Подземная прокладка теплопроводов
В городах и населенных пунктах для тепловых сетей в основном применяют подземную прокладку, которая не портит архитектурного ансамбля, не мешает движению транспорта и позволяет снизить теплопотери за счет использования теплозащитных свойств грунта. Промерзание грунта не опасно для теплопроводов, поэтому их можно прокладывать в зоне сезонного промерзания грунта. Чем меньше глубина заложения тепловой сети, тем меньше объем земляных работ и ниже стоимость строительства. Подземные тепловые сети чаще всего прокладывают на глубине от 0,5 до 2 м ниже поверхности земли. Всегда стремятся прокладывать тепловые сети выше уровня грунтовых вод. При отсутствии такой возможности следует предусматривать попутный дренаж для понижения уровня вод в зоне заложения, а для наружных поверхностей строительных конструкций и закладных деталей — обмазочную битумную изоляцию. При невозможности применения попутного дренажа предусматривают оклеенную гидроизоляцию из битумных рулонных материалов с защитными ограждениями на высоту, превышающую максимальный уровень грунтовых вод на 0,5 м, или другую эффективную гидроизоляцию.
Трассу тепловых сетей в городах й других населенных пунктах располагают в отведенных для инженерных сетей технических полосах параллельно красным линиям улиц, дорог и проездов вне проезжей части и полосы зеленых насаждений. Внутри микрорайонов и кварталов трассу тепловых сетей, как правило, предусматривают вне проезжей части дорог. Заглубление тепловых сетей от поверхности земли или дорожного покрытия следует принимать не менее: а) до верха перекрытий каналов и тоннелей — 0,5 м; б) до верха перекрытий камер — 0,3 м; в) до верха оболочки бес- канальной прокладки — 0,7 м. Уклон тепловых сетей независимо от направления движения теплоносителя и способов прокладки должен быть не менее 0,002. Расстояние по горизонтали и вертикали от тепловых сетей до зданий, сооружений и инженерных сетей принимается в соответствии со СНиП П-36-73 «Тепловые сети. Нормы проектирования».
Конструктивно подземные тепловые сети делят на два принципиально различных вида: канальные и бесканальные. Каналы для теплопроводов бывают проходные, полупроходные и непроходные. Конструкция канала полностью разгружает теплопроводы от механического воздействия массы грунта и временных транспортных нагрузок и ограждает трубопроводы и тепловую изоляцию от коррозионного влияния почвы. Прокладка в каналах обеспечивает свободное перемещение трубопроводов при температурных деформациях как в продольном (осевом), так и в поперечном направлении, что позволяет использовать их самокомпенсирующую способность на угловых участках трассы тепловой сети.
Прокладка в проходных каналах (тоннелях)— наиболее совершенный способ, так как при этом обеспечивается постоянный доступ обслуживающего персонала к трубопроводам для осуществления контроля за их работой и производства ремонта, что наилучшим способом обеспечивает их надежность и долговечность. Однако стоимость прокладки теплопроводов в проходных каналах весьма высокая, а сами каналы имеют большие габариты (высотой в свету не менее 1,8 м и проход между трубами — 0,7 м). Проходные каналы устраивают обычно при прокладке большого числа труб в одном направлении, например на выводах с ТЭЦ.
В целях удешевления строительства подземных коммуникаций, улучшения эксплуатации, повышения надежности и удлинения их срока службы в больших городах строят так называемые городские коллекторы, в которых прокладывают теплопроводы, водопровод, электрические и телефонные кабели и другие коммуникации. Такие коллекторы называют общими. Горбдскиё прохйдйУе кбллёкторы оборудуют вентиляционными и. дренажно-откачивающими средствами, электрическим освещением и другим оборудованием. Применение городских коллекторов позволяет организовать комплексное проектирование, строительство и эксплуатацию инженерных коммуникаций; вести строительство индустриальными методами с применением комплексной механизации, узлов и конструкций повышенной заводской готовности, монтажа с колес. При ремонте коммуникаций исключается разрытие городских территорий. Все это значительно улучшает систему инженерного оборудования городов и поселков в целом.
Полупроходные каналы являются переходной ступенью между проходными и непроходными каналами и имеют габариты, меньшие по сравнению с проходными. Их высота в свету 1,4 м, ширина прохода между трубами 0,4— 0,5 м. Полупроходные каналы применяют для двухтрубных тепловых сетей в исключительных случаях на отдельных участках, например для прокладки теплопроводов под железнодорожными путями, а также под центральными проездами городов с интенсивным уличным движением, где затруднено вскрытие поверхности земли для осмотра и ремонта теплопроводов. Осмотр теплопроводов и производство ремонтных работ в полупроходных каналах допускаются только при отключении теплоносителя.
Непроходные каналы получили наибольшее распространение в практике строительства тепловых сетей. Этот тип прокладки применяют в любых грунтовых условиях, в том числе с устройством в зоне высоких грунтовых вод попутного дренажа. Насчитывается большое количество различных конструкций непроходных каналов, каждая из которых имеет те или иные преимущества и недостатки. Конструкции непроходных каналов отличаются большим разнообразием как по форме (прямоугольные, полуцилиндрические, цилиндрические), так и по материалу (кирпичные, бетоноблочные, железобетонные).
Конструкции теплопроводов в непроходных каналах разделяют на две группы: с воздушным зазором между поверхностью тепловой изоляции и стенками канала и без воздушного зазора. Применение теплопроводов без воздушного зазора между тепловой изоляцией и стенками канала, равно как и бесканальных прокладок, возможно в условиях, когда тепловая деформация трубопровода происходит только в осевом направлении. На участках, где имеет место боковое перемещение трубопровода при тепловой деформации, следует применять прокладки в каналах с воздушным зазором. Теплопроводы без воздушного зазора не нашли широкого применения и из-за интенсивной наружной коррозии стальных трубопроводов, развивающейся в условиях высокой влажности тепловой изоляции, так как отсутствие воздушного зазора ухудшает вентиляцию воздуха и подсушку изоляции.
В непроходных каналах с воздушным зазором между поверхностью тепловой изоляции и стенками канала тепловая изоляция в меньшей степени подвержена увлажнению, поэтому и коррозия трубопроводов в таких каналах значительно меньше. Габариты непроходных каналов определяются: диаметрами прокладываемых теплопроводов, расстоянием между осями труб и зазором между поверхностью тепловой изоляции трубопроводов и внутренней поверхностью каналов. Условия работы теплопроводов в непроходных каналах резко отличаются от условий в проходных каналах. Отсутствие вентиляции приводит к высокой влажности воздуха в канале. Влага конденсируется на холодном потолке канала, увлажняет тепловую изоляцию труб, а затем снова испаряется. Для защиты от капель конденсируемой воды ее следует отводить в сторону от тепловой изоляции. Сводчатая форма перекрытия наиболее удобна для организованного стока влаги на дно канала. Для этой цели может применяться также устройство наклона в одну сторону плоского перекрытия канала.
Наряду с прокладкой в непроходных каналах все большее развитие получают бесканальные прокладки теплопроводов. Бесканальные прокладки тепловых сетей можно разделить на следующие виды: засыпные, сборные, сборно-литые, литые, монолитные. Отказ от применения каналов при прокладке подземных тепловых сетей весьма перспективен и является одним из путей удешевления их стоимости. Однако в бесканальных прокладках теплоизолированный трубопровод вследствие непосредственного контакта с грунтом находится в условиях более активных физико-механических воздействий (влажность грунта, давление грунта и внешних нагрузок и т. п.), чем в канальных прокладках. Впервые бесканальные прокладки были применены еще в первые годы развития теплофикации в СССР, хотя опыт эксплуатации их еще не был изучен. Прокладку осуществляли чрезвычайно просто: трубы укладывали в вырытую траншею, сваривали и засыпали слоем теплоизоляционного материала, а затем грунтом.
В период строительства тепловых сетей 1932—1940 гг. при бесканальной прокладке тепловых сетей в ряде городов— Москве, Ленинграде, Иванове, Ярославле, Кирове и других — использовали упрощенные засыпные конструкции из фрезерного торфа, шлака, опилок и других материалов. Однако уложенные таким способом теплопроводы быстро выходили из строя вследствие разрыва стыков труб из-за защемления их грунтом, а также вследствие наружной коррозии. В дальнейшем бесканальные прокладки постепенно совершенствовались, трубы стали покрывать теплоизоляционным материалом в виде сегментных блоков, поверх изоляции накладывали цементную корку и гидрозащитный слой. Но и эти конструкции оказались неудовлетворительными.
Бесканальная прокладка тепловых сетей возможна при использовании механически прочной теплогидроизоляционной оболочки, способной защитить трубопроводы от потерь тепла и выдерживать нагрузки, передаваемые грунтом. Создание качественных бесканальных прокладок потребовало применения новых технических решений и новых материалов. За последние годы были разработаны и испытаны новые теплоизоляционные материалы, позволившие вновь обратиться к бесканальным прокладкам. Среди бесканальных прокладок наибольшее распространение получили прогрессивные прокладки с использованием в качестве монолитной теплоизоляции армопенобетона, битумоперлита, асфальтокерамзитобетона, фенольного поропласта с самоспекающимся порошком (асфальтоизолом) и другими теплоизоляционными материалами. Распространение получила бесканальная прокладка тепловых сетей из асбестоцементных труб. Бесканальные прокладки тепловых сетей постоянно продолжают совершенствоваться и получают все более широкое распространение в практике строительства. Тепловые сети с диаметром трубопроводов до 500 мм рекомендуется прокладывать преимущественно бесканальным способом.
Авдолимов Е. М., Шальнов А. П. Водяные тепловые сети. — М.: Стройиздат, 1984.
