Трубопроводы и виды их прокладки. Способы прокладки трубопроводов тепловых сетей

Способ прокладки тепловых сетей при реконструкции выбирают в соответствии с указаниями СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети». В настоящее время в нашей стране около 84 % тепловых сетей прокладывают в каналах, около 6 % - бесканально, остальные 10 % - надземно. Выбор того или иного способа определяется местными условиями, как, например, характером грунта, наличием и уровнем грунтовых вод, требуемой надежностью, экономичностью строительства, а также эксплуатационными затратами на содержание. Способы прокладки разделяются на надземные и подземные.

Надземная прокладка тепловых сетей

Надземную прокладку теплосетей применяют редко, так как она нарушает архитектурный ансамбль местности, имеет при прочих равных условиях более высокие в сравнении с подземной прокладкой тепловые потери, не гарантирует от замерзания теплоносителя при неполадках и авариях, стесняет проезды. При реконструкции сетей ее рекомендуется применять при высоком уровне грунтовых вод, в условиях вечной мерзлоты, при неблагоприятном рельефе местности, на территориях промышленных предприятий, на площадках, свободных от застроек, вне пределов города или в местах, где она не влияет на архитектурное оформление и не мешает движению транспорта.

Преимущества надземной прокладки: доступность осмотра и удобство эксплуатации; возможность в кратчайшие сроки обнаружить и ликвидировать аварию в теплопроводах; отсутствие электрокоррозии от блуждающих токов и коррозии от агрессивных грунтовых вод; меньшая стоимость сооружения по сравнению со стоимостью подземных прокладок тепловых сетей. Надземную прокладку тепловых сетей осуществляют: на отдельно стоящих опорах (мачтах); на эстакадах с пролетным строением в виде прогонов, ферм или подвесных (вантовых) конструкций; по стенам зданий. Отдельно стоящие мачты или опоры могут быть выполнены из стали или железобетона. При небольших объемах строительства надземных тепловых сетей применяют стальные мачты из профильной стали, однако они дороги и трудоемки и поэтому вытесняются железобетонными. Мачты из железобетона особенно целесообразно применять при массовом строительстве на промышленных площадках, когда рентабельно организовать их изготовление в заводских условиях.

Для совместной прокладки теплосетей с другими трубопроводами различного назначения применяют эстакады, изготовляемые из металла или железобетона. В зависимости от количества одновременно прокладываемых трубопроводов пролетные строения эстакад могут быть одноярусными и многоярусными. Теплопроводы обычно прокладывают на нижнем ярусе эстакады, при этом трубопроводы с более высокой температурой теплоносителя размещают ближе к краю, обеспечивая тем самым лучшее расположение П-образных компенсаторов, имеющих различные размеры. При прокладке теплотрасс на территории промышленных предприятий применяют также способ надземной прокладки на кронштейнах, укрепляемых в стенах зданий. Пролет теплопроводов, т.е. расстояния между кронштейнами, выбирают с учетом несущей способности конструкций здания.

Подземная прокладка тепловых сетей

В городах и населенных пунктах для теплотрасс применяют в основном подземную прокладку, которая не портит архитектурного облика, не мешает движению транспорта и позволяет снизить теплопотери за счет использования теплозащитных свойств грунта. Промерзание грунта не опасно для теплопроводов, поэтому их можно прокладывать в зоне сезонного промерзания грунта. Чем меньше глубина заложения тепловой сети, тем меньше объем земляных работ и ниже стоимость строительства. Подземные сети чаще всего прокладывают на глубине от 0,5 до 2 м и ниже поверхности земли.

Недостатками подземных прокладок теплопроводов являются: опасность увлажнения и разрушения изоляции вследствие воздействия грунтовых или поверхностных вод, что приводит к резкому увеличению тепловых потерь, а также опасность внешней коррозии труб вследствие воздействия блуждающих электрических токов, влаги и агрессивных веществ, содержащихся в грунте. Подземные прокладки теплопроводов связаны с необходимостью вскрытия улиц, проездов и дворов.

Конструктивно подземные тепловые сети делятся на два принципиально различных вида: канальные и бесканальные.

Конструкция канала полностью разгружает теплопроводы от механического воздействия массы грунта и временных транспортных нагрузок и ограждает трубопроводы и тепловую изоляцию от коррозийного влияния почвы. Прокладка в каналах обеспечивает свободное перемещение трубопроводов при температурных деформациях как в продольном (осевом), так и в поперечном направлении, что позволяет использовать их самокомпенсирующую способность на угловых участках трассы.

Прокладка в проходных каналах (тоннелях) - наиболее совершенный способ, так как при этом обеспечивается постоянный доступ обслуживающего персонала к трубопроводам для осуществления контроля за их работой и производства ремонта, что наилучшим способом обеспечивает их надежность и долговечность. Однако стоимость прокладки в проходных каналах весьма высокая, а сами каналы имеют большие габариты (высота в свету - не менее 1,8 м и проход - 0,7 м). Проходные каналы устраивают обычно при прокладке большого числа труб, укладываемых в одном направлении, например на выводах с ТЭЦ.

Наряду с прокладкой в непроходных каналах все большее развитие получают бесканальные прокладки теплопроводов. Отказ от применения каналов при прокладке тепловых сетей весьма перспективен и является одним из путей удешевления их стоимости. Однако в бесканальных прокладках теплоизолированный трубопровод из-за непосредственного контакта с грунтом находится в условиях более активных физико-механических воздействий (влажность грунта, давление грунта и внешних нагрузок и т. п.), чем в канальных прокладках. Бесканальная прокладка возможна при использовании механически прочной теплогидроизоляционной оболочки, способной защитить трубопроводы от потерь теплоты и выдерживать нагрузки, передаваемые грунтом. Тепловые сети с диаметром труб до 400 мм включительно рекомендуется прокладывать преимущественно бесканальным способом.

Среди бесканальных прокладок наибольшее распространение за последние годы получили прогрессивные прокладки с использованием в качестве монолитной теплоизоляции армопенобетона, битумоперлита, асфальтокерамзитобетона, фенольного поропласта, пенополимербетона, пенополиуретана и других теплоизоляционных материалов. Бесканальные прокладки тепловых сетей продолжают совершенствоваться и получают все более широкое распространение в практике строительства и реконструкции. При реконструкции внутриквартальных теплотрасс имеются более широкие возможности прокладки сетей по подвальным помещениям, чем при новом строительстве, так как строительство новых участков часто опережает строительство зданий.

Монтаж тепловых сетей, прокладка труб

Монтаж трубопроводов и монтаж тепловой изоляции на них ведется с использованием предизолированных труб ППУ, фасонных изделий в ППУ изоляции (неподвижных опор, тройников и тройниковых ответвлений, переходов, концевых элементов и промежуточных элементов и др.), а также скорлупы ППУ. Ведется монтаж теплоизоляции прямых участков, ответвлений, элементов трубопровода, скользящих опор, шаровых кранов, а также производится монтаж стыковых соединений с применением муфты термоусадочной, ленты термоусадочной, компонентов ППУ, кожухов оцинкованных и скорлуп теплоизоляционных из пенополиуретана.

Прокладка тепловых сетей и монтаж теплоизоляции ППУ производится в несколько этапов – подготовительный этап (земляные работы, доставка труб ППУ и элементов на трассу, осмотр продукции), прокладка трубопроводов (монтаж труб и элементов), установка приборов системы ОДК и монтаж стыковых соединений.

Глубина заложения труб ППУ при прокладке теплосетей должна вестись с учетом разности плотности стальной трубы ППУ и теплоизоляционного слоя пенополиуретана, а также норм теплоотдачи и нормативно допустимых тепловых потерь.

Разработку траншей для бесканальной прокладки следует выполнять механическим способом с соблюдением требований СНиП 3.02.01 - 87 "Земляные сооружения".

Минимальную глубину заложения труб ППУ в полиэтиленовой оболочке при прокладке теплотрасс в земле следует принимать не менее 0,5 м вне пределов проезжей части и 0,7 м - в пределах проезжей части, считая до верха теплоизоляции.

Максимальную глубину заложения теплоизолированных труб при монтаже трубопроводов в ППУ изоляции при прокладке тепловых сетей следует определять расчетом с учетом устойчивости слоя ППУ на действие статической нагрузки.

Монтаж труб ППУ производится, как правило, на дне траншеи. Допускается производить сварку прямых участков в секции на бровке траншеи. Монтаж труб ППУ в полиэтиленовой оболочке производится при температуре наружного воздуха до -15 ... -18°С.

Резку стальных труб (в случае необходимости) производят газорезкой, при этом теплоизоляция снимается механизированным ручным инструментом на участке длиной 300 мм, а торцы теплоизоляции в ходе резки стальных труб закрываются увлажненной тканью или жестким экраном для защиты теплоизоляционного слоя пенополиуретана.

Сварку стыков труб и контроль сварных соединений трубопроводов при монтаже труб ППУ следует проводить в соответствии с требованиями СНиП 3.05.03-85 "Тепловые сети", ВСН 29-95 и ВСН 11-94.

