Система региональных документов регулирования
градостроительной деятельности в Санкт-Петербурге

Региональные методические документы

УСТРОЙСТВО СЕТЕЙ
ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ
В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ

РМД 40-20-2013 Санкт-Петербург

Правительство Санкт-Петербурга
Санкт-Петербург
2013

Предисловие

Содержание

Введение

Строительство и реконструкция сетей водоснабжения и водоотведения Санкт-Петербурга осуществляются в соответствии с Рекомендациями совместного совещания Комитета по промышленной политике Совета Федерации, Комитета по науке, образованию, здравоохранению и экологии Совета Федерации, Комитета по экологии Государственной Думы на тему: «О законодательном обеспечении экологической безопасности трубопроводных систем питьевого водоснабжения» от 08.10.2007 [1], Решениями Федерального собрания Российской Федерации Государственной думы «О проблемах обеспечения экологической безопасности сетей водоснабжения» от 22.02.2006 № 70-1 [2] и «Об экологической безопасности трубопроводных систем питьевого водоснабжения» от 15.11.2007 № 125-5 [3].

Региональный методический документ «Устройство сетей водоснабжения и водоотведения в Санкт-Петербурге» разработан согласно решению научно-технического совета ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга», проведенного 06.02.2013 (см. протокол от 06.02.2013 № 05-06-8/13).

Документ соответствует действующим федеральным нормам и законам Российской Федерации, а также территориальным нормам и законам Санкт-Петербурга.

В документе реализованы положения следующих Федеральных законов Российской Федерации:

- «О пожарной безопасности» [4];

- «Градостроительный кодекс Российской Федерации» [5];

- «Об охране окружающей среды» [6];

- «О техническом регулировании» [7];

- «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» [8];

- «О теплоснабжении» [9];

- «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» [10];

- «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» [11];

- «О водоснабжении и водоотведении» [12];

- Федеральная целевая программа «Чистая вода» на 2011 - 2017 годы, утвержденная Постановлением Правительства РФ [13];

- «Технический регламент о безопасности машин и оборудования», утвержденный Постановлением Правительства РФ [14].

Документ содержит положения, направленные на достижение целей технического регулирования, положения, отсутствующие в действующих федеральных нормативах для применения в Санкт-Петербурге, учитывающие природно-климатические, социальные особенности и экономические возможности города как субъекта Российской Федерации, а также положения по качеству городского водоснабжения и водоотведения для обеспечения срока службы сетей водоснабжения и водоотведения 50 лет и более (в течение 100 лет).

Положения настоящего документа могут быть использованы для разработки стандартов саморегулируемых организаций.

Документ разработан Санкт-Петербургским государственным политехническим университетом (ответственный исполнитель Н.И. Ватин, при участии: А.И. Рудского, Д.Ю. Райчука, А.А. Поповича, В.З. Величкина, В.Н. Старкова).

РЕГИОНАЛЬНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

1 Область применения

В настоящем документе содержатся методические указания для технических заказчиков, проектных и строительных организаций по устройству новых и реконструкции существующих сетей водоснабжения и водоотведения на территории Санкт-Петербурга от выходных запорных задвижек водопроводных станций города до водомерных узлов учета, зданий и сооружений, а также от контрольных колодцев до приемных камер очистных сооружений города, за исключением объектов, указанных в статье 48.1 Градостроительного кодекса РФ [5].

Положения настоящего документа распространяются на сети холодного водоснабжения и водоотведения города Санкт-Петербурга со всеми сопутствующими сооружениями.

Выполнение положений настоящего документа обеспечивает высокий уровень качества работ и материалов при устройстве сетей водоснабжения и водоотведения, а также требуемый срок службы сетей в условиях частой смены лиц в системе: «Собственник - Заказчик - Подрядчик - Производитель».

2 Нормативные ссылки

В настоящем документе использованы нормативные ссылки на стандарты и правила, перечень которых приведен в приложении А.

3 Обозначения и сокращения

ВЧШГ - высокопрочный чугун с шаровидным графитом.

РЕ 100-RC - polyethylene РЕ 100 with resistance to stress cracking, полиэтилен ПЭ 100, стойкий к распространению трещин напряжения.

РЕ 100-RC трубы:

тип 2 - двухслойные трубы с размерно интегрированным светостабилизированным цветовым (маркерным) внешним защитным слоем из РЕ 100-RC, имеющие внутренний соэкструдиро-ванный слой из РЕ 100-RC;

тип 3 - трубы с внешней светостабилизированной цветовой (маркерной) защитной оболочкой, состоящие из внутренней несущей трубы из РЕ 100-RC и защитной оболочки из PP.

РЕ - polyethylene, полиэтилен (ПЭ), термопластичный полимер этилена.

РР - polypropylene, полипропилен (ПП), термопластичный полимер пропилена.

GRE - glassfiber reinforced epoxy, стеклопластик на эпоксидном связующем.

GRP - glassfiber reinforced plastics, стеклопластик на винилполиэфирном связующем.

4 Общие положения

4.1 Геологические и гидрологические условия территории Санкт-Петербурга

Санкт-Петербург расположен в районе II В согласно СНиП 23-01 и Справочному пособию к СНиП 23-01. Климат - переходный от морского к континентальному, характеризуется высокой влажностью и частыми переходами температуры воздуха через 0 °С в холодный период года.

Геологические и гидрологические условия территории Санкт-Петербурга являются сложными и неблагоприятными для строительства вследствие плоского рельефа, затрудненных условий стока поверхностных вод, наличия неоднородной толщи слабых грунтов, высокого уровня подземных вод, опасного для зданий и сооружений развития геодинамических и техногенных процессов и явлений.

Геодинамические процессы, связанные с воздействием поверхностных и подземных вод, вызывающих заболачивание, механическую суффозию грунта, плывунные явления, развитие карстовых пустот, воронок и провалов, а также процессы, связанные с промерзанием и оттаиванием грунтов (морозное пучение, просадка при оттаивании) оказывают значительное влияние на условия строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

В районах старой застройки участки, сложенные торфом, погребены под слоями намытых и насыпных грунтов различного состава.

Болотные (биогенные) отложения (торф, заторфованные грунты и грунты с примесью растительных остатков) залегают в форме поверхностных слоев и линз, мощность которых в среднем составляет 1 - 3 м.

Гидрогеологические условия территории Санкт-Петербурга чрезвычайно сложны. В ее пределах распространены верховодка, грунтовые воды, межпластовые подземные воды, на юге и западе, в пригородной зоне также трещинные и карстовые воды.

Грунтовые воды содержатся в слоях техногенных грунтов, озерно-морских и озерно-ледниковых отложений. Верховодка образуется преимущественно в слоях техногенных грунтов, она в некоторых случаях агрессивна по отношению к бетону. Уровень грунтовых вод круглый год высокий (обычно не ниже 2 м от дневной поверхности), во влажные сезоны года он достигает поверхности грунта. Сезонные колебания уровня грунтовых вод, как правило, незначительны (в пределах 1 - 2 м). Химический состав грунтовых вод изменчив, он зависит от сезона года (обильности атмосферных осадков), состава промстоков, наличия свалок и отвалов грунта и технологических отходов.

При проектировании и строительстве необходимо обязательно учитывать все выше обозначенные факторы сложных геологических и гидрологических условий.

При обнаружении во время проведения геологических и геодезических изысканий на территории, предназначенной для прокладки сетей водоснабжения и водоотведения (в том числе строительных конструкций), просадочных, за-торфованных супесей, насыпных (техногенного характера), слабых водонасыщенных грунтов необходимо учитывать требования 11.30 и 11.51 СП 31.13330, требования 6.7.3 СП 32.13330 и положения 7.8 СП 34.13330. Нормативные временные нагрузки от подвижных транспортных средств следует принимать по ГОСТ Р 52748.

4.2 Сети водоснабжения и водоотведения Санкт-Петербурга

По данным ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» на 2013 г. в систему централизованного водоснабжения Санкт-Петербурга входят 6775 км водопроводных сетей, 200 повысительных насосных станций, 9 водопроводных станций, 2 завода по производству гипохлорита натрия.

По данным на 2013 г. в систему централизованного водоотведения Санкт-Петербурга входят 8119 км канализационных сетей, 241 км тоннельных коллекторов, 138 канализационная насосная станция, 13 очистных канализационных сооружений, 3 завода по сжиганию осадка.

Вся питьевая вода, поступающая в город, проходит очистку с последующей обработкой ультрафиолетом, около 97 % всех сточных вод проходят очистку на очистных сооружениях.

Основными материалами водопроводных труб являются серый чугун и сталь. На трубы из серого чугуна и стали, проложенные во второй половине XX века, приходится 51 и 27 % соответственно от всей протяженности водопроводных сетей.

Основным материалом канализационных труб является бетон и железобетон (79 % от протяженности водоотводящих сетей).

По данным ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» на 2013 г. существующие сети водоснабжения и водоотведения имеют значительный срок эксплуатации, превышающий их физический износ. Из 6755 км водопроводных сетей, почти 3000 км (42 %) эксплуатируется от 30 до 50 лет, свыше 1600 км (26 %) - более 50 лет, а из 8119 км канализационных сетей 19 % находятся в эксплуатации более 50 лет. Предельный срок эксплуатации сетей приводит к увеличению количества повреждений на сетях. За период 2009 - 2012 г. произошло 9000 дефектов. Анализ характера повреждений водопроводной сети показывает, что 80 % повреждений составляют дефекты на трубопроводах из стали и серого чугуна.

Федеральной целевой программой «Чистая вода» на 2011 - 2017 г. [13] определены приоритетные направления развития водохозяйственного комплекса страны в долгосрочной перспективе с целью обеспечение населения чистой водой для улучшения качества жизни, обусловленные неудовлетворительным техническим состоянием систем водоснабжения и водоотведения:

- реконструкция, модернизация и новое строительство систем водоснабжения, водоотведения и очистки сточных вод;

- внедрение новых технологий водоочистки, в том числе использование наиболее экологически безопасных и эффективных реагентов;

- внедрение в технологические схемы производственных объектов оборотного водоснабжения.

Реализация Федеральной целевой программы к концу 2017 г. должна обеспечить:

- увеличение доли населения страны, обеспеченного питьевой водой, отвечающей обязательным требованиям безопасности;

- сокращение потерь воды в сетях централизованного водоснабжения с одновременным снижением числа аварий в системах водоснабжения, водоотведения и очистки сточных вод;

- модернизацию систем водоснабжения, водоотведения и очистки сточных вод;

- увеличение доли сточных вод, соответствующих «Нормативам водоотведения по составу сточных вод в системы коммунальной канализации Санкт-Петербурга».

Отраслевой схемой водоснабжения и Отраслевой схемой водоотведения (канализации) Санкт-Петербурга на период до 2015 г. с учетом перспективы до 2025 г. [15], Программой комплексного развития систем коммунальной инфраструктуры Санкт-Петербурга до 2015 г. [16], Региональной программой «Чистая вода Санкт-Петербурга» на 2011 - 2025 г. [17] определены основные направления развития систем водоснабжения, водоотведения и очистки сточных вод Санкт-Петербурга:

- реконструкция существующих и строительство новых водоводов достаточной пропускной способности, строительство водоводов-перемычек между зонами водопроводных станций;

- перекладка всех водоводов, построенных из железобетонных труб, к 2015 г.;

- реконструкция с внутренней облицовкой и перекладка аварийных участков водопроводных сетей, построенных из стальных труб, к 2020 г.;

- реконструкция водопроводных сетей, построенных из чугунных труб, находящихся в изношенном состоянии, к 2025 г.;

- реконструкция существующих и строительство новых тоннельных коллекторов достаточной пропускной способности, строительство коллекторов-дублеров и кольцующих коллекторов бассейнов водоотведения;

- завершение строительства главного канализационного коллектора Северной части Санкт-Петербурга;

- строительство новых и реконструкция с применением современных технологий существующих канализационных сетей с восстановлением их герметичности и пропускной способности (объем реконструкции более 1400 км до 2025 г.);

- снижение негативного воздействия объектов систем коммунального водоснабжения и водоотведения Санкт-Петербурга на окружающую природную среду.

При определении технической политики техническим заказчиком, а так же при проектировании, строительстве, реконструкции и эксплуатации современных систем водоснабжения и водоотведения Санкт-Петербурга следует руководствоваться разделом 7 СП 31.13330 и разделом 4 СП 32.13330, Постановлениями Правительства Санкт-Петербурга от 11.12.2007 № 1587 [15], от 21.10.2008 № 1270 [16], от 24.05.2011 № 625 [17], а также следующими принципами:

- проведение обязательного исследования грунтов на содержание загрязняющих веществ в грунте и грунтовых водах, способных оказать негативное воздействие на качество подаваемой воды;

- применение на наружных сетях труб из неметаллических и коррозионностойких материалов, современной запорной арматуры;

- отказ от применения стальных труб, изготовленных из низкосортных и нелегированных марок сталей, однослойных полиэтиленовых труб, труб из поливинилхлорида и асбоцемента для предотвращения проникновения в питьевую воду органических загрязняющих веществ;

- рациональное (при максимальной экономии затрат на работы по укладке трубы) и оперативное выполнение строительно-монтажных работ;

- обеспечение бесперебойного водоснабжения и водоотведения потребителей во время строительства и реконструкции сетей водоснабжения и водоотведения;

- реконструкция должна осуществляться комплексно для всех элементов систем водоснабжения и водоотведения (насосное оборудование, узлы учета, наружные сети и внутридомовые системы);

- обоснование срока эксплуатации сетей водоснабжения и водоотведения не менее 50 лет, срока гарантий подрядчика и производителя не менее 10 лет [9] для основных элементов сети (трубы, фасонные изделия, уплотнительные манжеты, компенсационные муфты, запорная арматура, гидранты, вантузы и т.д.) наличием необходимых документов о качестве (сертификатов, свидетельств, паспортов, актов и отчетов о лабораторных испытаниях), подтверждающих соответствие действующим нормативным требованиям, а также страховых обязательств.

При устройстве систем водоснабжения и канализации в нецентральных районах Санкт-Петербурга необходимо учитывать положения ТСН 30-305-2002 Санкт-Петербург, в исторически сложившихся районах - положения ТСН 30-306-2002 Санкт-Петербург. При устройстве фундаментов зданий и сооружений необходимо учитывать положения ТСН 50-302-2004 Санкт-Петербург. Система водоснабжения должна соответствовать требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 для централизованного водоснабжения и СанПиН 2.1.4.1175 -02 для нецентрализованного водоснабжения.

