Лекции ОСД-2011-88-Л-печ. Конспект лекций по курсу введение в строительное дело
 Скачать 4.42 Mb.
|
|
2.1.7. Устройство подземных газопроводов Подземные газопроводы прокладывают под городскими проездами. Рекомендуется предусматривать прокладку газопроводов в технической зоне или полосе зеленых насаждений. Газопроводы высокого давления следует прокладывать в районах с малой плотностью застройки и по проездам с малой насыщенностью другими подземными коммуникациями. При пересечении железных и шоссейных дорог, коллекторов и колодцев, при необходимости прокладки газопроводов в непосредственной близости от жилых и общественных зданий или на малой глубине ставят футляры. Их используют также при производстве работ закрытым способом. В этом случае футляр предварительно продавливают через грунт и укладывают в него газопровод. Прокладывать газопроводы параллельно путям электрифицированных железных дорог на расстоянии менее 50—60 м не рекомендуется. Расстояние от газопровода до стенок колодцев и камер подземных сооружений должно быть не менее 0,3 м, а газопровод вблизи этих сооружений должен быть выполнен из бесшовных труб и не иметь сварных стыков. При пересечении газопроводами различных подземных коммуникаций расстояние между ними по вертикали в свету должно быть не менее 150 мм, а между газопроводом и электрокабелем или бронированным телефонным кабелем — не менее 0,5 м. Арматуру, устанавливаемую на газопроводах, следует располагать не ближе 2 м от края пересекаемых коммуникаций и сооружений. 53 Газопроводы низкого давления (до 5000 Па) можно прокладывать в подземных коллекторах совместно с другими коммуникациями (при выполне-нии требований СН 338-65). Их можно прокладывать также в полупроходных каналах между жилыми и общественными зданиями (в «сцепках» для совмест-ной прокладки инженерных сетей). Проходные и полупроходные каналы должны быть оборудованы постоянно действующей естественной вентиляцией. Прокладка газопроводов в непроходных каналах совместно с другими трубопроводами и кабелями недопустима. При прокладке нескольких газопроводов в одной траншее расстояние между ними в свету должно быть не менее 0,4 м при диаметре труб до 300 мм и не менее 0,5 м при диаметрах более 300 мм. При транспортировании осушенного газа газопроводы можно прокладывать зоне промерзания при условии, что грунты слабопучинистые или непучинистые. Глубина заложения газопровода на проездах с усовершенствованным покрытием (асфальтобетонным, бетонным и др.) должна быть не менее 0,8 м, а на участках без усовершенствованных покрытий — не менее 0,9 м до верха трубы. В местах, где нет движения транспорта, она может быть уменьшена до 0,6 м. Газопроводы, транспортирующие влажный газ, укладывают ниже средней глубины промерзания грунта с уклоном не менее 0,002 и установкой конденсато-сборников в низших точках. 2.1.8. Устройство надземных газопроводов Надземную прокладку газопроводов производят по наружным несгораемым стенам жилых, общественных и промышленных зданий, несгораемым покрытиям зданий, отдельно стоящим колоннам и эстакадам. По стенам жилых и общественных зданий допустима прокладка газопроводов с давлением не более 0,3 МПа. Газопроводы высокого давления можно прокладывать только по глухим стенам или над окнами верхних этажей производственных зданий. Газопроводы, проложенные по стенам здания, не должны нарушать архитектуру его фасада. Высоту прокладки принимают 54 такой, чтобы газопроводы были доступны для осмотра и ремонта и исключена возможность их повреждения. Надземная прокладка внутриквартальных (дворовых) газопроводов на опорах и по фасадам зданий возможна при условии согласования с органами архитектурного надзора. Минимальные расстояния от газопроводов, проложенных на опорах, до соседних зданий и сооружений лимитированы СНиП II-Г.13-66 и изменяются в пределах от 1 до 10м. При пересечении надземных газопроводов с воздушными линиями электропередач они должны проходить ниже линий электропередач. На газопроводе должны быть предусмотрены ограждения для защиты от падения на него электропровода. Расстояние между газопроводом и линиями электропередач, а также размеры ограждения принимают по СНиП. Возможна прокладка газопроводов на опорах и эстакадах совместно с трубопроводами другого назначения при условии обеспечения свободного осмотра и ремонта каждого из трубопроводов. Расстояния между газопроводом трубопроводами при их совместной прокладке и пересечении принимают от 100 до 300 мм в зависимости от диаметра. Совместная прокладка газопроводов с электролиниями недопустима, кроме электролиний, проложенных в стальных трубах и с бронированными кабелями. Газопроводы, транспортирующие осушенный газ, можно прокладывать без уклонов. При транспортировании влажного газа газопроводы следует прокладывать с уклоном не менее 0,003, а в низших точках предусматривать устройства для удаления конденсата (дренажные штуцера). Трубы и арматуру следует покрывать тепловой изоляцией. Надземные газопроводы следует проектировать с учетом компенсации температурных удлинений по фактически возможным температурным условиям. Если продольные деформации нельзя компенсировать за счет изгибов газопровода, предусмотренных схемой (за счет самокомпенсации), тогда следует устанавливать, линзовые или П-образные компенсаторы. Сальниковые компенсаторы на газопроводах устанавливать нельзя. Назначение 55 устройство П-образных и сальниковых компенсаторов изложено ниже в разделе 2.2.3. Величину пролета между опорами стальных газопроводов, транспорти-рующих осушенный газ, определяют из условий прочности многопролетной балочной системы, с учетом нагрузки от собственной массы, массы транспортируемого газа, снега или обледенения трубы, а также от воздействия внутреннего давления, ветрового давления, температуры и др. Для газопроводов, транспортирующих влажный газ, величину пролета между опорами определяют из условий прогиба газопровода, который должен быть не более 0,02 D. Методику расчета принимают такую же, как и для магистральных газопроводов. 2.1.9. Переходы газопроводов через естественные и искусственные препятствия Переходы газопроводов через реки, каналы и другие водные преграды осуществляют подводным способом (дюкерами) и надводным (по мостам, эстакадам и др.) (см. рис. 2.16, 2.17, 2.15). Подводные переходы газопроводов выполняют в две нитки с пропускной способностью каждой 0,75% от расчетного расхода газа. В одну нитку дюкер можно проектировать для закольцованных газопроводов, если при его отключении будет обеспечено снабжение потребителей газом, а также при ширине водной преграды до 50 м. Для тупиковых газопроводов к промышленным потребителям переход возможно прокладывать в одну нитку, если предприятия имеют резервное топливо, Расстояние между дюкерами и мостами регламентируется СНиП и в зависимости от характера реки, типа моста и расположения дюкера выше или ниже моста оно должно составлять от 20 до 300 м. Расстояние между параллельными нитками перехода устанавливают исходя из гидрологических условий и условий производства работ по рытью подводных траншей. Эти расстояния должны быть не менее 30 м при диаметре труб до 500 мм и 40 м при 56 диаметре свыше 500 мм. При пересечении несудоходных рек и рек, не подверженных размыву, возможна укладка двух ниток в одну траншею, при этом расстояние между газопроводами должно быть не менее 0,5 м. Глубина заложения газопровода в грунт на переходах через судоходные реки должна быть не менее 1 м, а через другие — не менее, 0,5 м, считая от уровня возможного размыва дна до верха трубы. Подводные переходы следует выполнять из длинномерных труб и покрывать весьма усиленной изоляцией. Для предотвращения всплытия газопровод, проложенный по дну реки или водоема, пригружают (балластируют) железобетонными грузами. При соответ-ствующих условиях можно применять чугунные грузы. Подводные газопроводы укладывают с уклоном в сторону конденсато-сборников, которые устанавливают на каждой нитке у одного из берегов. На обоих берегах перехода сооружают колодцы, в которых размещают задвижки. Вблизи каждого перехода устанавливают постоянные реперы. Через водные преграды с неустойчивым руслом и берегами, с высокими скоростями (более 2 м/с) течения воды, через глубокие оврага и балки целесообразно осуществлять надземные переходы. Их устраивают в виде шпренгельных, арочных и висячих систем, а также в виде эстакад. Газопроводы всех давлений нельзя прокладывать по железнодорожным мостам. Газопроводы давлением до 0,6 МПа можно прокладывать по несгораемым автогужевым и пешеходным мостам, а также по плотинам и другим гидротехническим сооружения. Подвешиваемые к мостам газопроводы гри Dy<400 мм должны быть выполнены из стальных бесшовных труб и иметь компенсирующие устройства. Газовые трубы нельзя укладывать в каналах мостов. Газопроводы, подвешиваемые к мостам, следует располагать так, чтобы была исключена возможность скопления газа в конструкциях моста. Газопроводные переходы через железнодорожные, трамвайные пути и автомобильные дороги бывают подземные и надземные. При подземных переходах газопроводы укладывают в футляры, концы которых выводят за 57 подошву насыпи не менее чем на 3 м от крайних рельсов железнодорожных путей и не менее 2 м от крайних рельсов трамвайных путей или края проезжей части автомобильной дороги. Диаметр