Камеры, неподвижные опоры и ниши

При подземной прокладке тепловых се­тей требуется устройство целого ряда кон­струкций по трассе, к которым относятся: камеры, неподвижные опоры, ниши компен­саторов. Для размещения задвижек, спуск­ных и воздушных кранов, сальниковых ком­пенсаторов и неподвижных опор на тепло­вых сетях устраиваются камеры. Размеры камер принимаются из условий нормального обслуживания размещаемого в камере обо­рудования согласно СНиП 2.04.07-86*. На­именьшая высота камер — 1,8 м. Минимальное заглубление перекрытия камер от поверхно­сти земли — 0,3 м, а от верха дорожного покрытия — 0,5 м.

Строительная часть камер выполняется в основном из сборного железобетона. В на­стоящее время удовлетворительные конст­руктивные решения сборных камер получены для наиболее простых монтажных схем уз­лов двухтрубных теплопроводов малых и средних диаметров.

В строительстве тепловых сетей находят применение железобетонные сборные ка­меры размерами в плане: 1,8 х 1,8; 2,6 х 2,6; 3,0x3,0; 2,5x4,0; 4,0x4,0; 4,0x5,5; 4,0 х 7,0 м, высотой от 2,0 до 4,0 м (по типо­вому проекту 3.903-КЛ-З). Намечается вы­пуск унифицированных камер по типовому проекту серии 903-4-11.

Рис.4.18 Эстпромпроектом разработаны сборные железобетонные камеры коробчатого типа тепловых сетей размерами в плане 2,4 х 1,8; 2,4 х 3; 2,4 х 3,6 м, высотой 2,1 м (рис. 4.18).

Рис. 4.18. Сборная камера из коробчатых железобетонных блоков:

1 — верхний блок; 2 — нижний блок; 3 — бетонная подготовка; 4 — приямок; 5 — металлические за­кладные детали на сварке; 6 — люк; 7 — лестница

Рис.4.19 В тепловых сетях наибольшее приме­нение получили сборные камеры, собирае­мые из железобетонных стеновых блоков и ребристых плит перекрытия коллекторов (рис. 4.19).

Рис. 4.19. Сборная камера из блоков коллекторов:

1-ребристый блок перекрытия; 2 - L-образный стеновой блок; 3 - бетонное днище; 4 — угловой блок

В номенклатуру каталога железобетон­ных изделий включены объемные элементы камер тепловых сетей размерами в плане 3,2 х 2,7 м — по альбому Мосинжпроекта.

Находят также применение сборные ка­меры со стенами из бетонных блоков, перекрываемые ребристыми плитами коллекто­ров.

При проектировании следует выбирать такие конструкции сборных камер, элементы которых могут быть выполнены заводами строительных материалов местной промыш­лености.

В строительстве тепломагистралей боль­шого диаметра (1000-1400 мм) большое место занимает сооружение камер из моно­литного железобетона, выполняемых по про­ектам повторного применения.

Камеры тепломагистралей больших диа­метров, сооружаемые в узлах с установ­кой задвижек, компенсаторов, неподвижных опор, имеют значительные габариты и могут испытывать большие нагрузки от давления грунта, а также от усилий, передаваемых трубопроводами на неподвижные опоры, превышающие 2000 кН.

Стены камер рассчитываются на гори­зонтальное давление грунта и временную автомобильную нагрузку на призме обруше­ния. В зависимости от соотношения разме­ров камеры выбирается расчетная схема (замкнутая рама, пластины, заделанные по контуру). Если камеры воспринимают боль­шие усилия от неподвижных опор, их кон­струкция рассчитывается на прочность на боковое реактивное давление (отпор) грунта по средней его интенсивности.

Камеры могут быть выполнены из мо­нолитного железобетона только в части стен и днища с устройством сборного перекры­тия. Камеры, служащие для размещения узлов трубопроводов с установкой крупно­габаритных секционирующих задвижек, со­оружаются с надземным павильоном, выпол­ненным по типовым проектам.