При производстве сварочных работ необходимо иметь защиту пенополиуретановой изоляции и полиэтиленовой оболочки, а также концов проводов, выходящих из изоляции, от попадания искр.

При использовании в качестве защиты сварного соединения муфты термоусадочной, ее надевание на трубопровод производят до начала ведения сварных работ. При заделке стыка с использованием стыка заливочного или стыка из скорлупы ППУ, где в качестве защитного слоя используется оцинкованный кожух и термоусадочная лента, сварка труб ведется не зависимо от наличия материалов для заделки стыков.

Перед началом строительства теплотрассы при бесканальной прокладке труб, трубы ППУ, фасонные изделия в ППУ изоляции, теплоизолированные пенополиуретаном шаровые краны и элементы трубопроводной системы подвергают тщательному осмотру с целью обнаружения трещин, сколов, глубоких надрезов, проколов и других механических повреждений полиэтиленовой оболочки теплоизоляции. При обнаружении трещин, глубоких надрезов и иных повреждений покрытия труб ППУ в полиэтиленовой или оцинкованной оболочке, их заделывают путем экструзионной сварки, путем наложения термоусаживающихся манжет (муфт) или оцинкованных бандажей.

Перед монтажом теплотрассы бесканальной прокладки трубопроводы в ППУ изоляции и фасонные изделия в ППУ раскладывают на бровке или дне траншеи с помощью крана или трубоукладчика, мягких "полотенец" или гибких строп.

Опускание в траншею изолированных труб ППУ следует производить плавно, без рывков и ударов о стенки и дно каналов и траншей. Перед монтажом труб ППУ в траншеи или каналы в обязательном порядке следует проверить целостность сигнальных проводов системы оперативно-дистанционного контроля (система СОДК) и их изолированность от стальной трубы.

Трубы ППУ, укладываемые на песчаное основание при бесканальной прокладке, с целью предотвращения повреждения оболочки не должны опираться на камни, кирпичи и другие твердые включения, которые следует удалить, а образовавшиеся углубления засыпать песком.

При необходимости контрольных расчетов глубин заложения теплопроводов с изоляцией ППУ в полиэтиленовой оболочке для конкретных условий прокладки расчетное сопротивление пенополиуретана следует принимать 0,1 МПа, полиэтиленовой оболочки - 1,6 МПа.

При необходимости подземной прокладки тепловых сетей с теплоизоляцией ППУ в полиэтиленовой оболочке на глубине более допустимой их следует прокладывать в каналах (тоннелях). При прокладке трасс под проезжей частью, железнодорожным полотном и другими объектами, находящимися над трубой ППУ, трубы в ППУ изоляции изготавливаются с усилением (накладные кольца из полиэтилена по всей длине оболочки) и прокладываются в стальном футляре, защищающем от внешних механических воздействий.

Наиболее распространенными конструк­циями теплопроводов являются подземные .

Подземные теплопроводы . Все конст­рукции подземных теплопроводов можно разделить на две группы: канальные и бесканальные .

В канальных теплопроводах изоляцион­ная конструкция разгружена от внешних на­грузок грунта стенками канала.

В бесканальных теплопроводах изоля­ционная конструкция испытывает нагруз­ку грунта.

Каналы сооружаются проходными и не­проходными .

В настоящее время большинство ка­налов для теплопроводов сооружается из сборных железобетонных элементов, за­ранее изготовленных на заводах или специ­альных полигонах. Сборка этих элементов на трассе выполняется при помощи транспортно-подъемных механизмов. Устройст­во в грунте траншей для сооружения под­земных теплопроводов, как правило, осу­ществляется экскаваторами. Все это позво­ляет значительно ускорить строительство тепловых сетей и снизить их стоимость.

Из всех подземных теплопроводов наи­более надежными, зато и наиболее дороги­ми по начальным затратам являются тепло­проводы в проходных каналах .

Основное преимущество проходных ка­налов - постоянный доступ к трубопрово­дам. Проходные каналы позволяют заме­нять и добавлять трубопроводы, проводить ревизию, ремонт и ликвидацию аварий на трубопроводах без разрушения дорож­ных покрытий и разрытия мостовых. Про­ходные каналы применяются обычно на вы­водах от теплоэлектроцентралей и на ос­новных магистралях промплощадок круп­ных предприятий. В последнем случае в об­щем проходном канале прокладываются все трубопроводы производственного назначе­ния (паропроводы, водоводы, трубопрово­ды сжатого воздуха).

В тех случаях, когда количество парал­лельно прокладываемых трубопроводов не­велико (два-четыре), но постоянный доступ к ним необходим, например при пересече­нии автомагистралей с усовершенствован­ными покрытиями, теплопроводы сооружа­ются в полупроходных каналах . Габаритные размеры полупроходных каналов выбирают из условия прохода по ним человека в полусогнутом состоянии.

Большинство теплопроводов прокла­дывается в непроходных каналах или бесканально .

Теплопроводы в непроходных кана­лах. Для надежной и долговеч­ной работы теплопровода необходима за­щита канала от поступления в него грунто­вых или поверхностных вод. Как правило, нижнее основание канала должно быть вы­ше максимального уровня грунтовых вод.

Для защиты от поверхностных вод на­ружная поверхность канала (стены и пере­крытия) покрывается оклеенной гидроизо­ляцией из битумных материалов.

При прокладке в непроходных каналах габариты каналов выбираются из условия размещения в них трубопроводов и выполнения всех работ по монтажу и ремонту только при вскрытии канала с поверхности земли. Проход обслуживающего персонала в канале без снятия перекрытия невозможен.

Типовые железобетонные непроходные каналы в серии 3.006-2, лобковые типов КЛ и КЛп, показаны на рис. (8.4).

Типоразмеры каналов выбираются по диаметрам трубопроводов и допустимым расстояниям в свету между трубопроводами и строительными конструкциями (прил. 23).

При этом трубопроводы укладываются на скользящих опорах, которые опираются на железобетонные подушки, устанавливаемые на дне канала. Рекомендуемые способы размещения трубопроводов приведены на рис. 8.5. и в прил…

При бесканальной прокладке трубопроводы укладываются непосредственно в грунт без канала, а тепловая изоляция или непосредственно соприкасается с грунтом, или имеет защиту в виде какой – либо оболочки.

Рис. 8.5. Размещение в непроходных каналах трубопроводов:

а – двух; б – нескольких

Бесканальная прокладка является одним из самых простых и дешевых, выполняется с наименьшим расходом строительных материалов и в минимальные сроки (конкурируют с надземной прокладкой), но не менее удобна, чем надземная, так как требует разрытия грунта для осмотра и ремонта сетей. Основной недостаток бесканальной прокладки – трудность защиты изоляции от проникновения в нее влаги. Она требует применения специальных гидрофобных материалов и тщательного производства строительных работ. В настоящее время разработаны следующие виды бесканальной прокладки: трубопроводы в моно­литных оболочках, литые (сборно-литые) и засыпные (рис. 8.6) и в за­висимости от характера восприятия весовых нагрузок: разгруженные и неразгруженные .

Рис. 8.6. Типы бесканальных теплопроводов

а - в сборной и монолитной оболочке; б - литые и сборно-литые; в - засыпные

К разгруженным относятся конструкции, в которых теплоизоляци­онное покрытие обладает достаточной механической прочностью и разгружает трубопроводы от внешних нагрузок (веса грунта, веса проходящего на поверхности транспорта и т. п.). К ним относятся ли­тые (сборно-литые) и монолитные оболочки.

В неразгруженных конструкциях внешние механические нагрузки передаются через тепловую изоляцию непосредственно на трубопро­вод. К ним относятся засыпные теплопроводы.

При бесканальной прокладке особенно большое значение имеет за­щита теплопроводов от воздействий грунтовых и поверхностных вод и блуждающих токов. С этой целью применяют антикоррозионные по­крытия поверхности труб, влагозащитные оболочки и электрохимиче­скую защиту, а также устраивают попутный дренаж с песчаной и гравийной подсыпкой.

На рис. 8.7 показан разрез двухтрубного бесканального теплопровода в монолитных оболочках.

Надземные теплопроводы . Надземные теплопроводы обычно укладываются на от­дельно стоящих опорах (низких или высо­ких) (рис. 8.8), на вантовых конструкциях, подвешен­ных к пилонам мачт, на эстакадах (рис. 8.9). В СССР были разработаны типовые конструкции надземных теплопроводов на отдельно стоящих высоких и низких железобетонных опорах (серии ИС-01-06 и ИС-01-07)

Рис. 8.7. Общий вид двухтрубного бесканального теплопровода в монолитных оболочках

1 - подающий теплопровод; 2 - обратный тепло­провод; 3 - гравийный фильтр; 4 - песчаный фильтр; 5 - дренажная труба; 6 - бетонное основа­ние (при слабых грунтах)

При прокладке теплопроводов на низких опорах расстояние между нижней образующей изо­ляционной оболочки трубопровода и по­верхностью земли принимается не менее 0,35 м при ширине группы труб до 1,5 м и не менее 0,5 м при ширине группы труб бо­лее 1,5 м.

