Технология строительства подземных инженерных сетей при раздельной и совмещённой прокладке в траншеях

При выборе способа прокладки подземных инженерных сетей учитывается: глубина заложения трубопровода, его диаметр и протяжённость, сроки строительства, особенности и размеры строи­тельной площадки, наличие дорог, время года, гидрогеологические и климатические условия.

На выбор способа строительства также большое влияние оказывают материал труб (железобетон, сталь, чугун, асбестоце­мент, пластмассы и др.), т.к. от материала труб зависят способы их соединения и последовательность технологических процессов.

Возможна прокладка инженерных сетей в траншеях (раздель­ная или совмещенная) или бестраншейными способами.

В технико-экономическом отношении раздельные прокладки подземных инженерных сетей нецелесообразны. Совмещённая прокладка трубопроводов в одной траншее более выгодна, так как объём земляных работ сокращается на 25-50 %.

При раздельной прокладке трубопроводы и кабели разме­щают на различной глубине от поверхности земли. В первую очередь укладываются сети глубокого заложения, а затем более мелкого. Это даёт возможность предотвратить повреждение уло­женных сетей при отрывке траншей и позволяет более качественно уплотнять грунт после их обратной засыпки.

Рисунок 2.1 – Совмещенная прокладка подземных сетей в общей траншее:

1 – тепловые сети; 2 – водопровод; 3 – газопровод; 4 – канализация;

5 – трубопровод специального назначения

Технология совмещенной прокладки инженерных сетей:

1. Подготовительные работы: разбивка трассы траншей с выносом оси в натуру и привязкой к постоянным ориентирам, ограждение люков существующих подземных сетей, установка инвентарных ограждений траншей.

2. Земляные работы. Выбор землеройных машин зависит от сроков строительства и объёмов земляных масс. Выбор экскаватора для разработки грунта производится в зависимости от глубины и ширины траншеи, а также характера выгрузки грунта. Разработку траншей производят главным образом экскаваторами обратная лопата с ёмкостью ковша от 0,25 м³ до 1,0 м³ или роторными экскаваторами. Грунт из траншеи может разрабатываться в отвал, а при стеснённых условиях строительства – отвозиться на транспортных средствах в заранее выбранные места.

При разработке в отвал грунт подаётся экскаватором в наиболее удалённые места отвала с таким расчётом, чтобы после прохода экскаватора оставалась бровка шириной не менее 0,5 м между откосом траншеи и отвалом. Высота отвала должна быть на 0,4-0,5 м меньше высоты выгрузки экскаватора.

Траншеи разрабатывают экскаватором без нарушения структуры грунта в основании с некоторым недобором.

Требования, предъявляемые к траншеям:

– в стеснённых условиях или при значительной глубине заложения трубопроводов траншеи обычно разрабатывают с верти­кальными стенками и устройством креплений. Во всех случаях, где позволяют условия работы, траншеи устраивают с откосами без установки креплений;

– разработка траншей с вертикальными стенками без крепления производится в грунтах естественной влажности при отсутствии грунтовых вод на глубину не более: в песчаных и гравелистых – 1,0 м, в супесях – 1,25 м, в суглинках и глинках – 1,5 м, в плотных песчаных грунтах – 2,0 м;

– ширину траншей понизу принимают в зависимости от материала труб, от способов укладки трубопроводов и от их наружных диаметров (табл. 2.3);

Таблица 2.3 – Наименьшая ширина траншей по дну

Способ монтажа подземных сетей	Наименьшая ширина траншей по дну (м) при стыковых соединениях сетей
сварных	раструбных	фальцевых и на муфтах
Плетями при наружном диа­метре труб D, м: до 0,7 более 0,7	D +0,3, но не менее 0,7 1,5 D	- -	- -
Отдельными трубами и блоками коллекторов при наружном диаметре (ширина) D, м: до 0,5 0,5-1,6 1,6-3,5	D +0,5 D +0,8 D +1,4	D +0,6 D +1,0 D +1,4	D +0,8 D +1,2 D +1,4

– из условий техники безопасности минимальная ширина траншеи (с вертикальными стенками), в которой должны работать люди, принимается 0,7 м (между основаниями откосов, досками креплений или шпунтами). Ширина траншеи зависит также и от механизмов, применяемых для их разработки;

– при устройстве креплений ширина траншеи по дну прини­мается согласно табл. 2.4 с добавлением: при устройстве инвентар­ных и неинвентарных деревянных креплений – 100 мм, деревянного шпунтового ограждения – 150 мм, металлического шпунтового ограждения – 400 мм;

Таблица 2.4 – Параметры ковшей экскаваторов обратная лопата

Наименование показателя	Тип экскаватора
ЭО-2521	ЭО-3311, Э-3О3, Э-304	ЭО-3322, Э-5015	ЭО-4111	ЭО-4121, ЭО-10011	ЭО-6111	ЭО-5122
Емкость ковша, м3	0,25	0,40	0,50	0,65	1,00	1,25	1,60
Ширина режущей кромки ковша, м	0,76	0,92	0,83	1,16	1,29	1,40	1,56;

– наименьшая ширина траншеи по дну при разработке грунта экскаватором должна соответствовать ширине режущей кромки ковша (табл. 2.4) с добавлением: в песчаных и супесчаных грунтах – 0,15 м, в глинистых и суглинистых – 0,10 м;

– при монтаже колодцев в траншеях с вертикальными стенками наименьшее расстояние в свету между боковой поверх­ностью колодца и досками крепления или шпунтом должно быть не меньше 0,7 м;

– ширина по дну траншей, разрабатываемых ниже уровня грунтовых вод с устройством открытого водоотвода, должна прини­маться с учетом размещения водосборных устройств (зумпфа);

– ширина по дну траншей, разрабатываемых с откосами в грунтах, расположенных выше уровня грунтовых вод, принимается не менее наружного диаметра труб с уширением на 0,5 м при укладке трубопроводов из отдельных труб и на 0,3 м при укладке плетями или секциями;

– наибольшую крутизну откосов траншей, устраиваемых без креплений в грунтах, находящихся выше уровня грунтовых вод, и в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, принимают в соответствии с таблицей 2.5.

Таблица 2.5 – Наибольшая допустимая крутизна откосов

Наименование грунта	Наибольшая допустимая крутизна откосов при глубине траншеи в сухих грунтах, м
до 1,5	1,5-3	3-5
Насыпной	1:0,67	1:1	1:1,25
Песчаный, гравелистый	1:0,5	1:1	1:1
Супесь	1:0,25	1:0,67	1:0,85
Суглинок	1:0	1:0,5	1:0,75
Глина	1:0	1:0,25	1:0,5

– в местах расположения сетевых сооружений (например, колодцев) траншея соответственно расширяется и углубляется;

– если траншея имеет крепления, то щиты или доски креплений должны возвышаться над поверхностью земли на 10-15 см, чтобы исключить осыпание верхних кромок грунтовых стенок траншеи и попадание в траншею грунта, камней и пр.;

– вырытая траншея должна быть защищена от стока в неё дождевой и талой воды, а также поступления грунтовых вод;

– при пересечении траншеей существующих инженерных сетей они должны быть заключены в короба и прочно укреплены;

Пересечение трубопроводов с другими подземными инженер­ными сетями в плане должно быть по возможности перпендику­лярным. Расстояние между трубопроводами должно обеспечивать их сохранность при производстве строительных работ и при ремонте.

Разработка грунта механизированным способом при пересече­нии действующих подземных сетей разрешается на расстоянии не менее 2 м от боковой стенки и не менее 1 м над верхом трубы кабеля. Грунт, оставшийся после механизированной разработки, должен дорабатываться вручную без применения ударных инстру­ментов и с применением всех мер, исключающих возможность повреждения этих коммуникаций. В целях обеспечения сохранности вскрытых действующих сетей рекомендуется устраивать, подвески различной конструкции, и только при пересечении стальных трубопроводов, при ширине траншеи до 3 м подвеска не устраивается.

Если трубопровод пересекает существующие линии сверху, то он укладывается в металлическом кожухе; если снизу – производятся мероприятия по подвеске существующих линий, а прокладываемый трубопровод устраивается в бетонном массиве для предотвращения просадки рис. 2.2.

Отрывку траншей ниже подошвы действующих сетей разре­ша­ется производить после проверки прочности конструкций подвески.

При отрицательной температуре наружного воздуха отшурфо­ванные водоводы, водопроводы следует утеплять стекловатой (шлаковатой) с устройством асбестоцементной корки и усиленной гидроизоляции, если это происходит в зоне действия грунтовых вод.

– для заделки стыковых соединений труб, а также их сварки, в траншеях устраиваются приямки различных размеров. Желательно их устраивать непосредственно перед укладкой труб. Работы проводятся звеном землекопов, разработанный грунт укладывается у бортов по дну траншеи и используется для подбивки грунтом уложенного трубопровода.

Рисунок 2.2 – Подвеска пересекающих траншей коммуникаций:

а – одного или нескольких кабелей; б – кабельной канализации

в асбестоцементных трубах; в – трубопровода; 1 – бревно или брус;

2 – короб из досок или щитов; 3 – подвески-скрутки; 4 – кабель;

5 – трубопровод; 6 – асбестоцементные трубы кабельной канализации;

7 – двутавровая балка; 8 – перекладины из швеллеров; 9 – подвески из круглой стали; 10 – подкладки; 11 – пересекающий траншею трубопровод

Приямки для монтажа и заделки стыковых соединений труб диаметром до 300 мм отрывают перед укладкой каждой трубы в траншею. Для труб диаметром более 300 мм допускается отрывать приямки за 1-2 дня до укладки труб с учетом фактической длины труб. Длина участка определяется длиной труб, укладываемых в течение суток.