Для сетей водоснабжения и водоотведения города Санкт-Петербурга, расположенного на сырой Балтийской низменности с высоким уровнем грунтовых вод, в условиях повсеместного наличия техногенных грунтов, стесненности и сложной автодорожной обстановки, рекомендуется, в первую очередь применение РЕ 100-RC труб и ВЧШГ труб. Эти трубы можно прокладывать бестраншейными (альтернативными) способами (см. 6.1.2 настоящего документа) и срок их службы может достигать 100 лет.

Кроме того, для сетей водоснабжения возможно применение стальных электросварных прямошовных труб (с обязательным устройством электрохимической защиты), а для сетей водоотведения - РЕ и РР труб с гофрированной внешней поверхностью, стеклопластиковых труб, а также полимерно-тканевых рукавов (при санации).

При устройстве сетей водоснабжения и водоотведения обязательным условием обеспечения требуемого качества работ и материалов и их сохранением в течение всего срока службы является контроль качества со стороны заинтересованных участников процесса строительства. Основными контролирующими инстанциями являются технические отделы, осуществляющие функции строительного контроля технического заказчика, действующие в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 21.06.2010 № 468 [18].

На этапе строительства сети водоснабжения и водоотведения должны быть подвергнуты контрольным и лабораторным испытаниям с целью установления соответствия построенной сети проектной и исполнительной документации.

Лабораторные испытания должна проводить независимая аттестованная испытательная лаборатория, соответствующая требованиям ГОСТ ИСО/МЭК 17025 (см. приложение Б к настоящему документу).

5 Требования к проектированию сетей водоснабжения и водоотведения

5.1 Основные требования к проектной и рабочей документации

5.1.1 Проектная документация на строительство

Разработку проектной документации строительства сетей водоснабжения и водоотведения для Санкт-Петербурга следует производить в соответствии с требованиями действующей нормативно-технической документации, положений настоящего документа, руководств по проектированию сетей водоснабжения и водоотведения, а также альбомов и каталогов сертифицированных деталей и изделий, утвержденных для применения организациями, осуществляющими строительство. Все изменения в проектной документации, необходимость которых выявилась в процессе строительства, должны быть согласованы с проектной организацией - автором проекта.

Проекты сетей водоснабжения и водоотведения должны соответствовать «Положению о составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию», утвержденному Постановлением Правительства РФ от 16.02.2008 № 87 [19], как для линейного объекта капитального строительства, а также рекомендациям РМД 11-08-2009 Санкт-Петербург.

Основные требования к проектной документации определяет ГОСТ Р 21.1101. Основные требования к графической части проектной документации определяют ГОСТ 21.704 и ГОСТ 21.110.

Рекомендуемый состав проектной документации на строительство:

1) Пояснительная записка;

2) Проект полосы отвода;

1) Технологические и конструктивные решения (план сетей - в масштабе 1:500, либо 1:1000, либо 1:2000, профили сетей - только для сетей водоотведения);

3) Проект организации строительства;

4) Мероприятия по охране окружающей среды;

5) Смета на строительство.

Состав проектной документации по требованию технического заказчика может дополняться в зависимости от условий конкретного объекта в рамках указаний Постановления Правительства РФ от 16.02.2008 № 87 [19].

В качестве приложений к проектной документации отдельными томами могут быть представлены «Отчет об инженерных изысканиях» (геологические, геодезические, экологические изыскания), «Проект технологического регламента обращения со строительными отходами» (с предполагаемым объемом строительных отходов, без согласований) и «Схема организации дорожного движения на период строительства» (предполагаемая схема, без согласований).

Проектирование зданий, строений и сооружений, входящих в инфраструктуру объекта строительства, рекомендуется выполнять отдельными разделами.

5.1.2 Проектная документация на реконструкцию

Основные требования к проектной документации на реконструкцию такие же, как и на строительство.

Рекомендуемый состав проектной документации на реконструкцию:

1) Пояснительная записка;

2) Технологические и конструктивные решения;

3) Проект организации строительства;

4) Проект организации работ по сносу (демонтажу) линейного объекта;

5) Мероприятия по охране окружающей среды;

6) Смета на строительство.

По заданию технического заказчика проектная документация на реконструкцию может быть выполнена в сокращенном составе:

1) Пояснительная записка (с описанием технологических и конструктивных решений, обоснованием выбора аналога для составления сметы, сопоставимого с проектируемым объектом);

2) Проект организации строительства;

3) Смета на строительство (при условии, что все необходимые затраты будут учтены в сметной документации, могут быть использованы объекты аналоги).

В сокращенном составе проектная документация не может рассматриваться в качестве проекта-аналога, а также проходить (в случаях, установленных Градостроительным кодексом Российской Федерации [5]) государственную экспертизу.

5.1.3 Рабочая документация

Основные требования к рабочей документации определяют ГОСТ Р 21.1101, ГОСТ 21.704 и ГОСТ 21.110.

Рекомендуемый типовой состав рабочей документации:

1) План сетей (в масштабе 1:500 или 1:200);

2) Профили сетей;

3) Деталировки узлов;

4) Конструкции железобетонные;

5) Спецификация оборудования, изделий и материалов;

6) Восстановление благоустройства;

7) Смета на строительство;

8) Технологический регламент обращения со строительными отходами;

9) Схема организации дорожного движения на период строительства.

В качестве приложений отдельными томами могут быть представлены «Защита от электрохимической коррозии» (для стальных водопроводов), «Архитектурные решения», «Ведомость объемов работ», «Гидравлический расчет» и «Статический расчет».

5.2 Особенности проектирования сетей водоснабжения и водоотведения с применением РЕ 100-RC труб

Рекомендуется выбирать трубы из РЕ 100-RC типов 2 и 3 по PAS 1075 [20] (с толщиной внешнего слоя или защитной оболочки не менее 10 % от толщины стенки несущей трубы) для строительства и реконструкции:

- сетей водоснабжения;

- сетей водоотведения, работающих в напорном режиме.

Полиэтиленовые трубы, соответствующие PAS 1075 [20], показывают по сравнению с трубами из РЕ 80 и РЕ 100 по DIN 8074 [21] намного более высокую стойкость к медленному распространению трещин, что позволяет их применять для альтернативных методов прокладки (см. 6.1.2 настоящего документа).

Срок службы сетей из таких труб согласно PAS 1075 [20] - в течение 100 лет при соблюдении правил эксплуатации.

Нормативный срок амортизационных отчислений составляет 50 лет.

Эти трубы соответствуют требованиям экологической безопасности питьевой воды.

Допустимая рабочая температура водопроводной воды и канализационных стоков для труб из РЕ 100-RC - до 40 °С (с кратковременным повышением до 60 °С), давление - до 1,6 МПа.

Трубы и фасонные изделия должны соответствовать ГОСТ 18599, ГОСТ Р ИСО 3126, DIN 8074 [21], DIN 8075 [22], DIN EN 12201 [23] - [27].

Материал и трубы проходят в обязательном порядке испытания согласно PAS 1075 [20], ISO 9080 [28], ISO 16770 [29] в независимой аттестованной испытательной лаборатории.

Определение максимального срока службы пластиковых труб с учетом термического старения рекомендуется выполнять в соответствии с ГОСТ Р 52134 и DIN EN ISO 13760 [30]. Пример расчета максимального срока службы полиэтиленовой трубы представлен в Приложении Е к РМД 41-11-2012 Санкт-Петербург.

Проектные решения для прокладки сетей рекомендуется принимать согласно инструкциям и руководствам заводов-изготовителей с учетом СП 40-102, СН 550, СП 31.13330, СП 32.13330 и СНиП 3.05.04.

Предельно-допустимые радиусы упругого изгиба полиэтиленового трубопровода для осуществления изменения направления его оси в горизонтальной или вертикальной плоскостях при необходимости определяются расчетом из условий прочности труб и соединений, устойчивости стенок трубы и положения трубопровода под действием внутреннего давления, продольных усилий и выталкивающей силы на обводненных участках, с учетом рекомендаций завода-изготовителя.

Гидравлический и прочностной расчеты следует выполнять в соответствии с Приложением Д к СП 40-102.

Прочностные (кроме устойчивости к распространению трещин напряжения) и гидравлические характеристики РЕ 100-RC труб не отличаются от обычных РЕ труб.

Пример прочностного расчета трубопровода из РЕ 100-RC представлен в приложении Г к настоящему документу.

Следует выбирать трубы типа «Т» (PN 10), SDR 17 и более жесткие.

При глубине заложения канализации 3 м и более выбор трубы необходимо подтверждать расчетом несущей способности по ATV-DVWK-А 127 [31].

Для гидравлических и прочностных расчетов рекомендуется использовать современные программные комплексы, разработанные с учетом отечественного и международного опыта применения полиэтиленовых труб.

Для соединения РЕ 100-RC труб и фасонных изделий следует использовать сварку согласно СНиП 3.05.04.

Разъемные (фланцевые) соединения согласно СП 40-102 предусматриваются в местах установки арматуры и присоединения к оборудованию, доступных для осмотра и ремонта.

Для подземных полиэтиленовых сетей специальной компенсации не требуется.

Во избежание промерзания минимальную глубину заложения необходимо устанавливать в соответствии с теплотехническими и прочностными расчетами, при этом значение должно превышать глубину промерзания грунта в данной местности не менее чем на 0,5 м.

При пересечениях с коммуникациями питьевой водопровод следует прокладывать выше тепловой сети, канализационной трубы, а также выше труб, по которым транспортируются ядовитые и дурно пахнущие жидкости, на 0,15 м (в свету) в исторически сложившихся районах города и 0,4 м в нецентральных районах.

При пересечении инженерных сетей расстояние по вертикали (в свету) между дождевой канализацией и питьевым водопроводом или тепловой сетью должно быть не менее 0,1 м (в свету) в исторически сложившихся районах города и 0,4 м в нецентральных районах.

Допускается прокладка питьевого водопровода или тепловой сети ниже канализационной сети, в этом случае водопровод или тепловая сеть прокладываются в футлярах, расстояние до концов которых от места пересечения должно быть не менее 1,0 м в глинистых грунтах и 1,5 м в песчаных.

В случаях прокладки водопровода в футляре следует применять РЕ 100-RC трубу с SDR 17 в качестве футляра.

Проход полиэтиленового водопровода при пересечении стенок колодцев (камер переключения, фундаментов зданий) следует выполнять с применением защитных муфт, для исключения передачи нагрузки на водопровод при неравномерной осадке пересекаемого сооружения.

В районах с исторически сложившейся застройкой, труднодоступных местах, переходах автомобильных и железных дорог следует предусматривать бестраншейные способы прокладки (см. 6.1.2 настоящего документа).

При траншейном способе прокладки трубопровода из РЕ 100-RC типов 2, 3 согласно PAS 1075 [20] отпадает необходимость в дополнительных расходах, возникающих для устройства песочной подушки и засыпки, допускается применение обратной засыпки без строительного мусора (см. п. 6.2 настоящего документа), кроме переходов под железными и автомобильными дорогами и прокладки под дорожным полотном, если сети проходят вдоль автомобильной дороги, где предусматривается засыпка песком с уплотнением не менее 0,95.

Прокладку сетей внутри кварталов жилой застройки рекомендуется проектировать вне тротуаров.

5.3 Особенности проектирования сетей водоснабжения и водоотведения с применением ВЧШГ труб

Рекомендуется выбирать трубы из ВЧШГ для строительства и реконструкции:

- сетей водоснабжения условным диаметром от 500 мм и более;

- сетей водоотведения, работающих в самотечном режиме.

Срок службы сетей из таких труб согласно СП 66.13330 - в течение не менее 100 лет при соблюдении правил эксплуатации.

Нормативные сроки амортизационных отчислений составляют 60 лет (для сетей водоснабжения) и 50 лет (для сетей водоотведения).

Допустимая рабочая температура водопроводной воды и канализационных стоков для труб из ВЧШГ - до 95 °С, давление - до 4,0 МПа.

Эти трубы соответствуют требованиям экологической безопасности питьевой воды.

Материал и трубы проходят в обязательном порядке испытания по ГОСТ Р ИСО 2531, ГОСТ 1497, ГОСТ 27208, DIN EN 545 [32] в аттестованной испытательной лаборатории.

Проектные решения для прокладки сетей рекомендуется принимать согласно инструкциям и руководствам заводов-изготовителей с учетом положений СП 24.13330, СП 31.13330, СП 32.13330, СП 66.13330, СП 72.13330, СНиП 3.05.04.

Трубы из ВЧШГ можно прокладывать бестраншейными способами (см. 6.1.2 настоящего документа).

При проектировании рекомендуется выбирать раструбные и фланцевые трубы и фасонные изделия по ГОСТ 7293, ГОСТ 5525, ГОСТ 10692, ГОСТ Р ИСО 2531 и DIN EN 545 [32].

Гидравлический и прочностной расчеты следует выполнять в соответствии с разделами 5, 6 СП 66.13330.

Пример прочностного расчета трубопровода из ВЧШГ при подземной прокладке представлен в приложении Д к настоящему документу.

Для гидравлических и прочностных расчетов рекомендуется использовать современные программные комплексы, разработанные с учетом отечественного и международного опыта применения труб из ВЧШГ.

Допустимая глубина заложения составляет до 11 м (для трубы диаметром 500 мм тип 5) согласно таблице 5.2 Рекомендаций по использованию труб ОАО «ЛМЗ «Свободный сокол» [33].

Проектирование, подбор и расчет наружных и внутренних защитных покрытий труб из ВЧШГ необходимо производить в соответствии с 5.14 СП 66.13330.11 в зависимости от коррозионной агрессивности грунта и перекачиваемой среды.

Согласно требованиям ГОСТ Р ИСО 2531 в зависимости от внешних условий эксплуатации для труб из ВЧШГ необходимо использовать защитные наружные покрытия (цинковое, полиуретановое, полиэтиленовое, фиброцементное), клейкие ленты, битумную краску, эпоксидную смолу.