футляра принимают не менее чем на 100 больше диаметра газопровода (для труб диаметром до 200 мм) и не менее чем на 200 мм (для труб диаметром свыше 200 мм). Газопровод в пределах футляра должен иметь минимальное количество сварных стыков, весьма усиленную изоляцию и центрирующие диэлектри-ческие прокладки. Все сварные стыки в пределах футляра необходимо про-верять физическими методами контроля, концы футляра уплотнять, а на одном из них устанавливать контрольную трубу, выведенную под ковер. Глубина укладки газопровода под магистральными железнодорожными путями должна быть не менее 1,5 м, считая от подошвы шпалы до верха футляра. Под трамвайными путями и железнодорожными ветками промышлен-ных предприятий, а также под автомобильными дорогами глубину укладки следует принимать не менее 1 м. Высоту надземного перехода определяют с учетом обеспечения свобод-ного передвижения транспорта и прохода людей. Так, в непроезжей части территории в местах прохода людей высота прокладки должна быть 2,2 м, в местах пересечения автомобильных дорог — 4,5 м, а при пересечении трамвайных и железнодорожных путей 5,6—7,1 м. При пересечении газопроводами с давлением до 0,6 МПа коллекторов, колодцев и туннелей их укладывают также в футляры, покрытые противо-коррозионной изоляцией. Концы футляров уплотняют и выводят не менее чем на 0,5 м за стенки сооружений. Пересечения газопроводов с давлением более 0,6 МПа с указанными сооружениями не допускают. 2.1.10. Установка отключающих устройств Отключающие устройства на газопроводах устанавливают в следующих местах: –на распределительных газопроводах низкого давления для отключения отдельных микрорайонов и газопроводах среднего и высокого давления для отключения отдельных участков; 58 –на ответвлениях от распределительных газопроводов всех давлений к предприятиям и группам жилых и общественных зданий; –отключающие устройства на ответвлениях от распределительных газопро-водов устанавливают вне территории объекта ближе к распределительному газопроводу и не ближе 2 м от линии застройки, стены здания или ограждения; их устанавливают в удобном и доступном для обслуживания месте; –на вводе и выводах газопроводов из ГРП на расстоянии от ГРП не ближе 5м и не далее 100м. Для газорегуляторных пунктов, размещаемых в пристройках к зданиям, а также в шкафах, возможна установка отключающего устройства на наружном надземном газопроводе в удобном для обслуживания месте на расстоянии менее 5 м от ГРП; –при пересечении газопроводами водных преград, железнодорожных путей и магистральных автомобильных дорог; –при прокладке газопроводов в коллекторах (на входе, а при кольцевых сетях и при выходе из него); –на вводах газопроводов в отдельные жилые, общественные и производствен-ные здания. На подземных газопроводах отключающие устройства следует устанавливать колодцах с линзовыми компенсаторами. На газопроводах малого диаметра (Dy<100 мм) лучше применять гнутые или сварные П-образные компенсаторы (см. рис. 2.21, 2.22, 2.23, 2.24). Участки закольцованных распределительных газопроводов, проходящие по территории предприятий, должны иметь отключающие устройства вне их территории. При тупиковом газопроводе достаточна установка одного отключающего устройства перед территорией предприятия. 2.1.11. Защита газопроводов от коррозии зависимости от состава газа, материала, трубопровода, условий прокладки и физико-механических свойств грунта газопроводы подвержены в той или иной степени внутренней и внешней коррозии. Коррозия внутренних поверхностей труб зависит от свойств газа. Она зависит от повышенного содержания в газе кислорода, влаги, сероводорода и других агрессивных соединений. Борьба с внутренней коррозией сводится к удалению из газа агрессивных соединений, т. е. к хорошей его очистке. 59 Значительно сложнее бороться с коррозией внешних поверхностей труб, уложенных в грунт, т. е. с почвенной коррозией. Почвенную коррозию по своей природе разделяют на химическую, электрохимическую и электрическую (коррозию блуждающими токами). Химическая коррозия возникает от действия на металл различных газов и жидких неэлектролитов. Она не сопровождается превращением химической энергии в электрическую. При действии на металл химических соединений на его поверхности образуется пленка, состоящая из продуктов коррозии. Если образующаяся пленка не растворяется, имеет достаточную плотность и эластичность, а также хорошо сцеплена с металлом, то коррозия будет замедляться и при определенной толщине пленки может прекратиться. Химическая коррозия является сплошной коррозией, при которой толщина стенки трубы уменьшается равномерно. Такой процесс является