Размеры приямков для заделки стыков трубопроводов принимают не менее указанных в табл. 2.6.

Таблица 2.6 – Размеры приямков

Трубы	Тип стыкового соединения	Наружный диаметр трубопровода, мм	Размеры приямков, м
длина	ширина	глубина
Стальные	Сварное	Для всех диаметров	1,00	Д+1,2	0,7
Чугунные	Раструбное	До 326 включительно	0,55	До+0,5	0,3
Более 326	1,00	До+0,5	0,4
Муфтовое	До 326 включительно	0,70	До + 0,5	0,2
Более 326	0,90	До +0,5	0,3
Бетонные и железо-бетонные	Раструбное и муфтовое	До 620 включительно	1,00	До +0,5	0,3
Более 620	1,00	До +0,5	0,4
Пластмас-совые	Все виды	Для всех диаметров	0,60	До +0,5	0,2
0,60	До +0,5	0,3

Примечание: Д – наружный диаметр трубопровода. Д_о – наружный диаметр раструба или муфты.

– перед укладкой труб или устройством искусственного основания траншею очищают от осыпавшегося грунта и случайно попавших предметов.

3. Устройство оснований под трубопроводы. Тип основания под трубопроводы выбирают в каждом конкретном случае, исходя из: геологических и гидрогеологических условий места строи­тельства, размеров и конструкций трубопроводов, несущей способ­ности грунтов, требований к водонепроницаемости трубопроводов.

4. Монтаж трубопроводов. Перед монтажом трубы очищают­ся внутри и снаружи от грязи, льда, снега и пр. Укладывают трубы на подготовленное основание всегда навстречу уклона; при раструбных и фальцевых трубах – раструбами вперёд по ходу укладки, при этом гладкий конец укладываемой трубы вставляется в раструб уложенной. Правильность укладки проверяется геодезичес­кими инструментами.

В первую очередь ведётся монтаж трубопроводов с более глубоким заложением, с соблюдением условий технологического процесса и правил техники безопасности. Монтаж должен выпол­няться только одной организацией, что позволяет лучше использо­вать механизмы и создавать условия безопасного ведения работ.

Для монтажа применяются автокраны, пневмоколёсные краны, краны на гусеничном ходу и трубоукладчики, каждый их которых подбирается с учётом его грузоподъёмности и вылета стрелы.

5. Монтаж наземных элементов трубопроводов. Монтаж колодцев и камер производится теми же механизмами, которые используются для прокладки сетей. До начала монтажа колодцев и камер должны быть подготовлены котлованы: уплотнена и спланирована земля, устроено основание из материала, указанного в проекте. Монтироваться могут как отдельные элементы колодца – конус, кольца и днище, так и устанавливаться цельный колодец объемного типа.

6. Устройство стыков трубопроводов. Стыки стальных труб устраиваются при помощи сварки.

Стыки чугунных раструбных труб заделываются при помощи просмоленных пеньковых прядей, которые уплотняются коно­пат­кой, после чего стык зачеканивается асбестоцементным раство­ром или же вместо пеньковой пряди применяются резиновые кольца.

Стыки асбестоцементных труб устраиваются при помощи цилиндрических асбестоцементных муфт с двумя резиновыми кольцами.

Стыки керамических труб заделываются пеньковой просмо­ленной прядью, асфальтовой мастикой, а также цементом.

Стыки канализационных раструбных железобетонных трубо­проводов заделываются асбестоцементной смесью, а водосточных трубопроводов – цементо-песчаным раствором с добавкой жидкого стекла.

7. Испытание сетей. Испытание напорных трубопроводов с целью проверки их герметичности и прочности производится пнев­матическим или гидравлическим способами. Способы испытания и величины контрольных давлений и утечек принимаются согласно соответствующим нормативным документам.

8. Обратная засыпка и уплотнение грунта в траншеях. Засып­ка траншей производится под наблюдением их владельцев. Траншеи засыпаются после проверки правильности укладки трубопроводов и испытания герметичности стыковых соединений. Для засыпки применяют бульдозер, работающий перекрестными косопопереч­ными проходами. Уплотнение грунта производится катками и трамбующими плитами. Если траншея находится в пределах проез­жей части, то уплотнение продолжается до тех пор, пока коэффи­циент уплотнения будет больше 0,98 по всей глубине засыпки.

9. Вывозка лишнего грунта. Избыточный грунт загружается экскаваторами в автосамосвалы и вывозится.