КОНСТРУКЦИЯ НАПОРНОГО ТРУБОПРОВОДА ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ЧУГУННЫХ ТРУБ С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ, ИСПОЛЬЗУЕМОГО В РАЗЛИЧНЫХ ГРУНТАХ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится прокладке трубопроводов из высокопрочных чугунных труб для водопроводной сети и напорной канализации, прокладываемых в грунте открытым способом (в траншеях) в условиях крупного мегаполиса.
Из уровня техники известная подземная прокладка магистрального трубопровода в слабом грунте (см. авторское свидетельство SU 1652726 А1), согласно которой прорезают в грунт множество щелей, в центральной размещают треугольный желоб, на который укладывают и закрепляют трубопровод при последующем совместном задавливании в грунт.
Также известно сооружение трубопровода в вечномерзлых грунтах (см. патент RU 2244192 С1), согласно которому в разрытую траншею уложен трубопровод с последующей засыпкой грунтом на проектных отметках с балансирующими полимернопанельными устройствами.
Наиболее близким аналогом является авторское свидетельства SU 1399561 А2, согласно которому трубопровод уложен в заранее вырытую траншею, а сверху на трубопроводе уложен засыпной грунт через коврик.
Недостатком указанных решений является то, что они не учитывают условий мегаполисов и возможности тяжелых подвижных нагрузок на поверхности.
Техническим результатом заявленной полезной модели являются надежные и долговечные конструкции подземных трубопроводов в различных грунтах, обеспечивающие долговременную безаварийную их эксплуатацию с возможностью перемещения по поверхности тяжелых транспортных средств.
Для прокладки напорных трубопроводов систем водоснабжения и канализации используются трубы из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.
Технический результат достигается тем, что труба выполнена из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом центробежным способом литья, с наружной стороны труба имеет лаковое покрытие или полиэтиленовое покрытие, или цинковое защитное покрытие, с внутренней стороны - цементно-песочное покрытие или полиуретан, что повышает их коррозийную стойкость. Труба имеет раструбную часть с одной стороны и гладкий конец с другой под следующие типы соединений в трубопроводе:
- раструбное соединение «TYTON»;
- раструбное соединение «RJ».
Тип стыкового соединения труб устанавливается проектом в зависимости от инженерно-геологических условий прокладки труб и величины расчетного внутреннего
давления.
Раструбное соединение («TYTON» и «RJ») не является жестким и позволяет отклоняться соединенным трубам на угол от 1.5 до 5°, в зависимости от диаметра труб, при сохранении полной герметичности стыка.
Соединение «TYTON» - стыковое раструбное соединение под двухслойное уплотнительное резиновое кольцо. Область применения данного соединения холодное водоснабжение, канализация. Уплотнение соединения достигается радиальным сжатием уплотнительного резинового кольца в процессе сборки.
Соединение «RJ» - стыковое раструбное соединение под двухслойное уплотнительное резиновое кольцо. Наплавленный валик на гладком конце трубы и два стопора, вдвигаемые после стыковки труб в выемку раструба и фиксируемые резиновым фиксатором или стопорной проволокой, не позволяют нарушить соединение.
Данное соединение обеспечивает невозможность рассоединения труб при прокладке трубопровода в сложном рельефе местности, в местах опасности осадки грунта и при ударных нагрузках. Наплавленный валик на гладком конце трубы и стопора, вдвигаемые после стыковки труб в выемку раструба и фиксируемые стопорной проволокой, не позволяют нарушить соединение. Это особенно важно при монтаже трубопроводов в неустойчивых грунтах, в гористой местности и т.п.
Соединение «RJ» может применяться для прокладки трубопроводов в футлярах и методом горизонтально направленного бурения.
Уплотнение стыковых соединений труб осуществляется за счет применения резиновых уплотнительных колец.
Назначением уплотнительных резиновых колец, используемых в раструбных соединениях труб, является обеспечением гарантии того, что уплотнение будет полностью герметично во время всего срока службы трубопровода.
Раструбные соединения труб выполняются таким образом, что за счет контактного давления между уплотнительным резиновым кольцом и металлом трубы, а также
давления воды, гарантируется абсолютная плотность трубопровода в течение всего срока службы.
Трубы, как правило, укладываются на естественное грунтовое основание. В случаях недостаточной несущей способностью грунтов, залегающих под трубопроводами, возникает необходимость устройства искусственного основания.
При сооружении трубопроводов в песчаных грунтах трубы уложены на плоской выровненное естественное основание.
При сооружении трубопроводов в связных грунтах (глина, суглинки твердые, полутвердые, тугопластичные) под трубами выполнен выравнивающий слой толщиной 100 мм из песка, для обеспечения опирания труб на основание по всей их длине.
