Прокладка труб пнд в земле: Технология прокладки водопровода из ПНД трубы в земле: инструкция

Страница не найдена — Все о трубах

Канализация


1 895 просмотров

Ваше жилье заполонили неприятные запахи из канализации. Частой причиной является неправильно собранная система без

Строительные конструкции


4 585 просмотров

Грамотно спроектированная и умело построенная беседка из профильной трубы может стать изысканным украшением дачного участка. И только красотой дело

Канализация


2 598 просмотров

Доброго дня, дорогие читатели! Бывало ли с вами такое, что в доме засорилась канализация,

Вентиляция и дымоход


12 433 просмотров

Добрый день, дорогой читатель. Даже ребенок знает — тепло наших квартир обеспечивается котельными. Все мы

Полимерные


7 449 просмотров

Здравствуй, дорогой читатель! В наших домах и квартирах чаще всего можно увидеть разводки коммунальных

Вентиляция и дымоход


25 527 просмотров

Современный человек очень теплолюбивый. Если Вы, наш уважаемый читатель, имеете собственный дом, то проблему

Страница не найдена — Все о трубах

Новости


74 просмотров

Большое количество сантехнических работ связано с монтажом или заменой старых трубопроводов или оборудования. Например,

Вентиляция и дымоход


5 820 просмотров

От грамотно обустроенной вентиляции во многом зависит не только комфортность проживания в доме, но и срок его эксплуатации. Излишняя сырость

Отопление


2 165 просмотров

Доброе время суток, дорогой читатель! Многим жителям многоквартирных домов уже доставили массу неудобств воздушные

Водосток


7 978 просмотров

Я приветствую моего уважаемого читателя! В этой статье речь пойдет о том, что такое

Вентили и задвижки


3 697 просмотров

Города и поселки, заводы и фермы, жилые дома и общественные здания – все опутано

Полимерные


4 303 просмотров

Приветствую моих читателей. В этой публикации сможете многое узнать о канализации, вернее, о трубах

Страница не найдена — Все о трубах

Вентили и задвижки


11 392 просмотров

Приветствуем! Продолжаем развивать тему организации эффективных водопроводных, отопительных и сантехнических коммуникаций, при эксплуатации которых

Вентиляция и дымоход


13 958 просмотров

Приветствуем Вас на нашем портале! Камин ассоциируется с теплом и уютом, а потому является

Новости


154 просмотров

Клинкерная тротуарная плитка – это высокопрочный строительный материал, получаемый путем формовки и последующего обжига

Монтаж и ремонт


6 844 просмотров

Приветствуем нашего постоянного читателя. В этой статье мы расскажем про монтаж труб из сшитого

Строительные конструкции


44 563 просмотров

Здравствуйте, уважаемый читатель! Трубы с сечением квадратной или прямоугольной формы, часто используются как несущие

Отопление


9 802 просмотров

Доброе время суток, дорогой читатель! Разводки труб инженерных коммуникаций зачастую мешают реализовать дизайнерские проекты

Прокладка кабеля в земле при помощи пнд трубы

Прокладка кабеля в земле необходима для оборудования коммуникаций различного назначения. В промышленных масштабах сотни метров проводов тянут под дорогами, в черте города, на строящихся объектах и других площадках, нуждающихся в электричестве. Также прокладка кабеля в земле часто проводится в бытовых условиях, на даче или приусадебном участке. Укладка под грунт, особенно когда проводки много, может стать серьёзной проблемой, если не владеть технологией. К счастью, сегодня известно и опробовано множество способов, один из них, использование в качестве футляра технической трубы.

Преимущества трубы из пнд

Труба из полиэтилена низкого давления или сокращённо ПНД отличается малым весом, хорошей гибкостью и долговечностью. Она гладкая, чёрного цвета с небольшими вкраплениями. Производство такой трубы основано на принципах переработки вторичного сырья. Это может быть упаковочная плёнка, пластиковые пакеты, бутылки и другие изделия из полиэтилена. Из них получают гранулы, небольшие частицы одинакового размера.

Такое сырьё легко перерабатывается. Попадая в экструдер, гранулы нагреваются и тянуться до нужной формы. Диаметр, толщина стенки выбираются заранее, под них настраивают линию. Готовые трубы охлаждаются и распределяются по партиям. В бухты наматываются типоразмеры до 75 включительно, остальные в отрезках по 12 метров. 

Хранение пнд трубы перед прокладкой не требует серьёзных вложений. Достаточно найти место, скрытое от солнечных лучей, так как на жаре полиэтилен становится мягким. Как говорят монтажники, стенка начинает плыть. В итоге вместо положенных, например, 20-23 миллиметров, вы получите трубу с проходом 25, а то и все 30 миллиметров. Поэтому лучше не рисковать, и помещение выбрать заранее. 

Этапы грунтовой прокладки кабеля

Прежде всего нужно внимательно осмотреть провода. Они должны быть цельными, без вмятин и других видимых дефектов. В противном случае, ваши усилия окажутся напрасными. Поврежденные коммуникации не спасёт ни одна оболочка.

После проверки, приступают к разметке участка, затем роют траншею. В ней не должно быть больших камней, мусора, стекла и прочих инородных предметов. Основание желательно засыпать слоем песка 5 или 10 сантиметров. В подготовленную нишу помещают трубу и выполняют протяжку. Наиболее качественно это получается со специализированными устройствами заготовки каналов.

Однако обычным мастерам достать эти приспособления сложно, тем более с объёмом более 100 метров. В ход идут самые разные вещи, от лески, детской погремушки и пылесоса до арматуры и жидкого мыла. 

Когда проводов мало, и они располагаются по прямой линии, как на видео, то рациональнее будет разрезать трубу и вручную протолкнуть кабель. При большей длине рекомендуют применять капроновые нити, металлическую проволоку. Их опускают внутрь и тянут вместе с проводкой.

Специалисты советуют не брать для монтажа силовых сетей муфты и другие фитинги, а делать коммуникацию цельной. Соединения могут нарушить герметизацию. Это утверждение справедливо для открытой местности. При выводе сети в помещение без соединительных деталей не обойтись.

В конце трубу засыпают песком и грунтом на 15 сантиметров. Также необходимо обозначить место. Для этого подойдёт сигнальная лента.

Бестраншейная прокладка кабеля 

Технология горизонтального бурения создана для монтажа кабельных конструкций в труднодоступных местах. Применяют её в основном коммунальные службы. Суть заключается в щадящем воздействии, не нарушающем поверхностных слоёв почвы. Сначала изучают её состав и получают разрешение на работы, далее придерживаются следующей схемы

1. Бурят первичную скважину

2. Головкой со встроенным скосом и отверстиями подачи заполняют пространство особым раствором, предотвращающим обвалы грунта

3. Риммером увеличивают проход скважины

4. Буровой установкой затягивают пнд трубу.

Процесс не быстрый и довольно затратный в плане оборудования. Но тем не менее ГНБ остаётся одним из самых качественных методов подземной укладки кабеля. Главное, обратиться к профессионалам и не забывать о контроле. 

Рассмотренные способы считаются наиболее эффективными и гарантируют сохранность кабеля. Система будет функционировать весь гарантийный период. Конечно, особое внимание стоит уделить подготовке и соблюдению последовательности действий. 

Прокладка кабеля в трубах под землей

Прокладка кабеля в трубах под землей – это хорошее решение для прокладывания электричества или интернета в тех регионах, где особенно часто происходят штормы, сильные ветры.

Преимущества прокладки кабеля в трубах

Главные преимущества прокладки кабеля в трубах под землей:

• Возгорание не возникнет даже если произойдет неожиданное замыкание.
• Надежная защита от вандализма, грамотно продуман каждый элемент.
• Кабель, проложенный в земле, защищен от сильного, порывистого ветра.

Все вышеперечисленные моменты подчеркивают важность использования качественной трубы, предназначенной для прокладки кабеля в земле.

Преимущества труб

Трубы отличаются прочностью, обладают долгим сроком службы. Данный материал имеет устойчивость к негативному воздействию внешних факторов. При производстве данного вида труб применяется вторичное сырье, именно по этой причине они считаются достаточно недорогими.

ПНД трубы имеют разный диаметр, это дает отличную возможность активно использовать их в разных областях деятельности. На поверхностях данных изделий не образуется конденсат (невысокая теплопроводность).

Выбирая трубы, необходимо обратить особое внимание на внешний вид конструкции. На поверхности не должно быть никаких бугров, тем более впадин. ПНД – изделия благодаря своим положительным характеристикам и особенностям могут использоваться при прокладке системы канализации, водоснабжения, также применяются для надежной защиты кабеля.

Прокладка труб в земле

Установка труб начинается с главного этапа – проведения необходимых расчетов. Для этого нужен подробный план участка, на котором обозначена схема со всеми проведенными коммуникациями. При строительстве важно учесть водопровод и канализацию, это важный момент.

Основные этапы проведения монтажных работ:

• Сначала нужно разметить траншею подходящих габаритов и выкопать ее;
• В траншею укладывается подобранная заранее ПНД труба;
• Траншею нужно закопать;
• Установить на поверхности опознавательные элементы. Это нужно для возможного последующего ремонта.

Прокладка ПНД труб в земле – это ответственный процесс, требующий опыта и знаний. Решив самостоятельно справиться с прокладкой труб, стоит помнить о том, что все всегда есть риски, без знаний и опыта, можно допустить ошибки.

При укладке труб на глубине не больше двух метров, следует провести дополнительную защиту. Она заключается в бетонировании канала.

Заказать консультацию

Прокладка кабеля в земле | в траншее в трубах ПНД, укладка

Особенности выбора места для кабельной трассы

— Проект прокладки кабеля должен получить одобрение в органах местной администрации. Следует учесть близость других коммуникаций, пересечение парков и скверов, наличие строений хозяйственного назначения.

— Расстояние от подземного кабеля до фундаментов зданий должно составлять минимум 0,6 метров.

— Прокладка кабеля под фундаментами зданий запрещена.

— При прокладке кабельных линий в скверах и парках до деревьев и кустарников должно составлять не менее 2 метров. Для уменьшения данного расстояния необходимо одобрение городских зеленых хозяйств.

— Расстояние до газопровода низкого давления, канализации и водопровода должно быть не менее 1 метра, до газопровода высокого давления — от 2 метров .

— При пересечении кабельной линии с другими линиями, трубопроводами или нефте-газопроводами толщина земли между ними должна быть не менее 0,5 метров.

— Укладка кабеля в земле производится в блоках или трубах, если запланировано пересечение его автодорогами или железнодорожными путями.

— Линии до 20 кВ должны закапываться на глубину 0,7 метров, от 20 до 35 кВ — на 1 метр, линии с маслонаполнением — на 1,5 метра. Можно производить защищенную укладку на глубине до 0,5 метров длиной 5 метров и вводе линии в здание или при пересечении с подземными сооружениями.

— Перед укладкой кабеля в землю следует осмотреть траншею, выявить места, в которых кабель может разрушаться (вода, солончаки, острые предметы).

— Следует выявлять места выгребных ям (кабель должен прокладываться на расстоянии не менее 2 метров от них).

Если соблюсти требования не получается, то кабель укладывают в трубу из асбестоцемента, предварительно покрытую составом битума. Для этого траншея предварительно расширяется. На дно траншеи засыпается песок, который трамбуется.

трубы ПНД для прокладки кабеля в земле

ПНД для прокладки кабеля в земле стал широко применяться, преимущественно благодаря цене технической трубы из полиэтилена низкого давления, существенно отличающейся от гофрированных, стальных и труб напорного типа – от 65 руб/кг. Низкая цена обусловлена содержанием вторичного сырья, при этом качество трубы сохраняется благодаря современным технологиям, которые мы используем при производстве. Технические трубы ПНД для прокладки кабеля в земле используются с целью сохранности всех типов кабеля от механических повреждений, влаги и предотвращения коррозийных разрушений, которые возникают при соприкосновении с влажной землей.

Прокладка кабеля в трубе может быть как снаружи, так и в земле. Для проведения электропроводки на дачах, например, к баням, гостевым домам и тому подобное, с целью обеспечения сохранности кабеля, специалисты советуют прокладывать коммуникацию именно в земле, а не по воздуху. Такая прокладка кабеля возможна при использовании труб ПНД технического назначения, превосходящие по жесткости гофрированные трубы, обладающие гибкостью и менее хрупкие по сравнению с асбестом. Плотность технической трубы пнд выдерживает давление почвы, именно поэтому возможна более глубокая закладка кабеля в земле до 70 см.

Монтаж трубы ПНД для прокладки кабеля в земле.

1. Для монтажа, необходимо выбрать путь, по которому будет проходить кабель. Гибкость ПНД труб позволяет проводить траншею не только по прямой траектории. Размер траншеи для кабеля будет зависеть от его диаметра. Глубина ямы может быть в пределах 70 сантиметров, но можно эту величину менять в зависимости от обстоятельств. Диаметр трубы для прокладки кабеля под землей на большом расстоянии должен быть не менее 100 мм. Если длина сети меньше 5-ти метров, то можно использовать изделие с сечением 50 мм. Чтобы была возможность согнуть трубу ПНД на 90 градусов, обычно используются стальные пластиковые пружины. Ознакомившись с особенностями этого изделия, вам будет проще его выбрать. При прокладывании кабеля на дачных участках, глубину можно делать намного меньше, так как одним из преимуществ жестких труб ПНД – отсутствие вероятности повредить её лопатой или граблями при последующей обработки земли.
2. Закладка трубы в траншею. Процесс довольно простой, а благодаря гибкости трубы ПНД, возможно прокладывать трубы не только по прямой траектории.
3. Проводка кабеля в трубе. Труба ПНД для прокладки кабеля земле имеет те преимущества, что при замене провода не надо будет заново производить земляные работы. Можно просто вынуть кабель из трубы и вставить туда новый.

Преимущества ПНД труб для прокладки кабеля.

• Прочность. Труба ПНД безнапорного технического типа не будет ломаться и крошиться под давлением извне.
• Гибкость. ПНД трубы могут изгибаться на определенный градус, сохраняя жесткость, что сокращает расходы на приобретение угловых отводов.
• Срок эксплуатации. Более 50 лет, что несомненно экономит на замене и ремонтных работах. С такой трубой в земле ничего не произойдет, и за весь этот срок она не поменяет своих характеристик.
• Изоляция. В случае внутреннего повреждения кабеля, изоляционные свойства трубы защитят людей от удара током.
• Безопасность. Трубы ПНД взыровобезопасны.
• Экологичность. Не выделяют токсичные вещества, вредные для человека.

Благодаря трубе ПНД сеть можно провести к любому объекту без изгиба под большим градусом, не напрягая сам кабель. При проведении работ концы заводить следует прямо в помещение. Так надо делать для того, чтобы не появлялся внутри конденсат. Так можно проводить разные электрические коммуникации — от телефонного провода, домофона, до высоковольтного (силовые линии).

Труба ПНД для прокладки кабеля земле идеально подходит для проведения коммуникаций под дорогами, магистралями, водоемами, т.к. выдерживает силовую нагрузку и защищает кабель. При этом необходимо понимать, что для проведения такой коммуникации без повреждения самого полотна дороги, предусматривается использование спецтехники горизонтально направленного бурения для прокола земли под дорогой, или водоемом.

Компания ООО «ПТК» предлагает технические трубы ПНД для прокладки кабеля в земле диаметром от 90 до 225 мм, различного SDR. Данные трубы выдерживают не только внешнее давление, но и способны выдержать внутреннее давление до 4 атм. Доставку труб мы осуществляем, как в крупные города, так и по всем регионам России.

HDPE Упрощенные инструкции по созданию траншеи | Полевое руководство по полиэтиленовым трубам

Упрощенное руководство по траншеи

Относительно простые инструкции по установке могут быть применимы ко многим сельским линиям электропередачи и распределения воды,
форсировать магистральные канализационные сети и многие технологические водоводы. Эти линии обычно представляют собой напорные трубы, установленные на
относительно небольшие глубины, которые достаточно жесткие, чтобы выдерживать минимальную нагрузку от грунта, особенно небольшой диаметр
линии. В некоторых случаях трубопровод может содержать участки, требующие специального инженерного анализа, например, неглубокий
(глубиной менее 3 футов) участок, пересекающий дорогу.Как правило, применение полиэтиленовых труб, попадающих в «Окно проектирования» AWWA
(см. информацию о конструкции Open Cut) не требуют специальных спецификаций по установке.

Следующие упрощенные правила применяются при следующих условиях:

• Диаметр трубы ≤ 24 дюйма
• DR ≤ 21
• Глубина укрытия от 2,5 футов до 25 футов, за исключением случаев движения транспортных средств, минимальное укрытие составляет 3,0 фута.
• Высота грунтовых вод минимум на 2 фута ниже поверхности
• Устойчивый грунт

1. Разработка траншей. Обрушение траншеи может произойти на любой почве и является причиной большого количества смертей рабочих каждый год.
   При раскопках без подкреплений или без опор стена траншеи должна иметь безопасный угол наклона. Вся опалубка траншей и распорка
   необходимо держать над трубой. Длина открытой траншеи, необходимая для сращивания участков труб, должна быть такой, чтобы изгиб и
   опускание трубы в канаву не превышает минимально рекомендованного производителем радиуса изгиба и приводит к перекручиванию.
   Ширина траншеи на уровне трубы должна быть равна внешнему диаметру трубы плюс 12 дюймов.
2. Обезвоживание. Для безопасного и правильного строительства уровень грунтовых вод в траншее должен быть ниже
   перевернуть трубу. Это может быть выполнено с помощью глубоких колодцев, колодцев или отстойников, размещенных в траншее.
3. Постельные принадлежности. Там, где грунт дна траншеи можно без труда разрезать и отсортировать, можно использовать напорную трубу.
   устанавливается непосредственно на подготовленное дно траншеи. Для напорной трубы дно траншеи может быть волнистым, но должно
   Поддерживайте трубу ровно и без выступов, впадин и комков.В условиях гравитационного потока траншея
   дно может быть набито утрамбованным подстилочным материалом от 4 до 6 дюймов, как описано ниже.
4. Укладка трубы в траншею. PE напорная труба до 8 дюймов. диаметр и 6 фунтов на фут
   обычно укладывается в траншею вручную. Для подъема более тяжелой трубы большего диаметра потребуется подъемно-транспортное оборудование,
   переместите, и осторожно опустите трубу в траншею.
5. Прокладка труб. Материал для заделки должен представлять собой крупнозернистый грунт, такой как гравий или песок, или крупнозернистый грунт.
   зернистая почва, содержащая мелкие частицы, например, илистый или глинистый песок.Размер частиц не должен превышать половину
   дюйм для трубы от 2 до 4 дюймов, три четверти дюйма для трубы от 6 до 8 дюймов и один дюйм для всех других размеров. Вложение
   следует укладывать слоями или подъемниками толщиной не более 6 дюймов с последующей механической утрамбовкой до уровня
   не менее 85% стандартной плотности по Проктору с уровнем 95% под улицами и дорогами (см.
   ASTM International D698,
   Стандартные методы испытаний лабораторных характеристик уплотнения почвы с использованием стандартных усилий).
6. Испытание на герметичность. Если перед засыпкой траншеи требуется испытание на герметичность, его следует провести после
   закладной материал размещен. (Информация об опрессовке установленных систем полиэтиленовых труб приведена в
   Глава 2 Справочника Института пластиковых труб (PPI)
   полиэтиленовых труб.
7. Засыпка траншеи. Последняя засыпка может состоять из вынутого грунта при условии, что в нем нет непригодных
   такие материалы, как большие куски глины, органического материала, валуны или камни размером более 8 дюймов, или конструкции
   обломки.Если труба расположена под дорогой, окончательную засыпку следует укладывать подъемниками, не превышающими
   6 дюймов в толщину и уплотнен до 95% стандартной плотности по Проктору.

   Дополнительные детали дизайна и конструкции представлены в
   Глава 7 Справочника Института пластиковых труб (PPI) по полиэтиленовым трубам.

Правильный монтаж гофрированной трубы HDPE | Журнал Concrete Construction

Во многих отношениях установка трубы из гофрированного полиэтилена высокой плотности (HDPE) аналогична работе с любым другим материалом: прочность системы труб — это сочетание самой трубы и засыпной оболочки.Правильная конструкция максимизирует дренажные возможности, заложенные в трубу, за счет сохранения выравнивания и несущей способности.

В правильно построенной оболочке обратной засыпки нагрузки распределяются по венцу трубы на материал обратной засыпки по сторонам трубы, а затем на основание трубы и фундамент. Однако в случае гибкого материала, такого как гофрированный полиэтилен высокой плотности, этот эффект дуги нагрузки имеет тенденцию уменьшать общую нагрузку столба почвы, прилагаемую к кроне.

Нагрузка, которую будет нести гибкая труба, связана с конструкцией ограждающей засыпки.Несущая способность системы трубы / засыпки будет определяться комбинацией материала засыпки, уровня уплотнения и размещения материала засыпки. Приложение также может повлиять на то, какой тип обратной засыпки требуется.

Выбор материала — это первый шаг к созданию структурно прочной оболочки обратной засыпки. Как правило, он должен быть агрегатным и иметь возможность уплотнения, если необходимо, до структурно прочного расположения. Этим требованиям удовлетворяют самые разные материалы, в том числе некоторые естественные почвы.

Обратная засыпка обеспечивает пассивное сопротивление давлению на трубу окружающим ее грунтом, называемое «модулем реакции грунта». Модуль реакции грунта определяется сочетанием материала и степени уплотнения. Тип материала (песок, гравий, глина и т. Д.) И степень уплотнения (стандартная плотность проктора, которую следует использовать по усмотрению инженера) определяют общую прочность засыпки. Некоторые исследования показывают, что другие факторы, такие как стены траншеи, которые, по крайней мере, не уступают по прочности засыпному материалу, могут способствовать сохранению прочности засыпки, хотя этими соотношениями часто пренебрегают.

Сочетание типа материала и уровня уплотнения определяет прочность почвы. Когда в конкретной установке будут работать различные варианты, окончательное решение может зависеть от того, что наиболее доступно на местном уровне, чтобы свести затраты к минимуму. Например, использование естественной почвы исключает необходимость ввоза материала и усилий, затрачиваемых на профилирование или транспортировку выкопанного материала за пределы площадки.

— Джо Бабканек ([email protected]) — менеджер по разработке приложений в Advanced Drainage Systems Inc.Хиллиарда, Огайо. Для получения дополнительной информации из Руководства по дренажу ADS посетите сайт www.ads-pipe.com.

WEB EXTRA

Как предотвратить оседание и смещение

В соответствии с передовыми методами строительства гофрированные трубы из полиэтилена высокой плотности помещаются на прочное основание для обеспечения максимальной производительности и структурной целостности на протяжении всего срока службы системы.

Может потребоваться выполнить оценку подземных условий почвы, если есть подозрение на наличие навоза, скалы или других неподходящих условий.Зоны мягкого материала, например, навоза, позволяют трубе оседать, потенциально влияя на структурную целостность системы и гидравлические характеристики. Скальные выступы и выступы создают точечные нагрузки в местах соприкосновения с трубой, что также может нарушить гидравлику и структурную целостность.

Перед установкой рекомендуется выкопать неподходящий фундаментный материал. Если вы обнаружите мягкий грунт или другой неподходящий материал, попросите инженера-проектировщика или инженера-геолога определить степень, в которой следует выкапывать нежелательный материал.

Как показано на этой детали траншеи, если у вас есть подходящий фундамент:

• Постельные принадлежности . Разместите и утрамбуйте не менее 4–6 дюймов устойчивой и однородной основы на фундаменте и вокруг выступов, таких как соединения и фитинги, чтобы выровнять распределение нагрузки по перевернутой трубе.
• Обратный под трубу . Середина основания должна быть равна 1/3 наружного диаметра трубы (O.D.). Разместите его свободно и уплотните остальную часть до минимальной 90% стандартной плотности проктора.
• Полог . Самый важный слой засыпки, потому что он поддерживает трубу против грунтовых и транспортных нагрузок. Поместите в лифты и уплотните в соответствии со стандартом ASTM D2321.

• Первичная засыпка . Вытяните линию пружины на 6 дюймов над венцом, чтобы закрепить трубу и обеспечить как можно более равномерное распределение нагрузок на подвес.

  Если материал для засыпки требует уплотнения, не используйте оборудование для механического уплотнения непосредственно на самой трубе.ASTM D2321 объясняет, как размещать и уплотнять материал в лифтах до тех пор, пока не будет завершена зона первоначальной засыпки.

• Окончательная засыпка . Этот слой, простирающийся от начального слоя засыпки до поверхности земли, не поддерживает непосредственно трубу. В зависимости от предполагаемого использования на поверхности вы можете использовать выкопанный материал.

  Выбор, размещение и уплотнение должны производиться в соответствии с указаниями инженера-проектировщика.

  При размещении учитывайте уплотняющее оборудование и строительные нагрузки, действующие на верхнюю часть трубы.

  Хотя надлежащее уплотнение для трубы не так важно, как для других слоев, вам потребуется относительно высокая степень уплотнения, чтобы предотвратить оседание дорожного покрытия, если транспорт будет пересекаться над трубой. PW

Автор: Джо Бабканек, ЧП, менеджер по разработке приложений Advanced Drainage Systems Inc. (ADS), Хиллиард, Огайо. Посетите сайт www.ads-pipe.com, чтобы получить дополнительную информацию из Справочника по дренажу ADS. Схема: ADS

Монтаж подземных труб открытым способом

Те, кто занимается прокладкой подземных труб, задаются одним основным вопросом; Какие предметы как над землей, так и под землей будут мешать моей трубе или траншее? Инженер-проектировщик проекта избегает препятствий, насколько это возможно, путем определения местоположения существующих инженерных сетей и обследования объектов над уровнем земли, но они не всегда обнаруживаются или учитываются.Помимо фактора препятствия, другой движущей силой установки трубы является то, подается ли труба под давлением или под действием силы тяжести.

Напорный трубопровод, такой как вода и газ, часто можно проложить вокруг других подземных препятствий с помощью фитингов во время установки. С другой стороны, трубопроводные системы с гравитационной подачей, такие как канализационные и ливневые коллекторы, предварительно спроектированы так, чтобы транспортировать их содержимое по наклонной трубе и соответствующей силе тяжести, поэтому при возникновении незапланированных препятствий само препятствие необходимо будет удалить путь предполагаемого курса трубы.Труба имеет наклон, достаточный для того, чтобы вода перемещалась в нужном темпе, не слишком быстро (что может привести к разрушению трубопроводных систем и люков / водосборных бассейнов) и не слишком медленно (что может привести к нежелательному стоянию воды и проблемам с текучестью). Когда препятствием является другая труба с гравитационной подачей, все может стать намного сложнее.

Двумя другими важными вещами, которые необходимо учитывать при прокладке подземной трубы, особенно в случае трубы с гравитационной подачей, являются трубы «линия» и «уровень». Термин «линия» относится к месту окончательного упора трубы по горизонтали.Термин «уклон» относится к месту окончательного упора трубы с точки зрения «вертикального» или «перевернутого» возвышения трубы.

Перевернутая труба — это точная отметка нижней части внутренней части трубы (также известная как высота, на которой течет ее содержимое). Для напорных труб класс по-прежнему важен, но для труб с гравитационной подачей марка имеет решающее значение как потому, что она контролирует наклон, так и правильный поток содержимого. Он также должен быть правильным, чтобы соответствовать сборным колодцам и водосборным бассейнам, которые часто имеют предварительно просверленные отверстия и перевернутые системы.Вершина трубы на возвышении наверху внутренней части трубы. Наконец, линия пружины трубы — это центральная линия стороны.

Помимо изложенных выше основ, существует множество других соображений, когда дело доходит до оценки и прогнозирования проходки и прокладки труб под землей. Следующие факторы влияют на простоту установки, выемки грунта, производительность, требуемые ресурсы, характеристики / испытания труб, препятствия, восстановление участка и т. Д .:

-Тестирование труб (прогиб, давление, инфильтрация, эксфильтрация, бактерии и т. Д.)

— Распиловка (при наличии дороги) для чистых краев тротуара

— Восстановительная уборка (дерновина, верхний слой почвы, посев и т. Д. Для участков, не находящихся под тротуаром)

-Удержание опоры (при перекрытии предполагаемой траншеи или прохода трубы)

-Подземные инженерные сооружения — (отмеченные, не отмеченные, отмеченные и не отмеченные существующие инженерные сети могут замедлить и помешать процессу прокладки трубопровода.Это относится к водопроводу, водопроводу, канализационному хозяйству, канализационному хозяйству, ливневому водопроводу, ливневому водопроводу, газопроводу, газу, кабелю, электроэнергии, оптоволокну, телефону и т.

— Зазоры для верхних проводов (телефон, кабель, оптоволокно и т. Д., Достаточно низкие, чтобы блокировать прохождение оборудования)

— Оборудование для выемки грунта с боковой или задней загрузкой (для удаления существующего грунта)

-Фронтальный погрузчик Доступ к траншее (для установки заполнителя из труб и заполнителя для обратной засыпки)

— Управление движением / техническое обслуживание (будет ли работа по укладке труб препятствовать нормальной транспортной активности)

— Тип устанавливаемой трубы (ПВХ SDR35, HDPE, C-900, бетон, сталь и т. Д.)

-Тип грунта (глины и илы являются связными / пластичными по своей природе и с большей вероятностью сохранят свою форму после проходов ковша экскаватора, песчаные почвы более склонны к обрушению, если они не укреплены / не поддерживаются).«Время выдержки — это время, в течение которого стена траншеи без опоры будет сохранять свою форму перед обрушением. Факторы, влияющие на время выдержки, — это тип почвы, водонасыщенность, глубина, погода, а также строительство или активность движения транспорта вокруг траншеи. Если почвенные условия соответствуют глинистым или илистым почвам, а почва находится в полунасыщенном состоянии, процесс раскопок относительно прост.

— Остановка потока / байпас (наиболее часто встречается в точках присоединения новой к существующей или замене существующей системы, существующий поток в трубопроводе должен поддерживаться / обходиться во время установки новой трубы.)

— Обезвоживание (после проливных дождей, оттепелей, в узких карманах или когда естественный уровень грунтовых вод находится на рабочей высоте или выше, воду из траншей необходимо удалять / откачивать, чтобы рабочие могли работать, а трубу можно было установить в соответствии с указаниями инженера)

— Испытания на уплотнение (потребуется ли присутствие агента для полевых испытаний, чтобы убедиться, что уплотнение обратной засыпки над трубой соответствует техническим требованиям инженеров)

-Временное покрытие (на проезжей части или в зонах движения транспортных средств, которые необходимо открыть заново перед окончательной заменой траншеи, необходимо установить временный асфальт, холодный асфальт, заделку сколов и т.п. для обеспечения плавной проходимости транспортных средств)

-Замена разметки дорожного покрытия (полосы) (Если труба устанавливается в проезжей части, обратите внимание на любую разметку дорожного покрытия, которая потребует замены после выполнения работ по укладке постоянного траншеи)

СРЕДНЯЯ ШИРИНА траншеи ДЛЯ ПОДЗЕМНЫХ УСТАНОВОК С ОТКРЫТЫМ ОБРЕЗОМ НА ОСНОВЕ ГЛУБИНЫ И ТРУБЫ ДИАМЕТРОМ 6-8 ″

-1-2 ’Глубина — 12-24” ширина

-2-4 ’в глубину — ширина 24-36 дюймов

— глубина 4-6 футов — ширина 36-48 дюймов

Глубина 6-10 футов — ширина 48-54 дюйма

— глубина 10-14 футов — ширина 54-60 дюймов

— глубина 14-17 футов — ширина 60-66 дюймов

— глубина 17-22 дюйма — ширина 66-72 дюйма

Эта информация носит общий характер и может значительно различаться в зависимости от:

-Стандарты и ожидания компании

-Тип почвы (илистые глины больше подходят для сохранения формы — песчаные / тяжелые почвы нет)

-Размер устанавливаемой трубы

-Размер используемого окопного ящика

Для крупного проекта типичная бригада рытья траншеи ливневого дренажа будет состоять из 2 рабочих, 2 операторов и мастера.Если установить только неглубокие трубы или дренажные дренажи, общая численность бригады часто может быть уменьшена до 3–4 человек. Экскаватор предназначен для рытья траншей, а погрузчик — для отсыпки каменной засыпки в траншею или перемещения грунта для погрузки на грузовики для вывоза. Для более глубоких траншей для труб, получающих гранулированную засыпку премиум-класса, 8-22 футов или более, может потребоваться дополнительный оператор и экскаватор / обратная лопата, особенно для повышенного уплотнения, необходимого при подъемах после выемки грунта / трубопровода.Используемое оборудование будет представлять собой обратную лопату или экскаватор и фронтальный погрузчик.

Во-первых, труба обычно поставляется на бортовом полуприцепе и собирается группами. Связки следует поднимать с грузовика с помощью вилочного погрузчика, крана или экскаватора, достаточно мощного, чтобы выдержать вес связок. Если трубы поставляются незакрепленными, их придется снимать одну за другой, соблюдая осторожность, чтобы не поцарапать трубу или футеровку. Часто это делается с помощью текстильных строп, натянутых через центр трубы или обернутых рядом с центром тяжести трубы.Трубы следует хранить на ровной поверхности. Идеально оставлять трубы в связках во время разгрузки грузовика, поскольку их переупаковка на земле может потребовать значительных дополнительных работ со стропами, деревянными блокировками и т.д. Этот процесс ускоряет установку после того, как начнется фактическая установка трубы. Если земля, на которой расположены протянутые трубы, неровная, под трубы могут понадобиться деревянные балки или мешки с песком, чтобы они не смещались.

Ссылки на линии и уклоны достигаются, часто с помощью разметки, предоставляемой профессиональным геодезистом. Эти стойки размещаются на определенном расстоянии друг от друга, часто на расстоянии 25-100 футов друг от друга по длине трубы, и на заметных элементах (люки, сборные бассейны, клапаны, колена, тройники и т. Стойки часто устанавливаются на центральной линии трубы (временно) с параллельным установленным смещением на определенное расстояние от осевых стоек (обычно +/- 10 ‘). Эти ставки часто включают следующую информацию: идентичность (осевая линия или смещение), расстояние в случае смещения, отмеченная линия с размером вертикального расстояния до предлагаемых перевернутых труб.Эти колья используются на протяжении всей работы в виде лазера для уклона и столбов на дне траншеи. Если установка трубы происходит на поверхности тротуара, где колья невозможны или нецелесообразны, вместо этого в тротуар кладут гвоздь с нанесенной краской информацией и / или электронной таблицей, содержащей необходимую информацию.

Экскаватор или экскаватор начнет рыть траншею с начальной точки (и двигаться назад) с использованием ковша, который наиболее практичен с учетом парка оборудования подрядчика и предполагаемой ширины траншеи.Рабочий обеспечит наличие глаз, необходимых для определения глубины выемки / ковша до дна траншеи (на основе стоек плана), и передаст эту точность оператору с помощью словесных и визуальных сигналов.

Поскольку все самотечные трубы и большая часть напорных труб входят в состав стержней и имеют промежутки между стыками, потребность в рабочих внутри траншеи, толкающих и направляющих раструбы и прокладки труб в их окончательное положение, существует, поэтому существует потребность в рабочих для входа в траншею. . Также потребуется проверка отметки дна траншеи и выравнивание / выравнивание подстилки труб.OSHA требует, чтобы все траншеи глубиной 4 ‘и более имели подходящие средства входа / выхода, то есть ступеньки, пандусы, лестницы и т. Д., Однако популярность лестниц у профессионалов в области безопасности и силовых структур снижается. Кроме того, ограждения также стали требованием OSHA, которые некоторые подрядчики предпочитают устанавливать на плиты траншеи в верхней части траншеи.

Обваливание грязи с боков траншей вызывает беспокойство по двум причинам. Во-первых, если подрядчику требуется засыпать материал премиум-класса, обвалы увеличивают объем засыпки премиум-класса, который необходимо вывозить, что увеличивает затраты на материалы и транспортировку по проекту, не говоря уже о затратах на погрузку и транспортировку при удалении дополнительный материал вдавливания.Другая проблема в отношении обвалов — безопасность. Грязь намного тяжелее, чем может подумать обыватель. Большой обвал ничего не подозревающего работника может привести к летальному исходу.

Незащищенная траншея

Во время процесса траншеи для труб, когда выкопанный материал не может оставаться на месте, материал обычно вывозится на грузовиках сразу после выемки. Благодаря этому участок становится намного чище, что более важно в городских и пригородных районах, чем в сельских или нежилых районах. Грузовики для вывоза грунта обычно ползут вместе с оператором экскаватора, принимая грунт и транспортируя его в заранее определенное место для выгрузки.

Если глубина траншеи составляет 5 футов или более, обычно для опалубки траншейной стены используют траншейный бокс, который обеспечивает безопасную зону внутри траншеи для работы трубочистов. Траншейный ящик протягивается или протягивается через траншею в нужные места с помощью ковша экскаватора и / или цепей / подъемников. Он засыпается сзади по мере продвижения. Многие траншейные ящики имеют взаимозаменяемые детали, пластины и «расширители», что позволяет их настраивать. Многие подрядчики устанавливают минимальное пространство, необходимое для работы внутри траншеи, что, в свою очередь, определяет необходимую ширину траншеи.Хорошее эмпирическое правило:

.

ШИРИНА ТРАНШЕВА = внешний диаметр трубы на раструбе + 8 ″ (рабочее пространство вокруг стороны периметра раструба 1) + 8 ″ (рабочее пространство вокруг стороны периметра раструба 2) + сторона глубины плиты траншейного ящика 1 + сторона глубины плиты траншейного бокса 2 + 2 ″ (перерез / сторона отхода 1) + 2 ″ (перерез / сторона отхода 2)

Обычно существует 4 основные причины, по которым для большинства типов труб требуется наплавка: для обеспечения постоянной поддержки под изгибом трубы по длине, для увеличения нагрузочной прочности трубы, для более равномерного распределения нагрузочного давления от стыка по длине. каждого куска и, наконец, обеспечить платформу для выравнивания и выравнивания трубы.Чаще всего труба заливается заполнителем или песком, обычно +/- 6-12 дюймов по периметру трубы. Если общая ширина трубы и окружающего ее основания меньше, чем необходимая ширина траншеи, на дне траншеи обычно вырезают щель или канал для ее размещения. Над этой прорезью для трубы / подстилки находится уступ, который часто служит местом отдыха для плит траншейной коробки.

Bedding Pipe

Труба чаще всего укладывается раструбом в направлении потока содержимого трубы.Это позволяет немного легче протолкнуть трубу домой. Если трубы не могут быть соединены вручную, гладкий конец укладываемой трубы можно осторожно протолкнуть (с защитным барьером между ними) с помощью экскаватора до тех пор, пока трубы не будут надлежащим образом соединены. Самотечная труба обычно укладывается от выхода (более глубокий конец) и прокладывается перед ней; он же в гору. Это позволяет лучше решать проблемы дренажа во время дождей или проблем с грунтовыми водами. Если на дне траншеи имеется влажное или неподходящее земляное полотно, может потребоваться подрезка и замена инженерной насыпью.

У большинства типов труб есть какие-либо метки на концах патрубков, показывающие установщику, когда соединение было вставлено в исходное положение. Какая-то система уплотнений характерна для многих типов труб, обладающих различной стойкостью к инфильтрации / эксфильтрации. После того, как труба установлена ​​на правильную линию, уклон и стык задвинут, в траншею помещается остаток подстилки, а затем засыпка.

Засыпка траншей для труб включает использование либо грунта траншеи, либо инженерного материала обратной засыпки для засыпки траншеи от верха трубы до желаемого уровня выше.Есть 2 основных типа условий обратной засыпки. Первый тип предназначен для участков, не находящихся под или рядом с тротуаром или строительной конструкцией. Этот тип засыпки траншеи обычно может быть заполнен выкопанными грунтами или другими типами грунта, которые принимаются владельцем проекта или инженером. Второй тип засыпки траншеи выполняется с использованием засыпки «премиум-класса» для получения достаточно стабильного продукта с учетом близости к транспортным средствам или строительной конструкции. Засыпка премиум-класса означает песок, крупнозернистый заполнитель, мелкозернистый заполнитель или их смесь.

Независимо от того, какой материал для засыпки используется, правильный способ засыпки траншеи — это делать это подъемами материала, обычно толщиной 4-12 дюймов, и поливать / уплотнять каждый подъем до максимальной плотности в сухом состоянии перед укладкой следующего . Этот процесс помогает предотвратить оседание траншеи над трубой со временем из-за нагрузки, эрозии или других факторов. Эта цель «сухой плотности» обнаруживается в ходе лабораторных испытаний, называемых «испытанием по наблюдению», при котором анализируется, сколько влаги может иметь конкретный состав почвы, чтобы уплотнить ее до наиболее плотного состояния с наименьшим количеством воздушных пустот.

Уплотнение траншеи для трубы бункера

Существует несколько различных способов уплотнения материала засыпки траншеи. Чаще всего используется гидравлическая пластина для трамбовки (или «Ho-Pac») на конце стрелы обратной лопаты или экскаватора. Некоторые из этих навесных приспособлений в настоящее время имеют опцию «быстрого подключения», при которой Ho-Pac можно прикрепить к стреле без необходимости для оператора даже покидать машину. На других труднодоступных и небольших участках можно использовать газовые уплотнители за пластинами или ручные уплотнители типа «прыгающий домкрат».После того, как над трубой будет уплотнено достаточно материала, чтобы надежно защитить ее, можно даже использовать небольшие вибрационные или статические ролики.

Агентства округа и штата стали более внимательно относиться к операциям по засыпке траншей, поскольку периодические проблемы «урегулирования» могут стать спорными и дорогостоящими операциями, которые нужно исправить, особенно если они возникают спустя много времени после первоначального завершения проекта. Независимо от используемого оборудования, инженер или инспектор, как правило, хотят быть уверены в том, что подъемники для обратной засыпки траншеи были достаточно уплотнены, поскольку профессиональное испытательное агентство время от времени проводит испытания с « ядерным » манометром на подъемниках, чтобы гарантировать 90-100 % от максимального уплотнения.Испытания на уплотнение дадут отчеты об испытаниях, но также являются своего рода процедурой контроля качества, используемой для указания подрядчику, какие места могут потребовать большего внимания при уплотнении.

Засыпка траншеи для труб

Текучая или «насыпка с контролируемой плотностью» часто разрешается и используется для обратной засыпки определенных траншей, и может даже потребоваться на некоторых участках, когда инженер особенно озабочен оседанием. Плавающая шпатлевка — это цементный материал с более высоким водоцементным отношением, чем у бетона, и, как правило, он «самовыравнивается», что означает, что он, по сути, самоустраивается.

Еще одним фактором, который следует учитывать при засыпке и уплотнении траншей для труб, является прочность трубы, проложенной ниже. Для менее жестких обычно используемых труб, таких как трубы из ПВХ SDR35, гофрированные трубы из полиэтилена высокой плотности и т. Д., Операции засыпки и уплотнения должны выполняться с большей осторожностью, поскольку повреждение трубы ниже может произойти быстро и остаться незамеченным. Для более жестких обычно используемых труб, таких как трубы из ковкого чугуна, бетонные трубы и т. Д., Следует соблюдать осторожность при установке, но труба обычно может выдерживать большее давление сверху.

Также следует соблюдать осторожность при засыпке и уплотнении траншей для труб, чтобы стены траншеи не прогибались. Обычно бригада траншейных труб укладывает ровно столько трубы, сколько они могут засыпать в тот же день, чтобы не оставлять открытые траншеи на ночь. или на более длительные периоды времени. При засыпке траншей вокруг новых и существующих конструкций обычно вручную утрамбовывают или утрамбовывают компактный пластинчатый уплотнитель, чтобы избежать повреждений. Из-за этого результаты уплотнения могут быть немного хуже, чем у более тяжелого и более эффективного оборудования.

Как это:

Нравится Загрузка …

PE Установка под землей — Vinidex Pty Ltd

PE Установка под землей

Читается вместе с AS / NZS 2033 и AS / NZS 2566.2

Подготовка труб

Перед установкой необходимо осмотреть каждую трубу и фитинг, чтобы убедиться, что в их отверстии нет посторонних предметов, а на внешней поверхности нет больших царапин или каких-либо других повреждений.Предел допустимого повреждения внешней поверхности вдали от уплотняемых поверхностей составляет 10% толщины стенки. Изогнутые участки трубы нельзя устанавливать, перегибать или ремонтировать. Поврежденные участки трубы можно вырезать, а оставшуюся трубу установить.

Подготовка траншеи

Все другие коммуникации (например, телефонные каналы, газ, водопровод, канализация, электрические каналы и каналы кабельного телевидения) должны быть расположены в районе трубопровода PE до начала каких-либо работ. Для этого могут потребоваться некоторые локальные раскопки, и должны быть соблюдены все требования безопасности.

Когда трубы устанавливаются на естественной поверхности, трасса трубопровода должна быть свободна от препятствий, а при необходимости должно быть оставлено достаточно места для движения расширения / сжатия.

Трубы из полиэтилена

могут быть соединены вне траншеи, что позволяет сделать траншеи более узкими и, как следствие, снизить стоимость земляных работ.

Полиэтиленовые трубы имеют меньшую плотность, чем плотность воды, и могут плавать, если вода присутствует в траншее и трубы не ограничены. В котлованах траншеи не должно быть воды, и при необходимости необходимо установить водоотливное оборудование.

Ширина траншеи

В таблице ниже приведены рекомендуемые значения ширины траншеи. Эти значения соответствуют принципам, согласно которым ширина траншеи должна быть как можно более узкой, чтобы минимизировать внешние нагрузки и затраты на установку, а также предоставить достаточно места для обеспечения указанного уплотнения.

Фактическая ширина траншеи будет зависеть от условий почвы, систем соединения и того, выполняются ли стыки в траншее.

Рекомендуемая ширина траншеи

Плохие почвенные условия могут потребовать более широкой траншеи для размещения опорных конструкций или водоотливного оборудования, а также быстрого демонтажа этого оборудования после укладки труб.Если используются такие опоры, их необходимо снимать с осторожностью, чтобы не допустить нарушения трубопровода, подстилки или стен траншеи.

Напорные трубы, особенно в сельской местности, можно устанавливать в узких траншеях с достаточным пространством, чтобы обеспечить засыпку траншеи. Никакого дополнительного уплотнения может не потребоваться, и со временем может произойти естественное уплотнение почвы. Если полиэтиленовые трубы устанавливаются вместе с другими службами в обычных траншеях, ширина траншеи может быть определена правилами местных властей для обеспечения возможности проведения работ по техническому обслуживанию в будущем.

Глубины траншеи

Глубина траншеи должна учитывать требуемый уклон трубопровода, глубину подстилающего материала и достаточное покрытие поверх полиэтиленовых труб для адекватной защиты от внешних нагрузок, повреждений третьих лиц и строительного движения. Рекомендуемый минимальный защитный слой полиэтиленовых труб Vinidex приведен в таблице ниже.

Минимальное покрытие

Стены траншеи в плохих почвенных условиях, возможно, придется выкопать поэтапно или разбить, чтобы предотвратить обрушение материалов стены траншеи.

Для устройства насыпи можно вырыть траншею после того, как насыпь будет частично застроена, чтобы защитить полиэтиленовые трубы от строительных машин, а также уменьшить внешние нагрузки, действующие на трубу.

Постельные принадлежности

Полы вынутой траншеи должны быть ровными, свободными от камней и твердых предметов и иметь возможность обеспечивать непрерывную опору для труб.

В плохих почвенных условиях может потребоваться введение дополнительного слоя импортного материала для подстилки, а также может потребоваться закрепление подстилочного материала / материала обратной засыпки геотканью.

Материалы подстилки, используемые как в траншее, так и в насыпи, должны соответствовать указаниям AS2566.2 и должны быть одним из следующих:

1. Песок или почва без камней размером более 15 мм.
2. Щебень, гравий или отсортированные материалы однородной фракции с максимальным размером 15 мм.
3. Выемка грунта без камней, органических или растительных материалов, которые могут повлиять на характеристики закладочного материала.
4. Контролируемые малопрочные материалы (CLSM).