Рис. 8.8. Надземный теплопровод на отдельно стоящих опорах (мачтах)

Материалы для мачт выбираются в зави­симости от типа и назначения теплопрово­да. Наиболее подходящим материалом для мачт стационарных конструкций является железобетон. В местах установки арматуры трубопроводов необходимо предусмотреть приспособление для удобного подъема об­служивающего персонала и безопасного об­служивания арматуры. В этих местах обыч­но устраиваются площадки с ограждениями и постоянными лестницами.

Рис. 8.9. Прокладка теплопровода по эстакаде

На подземных теплопроводах оборудование, требующее обслужи­вания (задвижки, сальниковые компенсаторы, дренажные устройства, спускники, воздушники и др.), размещают в специальных камерах, а гибкие компенсаторы - в нишах. Камеры и ниши, как и каналы, со­оружают из сборных железобетонных элементов. Конструктивно каме­ры выполняют подземными или с надземными павильонами. Подзем­ные камеры устраивают при трубопроводах небольших диаметров и применении задвижек с ручным приводом. Камеры с надземными па­вильонами обеспечивают лучшее обслуживание крупногабаритного оборудования, в частности, задвижек с электро- и гидроприводами, которые устанавливают обычно при диаметрах трубопроводов 500 мм и более.

Габаритные размеры камер вы­бирают из условия обеспечения удобства и безопасности обслужи­вания оборудования. Для входа в подземные камеры в углах по диа­гонали устраивают люки - не ме­нее двух при внутренней площади до 6 м 2 и не менее четырех при большей площади. Диаметр люка принимают не менее 0,63 м. Под каждым люком устанавливают лестницы или скобы с шагом не более 0,4 м для спуска в камеры. Днище камер выполняют с уклоном >= >= 0,02 к одному из углов (под люком), где устраивают прикрывае­мые сверху решеткой приямки для сбора воды глубиной не менее 0,3 м и размерами в плане 0,4 0,4 м. Вода из приямков отводится самотеком или при помощи насосов в водостоки либо приемные колодцы. Для защиты камер от грунтовых и поверхностных вод их наруж­ную поверхность оклеивают несколькими слоями гидроизола или металлоизола, а иногда дополнительно накладывают на внутреннюю по­верхность стен и днища цементную штукатурку. Для уменьшения ве­роятности затопления камер в периоды аварий спускные дренажи теп­лопроводов следует выводить за стены камер, особенно при установ­ке оборудования с электроприводами.

Для городов и населенных пунктов по архитектурным соображениям рекомендуется применять подземную прокладку теплопроводов, независимо от качества грунта, загруженности подземных коммуникаций и стесненности проездов. Для промышленных площадок подземная прокладка используется при высокой насыщенности подземных коммуникаций с целью упорядочения технологических прокладок в одном коллекторе с теплопроводами.

Подземные прокладки подразделяются на канальные и бесканальные.

Канальные прокладки предназначены для защиты трубопроводов от механического воздействия грунтов и коррозийного влияния почвы. Стены каналов облегчают работу трубопроводов, поэтому канальные прокладки допускаются для теплоносителей с давлением до 2,2 Мпа и температурой до 350ºС. В бесканальных прокладках трубопроводы работают в более тяжелых условиях, так как они воспринимают дополнительную нагрузку грунта и при неудовлетворительной защите от влаги подвержены наружной коррозии. В связи с этим бесканальные прокладки рекомендуется применять при температуре теплоносителя до 180ºС.

Проходные каналы применяются при прокладке в одном направлении не менее пяти труб большого диаметра. Использование проходных коллекторов для прокладки городских подземных коммуникаций различного назначения совместно с теплопроводами. Совместная прокладка городский сетей и теплопроводов удачно разрешает сложную проблему организации подземного хозяйства крупных городов и вместе с тем обеспечивает долговечную службу и плановое строительство новых линий связи. Проходные каналы используются часто для прокладки теплопроводов под многоколейными железными дорогами и автострадами с интенсивным движением транспорта, не допускающим вскрытие каналов и нарушения работы узлов на период ремонта сетей.

Каналы сооружают из кирпича, монолитного или сборного железобетона. Наименьшая высота канала принимается 1,8м, ширина определяется числом и размерами труб с учетом допустимых зазоров между ними. Ширина прохода для обслуживания принимается не менее0,7м. Габариты типовых каналов выбирают из условия свободного доступа, ремонта и обслуживания арматуры, оборудования и теплоизоляции. Общие коллекторы оборудуют монтажными проемами, вентиляцией , освещением, телефонной связью и средствами водоотлива.

В проходных каналах трубы большого диаметра размещают в нижнем ряду, меньшего диаметра – вверху. Теплопроводы рекомендуется укладывать в правом (по ходу теплоносителя со станции) вертикальном ряду, остальные – в левом. При компоновке сечения канала допустимые разрывы между коммуникациями и ограждениями принимаются по нормам строительного проектирования.

Полупроходные каналы применяют в стесненных условиях местности, когда невозможно возведение проходных каналов. Их используют в основном для прокладки сетей на коротких участках под крупными инженерными узлами, не допускающими вскрытия каналов для ремонта трубопроводов. Высота полупроходных каналов принимается не менее 1,4м, свободный проход – не менее 0,6м; при этих габаритах возможно проведение мелкого ремонта труб. Материалы для изготовления полупроходных каналов и принцип размещения в них коммуникаций аналогичны проходным каналам.

Непроходные каналы имеют наибольшее распространение среди других видов каналов. Каждый вид канала применяется в зависимости от местных условий изготовления, свойств грунта, места прокладки. В непроходные каналы укладывают трубопроводы тепловых сетей, не требующие постоянного надзора. Сборные каналы со стенками из неармированного бетона, усиленными кирпичной кладкой , прокладывают в слабых грунтах высокой влажности . Оклеечная гидроизоляция служит защитой от проникновения в канал грунтовой воды, воды атмосферных осадков. Каналы с прочными армированными конструкциями перекрытий и стенок пригодны для повсеместной прокладки, в том числе и под улицами, площадями и под автодорогами местного значения. Подготовка основания из фильтрующих материалов под каналами предупреждает затопление тепловых сетей в период максимального паводкового подъема уровня грунтовых вод. Каналы с дренажной обсыпкой стенок и дренажной трубой предназначены для прокладок в зоне грунтовых вод.

Отсутствие воздушного зазора между стенками каналов и тепловой изоляцией в конструкциях ухудшает вентиляцию воздуха и подсушку изоляции, вследствие чего тепловая изоляция постоянно находится во влажном состоянии. Высокая влажность тепловой изоляции увеличивает теплопотери и является основной причиной ускоренной коррозии трубопроводов. В настоящее время прокладки в каналах без воздушного зазора не допускается. В каналах с воздушным зазором между стенками и изоляцией трубопроводов тепловая изоляция в меньшей степени подвержена увлажнению, поэтому коррозия трубопроводов в таких каналах значительно ослаблена.

Вода, попавшая в каналы, частично испаряется и в виде конденсата выпадает на холодных стенках. Конденсат, падая с перекрытия на трубопроводы, увлажняет тепловую изоляцию, поэтому необходимо проектировать такие формы стенок каналов, чтобы капель не попадала на тепловую изоляцию. Сводчатая форма перекрытия наиболее удобна для организованного стока такой влаги на дно канала.

Типы и размеры каналов маркируют цифрами и буквами. Цифры перед буквами определяют количество ячеек канала, цифры после букв означают внутренние размеры каналов. Например, маркировка канала 2КЛ 90х60 означает двухъячейковый канал из лотковых элементов, перекрываемых плитами, ширина каждой ячейки 900мм, высота 600мм.

Подвижные опоры трубопроводов в каналах опираются на железобетонные подушки с закладными металлическими пластинами. С помощью подушек между низом изолированного трубопровода и дном канала образуется воздушный зазор, препятствующий увлажнению изоляции от попадающей в канал воды. Для стока воды вдоль канала расстояние не менее 0,1м. Высота подушек принимается в зависимости от диаметра трубопроводов по нормам проектирования.

Глубина заложения каналов принимается исходя из минимального объема земляных работ и надежного укрытия от раздавливания транспортом. Наименьшее заглубление от поверхности земли до верха перекрытия каналов в любом случае принимается не менее 0,5м.

Бесканальная прокладка - перспективный и экономичный способ строительства тепловых сетей. Перечень строительно – монтажных операций, а следовательно, и объем работ при бесканальной прокладке значительно уменьшается, благодаря чему стоимость сетей по сравнению с канальной прокладкой снижается на 20-25%. По этим соображениям тепловые сети с диаметром трубопровода до 500мм рекомендуется прокладывать преимущественно бесканально.

Бесканальные прокладки различаются по конструкции тепловой изоляции.

З а с ы п н ы е. В качестве изоляционного материалы используются различные насыпные материалы. В траншеях трубы укладывают на бетонные или деревянные лежни или непосредственно на подстилку изоляции. Слой изоляции плотно утрамбовывают. Под воздействием коррозии и просадки грунта наблюдались частые разрывы сварных стыков труб. Вследствие этого засыпные конструкции рекомендуются для временной прокладки сетей в сухих грунтах с температурой теплоносителя до 110º.