При проектировании необходимо уделить особое внимание коррозийной агрессивности грунтов в месте прокладки труб из ВЧШГ согласно 5.13 СП 66.13330.

Определение удельного электрического сопротивления грунта принимается в соответствии с методикой, изложенной в ГОСТ 9.602.

Определение опасного влияния блуждающего постоянного тока принимается по ГОСТ 9.602 и РД 153-39.4-091 [34]. Расчеты производятся в том случае, когда соединения труб обеспечивают непрерывную электрическую связь по металлу (сварные или фланцевые соединения).

При раструбном соединении труб через изолирующие уплотнительные резиновые кольца или прокладки оценка не производится. Раструбное соединение с использованием резиновой манжеты является диэлектрическим и препятствует распространению блуждающих токов.

Тип электрохимической защиты выбирается по ГОСТ 9.602.

Прокладку труб в слабых грунтах с расчетным сопротивлением менее 0,1 МПа, а также в грунтах с возможной неравномерной осадкой (в неслежавшихся насыпных грунтах) рекомендуется проектировать на двухслойном щебенчатом основании с подсыпкой мелкозернистым песком, смешанным с цементом, и обертыванием всей конструкции по периметру траншеи геотекстилем. Необходимость упрочения основания следует подтверждать расчетом.

При траншейном способе прокладки труб из ВЧШГ, вне зоны дорог, возможно использование разработанного грунта без строительного мусора при обратной засыпке (см. п. 6.2 настоящего документа).

В районах с исторически сложившейся застройкой, труднодоступных местах, переходах автомобильных и железных дорог следует предусматривать бестраншейные способы прокладки (см. 6.1.2 настоящего документа).

Для бестраншейной технологии прокладки целесообразно предусматривать трубы с раструбными соединениями типов «RJ» и «RJS».

5.4 Особенности проектирования сетей водоснабжения с применением стальных электросварных прямошовных труб

Рекомендуется выбирать стальные электросварные прямошовные трубы для строительства и реконструкции сетей водоснабжения диаметром 1000 мм и более, при условии технико-экономического обоснования, с обязательным устройством электрохимической защиты.

Срок службы сетей из таких труб - в течение не менее 30 лет при соблюдении правил эксплуатации.

Нормативный срок амортизационных отчислений составляет 20 лет.

В большинстве случаев существующие водопроводы смонтированы из стальных электросварных прямошовных труб по ГОСТ 10704 и ГОСТ 10706.

Для повышения надежности и срока службы водопровода следует выбирать трубы из легированной стали (например, 17ГС, 17Г1С, 17Г2С), изготовленные по ГОСТ 20295 методом электродуговой сварки с внешним и внутренним усилением сварного шва (тип 3), с классом прочности К52 и выше.

Проектные решения для прокладки сетей рекомендуется принимать согласно инструкциям и руководствам заводов-изготовителей с учетом положений СП 24.13330, СП 31.13330, СП 33.13330, СП 72.13330, СНиП 3.05.04.

Прочностной расчет следует выполнять в соответствии с разделами 7 - 9 СП 33.13330.

Определение толщин стенок труб производится на основании двух расчетов:

- статического расчета на прочность, деформацию и устойчивость на воздействие внешней нагрузки с учетом образования вакуума;

- расчета на внутреннее давление при отсутствии внешней нагрузки.

Для гидравлических и прочностных расчетов рекомендуется использовать современные программные комплексы, разработанные с учетом отечественного и международного опыта применения стальных электросварных прямошовных труб.

Стальные трубопроводы должны выполняться с противокоррозионной изоляцией (внутренней и наружной поверхности), а при необходимости, с катодной или протекторной защитой.

В качестве внутренней противокоррозионной изоляции стальных водопроводов независимо от коррозионной активности воды следует использовать двухкомпонентную эпоксидную эмаль, либо эпоксидно-фенольное полимерное покрытие, либо цементно-песчаное покрытие.

Конструкция наружного защитного покрытия должна соответствовать ГОСТ Р 51164, тип защитного покрытия - усиленный.

Защита от наружной коррозии стальных сетей должна соответствовать требованиям ГОСТ 9.602, СП 28.13330 и СП 72.13330.

Выбор методов защиты внешней поверхности стальных сетей от коррозии должен быть обоснован данными о коррозионных свойствах грунта, а также данными о возможности коррозии, вызываемой блуждающими токами.

Станции катодной защиты являются необходимым элементом системы электрохимической защиты от коррозии в зонах входа блуждающих токов в подземные сооружения.

Катодная поляризация стального водопровода осуществляется применением средств электрохимической защиты:

- катодных установок;

- поляризованных и усиленных дренажей;

- гальванических анодов (протекторов).

Рекомендуется применять модульные станции катодной защиты с высоким коэффициентом полезного действия во всем диапазоне нагрузок, коэффициентом мощности не ниже 0,75 во всем диапазоне нагрузок, коэффициентом пульсаций выходного напряжения не более 2 %.

5.5 Особенности проектирования сетей водоотведения с применением РЕ и РР труб с гофрированной внешней поверхностью

Рекомендуется выбирать РЕ и РР трубы с гофрированной внешней поверхностью (с двойной стенкой) для строительства и реконструкции сетей водоотведения, работающих в самотечном режиме.

Срок службы сетей из таких труб - в течение не менее 50 лет при соблюдении правил эксплуатации.

Нормативный срок амортизационных отчислений составляет 50 лет.

Допустимая рабочая температура канализационных стоков для РЕ и РР труб с гофрированной внешней поверхностью - до 60 °С.

Трубы и фасонные изделия должны соответствовать ГОСТ 18599 (полиэтиленовые трубы), ГОСТ Р 54475 и DIN EN 13476 [35].

Для соединения труб в основном применяются раструбных соединения. Герметичность раструбных соединений должна соответствовать DIN EN 1277 [36].

Для РЕ труб с гофрированной внешней поверхностью с толщиной стенки внутреннего слоя более 4 мм (трубы большого диаметра) может применяться сварка встык. При сварке этих труб используются те же сварочные машины, что и при сварке обычных полиэтиленовых труб.

Проектные решения для прокладки сетей рекомендуется принимать согласно инструкциям и руководствам заводов-изготовителей, ТР 170-05 [37], ТР 171-05 [38], СК 2416-06 [39] с учетом СП 32.13330 и СП 34.13330.

Пример прочностного расчета трубопровода из РР с гофрированной внешней поверхностью при подземной прокладке представлен в приложении Е к настоящему документу.

Расчет на прочность производится согласно СП 40-102. Пределы применения труб определяются согласно Приложению Д к СП 40-102 из условия деформативности труб при совместном действии давления грунта засыпки с учетом воздействия временной подвижной нагрузки, собственного веса труб и транспортируемой жидкости.

При глубине заложения до 3-х м следует выбирать трубы с классом по кольцевой жесткости не менее 10 кН/м².

При глубине заложения 3 м и более следует выбирать трубы с классом по кольцевой жесткости не менее 16 кН/м².

При глубине заложения канализации 3 м и более выбор трубы необходимо подтверждать расчетом несущей способности по ATV-DVWK-А 127 [31].

Для гидравлических и прочностных расчетов рекомендуется использовать современные программные комплексы, разработанные с учетом отечественного и международного опыта применения РЕ и РР труб с гофрированной внешней поверхностью.

Для проектирования бытовых водоотводящих сетей принимается безнапорный режим движения жидкости с частичным наполнением труб.

Минимально допустимые диаметры и уклоны, обеспечивающие в трубах самоочищающие скорости, подбираются согласно СП 32.13330.

При прокладке в футлярах или тоннелях необходимо предусматривать крепление трубы центрирующими кольцами, упорами или бетоном.

Прокладку сетей внутри кварталов жилой застройки рекомендуется проектировать вне тротуаров.

5.6 Особенности проектирования сетей водоотведения с применением стеклопластиковых труб

Рекомендуется выбирать стеклопластиковые (GRP, GRE) трубы для строительства и реконструкции сетей водоотведения диаметром 1000 мм и более, работающих в самотечном режиме.

Срок службы сетей из таких труб - в течение не менее 50 лет при соблюдении правил эксплуатации.

Нормативный срок амортизационных отчислений составляет 50 лет.

Допустимая рабочая температура канализационных стоков для труб из GRP - до 40 °С (с кратковременным повышением до 60 °С), из GRE - до 60 °С.

Трубы и фасонные изделия должны соответствовать ГОСТ Р 54560, ISO 10639 [40], [41], ISO 10467 [42], [43], ISO 10468 [44], [45], ANSI/AWWA C950-01 [46], DIN 16868 [47], [48], DIN EN 1796 [49], DIN EN 14364 [50], DIN 16870 [51], DIN 16871 [52] (для GRP и GRE соответственно).

Стеклопластиковые трубы проходят в обязательном порядке испытания на кольцевую жесткость, на окружную и осевую прочность и упругость при растяжении в аттестованной испытательной лаборатории.

Проектные решения для прокладки сетей рекомендуется принимать согласно инструкциям и руководствам заводов-изготовителей с учетом СП 40-105, СП 32.13330, СП 34.13330, а также AWWA Manual М45 [53].

Гидравлический и прочностной расчеты для следует выполнять в соответствии с AWWA Manual М45 [53], ISO 10468 [44], [45], и Техническими рекомендациями «Проектирование подземных трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения из стеклопластиковых труб, изготовленных методом непрерывной намотки. Часть I. Методические положения» [54].

Пример прочностного расчета трубопровода из стеклопластика при подземной прокладке представлен в приложении Ж к настоящему документу.

Следует выбирать трубы с классом по кольцевой жесткости не менее SN 10000.

При глубине заложения канализации 3 м и более выбор трубы необходимо подтверждать расчетом несущей способности по ATV-DVWK-А 127 [31].

Для гидравлических и прочностных расчетов рекомендуется использовать современные программные комплексы, разработанные с учетом отечественного и международного опыта применения стеклопластиковых труб.

Сборка стеклопластиковых труб между собой и фасонными частями может осуществляться посредством неразъемных клеевых (ламинированных) соединений и разъемных соединений фланцевого, раструбного и муфтового типов.

В местах расположения запорной арматуры необходимо устанавливать опоры для предотвращения передачи крутящих моментов на трубу.

6 Требования к строительству сетей водоснабжения и водоотведения

6.1 Способы прокладки трубопроводов

6.1.1 Траншейная прокладка

Траншейный способ прокладки труб применим для всех типов труб, выполняется согласно СП 31.13330, СП 32.13330, СП 40-102, СП 40-105, СП 45.13330, СП 66.13330, СНиП 3.05.04 и DIN EN 805 [55].

При выполнении строительно-монтажных работ должны соблюдаться меры безопасности:

- стройплощадку необходимо обезопасить с помощью надлежащих мер таким образом, чтобы исключить любую угрозу работающему персоналу, другим лицам, собственности других лиц и движению по стройплощадке (например, с помощью мероприятий по обеспечению безопасности движения, пешеходных мостов, осветительных устройств);

- крепление раскопов, включая траншею под трубы, должно выполняться таким образом, чтобы обеспечить надежные условия работы;

- входные лестницы следует держать наготове и предохранять от повреждения;

- строительные работы не должны служить причиной повреждений имеющихся установок и сетей;

- организовывать хранение и транспортировку труб, фасонных изделий, арматуры и материалов таким образом, чтобы не возникало угрозы безопасности работающего персонала, других лиц или собственности;

- при прокладке труб следует выполнять действующие предписания по предотвращению несчастных случаев и по технике безопасности (например, ношение защитной одежды и использование особого оборудования при резке, сварке и других видах обработки материала).

Обратные засыпки при траншейной прокладке выполняются согласно требованиям 7 СП 45.13330.

Обратная засыпка грунтом, при его химическом или бактериологическом загрязнении (категория загрязнения почв - чрезвычайно опасная), не допускается.

Следует максимально сохранять исходное уплотнение грунта дна траншеи. При его разуплотнении или недостаточной несущей способности необходимо выполнить мероприятия по укреплению дна траншеи (замена грунта, устройство бетонного основания на всю ширину дна траншеи и др.). В случае возникновения проблем с осушением дна траншеи, разуплотнения грунта или наличия грунтов с низкой несущей способностью рекомендуется положить на дно траншеи стабилизирующий слой щебня. Для увеличения эффективности использования инертных материалов щебень укладывается на геотекстиль, который закрывается сверху стабилизирующего слоя внахлест для предотвращения фильтрации материалов основания в стабилизирующий слой.

Расчетная степень уплотнения грунтов - 0,95 для сыпучих несвязных грунтов. Более высокая степень уплотнения - при условии послойного отбора проб уплотнения.

При проведении строительно-монтажных работ при отрицательных температурах нельзя допускать промерзание грунта в зоне прокладки.

При строительстве сетей водоотведения рекомендуется применять колодцы из сборных железобетонных элементов, а также из РЕ или РР с обеспечением их герметичности.

При строительстве сетей водоотведения в обводненных грунтах, а также в грунтах с сезонным подъемом грунтовых вод следует применять колодцы из РЕ или РР (с обязательным расчетом на всплытие по ATV-DVWK-A 127 [31]), или железобетонные колодцы по ГОСТ 8020 с дополнительной футеровкой листами из РЕ или РР (анкерными профилированными элементами), при этом:

- толщина стенки листа - 4 мм и более;

- высота профиля - 12 мм и более;

- расстояние между анкерными элементами - от 2,4 до 2,8 мм;

- модуль упругости РЕ - 800 МПа и более.

При размещении запорной арматуры, гидрантов, вантузов в газонах, на неблагоустроенной территории следует предусматривать установку колодцев либо стеновых колец с плитой перекрытия.

Запорную арматуру рекомендуется устанавливать в ковере, со штоком. Рекомендуемый тип запорной арматуры - усиленная, с обрезиненным клином.

В качестве запорной арматуры для разных диаметров трубопроводов следует применять:

- задвижки для диаметров менее 400 мм;

- задвижки с редуктором или поворотные дисковые затворы с редуктором для диаметров 400 мм и более.

На сетях водоснабжения диаметром 400 мм и более следует предусматривать на отключаемых участках устройства для опорожнения (водоспуски). Применение поворотных затворов в качестве запорной арматуры водоспусков не рекомендуется.

В местах подключения зданий к системе коммунальной канализации рекомендуется предусматривать устройство шиберной запорной арматуры с невыдвижным штоком, исключая дисковые поворотные затворы.

