Особенности укладки различных трубопроводов

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

Последовательность технологических операций при укладке чугунных трубопроводов:

Бетонные и железобетонные трубы применяют для напор­ных и безнапорных трубопроводов.

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

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

Монтаж трубопровода производят с соблюдением следующих требований:

– прямолинейность в горизонтальной и вертикальной плоскостях;

– плотность опирания на основание;

– прокладка груб снизу вверх по уклону раструбами вперед;

– установка в начале участка трубопровода тупикового упора;

– обеспечение зазора между соединяемыми трубами.

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

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

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

Перед укладкой труб в траншею отметки основания прове­ряются нивелировкой.

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

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

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

– с помощью натяжного приспособления, установленного внутри трубы;

– при помощи ковша гидравлического экскаватора;

– при помощи трактора.

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

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

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

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

Технология укладки керамическихтрубопроводов схожа с чугунными.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Стальные трубы собираются в звенья в такой последова­тельности:

– укладываются и выверяются лежни;

– укладываются с помощью крана трубы на лежни;

– очищаются и подготавливаются кромки труб к сварке;

– центрируются и прихватываются стыки электросваркой;

– свариваются стыки труб с поворачиванием звена труб;

– удаляются лежни и устанавливается собранное звено на инвентарные подмостки.

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

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

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

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

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

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

Укладка звеньев труб производится в следующей последова­тельности:

– строповка звена и опускание его в траншею;

– центровка звена и прихватка стыков электросваркой;

– выверка положения звена;

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

– сварка неповоротного стыка звеньев.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Разметка соединения производится в следующем порядке:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Таблица 2.7 – Напорные трубы с гладкими концами из ПВХ

Таблица 2.8 – Напорные раструбные трубы из ПВХ-100

Применяются две основные схемы организации сварочно-монтажных работ: базовая и трассовая. По базовой схеме сварку производят вблизи объектного склада с предварительным соеди­нением отдельных труб в секции длиной до 18-24 м и более на передвижных сварочных установках. Секции доставляют на трассу и с помощью тех же сварочных установок сваривают в укрупненные плети для укладки в траншею.

При трассовой схеме трубы раскладывают вдоль траншеи и сваривают, применяя передвижные сварочные установки, в непрерывную нитку методом наращивания.

Трубы в траншее соединяют сваркой или на резиновых кольцах методом наращивания (табл. 2.9).

Таблица 2.9 – Типы соединений пластмассовых труб

Применяют следующие способы сварки: для полиэтиленовых труб – стыковую и раструбную сварку контактным нагревом; для труб ПВХ – прутковую. Стыковая сварка рекомендуется для соединения труб с толщиной стенок более 4 мм, раструбная сварка – для соединения труб со стенками любой толщины.

При контактной стыковой сварке с применением монтажных приспособлений должны выполняться следующие операции:

– установка и центровка труб в зажимном центрирующем приспособлении;

– торцовка труб и обезжиривание торцов;

– нагрев и оплавление свариваемых поверхностей;

– удаление сварочного нагревателя;

– сопряжение разогретых свариваемых поверхностей под давлением;

– охлаждение сварного шва под осевой нагрузкой.

При контактной сварке одновременно оплавляется нагрев­ательным приспособлением наружная поверхность конца трубы и внутренняя поверхность раструба, а затем конец трубы быстро вдавливается в раструб. Нагревательное приспособление состоит из гильзы для оплавления наружной поверхности конца трубы и устройства для оплавления внутренней поверхности раструба.

Соединение труб с гладкими концами из ПВХ выполняется при помощи газовой прутковой сварки. Для этой цели применяются электрические или газовые горелки. Сварка встык с применением винилпластовых прутков производится следующим образом: кромка свариваемых труб с предварительно снятыми фасками и сварочный пруток нагревают до температуры 190-220 °С, после чего пруток под небольшим давлением укладывают на место соединения труб. Место для наложения прутка должно быть чистым, сухим и обезжиренным.

Соединение раструбных труб из ПВХ на резиновых кольцах выполняют по следующей технологии. Производится очистка от грязи и масел конца одной трубы и раструба другой. На гладком конце трубы наносится карандашом или мелом метка, обозна­чающая глубину вдвигания конца трубы в раструб, и производится укладка резинового кольца в паз раструба. Смазывается гладкий конец трубы до метки и резинового кольца в раструбе жидким мылом или мыльным раствором. Затем вдвигается гладкий конец трубы до метки.

Винилпластовые трубы можно легко пилить, резать, сверлить, фрезеровать, нарезать резьбы, гнуть.

При сборке раструбных соединений используются приспособления: рычажно-канатное, реечное с винтовыми захватами, реечное с двумя хомутами-захватами, с центральным торцевым винтом.

Контрольные вопросы

1. Как определяется глубина заложения инженерных сетей?

2. Приведите последовательность работ при строительстве под­земных инженерных сетей при раздельной прокладке в траншеях.

3. Приведите последовательность работ при строительстве подземных инженерных сетей при совмещенной прокладке в траншеях.

4. Приведите последовательность технологических операций погружения легких иглофильтров в грунт.

5. Каковы принципы работы легких иглофильтров?

6. Какие требования предъявляются к основаниям под трубо­проводы?

7. Приведите последовательность работ по прокладке трубо­проводов водоснабжения и канализации.

8. Чем и как заделываются стыковые соединения чугунных труб?

9. Какие требования предъявляются к монтажу трубопроводов из железобетонных труб?

10. Приведите последовательность технологических операций при укладке керамических трубопроводов.

11. Приведите последовательность сборки и укладки звеньев стальных труб.

12. Какие монтажные приспособления применяются при контактной сварке пластмассовых труб?

Литература: [1, 2, 4, 7, 11, 12, 16, 18, 19, 25, 27].

Лекция 3.