С б о р н ы е. В сборных прокладках формированные изоляционные изделия в виде кирпичей, сегментов, скорлуп закрепляются на трубах бандажной проволокой. Поверх изоляции в несколько слоев накладывают рулонную гидроизоляцию. Собранные конструкции укладывают на постель и засыпают грунтом. Формированные изделия из диатома, асбестоцемента, пенобетона, пеносиликата большей частью легко насыщаются влагой, поэтому собранная конструкция теплопровода даже при нанесении гидроизоляции оказывается недостаточно герметичной. По этим причинам сборные прокладки используют как временные сооружения.

С б о р н о – л и т ы е. В этих прокладках трубы укладывают в опалубку из пенобетонных плит. Пространство в опалубке заливают пенобетонной массой. После затвердевания бетона образуется прочная оболочка, исключающая независимое перемещение трубы при температурных удлинениях.

В некоторых конструкциях трубопроводы предварительно изолируют слоем минеральной ваты, затем заливают твердеющей массой или засыпают материалом, который после увлажнения цементируется. В таком исполнении трубы при удлинении свободно перемещаются в оболочке и конструкция становится подобно канальной.

Л и т ы е. В литых прокладках трубы укладывают в съемную опалубку, в которую заливают бетонный раствор или бетонную смесь. Если вокруг монолитной конструкции нанесено гидроизоляционное покрытие, то это достаточно герметическое сооружение может быть использовано для прокладки в зоне грунтовых вод.

М о н о л и т н ы е конструкции изготавливают на заводах путем накручивания арматурной сетки с небольшим зазором от поверхности очищенной от ржавчины и заливки твердеющего раствора вокруг трубы в специальных формах. После термообработки масса прочно сцепляется с металлом труб, образуя монолитную конструкцию. Готовые трубы укладывают в траншеи на песчаные постели. Монолитные оболочки при тепловом удлинении перемещаются в грунте с трубами. Оболочки, выполненные из бетонов, при прокладке во влажных грунтах требуют надежной гидроизоляции.

Бесканальную прокладку производят на глубине от поверхности земли до верха оболочки теплопровода не менее 0,7м. Основным недостатком бесканальных прокладок является повышенная просадка и наружная коррозия теплопроводов. Просадка труб вызывает перенапряжение сварных стыков и заедание сальниковых компенсаторов. Для предупреждения просадок применяется местное уплотнение грунта, иногда используются подкладки бетонных плит под трубы или производится бетонная заливка основания. В настоящее время для двухтрубных сетей различных диаметров разработаны типовые проекты бесканальной прокладки в грунтах различной категории и влажности.

На трассе подземных теплопроводов сооружаются вспомогательные строительные элементы, имеющие различное назначение. Ниши предназначены для размещения П - образных компенсаторов при всех видах подземной прокладки. Изготовляют ниши из тех же материалов, что и примыкающие к ним стены каналов. Расстояние между нишами определяется расчетом или принимаются равными допустимым расстоянием между неподвижными опорами.

Габаритные размеры ниши подбираются по размерам компенсаторов с учетом их температурной деформации. При компоновке ниш на место внешнего компенсатора с наибольшими размерами, как правило, должны быть уложены компенсаторы трубопроводов с наивысшей температурой теплоносителя (подающий трубопровод). Размеры вписанного компенсатора должны обеспечивать температурное удлинение трубопровода с наименьшей температурой теплоносителя (обратный трубопровод).

В бесканальных прокладках с обеих сторон ниши рекомендуется пристраивать непроходные каналы, которые сооружаются также в местах использования естественной компенсации трубопроводов. Длина каналов принимается по конструктивным соображения исходя из местных условий. Вводы трубопроводов в каналы целесообразно герметизировать, не нарушая свободного перемещения трубопроводов.

Камеры устанавливают по трассе подземных теплопроводов для размещения в них задвижек, сальниковых компенсаторов неподвижных опор, ответвлений, дренажных и воздушных устройств, измерительных приборов. Расстояния между камерами обычно принимают равными расстояниями между неподвижными опорами. Внутренние габариты камер зависят от числа и диаметра труб, размеров оборудования. Высота камер принимается не менее 2 м. Для обслуживания арматуры и оборудования предусматриваются свободные проходы, расстояния от стен и между оборудованием принимаются по нормам проектирования.

Спуск в камеры осуществляется через входные и аварийные люки по скобам, заделанным в стены, или по лестницам. Конструкции и количество люков должны обеспечивать безопасный выход в любых аварийных обстановках и извлечение оборудования из камер. Для извлечения крупногабаритного оборудования, не проходящего через обычные люки, устраивают монтажные люки или проемы. При необходимости сооружают крупные камеры павильонного типа с устройством в них грузоподъемных механизмов. Дно камер и павильонов делается с уклоном 0,02 в сторону водосборного приямка. Камеры выполняют из кирпича, сборных плит, объемных элементов или монолитного железобетона типовых размеров. В местах ответвления тепловых сетей к небольшим зданиям тепловые камеры могут быть выполнены в виде смотровых колодцев из круглых сборных железобетонных колец типовых размеров.

Вентиляционные камеры сооружают только на трассе проходных каналов для обеспечения в них температуры воздуха не более 50 ºС, а во время ремонтов – не более 40 ºС. Вентиляция может быть естественной и принудительной. Для естественной вентиляции в высших точках трассы устраивают вытяжные шахты, а между ними в низших точках – приточные шахты. На небольших участках вентиляция может заменяться проветриванием через открытые люки камер. Во время работ в крупных коллекторах допускается применение вентиляторов .

Монтажные проемы сооружают на трассе проходных каналов через 200-300 м для затаскивания и выемки труб. Длина проемов не менее 4м, а ширина – не менее максимального диаметра трубы плюс 0,1м, но не менее 0,7м.

Продольный дренаж применяют для искусственного понижения уровня грунтовых вод в узкой полосе трассы. Грунтовые и поверхностные воды, проникая через стенки каналов и покровные оболочки бесканальных прокладок, увлажняют теплоизоляцию и вызывают коррозию труб. Для защиты подземных прокладок от затопления применяют гидрофобные теплоизоляционные материалы, герметичные каналы и продольное дренирование. Большое значение имеет планировка поверхности земли над теплопроводом с уклоном в сторону от трассы, а также уплотнение и прикатка грунта для предупреждения местных просадок почвы, в которых застаиваются талые воды и атмосферные осадки. Хорошо защищают теплопроводы уличные асфальтовые и бетонные дорожные покрытия.

Герметизация строительных конструкций создается гудронированием наружных стенок каналов, камер и бесканальных прокладок расплавом битума или битумных мастик с температурой не ниже 150 ºС с последующим обклеиванием рулонными гидроизоляционными материалами – изолом, бризолом. При большой влажности грунта оклейку стенок дополнительно защищают кирпичной кладкой в полкирпича, а перекрытия – бетонным раствором толщиной не менее 50мм. Однако при низкий температурах гидроизоляция теряет эластичность, растрескивается и пропускает воду. Вследствие этого герметизация, как и гидрофобные теплоизоляционные материалы, не обеспечивает защиту сетей от увлажнения. В качестве самостоятельного средства защиты эти меры эффективны лишь в сухих грунтах, временно насыщающихся атмосферными осадками.

В неблагоприятных гидрогеологических условиях с большими сезонными колебаниями уровней грунтовых вод наиболее целесообразно продольное дренирование. Дренаж представляет собой пористую засыпку из щебня, гравия средней крупности 5-20мм и крупнозернистого песка 0,5-1мм. Конструкция дренажа зависит от уровня и дебита грунтовых вод. При малом дебите и невысоком уровне грунтовых вод (УГВ) местное дренирование устраивается в виде фильтрующего основания и обсыпки стенок канала на высоту максимального подъема грунтовых вод. При большом дебите и высоком уровне воды дренирование рекомендуется выполнять по типовым проектам, разработанным для каналов различного сечения и грунтов с различной фильтрующей способностью. Дренажные трубы укладывают в зернистом слое с уклоном для лучшего отвода приточной воды. Дренаж устраивают с одной или двух сторон канала. Односторонний дренаж производится со стороны наибольшего притока воды. Устойчивое понижение уровня воды на глубину более 200мм от низа изоляции достигается заглублением верха дренажной трубы на 300мм и более от низа дна канала, а при бесканальной прокладке – от низа изоляции. Дренажные трубы изготавливают из керамики, бетона, асбестоцемента. Для пропуска воды в них высверливают отверстия или пробивают щели. В последнее время предложено использование толстостенных трубофильтров, изготовляемых из крупнопористых бетонов. Благодаря большой пористости стенок вода свободно проникает в трубы. Такие трубофильтры укладывают без устройства зернистого основания. Для чистки заиленных труб устраивают кирпичные или сборные колодцы. Смотровые колодцы размещают на прямых участках через 40-75м в местах смены диаметров дренажных труб и перепадов уровней их заложения, а также на поворотах трасс и ответвлений.