Пожарные гидранты следует устанавливать в ковере (с ПК-10 и люком) с отбором воды через пожарную колонку.

На сетях водоснабжения диаметром 500 мм и менее при наличии на водопроводе запорной арматуры, предусматривающей одновременное отключение не более 3-х пожарных гидрантов, дополнительную отключающую арматуру непосредственно у пожарного гидранта допускается не устанавливать. Пожарный гидрант следует устанавливать с дополнительной отключающей задвижкой непосредственно на врезке в водопровод. Устройство пожарного гидранта на относе (врезке) не допускается.

На сетях водоснабжения диаметром менее 400 мм при наличии в конструкции пожарного гидранта функции двойного запирания дополнительную отключающую арматуру допускается не предусматривать.

На сетях водоснабжения диаметром 600 мм и более следует предусматривать установку вантузов в переломных (наивысших) точках профиля водовода на каждом отключаемом участке. Конструкцию вантуза рекомендуется принять комбинированного действия (для впуска и выпуска воздуха). Вантуз рекомендуется устанавливать в ковере, с отключающей арматурой. На каждом отключаемом участке водопровода следует предусматривать установку воздушника для инструментального контроля давления.

6.1.2 Бестраншейная прокладка

Бестраншейные способы прокладки труб не требуют рытья траншеи, обеспечивают альтернативную прокладку с высокой степенью надежности и экономичности.

Для прокладки бестраншейными способами следует применять трубы из РЕ 100-RC тип 3 по PAS 1075 [20] и трубы из ВЧШГ.

При выполнении строительно-монтажных работ должны соблюдаться меры безопасности, указанные в 6.1.1 настоящего документа.

Прокол - способ продавливания грунта из стартового котлована, с последующей протяжкой трубы. При помощи домкратного устройства и штанги с наконечником в форме пики создается подземный туннель. В него протягивается труба. Способ используется при подключении к домам, а также при прокладке (в футляре) под железными дорогами и автомагистралями.

Горизонтально направленное бурение (ГНБ) - способ бурения (с использованием бентонитового раствора), с последующей протяжкой трубы. Сначала выполняется пилотное бурение, которое и определяет местоположение трассы. После этого проводится расширение диаметра до значения, необходимого для протяжки трубы (расширительное бурение). Затем следует протяжка соединенных в плеть труб.

К способу горизонтально направленного бурения также относится горизонтально-шнековое бурение (ГШБ).

Микротоннелирование - способ бурения из стартового котлована при помощи проходческого микрощита с последующим продавливанием грунта трубами при помощи домкратной станции.

Прокол, ГНБ и микротоннеллирование рекомендуется выполнять согласно МГСН 6.01 [56].

При выборе труб для прокладки сетей способом микротоннелирования следует учитывать осевое усилие продавливания. При микротоннелировании возникают монтажные продольные нагрузки от усилий домкратных установок проходческого щита, от сил трения по наружной поверхности труб, от лобового сопротивления забоя, адгезии между трубами и грунтом. Величина осевого усилия продавливания для проходческой техники составляет в среднем 600 тс.

При ГНБ допустимые значения радиуса изгиба и тягового усилия должны быть соблюдены в обязательном порядке.

Прокладка труб бестраншейными способами должна осуществляться квалифицированным персоналом с помощью специальной строительной техники в соответствии с DVGW GW322 [57].

При выполнении строительно-монтажных работ должны соблюдаться меры безопасности, указанные в 6.1.1 настоящего документа.

К бестраншейным способам прокладки труб также относится протяжка (прессование) с разрушением или без разрушения старой трубы (см. 6.1.3 настоящего документа).

6.1.3 Санация сетей

Протяжка (прессование) с разрушением старой трубы (взламывание) - способ обновления участка сети, при котором старая труба разрушается при помощи тянущей головки, а ее осколки впрессовываются в грунт. В образованное пространство протягивается соединенные в плеть трубы. Диаметр протягиваемой трубы может быть больше, чем диаметр старой.

Протяжка (прессование) без разрушения старой трубы (труба в трубе) - способ обновления участка сети, при котором в очищенный старый трубопровод при помощи специального устройства протягивается очищенная, соединенные в плеть трубы. Пустое пространство между старой трубой и новой впоследствии может быть заполнено.

Допустимые значения радиуса изгиба и тягового усилия должны быть соблюдены в обязательном порядке.

Протянутая труба должна быть протестирована внутренним давлением или давлением на вмятины.

Протяжка труб должна осуществляться квалифицированным персоналом с помощью специальной строительной техники в соответствии с DVGW GW 322 [57].

Полимерно-тканевый рукав - способ обновления участка сети, при котором протаскивается внутрь участка сети, предварительно очищенного струей высокого давления, специальный полимерно-тканевый рукав. После протаскивания рукав восстанавливается до формы трубы и вулканизируется с помощью теплоносителя (пар, горячая вода) или ультрафиолетового излучения, что обеспечивает образование на внутренней поверхности старой трубы прочного инертного слоя определенной толщины (новой трубы). Рукав изготавливается из кислотоупорного поливолокна, упрочненного резиной или пропитанного смолой. Время вулканизации составляет несколько часов. Толщина покрытия зависит от диаметра трубы, глубины заложения, внутреннего рабочего давления. Покрытие наносится участками, длина которых зависит от диаметра трубы, условий проведения работ.

Толщина рукавного покрытия для чугунных, стальных и железобетонных трубопроводов должна составлять не менее 10 мм. Твердость покрытия по ГОСТ 9012 - не менее 45 МПа. Разрушающее напряжение на изгиб по ГОСТ 4648, ГОСТ 9550 - не менее 60 Н/мм².

Футеровка - способ обновления участка сети, при котором наносится на предварительно очищенную внутреннюю поверхность участка трубы полимерное или цементно-песчаное покрытие необходимой толщины. Технология применима только для ремонта водопроводной сети.

Кроме указанных способов санации возможно проведение локального ремонта трубы с помощью самоходного робота.

При выполнении строительно-монтажных работ должны соблюдаться меры безопасности, указанные в 6.1.1 настоящего документа.

6.2 Сети из РЕ 100-RC труб

Трубы и фасонные изделия из РЕ 100-RC типов 2, 3 по PAS 1075 [20], применяемые для строительства и реконструкции сетей водоснабжения и водоотведения, должны соответствовать техническим условиям заводов-изготовителей и действующей нормативно-технической документации.

Трубы и фасонные изделия должны проходить все необходимые испытания (см. Приложение Б к настоящему документу).

Монтаж труб и фасонных изделий должен выполняться согласно инструкциям и рекомендациям заводов-изготовителей с учетом требований СП 40-102 и СНиП 3.05.04.

Для напорных сетей следует использовать преимущественно неразъемные соединения, выполненные с помощью сварки. Стыковая сварка рекомендуется для соединения между собой труб и соединительных деталей наружным диаметром более 50 мм и толщиной стенки более 4 мм. Раструбная сварка рекомендуется для труб наружным диаметром до 110 мм и стенками любой толщины.

Требования по технологии сварки труб и аттестации сварщиков следует выполнять в соответствии с разделом 6 СП 42-103 и РД 03-495-02 [58] (см. приложение В к настоящему документу). При сварке труб встык необходимо выполнять требования ГОСТ 16310-80.

С помощью стыковой контактной сварки трубу из РЕ 100-RC можно сваривать с трубой из РЕ 100-RC или с трубой, изготовленной из РЕ 100 или РЕ 80, при условии равенства диаметров и одинаковых толщинах стенок соединяемых труб.

Допускается использовать только сертифицированные аппараты для стыковой контактной сварки.

Для зачистки монтажного участка трубы от защитного полимерного слоя применяется специальный режущий инструмент.

Трубы с диаметром до 63 мм разматываются обычно в вертикальном положении, причем начало плети должно быть зафиксировано. При больших диаметрах рекомендуется использование устройства для размотки. Бухты могут быть положены горизонтально на стальные или деревянные крестообразные вертушки и вручную или при помощи медленно движущегося транспорта размотаны. Трубы должны быть размотаны прямо, без изломов. Не допускается спиралевидная размотка.

При размотке должно быть обращено внимание на то, что гибкость полиэтиленовых труб зависит от температуры окружающей среды. При температуре, близкой к температуре замерзания, трубы диаметром от 75 мм, подлежащие размотке, должны быть разогреты.

При траншейном способе прокладки труб из РЕ 100-RC типов 2, 3 по PAS 1075 [20] дно траншеи должно быть выровнено, освобождено от камней, валунов и промерзших участков. При очень рыхлых грунтах может потребоваться укрепление дна траншеи. При проведении земляных работ в местах расположения дорог или в непосредственной близости от них прокладывать траншею следует таким образом, чтобы исключить возможность провала и оседания грунта под дорожным покрытием.

Толщина выравнивающего слоя под трубой должна составлять не менее 50 мм. В качестве материала выравнивающего слоя следует выбирать песок, гравий или щебень. Материал, используемый для выравнивающего слоя и засыпки, согласно СП 45.13330 и DIN EN 805 [55] не должен включать мерзлый грунт, органический материал, крупных камней, куски скальных пород, строительный мусор размером свыше 10 % от диаметра трубы и более.

Если вынутый грунт не годится для заполнения, то для этой цели должен использоваться песок, гравий или щебень с максимальным размером фракций до 10 % от диаметра трубы.

Если дно траншеи ровное и материал дна отвечает вышеописанным требованиям к гранулометрическому составу выравнивающего слоя, то нет необходимости в отдельном выравнивающем слое, в этом случае трубу кладут прямо на дно траншеи.

Механически уплотнять материал начального заполнения необходимо по мере засыпки после каждого слоя высотой 0,2 м. Для начального заполнения траншеи может быть использован вынутый при раскопке траншеи грунт. Требования к гранулометрическому составу материала в этом случае такие же, как и для материала выравнивающего слоя.

Выбор материала заполнения и степени механического уплотнения под дорожным покрытием зависит от типа дорожного покрытия. Вне движения транспорта для заполнения можно использовать выкопанный из траншеи грунт, если его состав отвечает следующим требованиям:

- в слое толщиной 1 м от верхней части трубы не должно быть камней диаметром больше 300 мм, однако непосредственно над трубой в слое 0,3 м не должно быть камней, с размером, превышающим 60 мм;

- максимальный допустимый размер фракции материала заполнения должен составлять 2/3 от толщины каждого уплотняемого слоя;

- материал должен иметь смешанную структуру во избежание образования пустот и неравномерного промерзания.

Смонтированный трубопровод должен подвергаться предварительным и приемочным испытаниям согласно СНиП 3.05.04. Предельная длина трубопровода для испытания за один прием должна быть не более 1 км.

6.3 Сети из ВЧШГ труб

Трубы и фасонные изделия из ВЧШГ, применяемые для строительства и реконструкции сетей водоснабжения и водоотведения, должны соответствовать техническим условиям заводов-изготовителей и действующей нормативно-технической документации.

Трубы и фасонные изделия должны проходить все необходимые испытания (см. Приложение Б к настоящему документу).

Монтаж труб и фасонных изделий должен выполняться согласно инструкциям и рекомендациям заводов-изготовителей с учетом требований СП 66.13330 и СНиП 3.05.04.

При траншейной прокладке засыпка должна осуществляться в два приема - частичная засыпка грунтом, не содержащим включений размером свыше 1/4 диаметра трубы, на высоту 0,2 м над верхом трубы до предварительного испытания и окончательная засыпка после предварительного гидравлического испытания.

Резиновые уплотнительные кольца должны храниться в закрытых помещениях, в условиях, исключающих их деформацию и повреждения, при температуре от 0 до 35 °С.

Прокладку труб из ВЧШГ способом горизонтально направленного бурения следует выполнять в соответствии с разделами 7, 8 СП 66.13330, а также «Рекомендациями по использованию труб ОАО «ЛМЗ «Свободный сокол» [33] и «Руководством по прокладке подземных трубопроводов методом горизонтально-направленного бурения с применением труб из ВЧШГ» [59].

Для защиты от механических повреждений при прокладке трубы из ВЧШГ следует обеспечить трубу защитным покрытием в соответствии с положениями 5.14 СП 66.13330, DIN 30674 [60] и DINEN 14628 [61].

Смонтированный трубопровод должен подвергаться предварительным и приемочным испытаниям согласно СНиП 3.05.04. Предельная длина трубопровода для испытания за один прием должна быть не более 1 км.

6.4 Сети из стальных электросварных прямошовных труб

Стальные электросварные прямошовные трубы и фасонные изделия, применяемые для строительства и реконструкции сетей водоснабжения, должны соответствовать техническим условиям заводов-изготовителей и действующей нормативно-технической документации.

Трубы и фасонные изделия должны проходить все необходимые испытания (см. Приложение Б к настоящему документу).

Монтаж стальных труб и фасонных изделий должен выполняться согласно СНиП 3.05.04.

Защита внутренней поверхности стальных труб от коррозии должна предусматриваться защитными покрытиями (эпоксидными, полиэтиленовыми, цементно-песчаными).

Работы по защите стальных труб от коррозии выполняются согласно СП 28.13330, СНиП 3.05.04, ГОСТ 12.3.004, ГОСТ 12.3.005, ГОСТ 12.3.008, ГОСТ 12.3.016.

Внешнему осмотру и измерениям подлежат все сварные соединения. Сварные швы должны соответствовать ГОСТ 16037-80.

Проверке качества сварных швов физическими методами контроля подвергаются трубопроводы с расчетным давлением:

- до 1 МПа в объеме не менее 2 % (но не менее одного стыка на каждого сварщика);

- от 1 до 2 МПа в объеме не менее 5 % (но не менее двух стыков на каждого сварщика);

- свыше 2 МПа в объеме не менее 10 % (но не менее трех стыков на каждого сварщика).

Физическими методам контроля следует подвергать 100 % сварных соединений трубопроводов, прокладываемых на участках переходов под и над железнодорожными и трамвайными путями, через водные преграды, под автомобильными дорогами, в городских коллекторах для коммуникаций при совмещенной прокладке с другими инженерными коммуникациями.

Выбор физического метода контроля (ультразвуковой, радиографический) должен производиться исходя из возможностей обеспечения более полного и точного выявления недопустимых дефектов с учетом особенностей физических свойств металла, а также освоенности и совершенства методики контроля для данного вида сварных соединений.

Сварные соединения рекомендуется подвергать ультразвуковой или радиографической дефектоскопии согласно РД 153-34.1-003-01 [62].

Смонтированный трубопровод должен подвергаться предварительным и приемочным испытаниям согласно СНиП 3.05.04. Предельная длина трубопровода для испытания за один прием должна быть не более 1 км.

6.5 Сети из РЕ и РР труб с гофрированной внешней поверхностью

Трубы и фасонные изделия из РЕ и РР труб с гофрированной внешней поверхностью (с двойной стенкой), применяемые для строительства и реконструкции сетей водоотведения, должны соответствовать техническим условиям заводов-изготовителей и действующей нормативно-технической документации.

Трубы и фасонные изделия должны проходить все необходимые испытания (см. Приложение Б к настоящему документу).

Монтаж труб и фасонных изделий должен выполняться согласно инструкциям и рекомендациям заводов-изготовителей.

Трубы должны поставляться в комплекте с соединительными муфтами и уплотнительными резиновыми кольцами, изготовленными в соответствии с нормативными документами.

При строительстве системы водоотведения из РЕ и РР труб с гофрированной внешней поверхностью целесообразно предусматривать применение полимерных колодцев.

При траншейной прокладке трубы укладываются на песчаную постель с фиксацией их положения профилированными опорами. Нельзя производить укладку труб непосредственно на бетонное основание. Необходимо производить первичную (с уплотнением) и вторичную засыпку трубопроводов. При засыпке трубопроводов над верхом трубы обязательно устройство защитного слоя из песчаного или мягкого местного грунта толщиной не менее 300 мм, не содержащего твердых включений размером более 20 мм. Высота засыпки над верхом трубы должна быть не менее 1,0 м до поверхности (низа конструкции дорожной одежды), за исключением труб от дождеприемных колодцев (не менее 0,5 м).

При раструбных и муфтовых соединениях используются резиновые уплотнительные кольца, при высоком расположении грунтовых вод применяется два кольца.

Требования по технологии сварки труб и аттестации сварщиков следует выполнять в соответствии с разделом 6 СП 42-103. При сварке труб встык необходимо выполнять требования ГОСТ 16310-80.

Смонтированный трубопровод должен подвергаться предварительным и приемочным испытаниям согласно СНиП 3.05.04. Предельная длина трубопровода для испытания за один прием должна быть не более 1 км.

6.6 Сети из стеклопластиковых труб

Стеклопластиковые трубы и фасонные изделия, применяемые для строительства и реконструкции сетей водоотведения, должны соответствовать техническим условиям заводов-изготовителей и действующей нормативно-технической документации.

Трубы и фасонные изделия должны проходить все необходимые испытания (см. Приложение Б к настоящему документу).

Монтаж труб и фасонных изделий должен выполняться согласно инструкциям и рекомендациям заводов-изготовителей с учетом требований СП 40-105 и AWWA Manual М45 [53].

Соединение стеклопластиковых труб на клею должно производиться по специальному технологическому регламенту, учитывающему:

- форму склеиваемых поверхностей; качество подготовки поверхностей под склеивание;

- вид клея (одно-, двухкомпонентный либо другого состава);

- способ нанесения клеевого состава на поверхности;

- время технологической паузы (разрыв между завершением нанесения клея и полным сопряжением склеиваемых поверхностей);

- метод сопряжения (вручную, посредством приспособлений);

- технологию отвердения (с обогревом или без обогрева);

- время отвердения до набирания монтажной прочности клеевым швом, а также время отвердения до набирания прочности, при которой возможно проведение испытаний трубопровода.

В регламенте на склеивание стеклопластиковых труб должен предусматриваться контроль качества выполнения клеевого соединения на всех перечисленных технологических этапах.

Соединения склеиванием труб в раструб или муфтой должны иметь адекватные с концами труб конические поверхности, подготавливаться к склейке. После покрытия соединяемые клеем концы сопрягаются в раструб или через муфту и стягиваются с усилием, обеспечивающим полный контакт покрытых клеем поверхностей, и выдерживаются в стянутом положении до полного отверждения клеевого слоя.

Сборка стыков труб диаметром до 150 мм производится вручную. Стыки труб больших диаметров следует собирать с помощью стягивающих механизмов. Клей должен иметь минимальную прочность на сдвиг 1,75 Н/мм² при трехкратной степени защиты.

Смонтированный трубопровод должен подвергаться предварительным и приемочным испытаниям согласно СНиП 3.05.04. Предельная длина трубопровода для испытания за один прием должна быть не более 1 км.

7 Контроль строительства сетей водоснабжения и водоотведения

7.1 Основные требования по контролю строительства

Порядок проведения строительного контроля при осуществлении строительства, реконструкции и капитального ремонта объектов капитального строительства осуществляется в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 21.06.2010 № 468 [18], принятым в соответствии с пунктом 8 статьи 53 Градостроительного кодекса РФ [5].

Строительный контроль должен выполняться в соответствии с требованиями СП 48.13330.2011, с учетом рекомендаций ГОСТ 24297-87, РД-11-05-2007 [63] и «Схем входного и операционного контроля качества строительно-монтажных работ. Часть III. Наружные сети канализации и водоснабжения» [64]

Все основные элементы сетей водоснабжения и водоотведения (трубы, фасонные изделия, уплотнительные манжеты, компенсационные муфты, запорная арматура, гидранты, вантузы и т.д.) должны иметь все необходимые документы (сертификаты, паспорта, акты и отчеты об испытаниях), подтверждающие соответствие техническим условиям заводов-изготовителей и действующим нормативным требованиям.

Технический заказчик (собственник или балансодержатель сети) и подрядчик, осуществляющий строительство (или реконструкцию) сети, могут проводить входной контроль элементов сети, поступающих на стройплощадку, на соответствие сопроводительным документам. В случае недоверия к сопроводительным документам входной инструментальный контроль обязателен.

В процессе производства элементов сетей водоснабжения и водоотведения (трубы, фасонные изделия, уплотнительные манжеты, компенсационные муфты, запорная арматура, гидранты, вантузы и т.д.) производитель должен выполнять все испытания в соответствии с техническими условиями и действующими стандартами.

Для каждой строящейся (или реконструируемой) сети должны производиться лабораторные испытания элементов сети, включая стыковые соединения, с целью установления их соответствия проектной и исполнительной документации (см. 7.2 и 7.3 настоящего документа).

Отбор образцов и лабораторные испытания должны проводиться (по договору с техническим заказчиком или подрядчиком) аттестованной испытательной лабораторией (см. приложение Б к настоящему документу).

Технический заказчик может провести проверку технологии изготовления элементов сети на заводе производителя с помощью представителей аттестованной испытательной лаборатории.

Все результаты контроля документально фиксируются в виде актов, отчетов о лабораторных испытаниях.

Копии документов сдаются в эксплуатирующую (гарантирующую) организацию (например, ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга») для оформления допуска сетей водоснабжения и водоотведения в эксплуатацию.

7.2 Полномочия подрядчика по контролю строительства

Подрядчик несет ответственность за соответствие построенной им сети водоснабжения (или водоотведения) проектной и исполнительной документации.

Подрядчик совместно с представителем аттестованной испытательной лаборатории производит отбор образцов для выполнения работ по контролю техническим заказчиком в соответствии с 7.3 настоящего документа.

Подрядчик имеет право приступить к монтажу труб до получения от испытательной лаборатории положительного заключения (некоторые испытания носят длительный характер) и получения от завода-изготовителя подтверждения подлинности. В случае получения отрицательного заключения и (или) не подтверждения подлинности продукции подрядчик должен выполнить за свой счет работы по демонтажу смонтированных труб и возместить все затраты технического заказчика на строительство объекта.

Подрядчик выполняет (в присутствии технического заказчика) контрольные испытания на прочность и плотность (герметичность) гидравлическим или пневматическим способом дважды (предварительное и окончательное) согласно СП 31.13330, СП 32.13330 и СНиП 3.05.04 с внесением записи в «Общий журнал работ».

7.3 Полномочия технического заказчика по контролю строительства

7.3.1 Контроль качества сетей водоснабжения и водоотведения из РЕ 100-RC труб

Технический заказчик имеет право проводить контроль качества изделий и материалов при строительстве и реконструкции в следующем порядке:

1) Визуальный контроль всех основных элементов сети, выборочный измерительный контроль труб, фасонных изделий и материалов, периодический контроль качества складирования и хранения.

2) Лабораторный контроль на соответствие техническим условиям и проектной документации - один трубный образец на 1000 м труб диаметром до 500 мм, на 600 м труб диаметром от 500 мм (включая) до 1000 мм (не включая), на 400 м труб диаметром 1000 мм и более. Проводятся необходимые испытания (см. Приложение Б к настоящему документу). На объектах с протяженностью трассы менее 1000 м испытания проводят на одном образце.

3) Проверка квалификации монтажников и сварщиков согласно РД 03-495-02 [58], технический осмотр сварочных устройств и инструмента, а также операционный и инструментальный контроль качества сборки и сварных соединений (см. приложение В к настоящему документу).

7.3.2 Контроль качества сетей водоснабжения и водоотведения из ВЧШГ труб

Технический заказчик имеет право проводить контроль качества изделий и материалов при строительстве и реконструкции в следующем порядке:

1) Визуальный контроль всех основных элементов сети, выборочный измерительный контроль труб, фасонных изделий и материалов, периодический контроль качества складирования и хранения.

2) Лабораторный контроль на соответствие техническим условиям и проектной документации - один трубный образец на 600 м труб условным диаметром от 500 мм (включая) до 1000 мм (не включая), на 400 м труб условным диаметром 1000 мм и более. Проводятся необходимые испытания (см. Приложение Б к настоящему документу). На объектах с протяженностью трассы менее 400 м испытания проводят на одном образце.

3) Проверка квалификации монтажников, технический осмотр монтажных устройств и инструмента, а также операционный контроль качества сборки и соединений (с учетом положений 5.16 СП 66.13330).

7.3.3 Контроль качества сетей водоснабжения из стальных электросварных прямошовных труб

Технический заказчик имеет право проводить контроль качества изделий и материалов при строительстве и реконструкции в следующем порядке:

1) Визуальный контроль всех основных элементов сети, выборочный измерительный контроль труб, фасонных изделий и материалов, периодический контроль качества складирования и хранения.

2) Лабораторный контроль на соответствие техническим условиям и проектной документации - один трубный образец на 400 м труб условным диаметром 1000 мм и более. Проводятся необходимые испытания (см. Приложение Б к настоящему документу). На объектах с протяженностью трассы менее 400 м испытания проводят на одном образце.

3) Проверка квалификации монтажников и сварщиков согласно РД 03-495-02 [58], технический осмотр сварочных устройств и инструмента, а также операционный контроль качества сборки и сварных соединений с учетом положений Приложения 8 к ПБ 10-573-03 [65]. Инструментальный контроль поперечных стыковых сварных соединений неразрушающими методами согласно СНиП 3.05.04. Лаборатория неразрушающего контроля должна быть аттестована согласно ПБ 03-372-00 [66].

7.3.4 Контроль качества сетей водоотведения из РЕ и РР труб с гофрированной внешней поверхностью

Технический заказчик имеет право проводить контроль качества изделий и материалов при строительстве и реконструкции в следующем порядке:

1) Визуальный контроль всех основных элементов сети, выборочный измерительный контроль труб, фасонных изделий и материалов, периодический контроль качества складирования и хранения.

2) Лабораторный контроль на соответствие техническим условиям и проектной документации - один трубный образец на 1000 м труб диаметром до 500 мм, на 600 м труб диаметром от 500 мм (включительно) до 1000 мм, на 400 м труб диаметром 1000 мм и более. Проводятся необходимые испытания (см. Приложение Б к настоящему документу). На объектах с протяженностью трассы менее 400 м испытания проводят на одном образце.

3) Проверка квалификации монтажников и сварщиков согласно РД 03-495-02 [58], технический осмотр сварочных устройств и инструмента, а также операционный контроль качества сборки.

7.3.5 Контроль качества сетей водоотведения из стеклопластиковых труб

Технический заказчик имеет право проводить контроль качества изделий и материалов при строительстве и реконструкции в следующем порядке:

1) Визуальный контроль всех основных элементов сети, выборочный измерительный контроль труб, фасонных изделий и материалов, периодический контроль качества складирования и хранения.

2) Лабораторный контроль на соответствие техническим условиям и проектной документации - один трубный образец на 400 м труб диаметром 1000 мм и более. Проводятся необходимые испытания (см. Приложение Б к настоящему документу), в том числе на кольцевую жесткость, на окружную и осевую прочность и упругость при растяжении. На объектах с протяженностью трассы менее 400 м испытания проводят на одном образце.

3) проверка квалификации монтажников, технический осмотр монтажных устройств и инструмента, а также операционный контроль качества сборки и соединений (с учетом СП 40-105).

Приложение А
(справочное)

Нормативные ссылки

Приложение Б
(рекомендуемое)

Испытательная лаборатория, осуществляющая работы в области подтверждения качества труб и фасонных изделий для сетей водоснабжения и водоотведения

Испытательная лаборатория, осуществляющая работы в области подтверждения качества труб и фасонных изделий для сетей водоснабжения и водоотведения, должна соответствовать ГОСТ ИСО/МЭК 17025.

Испытательная лаборатория должна иметь аттестат, выдаваемый уполномоченным органом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт), согласно Федеральному закону РФ «О техническом регулировании» [7].

Испытательной лаборатории рекомендуется получить аттестат, выдаваемый уполномоченным органом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор) для выполнения работ по неразрушающему контролю сварных соединений металлических труб (см. ПБ 03-372-00 [66]).

Испытательной лаборатории следует получить аттестат аккредитации, выдаваемый уполномоченным органом Федеральной службы по аккредитации (Росаккредитация) для выполнения работ по подтверждению соответствия, согласно Постановлению Правительства РФ от 19.06.2012 № 602 [67].

Отбор образцов и испытания, проводимые лабораторией, должны осуществляться в соответствии с действующими стандартами (см. таблицы Б1 - Б4).