При проектировании камер необходимо соблюдать следующие условия:

-в перекрытиях камер должно быть не менее двух люков D = 630 мм, расположен­ных по диагонали. При наличии сальни­ковых компенсаторов и при длине камеры до 3,5 м и наличии одного ответвления с проходом под трубами менее 1 м количе­ство люков должно быть не менее 3, при длине камеры более 3,5 м и наличии двух ответвлений — не менее 4;

-каждый люк должен иметь вторую за­порную крышку и должен быть оборудован металлической лестницей или ходовыми скобками. Горловина люка выполняется из железобетонных колец D = 700 мм при вы­соте засыпки над перекрытием камеры не более 1 м. При большой высоте засыпки над перекрытием камеры диаметр горловины устанавливается не менее 1000 мм;

-для замены оборудования (компенсато­ров, насосов, задвижек и др.) в перекрытии камер, расположенных на проездах, взамен одного круглого предусматривается мон­тажный люк размером 900 х 900 мм с за­порной решеткой. В случаях размещения ка­мер в зеленых зонах, на тротуарах и других аналогичных местах допускается устройство монтажных проемов с перекрытием их сбор­ными железобетонными плитами;

-камеры тепловых сетей должны быть за­щищены надежной гидроизоляцией от грун­товых и поверхностных вод;

-при уровне грунтовых вод выше отме­ток заложения конструкции теплосети пол камер рекомендуется располагать выше от­меток попутного дренажа. Пол камеры дол­жен иметь уклон в сторону приямка, устраи­ваемого для сбора воды. В случаях, когда пол камеры располагается ниже отметок попутного дренажа, водонепроницаемость днища и стен должна обеспечиваться за счет устройства оклеечной гидроизоляции;

-приямки в полу камер располагать сле­дует под одним из круглых люков в пере­крытии для удобства откачки воды;

-при устройстве переходов через трубо­проводы на высоте более 800 мм должны предусматриваться переходные мостики с площадками и лестницами по обе стороны от трубопроводов шириной не менее 600 мм;

-для обслуживания оборудования, распо­ложенного на высоте более 1,5 м, обяза­тельно устройство площадок с лестницами и ограждениями;

-сальниковые компенсаторы и задвижки должны устанавливаться вразбежку со сме­щением на 100—150 мм в зависимости от диаметра;

-врезка труб ответвлений должна осу­ществляться сверху или сбоку основных труб.

Камеры, служащие для размещения уз­лов трубопроводов большого диаметра, в которых установлены секционирующие за­движки и устроены ответвления, имеют большие габариты в плане и по высоте. Над такой камерой необходимо ставить над­земный павильон для обслуживания задви­жек, больших размеров по высоте.

Строительная часть камер обычно вы­полняется из монолитного железобетона, так как осуществление их в сборном варианте потребует изготовления сборных элементов в ограниченном количестве, что нерентабель­но при заводском производстве. Павильоны выполняются по типовым проектам в виде одноэтажных зданий, устанавливаемых не­посредственно над камерами тепловых сетей.

Стены павильона возводят из кирпича на це­ментном растворе. Наружная поверхность стен облицовывается кирпичом разных то­нов. Перекрытие здания собирают из сборных железобетонных панелей типовой конструкции, а утеплитель делают из пено­стекла. Кровля выполняется из рубероид­ного ковра.

Рис.4.20 Неподвижные опоры, размещаемые в ка­мерах, выполняются путем закрепления тру­бопроводов при помощи упорных при­варных металлических деталей (фланцев и косынок) в монолитных железобетонных сте­нах камеры. В камерах сборных конструкций неподвижные опоры выполняются в виде ме­таллического каркаса из прокатной стали (швеллеров, двутавров), укрепляемого в пере­крытии, днище и стенах камеры. В этом слу­чае трубопроводы закрепляются на каркасе при помощи приварных планок и косынок. Конструкция неподвижных опор разрабаты­вается в соответствии с принятой конструк­цией камер (рис. 4.20). Неподвижные опоры, размещаемые по трассе тепловых сетей вне камер, выполняются щитовой конструкции.