Дренирование компенсаторных ниш и камер осуществляется ответвлениями от основного дренажа . При большом объеме работ по сооружению дренирующих обводов вокруг каждой ниши и камеры, требующих дополнительного устройства четырех поворотов дренажных труб и возведения на каждом повороте смотрового колодца, целесообразно дренажные трубы пропускать через ниши и камеры в стальных футлярах. Концы футляров должны быть возведены за наружные поверхности стен окружения на расстояние не менее 500мм, а кольцевые зазоры между трубами на торцах футляров заделаны цементным раствором и залиты битумом. Чтобы вода из дренажной трубы не вытекала в футляр и далее в пересекаемые ниши и камеры, дренажные трубы на длине футляров должны быть уложены без водоприемных отверстий.

Типовое проектирование бесканальных прокладок в слабых и влажных грунтах предусматривает упрочнение и дренирование основания путем замены слабого грунта уплотненной песчаной засыпкой на глубину не менее 500мм и укладкой железобетонной плиты.

В непроходных невентилируемых каналах серьезную опасность представляет конвективная влага, образующаяся в результате конденсации влажного воздуха на холодных стенках канала. Скопление влаги под перекрытием образует капель. Падение конденсата на изоляцию труб вызывает ее разрушение и впоследствии коррозию труб. Для устранения вредного влияния конвективной влаги необходима периодическая вентиляция каналов и укладка перекрытий с наклоном 5-6º в любую сторону для направленного стока капели по вертикальным стенам канала. Вода из каналов, уложенных с уклоном, по специальным лоткам или просто между подушками, устроенными под опорами трубопроводов, стекает в камеры. В камерах для сбора дренируемой воды устраивают приямки, из которых вода периодически или непрерывно откачивается в дренажные колодцы или непосредственно в низшие точки местности в стороне от трассы.

Канальная прокладка удовлетворяет большинству требований, однако стоимость ее в зависимости от диаметра выше на 10-50% бесканальной. Каналы предохраняют трубопроводы от воздействия грунтовых, атмосфер­ных и паводковых вод. Трубопроводы в них укладывают на подвижные и неподвижные опоры, при этом обеспечивается организованное тепловое удлинение.

Технологические размеры канала принимают исходя из минимального расстояния в свету между трубами и элементами конструкции, которое в зависимости от диаметра труб 25-1400 мм соответственно принимают рав­ным: до стенки 70-120 мм; до перекрытия 50-100 мм; до поверхности изо­ляции соседнего трубопровода 100-250 мм. Глубину заложения канала

принимают исходя из минимального объема земляных работ и равномерно­го распределения сосредоточенных нагрузок от автотранспорта на пере­крытие. В большинстве случаев толщина слоя грунта над перекрытием со­ставляет 0,8-1,2 м, но не менее 0,5 м.

При централизованном теплоснабжении для прокладки тепловых сетей применяют непроходные, полупроходные или проходные каналы. Если глубина заложения превышает 3 м, то для возможности замены труб со­оружают полупроходные или проходные каналы.

Непроходные каналы применяют для прокладки трубопроводов диа­метром до 700 мм независимо от числа труб. Конструкция канала зависит от влажности грунта. В сухих грунтах чаще устраивают блочные каналы с бетонными или кирпичными стенками либо железобетонные одно- и мно­гоячейковые. В слабых грунтах вначале выполняют бетонное основание, на которое устанавливают железобетонную плиту. При высоком уровне грун­товых вод для их отвода в основании канала прокладывают дренажный трубопровод. Тепловую сеть в непроходных каналах по возможности раз­мещают вдоль газонов.

В настоящее время устраивают преимущественно каналы из сборных железобетонных лотковых элементов (независимо от диаметра проклады­ваемых трубопроводов) типов КЛ, КЛс, или стеновых панелей типов КС и др. Каналы перекрывают плоскими железобетонными плитами. Основания каналов всех типов выполняют из бетонных плит, тощего бетона или пес­чаной подготовки.

При необходимости замены труб, вышедших из строя, или при ремонте тепловой сети в непроходных каналах приходится разрывать грунт и разби­рать канал. В некоторых случаях это сопровождается вскрытием мостового или асфальтного покрытия.

Полупроходные каналы. В сложных условиях пересечения трубопрово­дами тепловой сети существующих подземных коммуникаций, под проез­жей частью, при высоком уровне стояния грунтовых вод вместо непроход­ных устраивают полупроходные каналы. Их применяют также при про­кладке небольшого числа труб в тех местах, где по условиям эксплуатации вскрытие проезжей части исключено, а также при прокладке трубопроводов больших диаметров (800-1400 мм). Высоту полупроходного канала прини­мают не менее 1400 мм. Каналы выполняют из сборных железобетонных элементов - плиты днища, стенового блока и плиты перекрытия.

Проходные каналы. Иначе их называют коллекторами; они сооружают­ся при наличии большого числа трубопроводов. Их располагают под мосто­выми крупных магистралей, на территории больших промышленных пред­приятий, на участках, прилегающих к зданиям теплоэлектроцентралей. Со­вместно с теплопроводами в этих каналах размещают и другие подземные коммуникации: электро- и телефонные кабели, водопровод, газопровод низкого давления и т. п. Для осмотра и ремонта в коллекторах обеспечива­ется свободный доступ обслуживающего персонала к трубопроводам и оборудованию.

Коллекторы выполняются из железобетонных ребристых плит, звеньев рамной конструкции, крупных блоков и объемных элементов. Они обору­дуются освещением и естественной приточно-вытяжной вентиляцией с трехкратным воздухообменом, обеспечивающим температуру воздуха не более 30°С, и устройством для удаления воды. Входы в коллекторы преду­сматриваются через каждые 100-300 м. Для установки компенсирующих и запорных устройств на тепловой сети должны быть выполнены специаль­ные ниши и дополнительные лазы.

Бесканальная прокладка. Для защиты трубопроводов от механических воздействий при этом способе прокладки устраивают усиленную тепловую изоляцию - оболочку. Достоинствами бесканальной прокладки теплопро­водов являются сравнительно небольшая стоимость строительно-монтажных работ, небольшой объем земляных работ и сокращение сроков строительства. К ее недостаткам относится повышенная подверженность стальных труб наружной почвенной, химической и электрохимической коррозии.

При таком виде прокладки подвижные опоры не используют; трубы с тепловой изоляцией укладывают непосредственно на песчаную подушку, отсыпанную на предварительно выровненное дно траншеи. Неподвижные опоры при бесканальной прокладке труб, так же, как и при канальной, представляют собой железобетонные щитовые стенки, установленные пер­пендикулярно теплопроводам. Эти опоры при небольших диаметрах тепло­проводов, как правило, применяют вне камер или в камерах с большим диаметром при больших осевых усилиях. Для компенсации тепловых удли­нений труб применяют гнутые или сальниковые компенсаторы, располо­женные в специальных нишах или камерах. На поворотах трассы во избе­жание зажатия труб в грунте и для обеспечения возможного их перемеще­ния сооружают непроходные каналы.

При бесканальной прокладке применяют засыпные, сборные и моно­литные типы изоляции. Широкое распространение получила монолитная оболочка из автоклавного армированного пенобетона.

Надземная прокладка. Этот тип прокладки является наиболее удобным в эксплуатации и ремонте и характеризуется минимальными тепловыми потерями и простотой обнаружения мест аварий. Несущими конструкциями для труб являются отдельно стоящие опоры или мачты, обеспечивающие расположение труб на нужном расстоянии от земли. При низких опорах расстояние в свету (между поверхностью изоляции и землей) при ширине группы труб до 1,5 м принимается 0,35 м и не менее 0,5 м при большей ши­рине. Опоры выполняют обычно из железобетонных блоков, мачты и эста­кады - из стали и железобетона. Расстояние между опорами или мачтами при надземной прокладке труб диаметром 25-800 мм принимают равным 2-20 м. Иногда устраивают по одной или две промежуточные подвесные опоры с помощью растяжек, чтобы сократить число мачт и снизить капи­тальные вложения в тепловую сеть.

Для обслуживания арматуры и другого оборудования, установленного на трубопроводах тепловой сети, устраивают специальные площадки с ог­раждениями и лестницами: стационарные при высоте 2,5 м и более и пере­движные - при меньшей высоте. В местах установки магистральных задви­жек, спускных, дренажных и воздушных устройств предусматривают утеп­ленные ящики, а также приспособления для подъема людей и арматуры.

5.2. Дренаж тепловых сетей

При подземной прокладке теплопроводов во избежание проникновения воды к тепловой изоляции предусматривают искусственное понижение уровня грунтовых вод. Для этой цели совместно с теплопроводами прокла­дывают дренажные трубопроводы ниже основания канала на 200 мм. Дре­нажное устройство состоит из дренажной трубы и фильтрационного мате­риала обсыпки из песка и гравия. В зависимости от условий работы приме­няют различные дренажные трубы: для безнапорных дренажей - раструб­ные керамические, бетонные и асбестоцементные, для напорных - стальные и чугунные диаметром не менее 150 мм.

На поворотах и при перепадах заложений труб устраивают смотровые колодцы по типу канализационных. На прямолинейных участках такие ко­лодцы предусматривают не менее чем через 50 м. Если отвод дренажной воды в водоемы, овраги или в канализацию самотеком невозможен, строят насосные станции, которые размещают вблизи колодцев на глубине, зави­сящей от отметки дренажных труб. Насосные станции строят, как правило, из железобетонных колец диаметром 3 м. Станция имеет два отсека - ма­шинный зал и резервуар для приема дренажной воды.

5.3. Сооружения на тепловых сетях

Теплофикационные камеры предназначены для обслуживания обору­дования, установленного на тепловых сетях при подземной прокладке. Раз­меры камеры определяются диаметром трубопроводов тепловой сети и га­баритами оборудования. В камерах устанавливают запорную арматуру, сальниковые и дренажные устройства и др. Ширину проходов принимают не менее 600 мм, а высоту - не менее 2 м.

Теплофикационные камеры - сложные и дорогостоящие подземные сооружения, поэтому их предусматривают только в местах установки за­порной арматуры и сальниковых компенсаторов. Минимальное расстояние от поверхности земли до верха перекрытия камеры принимают равным 300 мм.

В настоящее время широко применяются теплофикационные камеры из сборного железобетона. В некоторых местах камеры выполняют из кир­пича или монолитного железобетона.

На теплопроводах диаметром 500 мм и выше применяют задвижки с электроприводом, имеющие высокий шпиндель, поэтому над заглубленной частью камеры сооружают надземный павильон высотой около 3 м.

Опоры. Для обеспечения организованного совместного перемещения трубы и изоляции при тепловых удлинениях применяют подвижные и не­подвижные опоры.

Неподвижные опоры, предназначенные для закрепления трубопрово­дов тепловых сетей в характерных точках, используют при всех способах прокладки. Характерными точками на трассе тепловой сети принято счи­тать места ответвлений, места установки задвижек, сальниковых компенса­торов, грязевиков и места установки неподвижных опор. Наибольшее рас­пространение получили щитовые опоры, которые применяют как при бес­канальной прокладке, так и при прокладке трубопроводов тепловых сетей в непроходных каналах.

Расстояния между неподвижными опорами определяют обычно расче­том труб на прочность у неподвижной опоры и в зависимости от величины компенсирующей способности принятых компенсаторов.

Подвижные опоры устанавливают при канальной и бесканальной про­кладке трубопроводов тепловой сети. Существуют следующие типы раз­личных конструкций подвижных опор: скользящие, катковые и подвесные. Скользящие опоры применяют при всех способах прокладки, кроме беска­нальной. Катковые используют при надземной прокладке по стенам зданий, а также в коллекторах, на кронштейнах. Подвесные опоры устанавливают при надземной прокладке. В местах возможных вертикальных перемеще­ний трубопровода используют пружинные опоры.

Расстояние между подвижными опорами принимают исходя из проги­ба трубопроводов, который зависит от диаметра и толщины стенки труб: чем меньше диаметр трубы, тем меньше расстояние между опорами. При прокладке в каналах трубопроводов диаметром 25-900 мм расстояние меж­ду подвижными опорами принимается соответственно 1,7-15 м. При над­земной прокладке, где допускается несколько больший прогиб труб, рас­стояние между опорами для тех же диаметров труб увеличивают до 2-20 м.

Компенсаторы применяют для снятия температурных напряжений, возникающих в трубопроводах при удлинении. Они могут быть гибкими П-образными или омега-образными, шарнирными или сальниковыми (осевы­ми). Кроме того, используют имеющиеся на трассе повороты трубопрово­дов под углом 90-120°, которые работают как компенсаторы (самокомпен­сация). Установка компенсаторов сопряжена с дополнительными капиталь­ными и эксплуатационными затратами. Минимальные затраты получаются при наличии участков самокомпенсации и применении гибких компенсато­ров. При разработке проектов тепловых сетей принимают минимальное число осевых компенсаторов, максимально используя естественную ком­пенсацию теплопроводов. Выбор типа компенсатора определяется конкрет­ными условиями прокладки трубопроводов тепловых сетей, их диаметром и параметрами теплоносителя.

Противокоррозионное покрытие трубопроводов. Для защиты тепло­проводов от наружной коррозии, вызываемой электрохимическими и хими­ческими процессами под воздействием окружающей среды, применяют противокоррозионные покрытия. Высоким качеством обладают покрытия, выполненные в заводских условиях. Тип противокоррозионного покрытия зависит от температуры теплоносителя: битумная грунтовка, несколько слоев изола по изольной мастике, оберточная бумага или шпатлевка и эпок­сидная эмаль.

Тепловая изоляция. Для тепловой изоляции трубопроводов тепловых се­тей используют различные материалы: минеральную вату, пенобетон, армо-пенобетон, газобетон, перлит, асбестоцемент, совелит, керамзитобетон и др. При канальной прокладке широко применяют подвесную изоляцию из мине­ральной ваты, при бесканальной - из автоклавного армопенобетона, асфаль-тоизола, битумоперлита и пеностекла, а иногда и засыпную изоляцию.

Тепловая изоляция состоит, как правило, из трех слоев: теплоизоляци­онного, покровного и отделочного. Покровный слой предназначен для за­щиты изоляции от механических повреждений и попадания влаги, т. е. для сохранения теплотехнических свойств. Для устройства покровного слоя используют материалы, обладающие необходимой прочностью и влагоне-проницаемостью: толь, пергамин, стеклоткань, фольгоизол, листовую сталь и дюралюминий.

В качестве покровного слоя при бесканальной прокладке теплопрово­дов в умеренно влажных песчаных грунтах применяют усиленную гидро­изоляцию и асбестоцементную штукатурку по каркасу из проволочной сет­ки; при канальной прокладке - асбестоцементную штукатурку по каркасу из проволочной сетки; при надземной прокладке - асбестоцементные полу­цилиндры, кожух из тонколистовой стали, оцинкованную или окрашенную алюминиевую краску.

Подвесная изоляция представляет собой цилиндрическую оболочку на поверхности трубы, изготовленную из минеральной ваты, формованных изделий (плит, скорлуп и сегментов) и автоклавного пенобетона.

Толщину слоя тепловой изоляции принимают согласно расчету. В ка­честве расчетной температуры теплоносителя принимают максимальную, если она не изменяется в течение рабочего периода сети (например, в паро­вых и конденсатных сетях и трубах горячего водоснабжения), и среднюю за год, если температура теплоносителя изменяется (например, в водяных се­тях). Температуру окружающей среды в коллекторах принимают +40°С, грунта на оси труб - среднюю за год, температуру наружного воздуха при надземной прокладке - среднюю за год. В соответствии с нормами проек­тирования тепловых сетей предельная толщина тепловой изоляции прини­мается исходя из способа прокладки:

При надземной прокладке и в коллекторах при диаметре труб 25-1400
мм толщина изоляции 70-200 мм;

В каналах для паровых сетей - 70-200 мм;

Для водяных сетей - 60-120 мм.

Арматуру, фланцевые соединения и другие фасонные части тепловых сетей, так же, как и трубопроводы, покрывают слоем изоляции толщиной, равной 80% толщины изоляции трубы.

При бесканальной прокладке теплопроводов в грунтах с повышенной коррозионной активностью возникает опасность коррозии труб от блуж­дающих токов. Для защиты от электрокоррозии предусматривают меро­приятия, исключающие проникание блуждающих токов к металлическим трубам, либо устраивают так называемый электрический дренаж или ка­тодную защиту (станции катодной защиты).

Завод информационных технологий «ЛИТ» в г. Переславль-Залесский выпускает гибкие теплоизоляционные изделия из вспененного полиэтилена с закрытой поровой структурой «Энергофлекс». Они экологически безопас­ны, так как изготавливаются без применения хлорфторуглеродов (фреона). В процессе эксплуатации и при переработке материал не выделяет в окру­жающую среду токсичных веществ и не оказывает вредных воздействий на организм человека при непосредственном контакте. Работа с ним не требу­ет специальных инструментов и повышенных мер безопасности.

«Энергофлекс» предназначен для теплоизоляции инженерных комму­никаций с температурой теплоносителя от минус 40 до плюс 100 °С.

Изделия «Энергофлекс» выпускаются в следующем виде:

Трубки 73 типоразмеров с внутренним диаметром от 6 до 160 мм и
толщиной стенки от 6 до 20 мм;

Рулоны шириной 1 м и толщиной 10, 13 и 20 мм.

Коэффициент теплопроводности материала при 0°С равен 0,032Вт/(м-°С).

Минераловатные теплоизоляционные изделия производятся предпри­ятиями АО «Термостепс» (г.г. Тверь, Омск, Пермь, Самара, Салават, Яро­славль), АКСИ (г. Челябинск), АО «Тизол», Назаровским ЗТИ, заводом «Комат» (г. Ростов-на-Дону), ЗАО «Минеральная вата» (г. Железнодорож­ный Московской обл.) и др.

Применяются также импортные материалы фирм ROCKWOLL, Рагос, Izomat и др.