В связных сильновлажных грунтах (глины и суглинки мягкопластичные) установлено гравийно-щебеночное основание высотой 150 мм, по которому выполнена подготовка из песка высотой 150 мм.
В грунтах, содержащих глину и суглинки пылеватые, мягко пластичные, супесь пластичные используется плоское бетонное основание толщиной 150 мм с устройством подготовки из песка толщиной 150 мм, для обеспечения опирания труб на бетонное основание по всей длине.
При сооружении трубопроводов в водонасыщенных связных грунтах (глина и суглинки текучепластичные, супесь текучая) устанавливается спрофилированное бетонное основание по щебеночной подготовке.
В водонасыщенных песчаных грунтах (мелкие пески, рыхлые и пылеватые средней плотности) под трубопровод устраивается спрофилированное бетонное основание по бетонной подготовке.
Железобетонное спрофилированное основание устанавливается при прокладке трубопроводов в грунтах с возможными неравномерными осадками.
Размеры оснований приняты из условий обеспечения угла охвата труб не менее 90°.
В местах стыковых соединений труб устраиваются приямки, обеспечивающие положение элементов стыка, навеску и опирание остальной части трубы по всей длине на основание.
Использование пылеватых грунтов при сооружении оснований трубопровода не допускается.
Засыпка трубопроводов грунтом производится с соблюдением требований по виду засыпаемого грунта и степени его уплотнения:
- местный грунт на всю глубину с послойным разравниванием и уплотнением (незастроенные территории).
- местным грунтом до уровня, превышающего верх трубы на 200 мм с разравниванием и уплотнением до К>=0,90 (застроенные территории без усовершенствованного дорожного покрытия).
- песком с уплотнением до К>=0,95 уровня горизонтальной оси трубы, выше оси местным грунтом с разравниванием и уплотнением (застроенные территории без усовершенствованного покрытия, когда местный грунт не пригоден для уплотнения).
- песком до низа конструкции дорожной одежды с уплотнением К>=0,95 (под дорогами и площадями с усовершенствованным дорожным покрытием.
Укладка и монтаж труб должны выполняться в соответствии с требованиями СП 40-109-2006 «Проектирование и монтаж водопроводных и канализационных сетей с применением высокопрочных труб из чугуна с шаровидным графитом» прокладыванием в грунте открытым способом.
Заявленная полезная модель далее поясняется чертежами, на которых:
Фиг.1 - высокопрочная труба из чугуна с шаровидным графитом под соединение типа «TYTON»,
Фиг.2 - уплотнительное кольцо под соединение «TYTON»,
Фиг.3 - раструбное соединение типа «TYTON»,
Фиг.4 - высокопрочная труба из чугуна с шаровидным графитом под соединение типа «RJ»,
Фиг.5 - уплотнительное кольцо под соединение «RJ»,
Фиг.6 (а, б) - стопор под соединение «RJ»,
Фиг.7 - раструбное соединение типа «RJ».
Фиг.8-14 - варианты оснований под трубопровод.
Высокопрочная чугунная труба (1) с шаровидным графитом выполнена центробежным способом литья, имеет с наружной стороны лаковое покрытие или полиэтиленовое покрытие или цинковое защитное покрытие (5), с внутренней стороны - цементно-песочное покрытие или полиуретановое покрытие (4). Труба имеет раструбную часть (2) с одной стороны и гладкий конец (3) с другой стороны. Труба имеет двухслойное уплотнительное резиновое кольцо (6) или наплавленный валик на гладком конце трубы, стопор (7) и фиксирующий резиновый фиксатор или стопорную проволоку.
Согласно первому варианту трубы уложены на плоской выровненное естественное основание (фиг.8).
Согласно второму варианту под трубами выполнен выравнивающий слой толщиной 100 мм из песка (10) (фиг.9).
Согласно третьему варианту под трубами установлено гравийно-щебеночное основание (11) высотой 150 мм, по которому выполнена подготовка из песка (10) высотой 150 мм. (фиг.10).
Согласно четвертому варианту под трубами используется плоское бетонное основание (12) толщиной 150 мм с устройством подготовки из песка (10) толщиной 150 мм, для обеспечения опирания труб на бетонное основание по всей длине (фиг.11).
Согласно пятому варианту под трубами установлено спрофилированное бетонное основание (13) по щебеночной подготовке (14) (фиг.12).
Согласно шестому варианту под трубами установлено спрофилированное бетонное основание (13) по бетонной подготовке (15) (фиг.13).
Согласно седьмому варианту под трубами установлено железобетонное спрофилированное основание (16) (фиг.14).
Допустимая глубина заложения верха труб от поверхности установлена с учетом передвижения тяжелых транспортных средств, характерных для крупных мегаполисов (по всем вариантам).