менее опасным с точки зрения сквозного повреждения труб. Коррозия металла в грунте имеет преимущественно электрохимическую природу. Электрохимическая коррозия является результатом взаимодействия металла, который выполняет роль электродов, с агрессивными растворами грунта, выполняющими роль электролита. Процесс электрохимической коррозии можно представить следующим образом. Металл, обладая определенной упругостью растворения, при соприкоснове-нии с грунтом посылает в него свои положительно заряженные ионы. Электроны остаются в металле, и он приобретает отрицательный потенциал, а грунт (электролит) заряжается положительно, так как в нем накапливаются положитель-ные ионы. В силу физико-химической неоднородности металла и грунта вблизи участков, где протекает процесс растворения металла, т. е. обладающих большей упругостью растворения, располагаются участки, характеризующиеся меньшей упругостью растворения. Первые становятся анодными зонами, а вторые — катодными. Катодный участок газопровода приобретает положительный потенциал по отношению к аноду. Электроны перетекают от анода к катоду по металлу 60 трубопровода. В грунте происходит перемещение ионов: катионов (заряженных положительно) — к катоду, анионов (заряженных отрицательно) — к аноду. Электрохимическая неоднородность расположенных рядом участков газопровода выявляется в их различных электродных потенциалах: Участки металла, обладающие отрицательными электродными потенциалами, будут становиться анодами. Металл корродирует в анодных зонах и участках, так как в этих зонах и участках ионы металла выходят в грунт. Рассмотренный процесс электрохимической коррозии представляет собой работу гальванической пары. В реальных условиях коррозия протекает значительно сложнее, так как на основной процесс накладывается ряд других физико-химических процессов. Потенциал металла по отношению к грунту зависит не только от его физико-химических свойств, но и от свойств грунта. Вследствие неоднородности грунта также возникают гальванические пары. Физико-химическая неоднородность близко расположенных участков металла приводит к образованию микропар. Если газопровод проходит через участки грунта, резко отличающиеся по своим свойствам друг от друга, то возникают гальванические элементы очень большой длины — в сотни и даже тысячи метров (макропары). Электрохимическая коррозия имеет характер местной коррозии, т.е. такой, когда на газопроводах возникают местные язвы и каверны большой глубины, которые могут развиваться в сквозные отверстия в стенке трубы. Местная коррозия, значительно опаснее сплошной коррозии. Электрохимическая коррозия возникает также при воздействии на газо-провод электрического тока, который движется в грунте. В грунт токи попадают в результате утечек из рельсов электрифицированного транспорта — их называют блуждающими. Коррозию, возникающую под действием блуждающих токов, называют электрической в отличие от электрохимической — гальванокоррозии. Блуждающие токи, стекая с рельсов в грунт, движутся по направлению к отрицательному полюсу тяговой подстанции. В местах, где повреждена изоляция, они попадают на газопровод. Вблизи тяговой подстанции токи выходят из 61 газопровода в грунт в виде положительных ионов металла. Начинается электролиз металла. Участки выхода тока из газопровода представляют собой анодные зоны, в которых протекает активный процесс электрокоррозии. Зоны входа постоянного тока в газопровод называют катодными. Электрическая коррозия блуждающими токами во много раз опаснее электрохимической коррозии. В городских условиях это наиболее распространенный вид коррозии. Коррозионная активность грунта зависит от структуры, влажности, воздухопроницаемости, наличия солей и кислот, а также от электропроводности. Сухие грунты менее активно воздействуют на металл, чем влажные. С увеличением влажности грунта первоначально увеличивается и его коррозионность. Наибольшую степень коррозионности имеет грунт при влажности 11—13%. Увеличение влажности свыше 20—24% приводит к снижению интенсивности коррозии. В водонасыщенных грунтах интенсивность коррозии будет минимальной, если вода, насыщающая грунт, сама не является агрессивной по отношению к металлу. При переменной влажности, когда возникают условия совместного воздействия влаги и кислорода, создается наиболее благоприятная среда для коррозии металла. Городские грунты, засоренные сточными водами, имеющие разнородную структуру и включения различных предметов, являются коррозионноактивными. Заболоченные участки, торфянистые влажные почвы, участки грунта, находившиеся под отвалами шлаков, засоленные почвы также являются коррозионноактивными. Чистые