Статья 52. Статический расчет трубопроводов подземной прокладки

1. Статический расчет трубопроводов подземной прокладки должен производиться на основе анализа комплексного воздействия следующих наиболее опасных для используемых видов, типов и размеров труб факторов:

внутреннего гидравлического давления;

давления грунта, определяемого с учетом качества подготовки основания и уплотнения грунта засыпки, временных нагрузок;

собственной массы труб и массы транспортируемой воды;

атмосферного давления, (при образовании в водоводе вакуума);

внешнего гидростатического давления (при наличии грунтовых вод).

2. Значение расчетного внутреннего гидравлического давления должно быть равным наибольшему возможному по условиям эксплуатации давлению в водопроводе на различных участках по длине (при наиболее невыгодном режиме работы) без учета повышения давления при гидравлическом ударе или с учетом действия этого повышения при наличии противоударной арматуры, если это давление в сочетании с другими нагрузками окажет на водовод большее воздействие.

При расчете трубопроводов на повышение давления при гидравлическом ударе, а также на воздействие образовавшегося в нем вакуума, внешняя нагрузка не должна превышать нагрузки от колонны автомобилей Н-18.

Повышение давления при гидравлическом ударе определяется с учетом действия мер защиты, предусматриваемых проектной документацией на строительство.

Меры защиты систем трубопроводов от недопустимого повышения давления при гидравлических ударах должны обеспечиваться на случаи:

внезапного выключения всех или группы совместно работающих насосов вследствие нарушения электропитания, выключения одного из совместно работающих насосов до закрытия поворотного затвора (задвижки) на его напорной линии;

пуска насоса при открытом поворотном затворе (задвижке) на напорной линии, оборудованной обратным клапаном;

механизированного закрытия поворотного затвора (задвижки) при выключении водоводов или линий сети, как в целом, так и на отдельных участках;

открытия или закрытия быстродействующей водоразборной арматуры.

Для защиты от гидравлических ударов, вызываемых внезапным выключением или включением насосов, в проектах на строительство должны предусматриваться следующие меры:

установка на водоводе клапанов для впуска воздуха;

установка на напорных линиях насосов обратных клапанов с регулируемым открытием и закрытием;

установка на водоводе обратных клапанов, расчленяющих водовод на отдельные участки с небольшим статическим напором на каждом из них;

сброс воды через насосы в обратном направлении при их свободном вращении или полном торможении;

установка в начале водоводов (на напорной линии насоса) воздушно-водяных камер (колпаков), смягчающих процесс гидравлического удара.

Для защиты от недопустимого повышения давления при гидравлических ударах должны предусматриваться следующие меры:

установка предохранительных клапанов и клапанов гасителей;

сброс воды из напорной линии во всасывающую;

впуск воды в местах возможного образования разрывов потока в водоводе;

установка глухих диафрагм, разрушающихся при повышении давления сверх допустимого предела;

устройство водонапорных колонн;

использование насосных агрегатов с большой инерцией вращающихся масс.

Защита трубопроводов и оборудования систем водоснабжения от недопустимого повышения давления, вызываемого закрытием поворотного затвора (задвижки), должна обеспечиваться путем увеличения продолжительности закрытия. При необходимости быстрого закрытия затвора должны приниматься дополнительные меры защиты (установка предохранительных клапанов, воздушных колпаков, водонапорных колонн и другие).

3. К числу временных нагрузок следует относить:

для трубопроводов, укладываемых под железнодорожными путями - нагрузку, соответствующую классу данной железнодорожной линии;

для трубопроводов, укладываемых под автомобильными дорогами - нагрузку от колонны автомобилей Н-ЗО или колесного транспорта НК-80 (по большему силовому воздействию на трубопровод);

для трубопроводов, укладываемых в местах, где возможно движение автомобильного транспорта - нагрузку от колонны автомобилей Н-18 или гусеничного транспорта НГ-60 (по большему силовому воздействию на трубопровод);

для трубопроводов, укладываемых в местах, где движение автомобильного транспорта невозможно, - равномерно распределенную нагрузку 5 кПа.

Тип основания под трубы необходимо определять в зависимости от несущей способности грунтов и уровня нагрузок. Во всех грунтах, за исключением скальных и заторфованных, трубы необходимо укладывать на естественный грунт ненарушенной структуры, обеспечивая при этом выравнивание, а в необходимых случаях - профилирование основания.

При укладке труб на скальных грунтах необходимо выравнивать основания слоем песчаного грунта толщиной 10 см над выступами. Допускается использование для этих целей супесей и суглинков при условии их уплотнения до плотности грунта 1, 5т/м³. При прокладке в мокрых связных грунтах (суглинок, глины) необходимость устройства песчаной подготовки устанавливается проектом производства работ в зависимости от предусматриваемых мер по водопонижению, а также в зависимости от типа и конструкции труб. В илистых, заторфованных и других слабых водонасыщенных грунтах трубы необходимо укладывать на искусственное основание.

4. Чугунные, асбестоцементные, бетонные, железобетонные трубопроводы должны быть рассчитаны на совместное воздействие внутреннего давления, предусмотренного проектной документацией, и расчетной внешней нагрузки. Стальные и пластмассовые трубопроводы должны быть рассчитаны на прочность при воздействии внутреннего давления и на совместное воздействие внешней приведенной нагрузки и атмосферного давления при образовании значения абсолютного давления в водоводе ниже относительного, а также на устойчивость круглой формы поперечного сечения труб.

Укорочение вертикального диаметра труб без внутренних защитных покрытий не должно превышать 3%.

При определении величины вакуума в водоводе следует учитывать действие установленных на трубопроводе противовакуумных устройств.

Статья 53. Требования к заложению труб

1. Глубина заложения труб, считая до низа трубы, должна быть на 0, 5 м больше расчетной глубины промерзания грунта и должна исключать:

замерзание арматуры, устанавливаемой на водоводе;

недопустимое снижение пропускной способности водовода в результате образования льда на внутренней поверхности труб;

повреждение труб и их стыковых соединений в результате замерзания воды, деформации грунта и температурных напряжений в материале стенок труб;

образование в водоводе ледяных пробок при перерывах подачи воды, связанных с повреждением трубопроводов.

2. Расчетная глубина промерзания грунта увеличивается на основании анализа:

результатов наблюдений за глубиной промерзания грунта в холодную и малоснежную зиму;

опыта эксплуатации трубопроводов в данном районе с учетом возможного изменения ранее наблюдавшейся глубины промерзания грунта в результате намечаемых изменений в состоянии территории (удаление снежного покрова, устройство усовершенствованных дорожных покрытий и т.п.).

При отсутствии сведений о промерзании грунта расчетная глубина промерзания грунта и возможное ее изменение в связи с предполагаемыми изменениями в благоустройстве территории определяется на основании теплотехнических расчетов.

При прокладке водоводов в зоне отрицательных температур материал труб и элементов стыковых соединений должен удовлетворять требованиям морозоустойчивости.

3. Для предупреждения нагревания воды в летнее время глубина заложения водоводов должна составлять не менее 0, 5 м, считая до верха труб. Меньшая глубина заложения водоводов или участков водопроводной сети возможна при условии ее обоснования теплотехническими расчетами.

При уменьшении глубины заложения водоводов и водопроводных сетей при подземной прокладке следует учитывать возможность возрастания при этом внешней нагрузки от транспорта, а также условия их пересечения с другими подземными сооружениями и коммуникациями.

4. Минимальные расстояния между трубами водоводов должны определяться с учетом обеспечения возможности проведения работ при прокладке и при ремонтах водоводов.

5. На поворотах в горизонтальной или вертикальной плоскости водоводов из раструбных труб или труб, соединяемых муфтами, когда возникающие усилия не могут быть восприняты стыками труб, должны устанавливаться упоры. На сварных водоводах упоры необходимо устанавливать при расположении поворотов в колодцах или угле поворота в вертикальной плоскости выпуклостью вверх 30 градусов и более.

Упоры не устанавливаются на водоводах из раструбных труб или труб, соединяемых муфтами с рабочим давлением до 1 МПа, при углах поворота до 10 градусов.