4

300

7,0

225

200´100

8,4

200

7,2

230

8,4

400

7,2

225

200´125

8,4

235

7,5

240

8,4

400

7,5

225

200´150

8,4

260

7,8

245

8,4

400

7,8

225

200´200

8,4

320

8,4

260

8,4

500

8,4

300

250´80

9,0

185

7,0

165

9,0

300

7,0

250

250´100

9,0

205

7,2

270

9,0

400

7,2

250

250´150

9,0

265

7,8

280

9,0

400

7,8

250

250´200

9,0

320

8,4

290

9,0

500

8,4

275

250´250

9,0

380

9,0

300

9,0

500

9,0

300

300´80

9,6

185

7,0

290

9,6

300

7,0

275

300´100

9,6

210

7,2

300

9,6

400

7,2

275

300´150

9,6

265

7,8

310

9,6

400

7,8

275

300´200

9,6

325

8,4

320

9,6

500

8,4

300

300´250

9,6

380

9,0

330

9,6

500

9,0

300

300´300

9,6

440

9,6

340

9,6

600

9,6

300

350´100

10,2

205

7,2

330

10,2

400

7,2

300

350´150

10,2

270

7,8

340

10,2

400

7,8

300

350´200

10,2

325

8,4

350

10,2

500

8,4

300

350´250

10,2

385

9,0

360

10,2

500

9,0

325

350´350

10,2

495

10,2

380

10,2

600

10,2

350

400´100

10,8

210

7,2

360

10,8

400

7,2

325

400´150

10,8

270

7,8

370

10,8

500

7,8

325

400´200

10,8

325

8,4

380

10,8

500

8,4

350

400´250

10,8

385

9,0

390

10,8

500

9,0

350

400´300

10,8

440

9,6

400

10,8

600

9,6

350

400´400

10,8

560

10,8

420

10,8

600

10,8

400

500´100

12,0

215

7,2

420

12,0

400

7,2

375

500´200

12,0

330

8,4

440

12,0

500

8,4

400

500´400

12,0

565

10,8

480

12,0

800

10,8

425

500´500

12,0

680

12,0

500

12,0

800

12,0

500

600´200

13,2

340

8,4

500

13,2

500

8,4

450

600´400

13,2

570

10,8

540

13,2

800

10,8

475

600´600

13,2

800

13,2

580

13,2

900

13,2

550

700´200

14,4

345

8,4

525

14,4

500

8,4

500

700´400

14,4

575

10,8

555

14,4

800

10,8

525

700´700

14,4

925

14,4

600

14,4

1100

14,4

600

800´200

15,6

350

8,4

585

15,6

600

8,4

550

800´400

15,6

580

10,8

615

15,6

800

10,8

575

800´600

15,6

1045

13,2

645

15,6

1000

13,2

625

800´800

15,6

1045

15,6

675

15,6

1200

15,6

700

900´200

16,8

355

8,4

645

16,8

600

8,4

600

900´400

16,8

590

10,8

675

16,8

800

10,8

650

900´600

16,8

1170

13,2

705

16,8

1000

13,2

675

900´900

16,8

1170

16,8

750

16,8

1300

16,8

750

1000´400

18,0

360

10,8

705

18,0

800

10,8

700

1000´600

18,0

595

13,2

735

18,0

1000

13,2

725

1000´1000

18,0

1290

18,0

765

18,0

1400

18,0

800

Обозначение тройника раструб-фланец со стволом условного прохода 400 мм и с отростком условного прохода 150 мм, соединением «TYTON», исполнение А:

Тройник ТРФ 400´150 (T) А

Рисунок Б.5 - Тройник раструбный

Таблица Б.5

Размеры в миллиметрах

DN´dn

Исполнение А

Исполнение Б

S1

L1

S2

L2

S1

L1

S2

L2

80´80

7,0

175

7,0

85

7,0

250

7,0

115

100´80

7,2

165

7,0

90

7,2

250

7,0

125

100´100

7,2

195

7,2

100

7,2

300

7,2

150

125´80

7,5

175

7,0

105

7,5

300

7,0

150

125´100

7,5

195

7,2

115

7,5

400

7,2

300

125´125

7,5

225

7,5

115

7,5

400

7,5

200

150´80

7,8

180

7,0

120

7,8

300

7,0

150

150´100

7,8

200

7,2

125

7,8

300

7,2

150

150´150

7,8

260

7,8

130

7,8

400

7,8

200

200´80

8,4

180

7,0

145

8,4

300

7,0

200

200´100

8,4

200

7,2

150

8,4

400

7,2

200

200´150

8,4

260

7,8

155

8,4

400

7,8

200

200´200

8,4

320

8,4

160

8,4

500

8,4

250

250´100

9,0

205

7,2

190

9,0

400

7,2

200

250´150

9,0

265

7,8

190

9,0

400

7,8

250

250´200

9,0

320

8,4

190

9,0

500

8,4

250

250´250

9,0

380

9,0

190

9,0

500

9,0

250

300´100

9,6

210

7,2

220

9,6

400

7,2

250

300´150

9,6

265

7,8

220

9,6

400

7,8

250

300´200

9,6

325

8,4

220

9,6

500

8,4

250

300´250

9,6

380

9,0

220

9,6

500

9,0

250

300´300

9,6

440

9,6

220

9,6

600

9,6

300

350´100

11,9

205

8,4

220

11,9

400

8,4

250

350´200

11,9

325

9,8

240

11,9

500

9,8

300

350´250

11,9

495

10,5

245

11,9

500

10,5

300

350´300

11,9

495

11,2

250

11,9

600

11,2

300

350´350

11,9

495

11,9

260

11,9

600

11,9

300

400´200

12,6

325

9,8

260

12,6

500

9,8

300

400´250

12,6

440

10,5

265

12,6

500

10,5

300

400´300

12,6

440

11,2

270

12,6

600

11,2

300

400´400

12,6

560

12,6

28.0

12,6

600

12,6

350

500´100

14,0

215

8,4

295

14,0

400

8,4

350

500´200

14,0

330

9,8

310

14,0

500

9,8

350

500´300

14,0

450

11,2

315

14,0

600

11,2

350

500´400

14,0

565

12,6

335

14,0

800

12,6

400

500´500

14,0

680

14,0

350

14,0

800

14,0

400

600´200

15,4

340

9,8

360

15,4

500

9,8

400

600´300

15,4

460

11,2

365

15,4

600

11,2

400

600´400

15,4

570

12,6

390

15,4

800

12,6

450

600´500

15,4

800

14,0

400

15,4

800

14,0

450

600´600

15,4

800

15,4

460

15,4

900

15,4

450

Обозначение тройника раструбного со стволом условного прохода 400 мм и с отростком условного прохода 150 мм, соединением «TYTON», исполнение А:

Тройник ТР 400´150 (Т) А

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: 1

Рисунок Б.6 - Тройник фланцевый

Таблица Б.6

Размеры в миллиметрах

DN´dn

Исполнение А

Исполнение Б

S1

L1

S2

L2

S1

L1

S2

L2

80´80

7,0

330

7,0

165

7,0

300

7,0

150

100´80

7,2

360

7,0

175

7,2

400

7,0

175

100´100

7,2

360

7,2

180

7,2

400

7,2

200

125´80

7,5

400

7,0

190

7,5

450

7,0

175

125´100

7,5

400

7,2

195

7,5

450

7,2

175

125´125

7,5

400

7,5

200

7,5

450

7,5

225

150´80

7,8

440

7,0

205

7,8

500

7,0

200

150´100

7,8

440

7,2

210

7,8

500

7,2

200

150´125

7,8

440

7,5

215

7,8

500

7,5

200

150´150

7,8

440

7,8

220

7,8

500

7,8

250

200´80

8,4

520

7,0

235

8,4

600

7,0

225

200´100

8,4

520

7,2

240

8,4

600

7,2

225

200´125

8,4

520

7,5

240

8,4

600

7,5

225

200´150

8,4

520

7,8

250

8,4

600

7,8

225

200´200

8,4

520

8,4

260

8,4

600

8,4

300

250´100

9,0

700

7,2

275

9,0

600

7,2

250

250´150

9,0

700

7,8

275

9,0

600

7,8

250

250´200

9,0

700

8,4

325

9,0

600

8,4

275

250´250

9,0

700

9,0

350

9,0

600

9,0

300

300´80

9,6

800

7,0

295

9,6

600

7,0

275

300´100

9,6

800

7,2

300

9,6

600

7,2

275

300´150

9,6

800

7,8

310

9,6

600

7,8

275

300´200

9,6

800

8,4

350

9,6

600

8,4

300

300´250

9,6

800

9,0

375

9,6

600

9,0

300

300´300

9,6

800

9,6

400

9,6

600

9,6

300

350´100

10,2

850

7,2

470

10,2

600

7,2

300

350´150

10,2

530

7,8

340

10,2

600

7,8

300

350´200

10,2

850

8,4

325

10,2

600

8,4

300

350´250

10,2

645

9,0

360

10,2

600

9,0

325

350´350

10,2

850

10,2

425

10,2

700

10,2

350

400´100

10,8

900

7,2

350

10,8

600

7,2

325

400´150

10,8

900

7,8

350

10,8

600

7,8

325

400´200

10,8

900

8,4

350

10,8

600

8,4

350

400´250

10,8

665

9,0

390

10,8

600

9,0

350

400´300

10,8

900

9,6

450

10,8

800

9,6

350

400´400

10,8

900

10,8

450

10,8

800

10,8

400

500´100

12,0

1000

7,2

400

12,0

600

7,2

375

500´200

12,0

1000

8,4

400

12,0

600

8,4

400

500´400

12,0

1000

10,8

500

12,0

800

10,8

425

500´500

12,0

1000

12,0

500

12,0

1000

12,0

500

600´200

13,2

1100

8,4

450

13,2

600

8,4

450

600´400

13,2

1100

10,8

550

13,2

800

10,8

475

600´600

13,2

1100

13,2

550

13,2

1100

13,2

550

700´200

14,4

650

8,4

525

14,4

800

8,4

500

700´400

14,4

870

10,8

555

14,4

1000

10,8

525

700´700

14,4

1200

14,4

600

14,4

1200

14,4

600

800´200

15,6

690

8,4

585

15,6

800

8,4

550

800´400

15,6

910

10,8

615

15,6

1000

10,8

575

800´600

15,6

1350

13,2

645

15,6

1400

13,2

625

800´800

15,6

1350

15,6

675

15,6

1400

15,6

700

900´200

16,8

730

8,4

645

16,8

800

8,4

600

900´400

16,8

950

10,8

675

16,8

1000

10,8

650

900´600

16,8

1500

13,2

705

16,8

1400

13,2

675

900´900

16,8

1500

16,8

750

16,8

1500

16,8

750

1000´400

18,0

990

10,8

735

18,0

1000

10,8

700

1000´600

18,0

1650

13,2

765

18,0

1400

13,2

725

1000´1000

18,0

1650

18,0

825

18,0

1600

18,0

800

Обозначение тройника фланцевого со стволом условного прохода 400 мм и с отростком условного прохода 150 мм, исполнение А:

Тройник ТФ 400´150 А

Рисунок Б.7 - Колено раструб - гладкий конец

Таблица Б.7

Размеры в миллиметрах

DN

Исполнение А

Исполнение Б

S

L

L1

L2

S

L

L1

L2

80

8,1

102,4

312

350

8,1

150

350

230

100

8,4

100,0

340

400

8,4

200

400

240

125

8,8

148,8

374

425

8,8

225

425

240

150

9,1

150,0

390

450

9,1

250

450

240

200

9,8

200,0

440

500

9,8

300

500

240

250

10,5

280,0

583

500

10,5

300

500

240

300

11,2

300,0

550

500

11,2

300

500

240

350

11,9

410,0

580

550

11,9

350

550

250

400

12,6

430,0

625

600

12,6

400

600

250

450

12,6

430,0

625

12,6

450

650

250

500

14,0

550,0

715

700

14,0

500

700

250

600

15,4

645,0

805

850

15,4

550

850

360

700

-

-

-

-

16,8

600

900

360

800

-

-

-

-

18,2

700

1000

360

900

-

-

-

-

19,6

750

1050

370

1000

-

-

-

-

21,0

800

1100

370

Обозначение колена раструб - гладкий конец с условным проходом 300 мм, соединением «TYTON», исполнение А:

Колено УРГ 300 (Т) А

Рисунок Б.8 - Колено фланцевое

Таблица Б.8

Размеры в миллиметрах

DN

S

Исполнение А

Исполнение Б

L

L

80

7,0

165

150

100

7,2

180

200

125

7,2

200

225

150

7,8

220

250

200

8,4

260

300

250

9,0

350

300

300

9,6

400

300

350

10,2

450

350

400

10,8

500

400

500

12,0

600

500

600

13,2

700

550

700

14,4

800

600

800

15,6

900

700

900

16,8

1000

750

1000

18,0

1100

800

Обозначение колена фланцевого с условным проходом 300 мм, исполнение А:

Колено УФ 300 А

Рисунок Б.9 - Колено раструбное

Таблица Б.9

Размеры в миллиметрах

DN

Исполнение А

Исполнение Б

S

L

S

L

80

7,0

100

7,0

180

100

7,2

120

7,2

240

125

7,5

150

7,5

265

150

7,8

170

7,8

290

200

8,4

220

8,4

340

250

9,0

270

9,0

340

300

9,6

320

9,6

340

350

9,6

410

9,6

300

400

10,8

430

10,8

450

450

-

-

12,0

500

500

12,0

550

12,0

600

600

13,2

780

13,2

610

700

14,4

720

14,4

660

800

15,6

800

15,6

760

900

-

-

16,8

820

1000

-

-

18,0

870

Обозначение колена раструбного с условным проходом 150 мм, соединением «TYTON», исполнение Б:

Колено УР 150 (Г) Б

Обозначение колена раструбного с условным проходом 300 мм, соединением «RJ», исполнение А:

Колено УР 300 (RJ) A

Рисунок Б.10 - Отвод раструб - гладкий конец

Таблица Б.10

Размеры в миллиметрах

DN

Исполнение А

Исполнение Б

S

a = 10 °С

a = 15 °С

a = 30 °С

a = 45 °С

S

L

a = 10 °С

a = 15 °С

a = 30 °С

a = 45 °С

L1

L2

L1

L2

L1

L2

L1

L2

L1

L2

L1

L2

L1

L2

L1

L2

80

8,1

30

240

38

248

44

253

55

265

8,1

75

125

170

125

170

126

171

129

174

100

8,4

33

243

33

243

50

260

65

274

8,4

80

166

206

167

207

169

209

172

212

125

8,8

36

261

49

274

57

283

76

301

8,8

80

186

226

187

227

189

229

193

233

150

9,1

40

284

40

284

65

309

87

331

9,1

85

205

250

206

251

209

154

214

259

200

9,8

46

311

66

331

80

345

109

374

9,8

85

245

290

246

291

249

294

255

300

250

10,5

50

255

75

260

95

270

130

300

10,5

90

245

295

246

296

249

299

255

305

300

11,2

65

274

65

274

110

280

155

315

11,2

95

245

300

246

301

249

304

255

310

350

11,2

65

235

100

270

125

295

175

345

11,2

100

286

336

288

338

291

341

298

348

400

12,6

70

238

110

278

140

308

200

368

12,6