Эксплуатационные свойства волокнистых теплоизоляционных мате­риалов зависят от состава используемого различными производителями исходного сырья и технологического оборудования и изменяются в доста­точно широком диапазоне.

Техническая тепловая изоляция из минеральной ваты делится на два типа: высокотемпературная и низкотемпературная. Компанией ЗАО «Ми­неральная вата» выпускается тепловая изоляция «ROCKWOLL» в виде стекловолокнистых минераловатных плит и матов. Более 27% от всех про­изводимых в России волокнистых теплоизоляционных материалов прихо­дится на долю теплоизоляции URSA, выпускаемой ОАО «Флайдерер-Чудово». Эти изделия изготавливаются из штапельного стеклянного волок­на и отличаются высокими теплотехническими и акустическими характери­стиками. В зависимости от марки изделия коэффициент теплопроводности

такой изоляции колеблется от 0,035 до 0,041 Вт/(м-°С), при температуре 10°С. Изделия характеризуются высокими экологическими показателями; их можно применять, если температура теплоносителя находится в преде­лах от минус 60 до плюс 180°С.

ЗАО «Изоляционный завод» (г. Санкт-Петербург) выпускает изолиро­ванные трубы для теплосетей. В качестве изоляции здесь применяется ар-мопенобетон, к преимуществам которого следует отнести:

Высокую предельную температуру применения (до 300°С);

Высокую прочность на сжатие (не менее 0,5 МПа);

Возможность применения при бесканальной прокладке на любой глу­
бине заложения теплопроводов и во всех грунтовых условиях;

Наличие на изолируемой поверхности пассивирующей защитной
пленки, возникающей при соприкосновении пенобетона с металлом трубы;

Изоляция является негорючей, что позволяет использовать ее при всех
видах прокладки (надземно, подземно, канально или бесканально).

Коэффициент теплопроводности такой изоляции равен 0,05-0,06 Вт/(м-°С).

Одним из самых перспективных способов на сегодняшний день явля­ется применение предварительно изолированных трубопроводов беска­нальной прокладки с пенополиуретановой (ППУ) изоляцией в полиэтиле­новой оболочке. Применение трубопроводов типа «труба в трубе» является наиболее прогрессивным способом энергосбережения в строительстве теп­ловых сетей. В США и Западной Европе, особенно в северных регионах, эти конструкции применяются уже с середины 60-х г.г. В России - всего лишь с 90-х г.г.

Основные преимущества таких конструкций:

Повышение долговечности конструкций до 25-30 лет и более, т. е. в
2-3 раза;

Снижение тепловых потерь до 2-3 % по сравнению с существующими
20^40% (и более) в зависимости от региона;

Уменьшение эксплуатационных расходов в 9-10 раз;

Снижение расходов на ремонт теплотрасс не менее чем в 3 раза;

Снижение капитальных затрат при строительстве новых теплотрасс в
1,2-1,3 раза и значительное (в 2-3 раза) снижение сроков строительства;

Значительное повышение надежности теплотрасс, сооружаемых по
новой технологии;

Возможность применения системы оперативного дистанционного
контроля за увлажнением изоляции, что позволяет своевременно реагиро­
вать на нарушение целостности стальной трубы или полиэтиленового гид­
роизоляционного покрытия и заранее предотвращать утечки и аварии.

По инициативе Правительства Москвы, Госстроя России, РАО «ЕЭС России», ЗАО «МосФлоулайн», Корпорации «ТВЭЛ» (г. Санкт-Петербург) и ряда других организаций в 1999 г. была создана Ассоциация производи­телей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоля­цией.

ГЛАВА 6. КРИТЕРИИ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА

Содержание раздела

Тепловые сети по способу прокладки де­лятся на подземные и надземные (воз­душные). Подземная прокладка трубопрово­дов тепловых сетей выполняется: в каналах непроходного и полупроходного поперечно­го сечения, в туннелях (проходных каналах) высотой 2 м и более, в общих коллекторах для совместной прокладки трубопроводов и кабелей различного назначения, во внутриквартальных коллекторах и технических под­польях и коридорах, бесканально.

Надземная прокладка трубопроводов выполняется на отдельно стоящих мачтах или низких опорах, на эстакадах со сплошным пролетным строением, на мачтах с подвеской труб на тягах (вантовая кон­струкция) и на кронштейнах.

К особой группе конструкций относятся специальные сооружения: мостовые пере­ходы, подводные переходы, тоннельные пе­реходы и переходы в футлярах. Эти сооруже­ния, как правило, проектируются и строятся по отдельным проектам с привлечением спе­циализированных организаций.

Выбор способа и конструкций проклад­ки трубопроводов обуславливается многими факторами, основными из которых являют­ся: диаметр трубопроводов, требования экс­плуатационной надежности теплопроводов, экономичность конструкций и способ выпол­нения строительства.

При размещении трассы тепловых сетей в районах существующей или перспективной городской застройки по архитектурным со­ображениям обычно принимается подземная прокладка трубопроводов. В строительстве подземных тепловых сетей наибольшее при­менение получила прокладка трубопроводов в непроходных и полупроходных каналах.

Канальная конструкция имеет ряд по­ложительных свойств, отвечающих специфи­ческим условиям работы горячих трубо­проводов. Каналы являются строительной конструкцией, ограждающей трубопроводы и тепловую изоляцию от непосредственного контакта, с грунтом, оказывающим на них как механические, так и электрохимические воздействия. Конструкция канала полностью разгружает трубопроводы от действия массы грунта и временных транспортных нагрузок, поэтому при их расчете на прочность учиты­ваются только напряжения, возникающие от внутреннего давления теплоносителя, соб­ственного веса и температурных удлинений трубопровода, которые можно определить с достаточной степенью точности.

Прокладка в каналах обеспечивает сво­бодное температурное перемещение трубо­проводов как в продольном (осевом), так и в поперечном направлении, что позволяет использовать их самокомпенсирующую спо­собность на угловых участках трассы тепло­вой сети.

Использование при канальной проклад­ке естественной гибкости трубопроводов для самокомпенсации дает возможность сокра­тить количество или полностью отказаться от установки осевых (сальниковых) компен­саторов, требующих сооружения и обслужи­вания камер, а также гнутых компенсаторов, применение которых нежелательно в город­ских условиях и приводит к увеличению за­трат труб на 8-15%.

Конструкция канальной прокладки яв­ляется универсальной, так как может быть применена при различных гидрогеологиче­ских грунтовых условиях.

При достаточной герметичности строи­тельной конструкции канала и исправно ра­ботающих дренажных устройствах создают­ся условия, препятствующие проникновению в канал поверхностных и грунтовых вод, что обеспечивает неувлажняемость тепловой изоляции и предохраняет от коррозии на­ружную поверхность стальных труб. Трасса тепловых сетей, прокладываемых в каналах (в отличие от бесканальной), может быть выбрана без значительных трудностей по проезжей и непроезжей территории города совместно с другими коммуникациями, в об­ход или с небольшим приближением к суще­ствующим сооружениям, а также с учетом различных планировочных требований (пер­спективные изменения рельефа местности, назначения территории и пр.).

Одним из положительных свойств ка­нальной прокладки является возможность применения в качестве подвесной теплоизо­ляции трубопроводов легких материалов (из­делия из минеральной ваты, стекловолокна и др.) с малым коэффициентом теплопро­водности, что позволяет снизить тепловые потери в сетях.

По эксплуатационным качествам про­кладка тепловых сетей в непроходных и по­лупроходных каналах имеет существенные различия. Непроходные каналы, недоступ­ные для осмотра без вскрытия дорожной одежды, разработки грунта и разборки строительной конструкции, не позволяют об­наружить возникшие повреждения теплоизо­ляции и трубопроводов, а также профилактически их устранить, что приводит к необ­ходимости производства ремонтных работ в момент аварийных повреждений.

Несмотря на недостатки, прокладка в непроходных каналах является распростра­ненным типом подземной прокладки теп­ловых сетей.

В полупроходных каналах, доступных для прохода эксплуатационного персонала (при отключенных теплопроводах), осмотр и обнаружение повреждений теплоизоляции, труб и строительных конструкций, а также их текущий ремонт могут быть в большин­стве случаев выполнены без разрытия и раз­борки канала, что значительно увеличивает надежность и срок службы тепловых сетей. Однако внутренние габариты полупроход­ных каналов превышают габариты непро­ходных каналов, что, естественно, увеличи­вает их строительную стоимость и расход материалов. Поэтому полупроходные ка­налы применяются главным образом при прокладке трубопроводов больших диамет­ров или на отдельных участках тепловых се­тей при прохождении трассы по территории, не допускающей производства разрытий, а также при большой глубине заложения ка­налов, когда засыпка над перекрытием пре­вышает 2,5 м.

Как показывает опыт эксплуатации, тру­бопроводы больших диаметров, проложен­ные в непроходных каналах, недоступных для осмотра и текущего ремонта, наиболее подвержены аварийным повреждениям по причине наружной коррозии. Эти поврежде­ния приводят к длительному прекращению теплоснабжения целых жилых районов и промышленных предприятий, производству аварийно-восстановительных работ, дезорга­низации движения транспорта, нарушению благоустройства, что связано с большими материальными затратами и опасностью для эксплуатационного персонала и населения. Ущерб, наносимый в результате поврежде­ний трубопроводов больших диаметров, не идет ни в какое сравнение с повреждениями трубопроводов средних и малых диаметров.

Учитывая, что удорожание строитель­ства одноячейковых полупроходных каналов по сравнению с каналами непроходными при диаметре тепловых сетей 800 - 1200 мм не­значительно, следует рекомендовать их при­менение во всех случаях и на всем протяже­нии тепломагистралей указанных диаметров. Рекомендуя прокладку трубопроводов боль­ших диаметров в полупроходных каналах, нельзя не отметить их преимущества перед непроходными каналами по степени ремон­топригодности, а именно возможности заме­нять в них изношенные трубопроводы на значительном протяжении без разрытия и разборки строительной конструкции с при­менением закрытого способа производства монтажных работ.

Сущность закрытого способа замены из­ношенных трубопроводов состоит в извлече­нии их из канала путем горизонтального перемещения одновременно с монтажом новых изолированных трубопроводов с по­мощью домкратной установки.

Необходимость в сооружении туннелей (проходных каналов) возникает, как правило, на головных участках магистральных тепло­вых сетей, отходящих от крупных ТЭЦ, когда приходится про­кладывать большое количество трубопрово­дов горячей воды и пара. В таких тепло­фикационных туннелях прокладка кабелей сильных и слабых токов не рекомендуется из-за практической невозможности создания в нем требуемого постоянного температур­ного режима.

Теплофикационные туннели сооружают­ся главным образом на транзитных участках трубопроводов большого диаметра, прокла­дываемых от ТЭЦ, размещенных на пери­ферии города, когда надземная прокладка трубопроводов не может быть допущена по архитектурно-планировочным соображе­ниям.

Туннели должны размещаться в наибо­лее благоприятных гидрогеологических усло­виях, чтобы избежать устройства глубоко расположенного попутного дренажа и дре­нажных насосных станций.

Общие коллекторы, как правило, сле­дует предусматривать в следующих случаях: при необходимости одновременного разме­щения двухтрубных тепловых сетей диамет­ром от 500 до 900 мм, водопровода диа­метром до 500 мм, кабелей связи 10 шт. и более, электрических кабелей напряжением до 10 кВ в количестве 10 шт. и более; при реконструкции городских магистралей с раз­витым подземным хозяйством; при недо­статке свободных мест в поперечном про­филе улиц для размещения сетей в транше­ях; на пересечениях с магистральными ули­цами.

В исключительных случаях по согласо­ванию с заказчиком и эксплуатационными организациями допускается прокладка в кол­лекторе трубопроводов диаметром 1000 мм и водоводов до 900 мм, воздуховодов, холодопроводов, трубопроводов оборотного во­доснабжения и других инженерных сетей. Прокладка газопроводов всех видов в общих городских коллекторах запрещается [ 1 ].

Общие коллекторы следует проклады­вать вдоль городских улиц и дорог прямоли­нейно, параллельно оси проезжей части или красной линии. Целесообразно размещать коллекторы на технических полосах и под полосами зеленых насаждений. Продольный профиль коллектора должен обеспечивать самотечный отвод аварийных и грунтовых вод. Уклон лотка коллектора следует при­нимать не менее 0,005. Глубину коллектора необходимо назначать с учетом глубины за­ложения пересекаемых коммуникаций и дру­гих сооружений, несущей способности кон­струкций и температурного режима внутри коллектора.

Принимая решение о прокладке трубо­проводов в туннеле или коллекторе, следует учитывать возможность обеспечения отвода дренажных и аварийных вод из коллектора в существующие ливневые стоки и есте­ственные водоемы. Размещение коллектора в плане и профиле по отношению к зданиям, сооружениям и параллельно прокладывае­мым коммуникациям должно обеспечивать возможность производства строительных ра­бот без нарушения прочности, устойчивости и рабочего состояния этих сооружений и коммуникаций.

Туннели и коллекторы, размещаемые вдоль городских улиц и дорог, как правило, сооружаются открытым способом с приме­нением типовых сборных железобетонных конструкций, надежность которых должна быть проверена с учетом конкретных мест­ных условий трассы (характеристики гидро­геологических условий, транспортных нагру­зок и пр.).

В зависимости от количества и вида ин­женерных сетей, прокладываемых совместно с трубопроводами, общий коллектор может быть одно- и двухсекционным. Выбор кон­струкции и внутренних габаритов коллек­тора должен производиться также в зависи­мости от наличия прокладываемых комму­никаций.

Проектирование общих коллекторов должно проводиться в соответствии со схе­мой их сооружения на перспективу, состав­ленной с учетом основных положений гене­рального плана развития города на расчет­ный срок. При строительстве новых районов с озелененными улицами и свободной плани­ровкой жилой застройки тепловые сети вме­сте с другими подземными сетями разме­щают вне проезжей части - под технически­ми полосами, полосами зеленых насаждений, а в исключительных случаях - под тротуа­рами. Рекомендуется размещать инженерные подземные сети на незастроенных террито­риях вблизи полосы отвода улиц и дорог.

Прокладка тепловых сетей на террито­рии вновь строящихся районов может быть выполнена в коллекторах, сооружаемых в жилых кварталах и микрорайонах для раз­мещения инженерных коммуникаций, обслу­живающих данную застройку [ 2 ], а также в технических подпольях и технических кори­дорах зданий.

Прокладка распределительных тепловых сетей диаметром до D у 300 мм в техниче­ских коридорах или подвалах зданий высо­той в свету не менее 2 м допускается при условии создания возможности их нормаль­ной эксплуатации (удобство обслуживания и ремонта оборудования). Трубопроводы должны укладываться на бетонные опоры или кронштейны, а компенсация темпера­турных удлинений осуществляться за счет П-образных гнутых компенсаторов и угло­вых участков труб. Технические подполья должны иметь два входа, не сообщающиеся с входами в жилые помещения. Электропро­водка должна выполняться в стальных тру­бах, а конструкция светильников - исклю­чать доступ к лампам без специальных приспособлений. Запрещается в местах про­хождения трубопровода устраивать склад­ские или другие помещения. Прокладку теп­ловых сетей в микрорайонах по трассам, со­впадающим с другими инженерными комму­никациями, следует предусматривать совме­щенную в общих траншеях с размещением трубопроводов в каналах или бесканально.

Способ надземной (воздушной) про­кладки тепловых сетей имеет ограниченное применение в условиях сложившейся и пер­спективной застройки города из-за архитек­турно-планировочных требований, предъяв­ляемых к сооружениям такого вида.

Надземная прокладка трубопроводов широко применяется на территории про­мышленных зон и отдельных предприятий, где они размещаются на эстакадах и мачтах совместно с производственными паропрово­дами и технологическими трубопроводами, а также на кронштейнах, укрепляемых на стенах зданий.

Значительное преимущество имеет над­земный способ прокладки по сравнению с подземным при строительстве тепловых се­тей на территориях с высоким уровнем стоя­ния грунтовых вод, а также при просадочных грунтах и в районах вечной мерзлоты.

Следует принимать во внимание, что конструкция тепловой изоляции и собствен­но трубопроводы при воздушной прокладке не подвергаются разрушающему действию грунтовой влаги, а поэтому существенно по­вышается их долговечность и снижаются тепловые потери. Существенным является также экономичность надземной прокладки тепловых сетей. Даже при благоприятных грунтовых условиях по стоимости капиталь­ных затрат и расходу строительных материа­лов воздушная прокладка трубопроводов средних диаметров экономичнее подземной прокладки в каналах на 20 - 30%, а при больших диаметрах - на 30 - 40%.

В связи с возросшим проектированием и строительством загородных ТЭЦ и атомных станций теплоснабжения (АСТ) для централизованного теплоснабжения крупных городов большое значение приобретают во­просы повышения эксплуатационной надеж­ности и долговечности транзитных тепломагистралей большого диаметра (1000 - 1400 мм) и протяженности при одновремен­ном снижении их металлоемкости и расходо­вании материальных ресурсов. Имеющийся опыт проектирования, строительства и экс­плуатации надземных тепломагистралей большого диаметра (1200-1400 мм) протя­женностью 5-10 км дал положительные ре­зультаты, что указывает на необходимость их дальнейшего сооружения. Особенно целе­сообразна надземная прокладка тепломаги­стралей при неблагоприятных гидрогеологи­ческих условиях, а также на участках трассы, расположенных на незастраиваемой терри­тории, вдоль автомобильных дорог и на пересечении небольших водных преград и оврагов.

При выборе способов и конструкций прокладки тепловых сетей должны учиты­ваться особые условия строительства в райо­нах: с сейсмичностью 8 баллов и более, рас­пространения вечномерзлых и просадочных от замачивания грунтов, а также при нали­чии торфяных и илистых грунтов. Дополни­тельные требования к тепловым сетям в особых условиях строительства изложены в СНиП 2.04.07-86*.