пески менее опасны в коррозионном отношении. Существующие методы защиты газопроводов от коррозии можно разделить на две группы: –пассивные; –активные. Пассивные методы защиты заключаются в изоляции газопровода. К активным относятся электрические методы защиты. К изоляционным материалам, используемым для защиты газопроводов, предъявляют ряд требований, основные из которых следующие: 62 –монолитность покрытия; –водонепроницаемость; –хорошее прилипание к металлу; –химическая стойкость в грунтах; –высокая механическая прочность (при переменных температурах); –обладание диэлектрическими свойствами. Изоляционные материалы не должны быть дефицитными. Наиболее распространенными изоляционными материалами являются битумно-минеральные и битумно-резиновые мастики. В первом случае в качестве заполнителя к битуму добавляют хорошо измельченные доломитизированные или асфальтовые известняки, асбест или обогащенный каолин, во втором — резиновую крошку, изготовленную из амортизированных покрышек. Битумно-резиновая мастика обладает несколько большей прочностью, эластичностью и долго-вечностью. Для усиления изоляции применяют армирующие обертки из гидроизола, бризола или стекловолокнистого материала. Гидроизол представляет собой толстую бумагу из асбеста с добавлением 15—20% целлюлозы, пропитанную нефтяным битумом. Бризол готовят на основе битума и дробленой старой вулканизированной резины. Изоляцию газопровода производят в такой последовательности. Трубу очищают стальными щетками до металлического блеска и обез-жиривают. После этого на нее накладывают грунтовку толщиной 0,1 — 0,15 мм. Грунтовка представляет нефтяной битум, разведенный в бензине в отношении 1:2 или 1:3. Когда грунтовка высохнет, на трубопровод накладывают горячую (160— 1800С) битумную эмаль. Эмаль накладывают в несколько слоев в зависимости от требований, предъявляемых к изоляции. Снаружи трубу обертывают крафт-бумагой. В современных условиях все работы по изоляции труб механизируют. зависимости от числа нанесенных слоев эмали и усиливающих оберток изоляция бывает следующих типов: нормальная, усиленная и весьма усиленная. Нормальную изоляцию применяют при низкой коррозионности грунта, 63 усиленную — при средней, в остальных случаях используют весьма усиленную изоляцию. Для защиты газопроводов применяют также пластмассовые, пленочные материалы (ленты), покрытые подклеивающим слоем. Поливинилхлоридные и полиэтиленовые ленты выпускают толщиной 0,3—0,4 мм, шириной 100—500 мм и длиной 100—150 м, намотанные в рулоны. Трубы очищают, покрывают грунтовкой, представляющей собой клей, растворенный в бензине, после чего обертывают изоляционной лентой. Для обертки труб используют специальные машины. активным методам защиты относят катодную и протекторную защиту и электрический дренаж. Основным методом защиты газопроводов от блуждающих токов является электрический дренаж. Он заключается в отводе токов, попавших на газопровод, обратно к источнику. Отвод осуществляется через изолированный проводник, соединяющий газопровод с рельсом электрифицированного транспорта или минусовой шиной тяговой подстанции. 2.2. Способы прокладки инженерных коммуникаций 2.2.1. Подземные и надземные способы прокладки Для строительства, проектирования, монтажа и эксплуатации городских и промышленных объектов требуются точные данные о размещении в плане и по высоте всего комплекса инженерных коммуникаций с указанием их технических характеристик. Это вызывает необходимость проведения большого объема инженерно-геодезических работ по съемке и составлению планов инженерных коммуникаций. Инженерные коммуникации - это линейные сооружения с технологическими устройствами на них, предназначенные для транспортирования жидкостей, газов и тепловой энергии в виде горячей воды или пара. Их можно разделить на две группы: подземные и надземные коммуникации. В качестве синонимов их также называют инженерными сетями, а отдельные коммуникации – трассами или прокладками. 64 Трубопроводы – это сети водопровода, канализации, газоснабжения, теплофикации, водостока, дренажа, нефте- и газопроводы и другие прокладки, предназначенные для транспортирования различного содержимого по трубам. Надземная прокладка труб (на отдельно стоящих мачтах или эстакадах, на кронштейнах, заделываемых в стены здания) применяется на территориях про-мышленных предприятий, при сооружении тепловых сетей вне черты города, при пересечении оврагов и т.д. Надземная прокладка тепловых сетей рекомендуется преимущественно при высоком стоянии грунтовых вод (рис. 2.4, 2.5). надземным конструкциям относятся: –балочные переходы; –висячие и арочные конструкции; –эстакады.  |