Рис. 4.20. Металлическая неподвижная опора в камерах

Щитовые неподвижные опоры представ­ляют собой прямоугольный железобетонный щит с отверстиями для пропуска теплопрово­дов, которые закрепляются в нем при помощи упорных металлических приварных деталей (рис. 4.21). При прокладке тепловых сетей в каналах щитовую опору закрепляют в кон­струкции канала, передавая на нее действую­щие осевые силы от трубопроводов. Опора удерживается в грунте за счет сил трения, возникающих на наружных поверхностях конструкции примыкающего канала.

Рис. 4.21. Щитовая неподвижная опора для непроходных каналов:

1 —щит (бетон В25); 2 — бетон В10; 3 — три слоя изола, четыре слоя стеклоткани по полиэфирной смоле; 4 — оклеенная гидроизоляция; 5 — арматураПри расчете щитовых неподвижных опор принято опирание их только на стенки канала. Опирание на перекрытие и дно кана­ла при расчете не учитывается, так как опора должна работать при снятом сборном пере­крытии канала (аварийный ремонт), а дно канала не является конструктивным эле­ментом. Опоры выполняются с двойным сим­метричным армированием, так как действую­щие усилия от труб могут быть направлены в противоположные стороны.

Щитовые железобетонные опоры выпол­няются по типовым чертежам, разработан­ным для различных диаметров трубопрово­дов и действующих на опоры осевых усилий.

Мосэнергопроектом разработаны рас­считанные на осевое усилие от 10 до 500 кН конструкции монолитных железобетонных неподвижных щитовых опор для тепловых сетей с условным диаметром от 50 до 700 мм, прокладываемых в непроходных и полупроходных каналах.

В бесканальных тепловых сетях приме­няются типовые щитовые железобетонные неподвижные опоры (сборные и монолит­ные) — по альбому А133-67.

Для неразгруженных неподвижных опор, воспринимающих неуравновешенное гидрав­лическое давление и силы трения в скользя­щих опорах при трубопроводах диаметром более 800 мм, находят применение конструк­ции в виде камер или опор таврового про­филя, выполняемые из монолитного железо­бетона (рис. 4.22).

Рис. 4.22. Железобетонная неподвижная опо­ра таврового профиля неразгруженная (для труб Dу 500 мм)

Если камера неподвижной опоры может быть использована для размещения в ней оборудования (задвижек, сальниковых ком­пенсаторов и др.), то ее внутренние габариты принимаются исходя из этого. Для повыше­ния устойчивости и сопротивления сдвигаю­щему усилию камера выполняется с устройством зуба или щита (рис. 4.23).

Рис. 4.23. Железобетонная неподвижная опора в виде камеры из монолитного железобетона для больших усилий (более 2000 кН)

При расчете устойчивости камеры учитываются силы трения, возникающие по днищу и боковым поверхностям, и пассивное сопротивление грунта по торцевым поверхностям камеры и зуба при ненарушенной структуре грунта и вводятся в расчет фактические его характе­ристики по данным изысканий.

Тавровые неподвижные опоры (рис. 4.22) удерживают передаваемые трубопро­водами усилия главным образом за счет пассивного сопротивления грунта по заглуб­ленным в грунт поверхностям зубьев.

При проектировании неподвижных опор таврового типа или в виде железобетонных камер они рассчитываются как фундаменты, нагруженные вертикальными и горизонталь­ными силами.

Конструкции неподвижных опор дол­жны проверяться на устойчивость против опрокидывания и скольжения.

Для компенсации температурных удли­нений трубопроводов часто используются гибкие П-образные компенсаторы, устанав­ливаемые между неподвижными опорами. Компенсаторы размещаются в нишах, вы­полняемых в виде одностороннего уширения канала или канала, имеющего форму ком­пенсатора. Ниши компенсаторов могут вы­полняться из бетонных стеновых блоков, железобетонных плит перекрытия и балок типовых сборных непроходных каналов.

Ниши компенсаторов для трубопрово­дов больших диаметров выполняются из сборных деталей коллекторов. При отсут­ствии этих деталей целесообразно примене­ние угловых секций рамной конструкции, из­готавливаемых на заводах железобетонных изделий, поставляющих сборные элементы каналов для прямолинейных участков трассы (сводов, рамных секций, лотков) (рис. 4.24).

Рис. 4.24. Угловой элемент канала рамной конструкции

Угловые секции необходимы также для выполнения канала на участках поворота трассы при использовании самокомпенсации трубопроводов Г- и Z-образной конфигу­рации.

Следует учитывать недопустимость при­менения при строительстве ниш металли­ческих балок и других деталей, подвергаю­щихся коррозии.

 

4. Конструкции бесканальной прокладки тепловых сетей

 

4.1. Классификация бесканальной прокладки и требования к ним

Конструкция бесканального трубопрово­да состоит из четырех слоев: антикоррозион­ного, теплоизоляционного, гидроизоляцион­ного и защитно-механического (рис. 4.25), не­которые слои могут отсутствовать. В этом случае функции отдельных слоев совме­щаются или передаются другим. Принято делить бесканальные прокладки на засып­ные, сборные, литые и монолитные.

Рис. 4.25. Принципиальная схема бесканаль­ного трубопровода:

1 — защитно-механический слой; 2 — антикорро­зионный слой; 3 — тепловая изоляция; 4 — гидроизоляционный слой

Засыпные прокладки. Трубы укладыва­ются на опоры или сплошное бетонное осно­вание и засыпаются сыпучими теплоизоляционными материалами (торф, термоторф, гидрофобный мел, асфальтоизол и др.).

Сборные прокладки. Тепловая изоляция накладывается на трубы из штучных элемен­тов (кирпичей, сегментов, скорлуп).

Литые прокладки. Литая тепловая изо­ляция выполняется на трассе (или приво­зится) заливкой раствора из пенобетона, пе­носиликата или расплавленного материала на битумной основе в инвентурную опалубку или форму. В литых конструкциях путем на­несения на трубы смазочных материалов со­здаются условия для перемещения их внутри тепловой изоляции при температурных удли­нениях.

Монолитные прокладки являются разно­видностью литых конструкций, но изготовляются в заводских условиях. В некоторых из них теплоизоляционный слой прочно сце­пляется с поверхностью трубы (автоклавный армированный пенобетон, фенольный поропласт ФЛ и др.), в других (конструкции на битумной основе) трубы перемещаются вну­три тепловой изоляции.

Надежная и эффективная (по тепловым качествам) работа бесканального трубопро­вода может быть обеспечена при соблюде­нии ряда основных условий:

основной теплоизоляционный слой дол­жен при приемлемой толщине обеспечивать тепловые потери не более нормативных и не иметь в своем составе примесей, могущих вызывать наружную коррозию труб;

устойчивость физических и химических характеристик тепло-, гидро- и антикорро­зионных покрытий в течение нормативного срока службы;

прочность, обеспечивающая надежную работу подземного трубопровода;

индустриальность, сборность, а также возможность изготовления трубопроводов на заводах, строительных полигонах и заго­товительных базах при тщательном контро­ле за качеством изготовленной продукции; возможность транспортировки без повреждений и удобного монтажа на трассах и контроля за качеством выполненных работ.

Исходя из указанных условий, наиболее желательны для применения монолитные конструкции, однако в практических условиях находят применение и другие конструкции.

Хотя немалое значение для последующей надежной эксплуатации имеет качество выполнения строительно-монтажных работ и соблюдение правил эксплуатации, все же основа надежной работы бесканального трубопровода — правильный выбор конструкции прокладки.

Под конструкцией прокладки в данном случае понимается взаимодействие всех четырех слоев, причем главное условие — су­хое состояние теплоизоляционного слоя, что одновременно обеспечивает и предохранение трубы от наружной коррозии, и стабильность тепловой характеристики слоя.