ПЕРЕСЕЧЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ С РЕКАМИ, ОВРАГАМИ, ЖЕЛЕЗНЫМИ И АВТОМОБИЛЬНЫМИ ДОРОГАМИ

Самотечные трубопроводы часто пересекаются с различными естественными и искусственными препятствиями. К естественным препятствиям относятся ручьи, реки, овраги и т.п.; к искусственным — автомобильные и железные дороги, подземные коллекторы, трубопроводы различного назначения, кабели, пешеходные переходы, линии метрополитена и другие сооружения.

Конструкция пересечения зависит от взаимного высотного расположения (разности отметок) трубопровода и препятствия.

Если трубопровод непосредственно пересекается с препятствием, т.е. трубопровод и препятствие расположены на одной и той же отметке или разность их незначительна, то пересечение выполняется в виде дюкера — напорного трубопровода, соединяющего два самотечных трубопровода. На рис. 5.13 показана схема дюкера через реку.

Схема дюкера через реку

Рис. 5.13. Схема дюкера через реку:

  • 1 — коллектор; 2 — входная камера; 3 — направляющие для установки шибера; 4 — задвижка; 5 — аварийный выпуск; 6 — напорные трубы;
  • 7 — выходная камера

Дюкер состоит из следующих основных элементов: напорных трубопроводов, верхней и нижней камер. Напорные трубопроводы дюкера выполняются не менее чем из двух ниток стальных труб с усиленной антикоррозионной изоляцией. Диаметр их должен быть не менее 150 мм. Обе нитки должны быть рабочими. Лишь при небольших расходах допускается устройство дюкера с одной рабочей и одной резервной трубой.

Все линии дюкера принимают рабочими и рассчитывают на пропуск расхода:

= Яр /п, (5-3)

где <7р — расчетный расход через дюкер; п — число рабочих линий.

Диаметр труб определяют исходя из условия обеспечения са-моочищающих скоростей у > 1 м/с по формуле

?/ = у[4д^/пу. (5.4)

Вода в трубах дюкера движется с заданной скоростью в результате наличия перепада уровней воды АИ в верхней и нижней камерах, который принимается равным потерям напора в дюкере и вычисляется по формуле

(5.5)

где /?, = И — потери напора по длине трубы; км потери напора в местных сопротивлениях; / — гидравлический уклон (потери напора на единицу длины трубы); / — длина трубопроводов дюкера; ур — скорость движения воды в трубах при расчетных условиях; g — ускорение свободного падения.

Сумма коэффициентов

(5.6)

где ^ВХ, ^задв, ^отв, ^вых — коэффициенты местных сопротивлений соответственно на входе, в задвижке, в отводах и на выходе; т — число отводов.

Дюкер является коротким трубопроводом, в котором потери напора в местных сопротивлениях соизмеримы с потерями напора по длине труб, поэтому при определении потерь напора учитывают и местные сопротивления.

Дюкеры могут устраиваться и при пересечении самотечного трубопровода с автомобильными и железными дорогами, если они проходят в выемках. В этом случае трубопроводы прокладывают в футлярах (металлических или железобетонных) или осуществляется их бетонирование. В остальном дюкеры под железными и автомобильными дорогами проектируются аналогично проектированию дюкеров через реки.

Если трубопроводы располагаются ниже препятствия, то пересечение выполняется в виде самотечного трубопровода из усиленных стальных или железобетонных труб, уложенных в футляре, непроходных или проходных тоннелях. Глубина заложения трубы, футляра или тоннеля должна быть не менее 1 м при открытом способе производства работ и не менее 1,5 м при закрытом. Длину футляра определяют исходя из размеров препятствия. Поперечные размеры футляра и тоннеля зависят от способов производства работ и размеров трубопровода.

Кожухи и тоннели предназначены для предохранения рабочего трубопровода от нагрузок, возникающих при движении транспорта над ним. Одновременно кожух предохраняет дорогу от разрушения в случае аварии трубопровода. Футляры должны устраиваться с противокоррозионной изоляцией (торкрет-бетонное армированное, битумно-резиновые, полимерные покрытия) и защитой от электрохимической коррозии (катодная поляризация с протекторными установками). Пространство между стенками футляра и трубопровода надлежит заполнять бетоном. Перед и после пересечения желательно устройство смотровых колодцев с отключающими устройствами.

Футляры при бестраншейной проходке прокладывают прокалыванием, продавливанием или методом горизонтального бурения. Самотечные коллекторы большого поперечного сечения прокладывают под препятствием в тоннелях, которые сооружают способом щитовой или штольной проходки.

Эстакада устраивается, если трубопровод располагается значительно выше препятствия (при пересечении оврагов, суходолов); в этом случае пересечение выполняется в виде самотечного трубопровода, уложенного по эстакаде или существующему мосту в утепленном коробе.

Имеется зарубежный опыт прокладки дюкеров из пластмассовых труб. Для этих целей обычно применяют полиэтиленовые трубы. При прокладке подводных линий используются большая гибкость труб из полиэтилена, возможность их сварки в плети большой длины. Принцип прокладки подводного трубопровода состоит в том, что один его конец герметизируется заглушкой, а трубопровод, наполненный воздухом, плавает на поверхности воды. У берега на трубопроводе закрепляются анкерные грузы, и пригруженный таким образом трубопровод буксируется к месту его запланированной укладки, после чего он заполняется водой.

Перед погружением трубопровода его трасса должна быть размечена посредством буев. Полиэтиленовые трубы сваривают в плети длиной 250—1000 м, соединяемые затем с помощью фланцев. Погружаемая часть может состоять из одной или нескольких соединенных плетей. Операция погружения начинается путем открытия клапана на одном конце трубопровода и впуска в него воды. Вентильным устройством на другом конце трубопровода регулируют выход из него воздуха. Регулируя выход воздуха из трубопровода, контролируют скорость его погружения (обычно 0,2—0,6 м/с). В процессе всей операции погружения проверяют соответствие положения трубопровода заданной трассе.

Полиэтиленовый трубопровод достаточно гибкий, и обычно он принимает форму профиля дна, поэтому подготовку дна практически не производят.

При проектировании подводных трубопроводов следует учитывать профиль дна водоема, характерные уровни воды, максимальную толщину льда, силу воздействия волн и течений, а также предусмотреть возможность повреждения трубопровода якорными устройствами и др.

Чтобы предотвратить осаждение взвешенных веществ и образование газов в подводных напорных канализационных трубопроводах (что может привести к всплытию трубопровода), скорость воды в них должна поддерживаться достаточно высокой (не менее 1 м/с).

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >