Пластиковые трубы. Руководство для инженеров. Монтажные расчёты. Часть 4

Следует учитывать глубину и ширину траншеи, засыпку, извилистость, сброс воздуха и давления, а также размер и толщину стенки трубы. Относительно глубины залегания и растяжения рекомендации следующие. При установке систем подземных трубопроводов глубина траншеи определяется предполагаемым обслуживанием и местными условиями (а также местными, государственными и национальными правилами, которые могут требовать большей глубины траншеи и покрытия, чем это технически необходимо). Подземные трубопроводы подвергаются внешним нагрузкам, вызванным весом материала обратной засыпки и нагрузками, приложенными к поверхности засыпки. Они могут варьироваться от статических до динамических нагрузок. Статические нагрузки включают вес почвы над верхом трубы плюс любой дополнительный материал, который может быть уложен над землей. Важным моментом является то, что нагрузка на гибкую трубу будет меньше, чем на жесткую трубу, уложенную таким же образом. Это связано с тем, что гибкий трубопровод передает часть нагрузки на окружающую почву, а не наоборот.

Грунтовые нагрузки минимальны для узких траншей до достижения глубины залегания, равной 3 метрам. Динамические нагрузки — это нагрузки от движущихся транспортных средств, таких как грузовики, поезда и другая тяжелая техника. Для мелких условий залегания следует учитывать динамические нагрузки и добавлять их к статическим нагрузкам, но на глубинах более 3 метров динамические нагрузки оказывают очень незначительное влияние, поэтому прежде всего нужно будет учитывать статические напряжения. Труба, предназначенная для подачи питьевой воды, должна быть заглублена как минимум на 50 см ниже точки максимально ожидаемого замерзания. Ширина траншеи должна быть достаточной для того, чтобы обеспечить достаточное пространство для извлечения трубы с номинальным диаметром от 15 до 50 см вдоль дна траншеи, как описано ниже, а также для размещения и уплотнения боковых засыпок. Ширина траншеи может быть сведена к минимуму с большинством материалов для напорных труб. Этого можно добиться, соединяя трубы на поверхности и затем опуская их в траншею после получения достаточной прочности соединения. Дно траншеи должно обеспечивать прочную, непрерывную опорную поверхность по всей длине трубопровода. Низ должен быть относительно гладким и без камней. Там, где имеются твердые основания, уступы или валуны, рекомендуется, чтобы дно траншеи было покрыто как минимум 10 см слоем песка или уплотненных мелкозернистых почв. Чтобы компенсировать тепловое расширение и сжатие при прокладке трубы малого диаметра в жаркую погоду, рекомендуется использовать систему смещения трубы с номинальным диаметром от 15 до 50 см относительно центральной линии траншеи.

Когда температура при монтаже существенно ниже рабочей температуры, трубу, если возможно, следует устанавливать с прямым выравниванием и доводить до рабочей температуры после того, как соединения должным образом отверждены перед засыпкой. Эта процедура позволит расширить трубу, чтобы приспособиться к нагрузкам. Когда температура установки значительно превышает рабочую температуру, трубу можно устанавливать в траншее. Например, трубопровод ПВХ типа 1 (PVC-U, непластифицированный поливинилхлорид) длиной 30 метров будет расширяться или сжиматься примерно на 2 см при каждом изменении температуры на 10 °C. В жаркий летний день прямые солнечные лучи на трубе могут поднять температуру поверхности до 50 °C. Ночью температура поверхности может упасть до 10 °C. В этом гипотетическом случае трубопровод будет подвергаться изменению температуры на 40 °C, и каждые 30 метров трубопровода будут сокращаться на 8 см за цикл. Эта степень сжатия создаст такую нагрузку на недавно соединённые стыки труб, что плохо сделанное соединение может разорваться. Практичный и экономичный метод состоит в том, чтобы соединить целую линию вместе в траншее в течение обычного рабочего дня. Когда недавно склеенный шов высыхает, труба изгибается от одной стороны траншеи к другой по плавным поперечным изгибам, и дополнительное удлинение компенсирует любое сжатие после засыпки траншеи.