Таблица Б1 - Испытания для труб и фасонных изделий из РЕ 100-RC

Таблица Б2 - Испытания для РЕ и РР труб и фасонных изделий с гофрированной внешней поверхностью

Таблица Б3 - Испытания для стеклопластиковых труб и фасонных изделий

Таблица Б4 - Испытания для труб и фасонных изделий из ВЧШГ, а также стальных электросварных прямошовных труб и фасонных изделий

Приложение В
(рекомендуемое)

Технические требования к контролю качества сварных соединений РЕ труб

1. При строительстве и реконструкции сетей водоснабжения и водоотведения с применением полиэтиленовых труб для обеспечения требуемого уровня качества производят:

- проверку квалификации сварщиков;

- входной контроль качества применяемых труб, соединительных деталей и материалов;

- технический осмотр сварочных устройств (нагревательного инструмента, сварочного центратора, торцовки, блока питания, программного устройства, вспомогательного инструмента) и другого технологического оборудования;

- систематический операционный контроль качества сборки под сварку и режимов сварки;

- визуальный контроль (внешний осмотр) сварных соединений и инструментальный контроль их геометрических параметров;

- контроль качества выполненных работ при помощи видеокамеры;

- контроль сварных стыковых соединений физическими методами (в объеме не менее 2 %, но не менее одного стыка на каждого сварщика);

- испытания смонтированного трубопровода на прочность и плотность (герметичность) гидравлическим или пневматическим способом согласно СНиП 3.05.04 при его сдаче в эксплуатацию;

- механические испытания сварных соединений.

Проверку сварочных устройств и технологического оборудования следует производить в соответствии с инструкциями по эксплуатации на соответствие паспортным данным и ГОСТ Р ИСО 12176. Дата технического осмотра и его результаты должны быть отражены в «Общем журнале работ».

2. Перед началом оценки качества сварных соединений полиэтиленовых труб необходимо проверить квалификацию сварщика в соответствии с РД 03-495-02 [58]. Сварщик должен, как правило, сварить в условиях, близких к производственным, допускные сварные соединения. Допускные сварные соединения изготавливаются из отрезков полиэтиленовых труб длиной не менее 300 мм, сваренных между собой при помощи деталей с закладными нагревателями или нагретым инструментом встык.

Количество допускных соединений при сварке деталями с закладными нагревателями должно быть не менее одного. Количество допускных соединений при сварке нагретым инструментом встык должно составлять не менее одного - при использовании сварочной техники с высокой степенью автоматизации, двух - при использовании сварочной техники со средней степенью автоматизации, трех - при использовании сварочной техники с ручным управлением.

Допускные сварные соединения независимо от способа сварки подвергают визуальному контролю (внешнему осмотру) и измерительному контролю геометрических параметров. Если по результатам внешнего осмотра сварные соединения не отвечают установленным требованиям, то сварщик выполняет сварку повторно. Отбор сварных соединений для механических испытаний осуществляют после получения положительных результатов визуального и измерительного контроля.

Допускные стыки, сваренные нагретым инструментом встык, подвергают механическим испытаниям на осевое растяжение, ультразвуковому контролю. Допускные сварные соединения, сваренные соединительными деталями с закладными нагревателями, подвергают механическим испытаниям: на сплющивание (для муфт, переходов, тройников, заглушек), на отрыв (для седловых отводов).

При неудовлетворительных результатах механического или ультразвукового испытания хотя бы одного сварного соединения сварщик выполняет сварку их удвоенного количества. Если при повторном контроле получены неудовлетворительные результаты хотя бы по одному из дополнительно сваренных соединений, то сварщик признается не выдержавшим испытания и должен пройти переаттестацию в установленном порядке.

По результатам механических испытаний и ультразвукового контроля допускных сварных соединений оформляются протоколы установленной формы, на основании которых сварщик допускается (не допускается) к проведению сварочных работ.

3. Проверке подвергаются допускные и контрольные соединения, выполненные сварщиком в соответствии с инструкцией завода-изготовителя полиэтиленовой трубы и ГОСТ 16310-80. Вырезку контрольных соединений осуществляют в период производства сварочных работ. Контрольные соединения выполняются в случаях обнаружения нарушений технологии сварки.

4. Сварные соединения, забракованные при внешнем осмотре и измерениях, исправлению не подлежат и должны быть удалены. При неудовлетворительных результатах испытаний сварных соединений необходимо произвести проверку удвоенного числа соединений тем же методом контроля, по которому были получены неудовлетворительные результаты. Если при повторной проверке хотя бы одно из проверяемых соединений окажется неудовлетворительного качества, то сварщик отстраняется от работы и направляется для переаттестации или проверяется сварочная техника, которая использовалась для сварки этих стыков.

5. Обязательным методам испытаний (см. таблицу В1) подвергаются сварные соединения, выполняемые перед началом строительства (допускные стыки) и отбираемые из числа стыков, сваренных каждым сварщиком на объекте (контрольные стыки). Перечень специальных методов испытаний, рекомендуемых к проведению при оценке качества сварных соединений, приведен в таблице В2. Результаты испытаний на длительное растяжение являются факультативными.

Таблица В1 - Перечень обязательных методов испытаний

Таблица В2 - Перечень специальных методов испытаний

6. Внешнему осмотру подвергаются соединения, выполненные любым способом сварки. Рекомендуется иметь на предприятии контрольные образцы соединений, по которым можно вести наглядное сравнение внешнего вида сварных соединений.

Контрольный образец представляет собой сварное соединение труб между собой или с соединительной деталью, отвечающее требованиям ГОСТ 16310-80. Длина контрольного образца должна составлять не менее двух диаметров трубы, при этом сварной шов должен располагаться посередине.

Контрольный образец снабжается опломбированным ярлыком, в котором указывают:

- условное обозначение сваренных труб (соединительных деталей);

- наименование предприятия, выполняющего сварочные работы;

- гриф утверждения образца главным инженером, заверенный печатью, и дата утверждения;

- дату сварки и номер протокола сварочного процесса.

Сварку контрольных образцов производят на сварочном оборудовании, имеющем устройство для автоматического протоколирования сварки и при температуре наружного воздуха, близкой к условиям проведения строительства.

Контрольные образцы хранят на предприятии, выполняющем сварочные работы. Допускается использование типовых контрольных образцов для ряда типоразмеров труб и соединительных деталей.

7. Внешний вид сварных соединений, выполненных сваркой нагретым инструментом встык, должен отвечать следующим требованиям:

- валики сварного шва должны быть симметрично и равномерно распределены по окружности сваренных труб;

- цвет валиков должен быть одного цвета с трубой и не иметь трещин, пор, инородных включений;

- симметричность шва (отношение ширины наружных валиков грата к общей ширине грата) должна быть в пределах 0,3 - 0,7 в любой точке шва. При сварке труб с соединительными деталями это отношение допускается в пределах 0,2 - 0,8;

- смещение наружных кромок свариваемых заготовок не должно превышать 10 % толщины стенки трубы (детали);

- впадина между валиками грата (линия сплавления наружных поверхностей валиков грата) не должна находиться ниже наружной поверхности труб (деталей);

- угол излома сваренных труб или трубы и соединительной детали не должен превышать 5°.

8. Размеры валиков наружного грата швов зависят от толщины стенки и материала свариваемых труб (деталей). В таблице В3 приведены данные, полученные при сварке труб (деталей) из ПЭ 100.

Таблица В3 - Размеры валиков наружного грата швов

Определение размеров валиков производится непосредственно на сварном шве в условиях строительства. Допускается производить определение расположения впадины между валиками грата и замер самих валиков после срезания наружного грата по всему периметру трубы. Срезание наружного грата должно производиться при помощи специальных приспособлений, не наносящих повреждений телу трубы и не выводящих толщину стенки за пределы допускаемых отклонений.

9. Критерии оценки внешнего вида соединений, выполненных нагретым инструментом встык, приведены в таблице В4. Результаты внешнего осмотра и проверки размеров сварочного грата соединений, выполненных сваркой нагретым инструментом встык, считают положительными, если они отвечают требованиям п. 7 и критериям, приведенным таблицах В3 и В4.

Отдельные наружные повреждения валиков сварного шва (срезы, сколы, вдавленности от клеймения стыка) протяженностью не более 20 мм и не затрагивающие основного материала трубы считать браком не следует.

Таблица В4 - Критерии оценки внешнего вида сварных стыковых соединений

Измерения швов проводят как минимум в двух взаимопротивоположных зонах по периметру шва.

Контроль ширины и высоты наружного грата осуществляют штангенциркулем по ГОСТ 166.

Допускается использование шаблонов с проходным и непроходным размерами.

Для контроля симметричности валиков наружного грата по ширине производится их замер с помощью измерительной лупы ЛИ-3х, рассчитывается отношение замеренных размеров с округлением до целого значения. Расчет симметричности валиков наружного грата по высоте производится аналогично.

Для измерения смещения кромок может применяться специальный шаблон, который устанавливается по образующей одной из труб, прижимая его к трубе в околошовной зоне. Из-за смещения кромок при этом на другом конце опорной площадки шаблона наблюдается его подъем над поверхностью трубы. С помощью щупа производится замер зазора между поверхностью заготовки и пяткой шаблона. Далее рассчитывается отношение (в процентах) измеренного абсолютного значения смещения кромок к номинальной толщине стенки трубы. Расчет производится с округлением до целого значения процента.

10. Внешний вид сварных соединений, выполненных при помощи деталей с закладными нагревателями, должен отвечать следующим требованиям:

- трубы за пределами соединительной детали должны иметь следы механической обработки (зачистки);

- индикаторы сварки деталей должны находиться в выдвинутом положении;

- угол излома сваренных труб или трубы и соединительной детали не должен превышать 5°;

- поверхность деталей не должна иметь следов температурной деформации или сгоревшего полиэтилена;

- по периметру детали не должно быть следов расплава полиэтилена, возникшего в процессе сварки.

Критерии оценки внешнего вида соединений, выполненных при помощи муфт, тройников, отводов и переходов с закладными нагревателями, приведены в таблице В5.

Критерии оценки внешнего вида соединений, выполненных при помощи седловых отводов с закладными нагревателями, приведены в таблице В6.

Результаты внешнего осмотра сварных соединений, выполненных при помощи деталей с закладными нагревателями, считают положительными, если они отвечают требованиям п. 7 и критериям, приведенным в таблицах В5 и В6.

Таблица В5 - Критерии оценка внешнего вида седловых отводов с закладными нагревателями

Таблица В6 - Критерии оценки внешнего вида сварных соединений, выполненных при помощи муфт, тройников, отводов и переходов с закладными нагревателями

11. Испытаниям на осевое растяжение подвергаются соединения, выполненные сваркой нагретым инструментом встык. Критерием определения качества сварного соединения, выполненного сваркой встык, является характер разрушения образцов.

Различают три типа разрушения:

Тип I - наблюдается после формирования «шейки», типичного сужения площади поперечного сечения образца во время растяжения на одной из половин испытываемого образца, разрушение наступает, как правило, не ранее чем при достижении относительного удлинения более 50 % и характеризует высокую пластичность, линия разрыва проходит по основному материалу и не пересекает плоскость сварки;

тип II - отмечается при достижении предела текучести в момент начала формирования «шейки», разрушение наступает при небольших величинах относительного удлинения, как правило, не менее 20 и не более 50 % и характеризует низкую пластичность, линия разрыва пересекает плоскость сварки, но носит вязкий характер;

тип III - происходит до достижения предела текучести и до начала формирования «шейки», разрушение наступает при удлинении образца, как правило, не более 20 % и характеризует хрупкое разрушение, линия разрыва проходит точно по плоскости сварки.

Результаты испытания считаются положительными, если при испытании на осевое растяжение не менее 80 % образцов имеют пластичный характер разрушения I типа. Остальные 20 % образцов могут иметь характер разрушения II типа. Разрушение III типа не допускается. При хрупком разрыве по шву для определения причин разрушения анализируются характер излома и дефекты шва.

При испытании на осевое растяжение определяют также относительное удлинение при разрыве (по ГОСТ 11262, за исключением п. 1.5 и 4.2, последний абзац). Методика проведения испытаний образцов сварных стыковых соединений на осевое растяжение приведена в Приложении П к СП 42-103.

12. Ультразвуковому контролю подвергаются соединения полиэтиленовых труб, выполненные сваркой нагретым инструментом встык и соответствующие требованиям визуального контроля (внешнего осмотра). Количество сварных соединений, подвергаемых ультразвуковому контролю, следует определять по СНиП 3.05.04.

К выполнению работ по ультразвуковому контролю допускаются специалисты, имеющие сертификат установленной формы на право проведения контроля не ниже второго уровня квалификации по акустическим методам контроля, а также удостоверение о дополнительном обучении по контролю сварных стыковых соединений полиэтиленовых трубопроводов.

С помощью ультразвукового контроля должны выявляться внутренние дефекты типа несплавлений, трещин, отдельных или цепочек (скоплений) пор, включений. Критерии оценки качества при помощи ультразвукового контроля сварных стыковых соединений полиэтиленовых труб приведены в Приложении Р к СП 42-103.

Дефекты сварных стыковых соединений полиэтиленовых газопроводов по результатам ультразвукового контроля относят к одному из следующих видов:

- одиночные (поры, механические включения, примеси);

- протяженные (несплавления, трещины, удлиненные поры и включения, цепочки или скопления пор, включений).

Оценка качества сварных стыковых соединений полиэтиленовых газопроводов производится по следующим признакам:

- максимально допустимой площади дефекта (амплитудный критерий);

- по условной протяженности дефекта (амплитудно-временной критерий);

- по количеству допустимых дефектов на периметре стыка.

Предельно допустимые размеры и количество дефектов приведены в Приложении С к СП 42-103. В случае определения разных значений условной протяженности дефекта при контроле сварного шва с двух его сторон оценка качества производится по большему из них.

13. Испытаниям на сплющивание подвергают соединения, полученные сваркой при помощи деталей муфтового типа (муфт, переходов, отводов, тройников, заглушек и т.п.) с закладными нагревателями. Испытания проводят на образцах-сегментах путем сжатия труб у торца соединения до величины, равной двойной толщине стенки. Стойкость сварного шва к сплющиванию характеризуется процентом отрыва, который является отношением длины сварного шва, не подвергнувшейся отрыву, к полной длине сварного шва в пределах одной трубы. Результаты испытаний считают положительными, если на всех испытанных образцах отрыв не наблюдался или если отношение длины шва, не подвергнутой отрыву, к общей измеренной длине шва составляет не менее 40 %. Методика проведения испытаний сварных соединений на сплющивание приведена в Приложении Т к СП 42-103.

14. Испытаниям на отрыв подвергают сварные соединения труб и седловых отводов с закладными нагревателями. Сварное соединение подвергается испытанию целиком и продолжается до полного отделения седлового отвода от трубы. В результате испытания соединения излом в месте сварки седлового отвода с трубой должен иметь полностью или частично пластичный характер разрушения по замкнутому периметру сварного шва. Хрупкое разрушение не допускается. В процессе проведения испытаний фиксируется также разрушающая нагрузка. Методика проведения испытания сварных соединений на отрыв приведена в Приложении У к СП 42-103.

15. Испытаниям на статический изгиб подвергаются соединения, выполненные сваркой нагретым инструментом встык. Испытания проводят на образцах-полосках с расположенным по центру сварным швом. При испытании на статический изгиб определяется угол изгиба образца, при котором появляются первые признаки разрушения. Результаты испытания считаются положительными, если испытываемые образцы выдерживают без разрушения и появления трещин изгиб на угол не менее 160°. Методика проведения испытаний приведена в Приложении Ф к СП 42-103.

16. Испытаниям при постоянном внутреннем давлении подвергаются сварные соединения, выполненные как сваркой нагретым инструментом встык, так и сваркой при помощи деталей с закладными нагревателями. Испытания проводятся в соответствии с ГОСТ 24157.

При испытании определяется стойкость при постоянном внутреннем давлении в течение заданного промежутка времени при нормальной и повышенной температурах и определенной величине начального напряжения в стенке трубы. Результаты испытаний считаются положительными, если все испытуемые образцы не разрушились до истечения контрольного времени испытания или разрушился один из образцов, но при повторных испытаниях ни один из образцов не разрушился. Методика проведения испытаний на внутреннее давление приведена в Приложении X к СП 42-103.

17. Испытание сварных соединений на длительное растяжение проводится для определения длительной несущей способности сварных соединений, выполненных сваркой нагретым инструментом встык. Одновременно с испытанием оцениваемых образцов сварных швов при тех же условиях испытывают образцы других сварных соединений, сваренных при оптимальных параметрах сварки (базовые стыки). Образцы оцениваемых сварных соединений и базовые стыки должны быть изготовлены из одной марки материала и одной партии труб.

Испытания проводят до появления трещин не менее чем у 50 % испытываемых образцов. Результаты испытания сравниваются по среднему значению времени до появления трещин. По мере проведения испытаний образцы должны подвергаться периодическому внешнему осмотру с целью выявления хрупкого излома и трещин в зоне шва. Изломы в области зажимов не учитываются. Результаты испытания считаются положительными, если образцы оцениваемых сварных соединений имеют среднее значение времени до появления трещин не ниже значений, полученных для базовых стыковых соединений. Методика проведения испытаний приведена в Приложении Ц к СП 42-103.

18. Испытаниям на стойкость к удару подвергаются соединения, выполненные при помощи крановых седловых отводов. Испытания проводят на образцах в виде патрубков с расположенным посередине седловым отводом. При испытании на стойкость к удару определяется способность образца выдержать внутреннее пневматическое давление (0,6 ± 0,05) МПа в течение 24 ч после нанесения по нему двух ударов падающим грузом массой (5,0 ± 0,05) кг. Результаты испытания считаются положительными, если оцениваемые образцы выдерживают испытание при отсутствии видимых разрушений и разгерметизации. Методика проведения испытаний приведена в Приложении Ш к СП 42-103.

Приложение Г
(рекомендуемое)

Расчет на прочность трубопровода из РЕ 100-RC при подземной прокладке

Прочностной расчет трубопроводов из РЕ 100-RC при подземной прокладке рекомендуется выполнять согласно методике, приведенной в Приложении Д к СП 40-102 (для напорного варианта), с учетом СН 550-82, Пособия к СН 550-82 и ATV-DVWK-A 127 [31].

Выбираем исходные данные для расчета:

- отношение наружного диаметра трубы к толщине стенки SDR - 17;

- наружный диаметр D_н - 315,0 мм;

- кратковременный модуль упругости РЕ 100-RC Е₀ - 1050 МПа;

- долговременный модуль упругости РЕ 100-RC E_τ - 200 МПа;

- коэффициент Пуассона РЕ 100-RC μ - 0,32;

- предел текучести РЕ 100-RC при растяжении σ₀ - 22 МПа;

- глубина заложения от уровня земли до верха трубы H_гр1 - 2,3 м;

- глубина грунтовых вод от уровня земли H_гв - 2,0 м;

- удельный вес грунта засыпки траншеи γ_гр - 0,018 МН/м³ (суглинки полутвердые, тугомягкие и текучепластичные, категория грунта Г-IV);

- удельный вес грунтовых вод γ_в - 0,01 МН/м³;

- модуль деформации грунта засыпки E_гр - 5,5 МПа (для степени уплотнения 0,95);

- коэффициент, учитывающий качество уплотнения постели грунта K_σ - 1 (при периодическом контроле);

- коэффициент, учитывающий запаздывание овализации сечения трубы во времени K_τ - 1,25;

- коэффициент уплотнения грунта K_уг - 1;

- коэффициент прогиба K_w - 0,11 (при периодическом контроле);

- коэффициент, учитывающий влияние кольцевой жесткости на овализацию трубы K_ж - 0,15;

- коэффициент, учитывающий влияние грунта засыпки на овализацию трубы K_гр - 0,06;

- коэффициент запаса на овализацию трубы K_зψ - 1 (для напорных и самотечных трубопроводов);

- коэффициент запаса на устойчивость стенки трубы к действию внешних нагрузок K_зу - 3;

- коэффициент запаса при растяжении материала стенки трубы, происходящего в условиях релаксации K_з - 2:

- коэффициент, учитывающий процесс округления овализованной трубы под действием внутреннего давления в трубопроводе K_ок = 1 (так как K_ок ≤ 1, выбираем значение, когда внутренне давление минимально);

- коэффициент, учитывающий глубину заложения n - 1 (для глубины заложения более 1,0 м);

- нагрузка от транспорта q_m - 0,01 МПа (в условиях строительства по поверхности над трубопроводом возможно перемещение тяжелого транспорта).

Определяем толщину стенки трубы, используя исходные данные

Определяем глубину заложения до оси трубы H_гр2, используя исходные данные

Определяем грунтовую нагрузку, используя исходные данные и формулу (Г2)

Определяем нагрузку от грунтовых вод (выталкивающей силой пренебрегаем), используя исходные данные и формулу (Г2)

Определяем общую нагрузку, используя формулы (Г3) и (Г4)

Определяем момент инерции сечения трубы на единицу длины, используя формулу (Г1)

Определяем кратковременную кольцевую жесткость трубы, используя исходные данные и формулы (Г1) и (Г6)

Определяем длительную кольцевую жесткость трубы, используя исходные данные и формулы (Г1) и (Г6)

Определяем относительное укорочение вертикального диаметра трубы под действием грунтовой нагрузки, используя исходные данные и формулы (Г3) и (Г7)

Определяем укорочение вертикального диаметра трубы под действием транспортной нагрузки, используя исходные данные и формулу (Г7)

Принимаем укорочение вертикального диаметра трубы в процессе складирования и монтажа ψ_м = 0,02 (по таблице Д.1 СП 40-102 для G₀ > 0,29 МПа и степени уплотнения грунта 0,85 - 0,95) и определяем относительное укорочение вертикального диаметра трубы, используя формулы (Г9) и (Г10)

Если относительное укорочение вертикального диаметра трубы ψ > 6 % (согласно ATV-DVWK-A 127 [31] допустимая деформация не должна превышать 6 %), то рекомендуется выбрать трубу с более высокой кольцевой жесткостью или меньшим SDR, или же выбрать грунт засыпки с более высоким модулем деформации.

Определяем коэффициент овальности поперечного сечения трубы, используя формулу (Г11)

Определяем максимальное значение степени растяжения материала стенки трубы из-за овальности поперечного сечения трубопровода под действием внешних нагрузок, используя исходные данные и формулы (Г1) и (Г11)

Определяем степень сжатия материала стенки трубы, происходящего под действием внешних нагрузок, используя исходные данные и формулы (Г1) и (Г5)

Определяем допустимую степень растяжения материала стенки трубы, происходящего в условиях релаксации, используя исходные данные

Определяем допустимую степень растяжения материала в стенке трубы, происходящего в условиях ползучести, используя исходные данные

Проверяем условия прочности трубы, используя формулы (Г13) - (Г16)

Проверяем устойчивость трубы против действия сочетания внешних нагрузок, используя исходные данные и формулы (Г5), (Г8) и (Г12)

Таким образом, все расчетные показатели трубопровода полностью удовлетворяют проверкам на допустимые деформации и допустимые нагрузки.

Приложение Д
(рекомендуемое)

Расчет на прочность трубопровода из ВЧШГ при подземной прокладке

Прочностной расчет трубопровода из ВЧШГ при подземной прокладке рекомендуется выполнять согласно методике, приведенной в разделах 5.10-5.12 СП 66.13330 (для самотечного варианта), с учетом ГОСТ Р ИСО 2531, «Water mains» [69].

Выбираем исходные данные для расчета:

- наружный диаметр D_н - 635,0 мм;

- толщина стенки трубы h - 9,9 мм;

- модуль упругости Юнга Е - 1,7 -10⁵ Па;

- несущая способность трубы на внутреннее гидростатическое давление незасыпанного трубопровода Р⁰ - 9,7 МПа;

- расчетное сопротивление материала трубы на растяжение R_p - 300 МПа (при доверительной вероятности р^* ≥ 0,997);

- глубина заложения от уровня земли до верха трубы Н - 2,2 м;

- глубина грунтовых вод от уровня земли Н_гв - 2,0 м;

- удельный вес грунтовых вод γ_в - 0,01 МН/м³;

- удельный вес грунта засыпки траншеи γ_гр - 17,7 кН/м³ (суглинки, пески пылеватые, категория грунта Г-III);

- модуль деформации грунта засыпки Е_гр - 2,2 МПа (для нормальной степени уплотнения);

- расчетное внутреннее гидростатическое давление в трубопроводе Р_раб - 1,6 МПа;

- атмосферное давление при образовании в трубопроводе вакуума Р_вак - 0,1 МПа;

- безразмерный коэффициент, используемый для обозначения класса труб, k - 9;

- коэффициент, учитывающий заложение откоса, m_3,0 - 0,5 (при укладке в траншее с наклонными стенками на плоское основание);

- коэффициент, учитывающий выступание трубы, χ - 0,98 (при опирании на плоское грунтовое основание);

- коэффициент, учитывающий перегрузки для внешних нагрузок, n - 1,15 (при вертикальном давлении грунта), n - 1,1 (при вертикальном давлении транспорта, например НГ-60), n - 1,1 (при собственной массе трубопровода), n - 1,0 (при массе наполнителя), n - 1,0 (при горизонтальном давлении транспорта), n - 0,8 (при горизонтальном давлении грунта);

- коэффициент, учитывающий боковое давление грунта, λ_гр - 0,05 (для нормальной степени уплотнения);

- коэффициент, учитывающий боковое давление грунта, λ_н - 0,2 (для нормальной степени уплотнения);

- динамический коэффициент, учитывающий подвижную нагрузку, μ_m - 1 (зависит от глубины заложения трубопровода);

- коэффициент, зависящий от схемы распределения нагрузок и опорной реакции, с учетом активного влияния бокового давления грунта, ʄ - 1;

- коэффициент, учитывающий условия работы материала труб, m - 1 (при доверительной вероятности р^* ≥ 0,997);

- равномерно распределенное давление от транспортной нагрузки q_m - 16,5 кН/м (для НГ-60).

Выполняем вычисление нагрузок от давления грунта засыпки.

Определяем ширину траншеи с наклонными стенками в соответствии с СП 45.13330, используя исходные данные:

Определяем ширину траншеи по верху трубы, используя исходные данные и формулу (Д1):

Определяем среднюю ширину траншеи на высоте 1/2 от верха трубы, используя исходные данные и формулу (Д1):

Используя расчетные данные полученные в формуле (Д3) и отношения H/B_ср = 2/2,96 = 0,7 в зависимости от категории грунтов, принимаем по таблице 5.6 СП 66.13330 коэффициент K_тр, учитывающий действие сил трения между засыпкой и стенками трубы, K_тр = 0,896.

Определяем параметр, характеризующий жесткость грунта засыпки, используя исходные данные:

Определяем параметр, характеризующий жесткость трубопровода, состоящего из отдельных раструбных труб, используя исходные данные:

Определяем коэффициент, учитывающий разгрузку трубы от бокового давления грунта засыпки, используя исходные данные:

Определяем коэффициент концентрации давления грунта засыпки при укладке труб на ненарушенный грунт в насыпи, используя исходные данные:

Для определения расчетной зависимости по определению вертикальной нагрузки от давления грунта засыпки, сравниваем произведения BK_трψ и D_нK_н, используя исходные данные и формулы (Д2) и (Д7):

 

Так как BK_mpψ < D_нK_н, то определение вертикальной нагрузки от давления грунта засыпки производим по формуле:

Определяем равнодействующую расчетной горизонтальной нагрузки от бокового давления грунта, используя исходные данные:

Выполняем вычисление нагрузки от давления наземного транспорта.

Определяем равнодействующую расчетной вертикальной нагрузки от давления наземного транспорта, используя исходные данные и формулу (Д7):

Определяем равнодействующую расчетной горизонтальной нагрузки от давления наземного транспорта, используя исходные данные:

Определяем равнодействующую расчетной вертикальной нагрузки от собственного веса трубопровода, используя исходные данные:

Определяем равнодействующую расчетной вертикальной нагрузки от веса транспортируемой воды, используя исходные данные:

Определяем внешнее гидростатическое давление от грунтовых вод, используя исходные данные:

Выполняем вычисление прочности при действии на трубопровод внешних нагрузок.

А) При действии на трубопровод давления грунта засыпки, передвижных транспортных средств, собственного веса трубы, внешнего гидростатического давления, веса транспортируемой воды:

Определяем расчетный изгибающий момент от действия грунтовой и транспортной нагрузок при укладке на плоское основание, используя исходные данные и формулы (Д9) и (Д11):

Определяем расчетный изгибающий момент от действия веса воды и собственного веса трубопровода при укладке на плоское основание, используя исходные данные и формулы (Д13) и (Д14):

Определяем расчетный изгибающий момент от действия горизонтальных нагрузок, используя исходные данные и формулы (Д10) и (Д12):

Определяем максимальный изгибающий момент от действия грунтовой и транспортной нагрузок, используя исходные данные и формулы (Д16), (Д17) и (Д18):

Определяем расчетную линейную приведенную эквивалентную нагрузку, используя исходные данные и формулу (Д19):

Определяем коэффициент, учитывающий влияние поддерживающего действия (отпора) грунта, используя исходные данные и формулы (Д4), (Д5) и (Д15):

Определяем предельную раздавливающую внешнюю нагрузку, действующую на трубопровод, уложенный в грунте, используя исходные данные и формулу (Д21):

Для труб класса К-9  = 47,0 кН/м.

Рассчитываем коэффициенты запаса прочности:

Условие прочности соблюдается.

Б) При действии грунта засыпки, атмосферного давления при образовании в трубопроводе вакуума, собственного веса трубопровода, веса воды:

Суммарный момент от действия этих нагрузок, без учета транспортных нагрузок М = 2,647 + 0,255 - 0,247 = 2,655 кН/м, тогда расчетная приведенная нагрузка по формуле (Д20) равна 26,296 кН/м.

Определяем коэффициент, учитывающий влияние отпора грунта при образовании в трубопроводе вакуума, используя исходные данные и формулы (Д4), (Д5) и (Д15):

Определяем предельно допустимую раздавливающую внешнюю нагрузку при образовании в трубопроводе вакуума:

Условие прочности соблюдается: 55,075 кН/м > 36,419 кН/м, коэффициент запаса прочности K = 55,075 / 26,296 = 2,094.

Расчеты показали, что труба из ВЧШГ диаметром 635 мм класса К-9 удовлетворяет требованиям надежной работы подземного напорного трубопровода при образовании вакуума.

Выполняем вычисление устойчивости при воздействии на трубопровод внешних нагрузок.

Определяем критическое внешнее равномерное давление исходя из условия: получаем, что Р_гр = 0,275 МПа < 0,338 МПа, тогда q_кр = P_л = 1,35 МПа.

Определяем равномерно распределенное давление от действующей нагрузки с учетом q₁ и без учета q₂ воздействия транспортных нагрузок:

а) при действии на трубопровод внешних нагрузок:

 

б) при образовании в трубопроводе вакуума:

 

Условиям устойчивости трубопровод удовлетворяет.

Выполняем вычисление жесткости (по деформации) при внешнем нагружении расчетной приведенной нагрузкой.

Определяем допустимый прогиб труб с цементно-песчаным покрытием в грунте, используя исходные данные и формулы (Д5), (Д20) и (Д21):

 

Коэффициент запаса прочности в этом случае К₀ = 19,05 / 5,6 = 3,4.

Расчеты показали, что при заданных параметрах внешней нагрузки трубы из ВЧШГ диаметром 600 мм класса К-9 полностью удовлетворяют требованиям по прочности, устойчивости и жесткости от воздействия внешних нагрузок.

Производим проверку трубопровода на комбинированную нагрузку для незасыпанного и засыпанного трубопроводов.

Определяем несущую способность трубы на внутреннее гидростатическое давление засыпанного трубопровода, используя исходные данные:

Определяем значение допустимого внутреннего давления для труб класса К-9 соответственно для незасыпанного и засыпанного трубопроводов, используя исходные данные и формулы (Д20) и (Д32):

 

Для трубы диаметром 600 мм по данным таблицы 5.14 СП 66.13330 Р_доп = 3,6 МПа, заданное рабочее давление Р_раб =1,6 МПа.

Определяем коэффициенты запаса прочности на внутреннее давление, используя исходные данные и формулы (Д33) и (Д34):

Определяем значение испытательного давления для трубопровода диаметром 600 мм класса К-9, используя исходные данные:

Определяем значение приемочного давления для трубопровода диаметром 600 мм класса К-9, используя исходные данные и формулы (Д36):

Для расчетов рекомендуется использовать также график несущей способности труб незасыпанного трубопровода, приведенного на рисунке 5.6 СП 66.13330, который позволяет определить значения внешней приведенной нагрузки от заданных величин внутреннего давления и наоборот. Величина допустимого давления из условия прочности в трубопроводе при Q_пр = 36,419 кН/м для трубы класса К-9 равна 2,4 МПа (по графику рисунка 5.6), P_u = 4,5 МПа, P_г = 5,0 МПа.

Минимальную диаметральная жесткость трубы диаметром 600 мм класса К-9 определяем по Приложению С-1 к ГОСТ Р ИСО 2531, S = 41 кН/м².

Определяем фактическую диаметральную жесткость трубы 600 мм, используя исходные данные:

Фактическая диаметральная жесткость больше минимальной, то есть 56,3 МПа > 41,0 МПа.

Расчеты показали, что трубопровод диаметром 600 мм класса К-9 удовлетворяет всем прочностным требованиям, предъявляемым к незасыпанному и засыпанному трубопроводам, при рабочем давлении 1,6 МПа.

Приложение Е
(рекомендуемое)

Расчет на прочность трубопроводов из РЕ и РР с гофрированной внешней поверхностью при подземной прокладке

Прочностной расчет трубопроводов из полиэтилена и полипропилена с гофрированной внешней поверхностью при подземной прокладке рекомендуется выполнять согласно методике, приведенной в приложении Д СП 40-102 (для самотечного варианта), с учетом СН 550-82, Пособия к СН 550-82 и ATV-DVWK-A 127 [31].

Расчет выполняем на примере трубы из РР с гофрированной внешней поверхностью.

Выбираем исходные данные для расчета:

- внутренний диаметр трубы D_вн - 27,1 см;

- наружный диаметр D_н - 31,5 см;

- момент инерции стенки трубы на единицу длины I - 0,232 см⁴/см;

- кратковременный модуль упругости Е₀ - 1150 МПа;

- долговременный модуль упругости Е_τ - 300 МПа;

- коэффициент Пуассона μ - 0,4;

- предел текучести растяжении σ₀ - 25 МПа;

- глубина заложения от уровня земли до верха трубы H_гр1 - 2,3 м;

- глубина грунтовых вод от уровня земли H_гв - 2,0 м;

- удельный вес грунта засыпки траншеи γ_гр - 0,018 МН/м³ (суглинки полутвердые, тугомягкие и текучепластичные, категория грунта Г-IV);

- удельный вес грунтовых вод γ_в - 0,01 МН/м³;

- модуль деформации грунта засыпки Е_гр - 5,5 МПа (для степени уплотнения 0,95);

- коэффициент, учитывающий качество уплотнения постели грунта K_σ - 1 (при периодическом контроле);

- коэффициент, учитывающий запас K_з - 1,25;

- коэффициент уплотнения грунта K_уг - 1;

- коэффициент прогиба K_w - 0,11 (при периодическом контроле);

- коэффициент, учитывающий влияние кольцевой жесткости на овализацию трубы K_ж - 0,15;

- коэффициент, учитывающий влияние грунта засыпки на овализацию трубы K_гр - 0,06;

- коэффициент запаса на овализацию трубы K_зψ - 1 (для напорных и самотечных трубопроводов);

- коэффициент запаса на устойчивость стенки трубы к действию внешних нагрузок K_зу - 3;

- коэффициент запаса при растяжении материала стенки трубы, происходящего в условиях релаксации K_з - 1,25;

- коэффициент, учитывающий процесс округления овализованной трубы под действием внутреннего давления в трубопроводе K_ок - 1 (для самотечных трубопроводов);

- коэффициент, учитывающий глубину заложения n - 1 (для глубины заложения более 1,0 м);

- нагрузка от транспорта q_m - 0,01 МПа (в условиях строительства по поверхности над трубопроводом возможно перемещение тяжелого транспорта).

Определяем эквивалентную толщину стенки профилированной трубы, используя исходные данные:

Определяем расчетный диаметр, используя исходные данные и формулу (Е1):

Определяем глубину заложения до оси трубы Н_гр2, используя исходные данные

Определяем грунтовую нагрузку, используя исходные данные и формулы (Е3):

Определяем нагрузку от грунтовых вод (выталкивающей силой пренебрегаем), используя исходные данные и формулы (Е3):

Определяем общую нагрузку, используя формулы (Е4) и (Е5)

Определяем кратковременную кольцевую жесткость трубы, используя исходные данные и формулы (Е1) и (Е2)

Определяем длительную кольцевую жесткость трубы, используя исходные данные и формулы (Е1) и (Е2)

Определяем относительное укорочение вертикального диаметра трубы под действием грунтовой нагрузки, используя исходные данные и формулы (Е4) и (Е7)

Определяем укорочение вертикального диаметра трубы под действием транспортной нагрузки, используя исходные данные и формулу (Е7)

Принимаем укорочение вертикального диаметра трубы в процессе складирования и монтажа ψ_m = 0,02 (по таблице Д.1 СП 40-102 для G₀ > 0,29 МПа и степени уплотнения грунта 0,85 - 0,95) и определяем относительное укорочение вертикального диаметра трубы, используя формулы (Е9) и (Е10)

Если относительное укорочение вертикального диаметра трубы ψ > 6 % (согласно ATV-DVWK-A 127 [31] допустимая деформация не должна превышать 6 %), то рекомендуется выбрать трубу с более высокой кольцевой жесткостью или меньшим SDR, или же выбрать грунт засыпки с более высоким модулем деформации.

Определяем коэффициент овальности поперечного сечения трубы, используя формулу (Е11)

Определяем максимальное значение степени растяжения материала стенки трубы из-за овальности поперечного сечения трубопровода под действием внешних нагрузок, используя исходные данные и формулы (Е1) и (E11)

Определяем степень сжатия материала стенки трубы, происходящего под действием внешних нагрузок, используя исходные данные и формулы (Е1) и (Е6)

Определяем допустимую степень растяжения материала стенки трубы, происходящего в условиях релаксации, используя исходные данные

Определяем допустимую степень растяжения материала в стенке трубы, происходящего в условиях ползучести, используя исходные данные

Проверяем условия прочности трубы, используя формулы (Е13) - (Е16)

Проверяем устойчивость трубы против действия сочетания внешних нагрузок, используя исходные данные и формулы (Е6), (Е8) и (Е12)

Таким образом, все расчетные показатели трубопровода полностью удовлетворяют проверкам на допустимые деформации и допустимые нагрузки.

При глубине заложения 3 м и более расчет на прочность выполняем по ATV-DVWK-A 127 [31], учитывая требования 5.5 настоящего документа (класс жесткости - SN 16).

Расчет выполняем с помощью программного комплекса IngSoft EasyPipe (версия 2.1.2.0), который включает в себя различные расчетные методики в соответствии с международными стандартами (AWWA), в том числе модули А127, А161 и М45.

IngSoft GmbH

Landgrabenstrabe 94

90443 Nuremberg Germany

http://www.ingsoft.de/

1. Расчёт по ATV-DVWK-A 127 3 ред.

1.1. Ввод данных:

1.1.1. Показатели запаса прочности

1.1.2. Грунт

1.1.3. Нагрузка

1.1.4. Прокладка

1.1.5. Труба с определённой жёсткостью

Транспортная нагрузка: SLW 60

1.2 Результаты:

1.2.1. Промежуточные результаты трубы

1.2.1.1. Свойства материала

1.2.1.2. Запасы прочности

1.2.1.3. Минимальная ширина траншеи в соотв. с DIN 1610

1.2.2. Промежуточные результаты для комбинации нагрузок при минимальных грунтовых водах

1.2.2.1. Теория Силоса

1.2.2.2. Нагрузка

1.2.2.3. Модуль деформации грунта

1.2.2.4. Значения жесткости грунта

1.2.2.5. Угол опирания, эффективная относительная проекция и угол трения

1.2.2.6. Значения характеристик материала трубы и кольцевая жёсткость

1.2.2.7. Соотношение жесткости

1.2.2.8. Коэффициенты

1.2.2.9. Коэффициент концентрации λR и λB

1.2.2.10. Распределение давления по окружности трубы

1.2.3. Промежуточные результаты для комбинации нагрузок при максимальном уровне грунтовых вод

1.2.3.1. Теория Силоса

1.2.3.2. Нагрузка

1.2.3.3. Модуль деформации грунта

1.2.3.4. Значения жесткости грунта

1.2.3.5. Угол опирания, эффективная относительная проекция и угол трения

 

1.2.3.6. Значения характеристик материала трубы и кольцевая жёсткость

1.2.3.7. Соотношение жесткости

1.2.3.8. Коэффициенты

1.2.3.9. Коэффициент концентрации λR и λB

1.2.3.10. Распределение давления по окружности трубы

1.2.4. Schnittkrafte

1.2.4.1. Силы резания (поперечные) при минимальных грунтовых водах. Краткосрочное

1.2.4.2. Силы резания (поперечные) при минимальных грунтовых волах. Долгосрочное

1.2.4.3. Силы резания (поперечные) при максимальном уровне грунтовых вод. Краткосрочное

1.2.4.4. Силы резания (поперечный) при максимальном уровне грунтовых вод. Долгосрочное

1.2.5. Доказательство краткосрочных нагрузок

1.2.5.1. Доказательство растяжения (при минимальных грунтовых водах)

1.2.5.2. Доказательство растяжения (при максимальном уровне грунтовых вод)

1.2.5.3. Доказательство деформации (при минимальных грунтовых водах)

1.2.5.4. Доказательство деформации (при максимальном уровне грунтовых вод)

1.2.5.5. Доказательство устойчивости (линейное) (при максимальном уровне грунтовых вод)

Коэффициент уменьшения для расчета устойчивости для нагрузки транспорта/грунта

1.2.5.6. Нелинейное доказательство стабильности

Нелинейное доказательство стабильности не применяется, т.к. VRB > 1,0 (жёсткая труба).

1.2.6. Доказательство долгосрочных нагрузок

1.2.6.1. Доказательство растяжения (при минимальных грунтовых водах)