Вынутые из грунта материалы часто используются для напорных трубопроводов и в сельской местности. Однако в районах с высокой нагрузкой, например под дорогами, может потребоваться использование импортных материалов.

В большинстве случаев применения полиэтиленовых труб в траншеях и насыпях при выемке грунта используется подстилка толщиной не менее 75 мм. При выемке грунта в скале может потребоваться глубина залегания 150 мм.

Если используются фитинги или механические соединения, может потребоваться выемка материала подстилки для предотвращения точечной нагрузки.Все колышки и маркеры, используемые для выравнивания и выравнивания труб, должны быть удалены с пола траншеи перед укладкой подстилочного материала.

Боковая опора и накладка

Полиэтиленовые трубы

действуют как гибкие трубы, чтобы противостоять внешней нагрузке, и боковые опорные материалы должны быть равномерно добавлены в соответствии с теми же стандартами уплотнения, что и материалы подстилки, чтобы не повредить установленную полиэтиленовую трубу.

Материалы боковой поддержки должны быть равномерно наложены с обеих сторон труб слоями по 150 мм и равномерно уплотнены до проектного уровня TEPPFA или AS / NZS 2566.Боковые опорные материалы должны быть аккуратно размещены вокруг бедер труб, чтобы обеспечить равномерную опору для полиэтиленовых труб.

Накладные материалы следует укладывать уплотненными слоями до тех пор, пока накладываемый материал не достигнет уровня минимум 150 мм над верхом полиэтиленовых труб. Полиэтиленовые трубы большого диаметра (450 мм и более) требуют, чтобы покрывающий материал был нанесен на покрытие на 300 мм выше верха полиэтиленовых труб.

Детекторные ленты или маркерные полосы должны быть уложены поверх верхнего слоя после того, как будет уплотнен слой почвы толщиной 150 мм.

Компакторы с виброплитой нельзя использовать до тех пор, пока не будет нанесен 300-миллиметровый слой грунта поверх верхней части полиэтиленовой трубы.

Заливка траншей

Если осадка готовой поверхности не важна, оставшаяся часть траншеи или насыпь может быть выполнена из ранее выкопанных природных материалов. В них не должно быть крупных камней, растительных веществ и загрязненных материалов, а максимальный размер частиц всех материалов должен быть менее 75 мм.

Если трубопроводы из полиэтилена устанавливаются в зонах с высокими внешними нагрузками или где поверхность должна быть вымощена и необходимо контролировать осадку готовой поверхности, тогда материалы для засыпки должны иметь возможность уплотнения до заданной плотности.

Стандарты уплотнения

Важно, чтобы были достигнуты уровни уплотнения TEPPFA или AS / NZS 2566, поскольку трубы из полиэтилена ведут себя как гибкие конструкции. При установке полиэтиленовых труб большого диаметра может потребоваться уплотнение на каждом этапе установки, которое должно подтверждаться испытаниями.

В тех случаях, когда возникают высокие внешние нагрузки или когда невозможно достичь требуемого уровня уплотнения в материалах боковой опоры, в зонах боковых опор можно использовать смесь песка / цемента в соотношении 14: 1.

Установка

PE над землей — Vinidex Pty Ltd

PE наземная установка

Читается вместе с AS / NZS 2033 и AS / NZS 3500.

Общие положения

Трубы Vinidex PE могут устанавливаться над землей для работы под давлением и без давления как в условиях прямого воздействия, так и в защищенных условиях.

Черные полиэтиленовые трубы, соответствующие требованиям AS / NZS 4130, могут использоваться в условиях воздействия прямых солнечных лучей без какой-либо дополнительной защиты.Если в открытых условиях используются полиэтиленовые трубы других цветов, кроме черного, возможно, потребуется защитить трубы от солнечного света.

Если полиэтиленовые трубы устанавливаются в условиях прямого воздействия, то повышенная температура полиэтиленового материала из-за воздействия должна приниматься во внимание при установлении номинального рабочего давления полиэтиленовых труб. Полиэтиленовая труба с белым коэкструдированным внешним слоем может снизить расчетную температуру по сравнению с черными трубами.

Следует избегать локальных условий повышения температуры, таких как близость к паропроводам, радиаторам или выхлопным трубам, если полиэтиленовые трубы не имеют соответствующей защиты.Если используются изоляционные материалы, они должны быть пригодны для использования вне помещений. Полиэтиленовые трубы, проходящие по кровле, должны поддерживаться над кровельным покрытием, чтобы предотвратить повышение температуры. См. Влияние температуры.

Вибрация

Следует избегать прямого подключения к источникам высокой частоты, например, к выходным фланцам насоса. Вся арматура, изготовленная методом резки и сварки, должна быть изолирована от вибрации.

Если в трубопроводе имеются источники высокочастотной вибрации, секции из полиэтилена должны быть соединены с помощью гибкого соединения, такого как ремонтная муфта, компенсатор или армированный проволокой резиновый сильфон.При использовании над землей, возможно, потребуется закрепить такие стыки, чтобы предотвратить вырывание концов трубы.

Поддерживает

Подвески или опоры для труб должны быть расположены равномерно по длине полиэтиленового трубопровода и, кроме того, в определенных местах с тяжелыми предметами, такими как клапаны и фитинги.

Опоры должны обеспечивать опорную поверхность под основанием труб под углом 120 °. Может потребоваться защита полиэтиленовых труб от повреждений на опорах. Эта защита может быть обеспечена мембраной из ПЭ, ПВХ или резины.

Расположение и тип опоры при необходимости должны учитывать тепловое движение. Если опоры должны противостоять тепловому перемещению, может потребоваться оценка напряжения, создаваемого в трубах, фитингах и опорах.

Опорные пролеты

Опорные пролеты зависят от материала и размеров трубы, характера протекающей среды, рабочей температуры и расположения труб.

Пролеты в таблице ниже соответствуют AS / NZS 2033 для горизонтальных или профилированных труб.Они основаны на использовании полиэтиленовых труб, наполненных водой, поддерживаемых на нескольких пролетах и ​​работающих при 20 ° C в течение 50 лет. Для других рабочих температур интервалы должны быть соответственно уменьшены. Для труб, температура материала которых может достигать 60 ° C, труба должна иметь постоянную опору. Для вертикальных труб пролёт опоры можно увеличить вдвое.

Для жидкостей с плотностью от 1000 кг / м ³ до 1250 кг / м ³ , уменьшите пролеты на 4%.

Для систем сжатого воздуха пролеты могут быть увеличены до 30%.

Пролет опоры (метры)

Расширение и сжатие

Для надземных трубопроводов расширения и сжатия должны компенсироваться трубопроводом, где это возможно, без компенсаторов.

В большинстве случаев изменение направления трубопровода может использоваться для компенсации изменения длины при условии, что предусмотрены соответствующие отклоняющие опоры. В противном случае может потребоваться установка компенсационных петель или специальной арматуры. См. AS / NZS 2033.

Для трубопроводов, проложенных непосредственно на естественной поверхности, изгиб трубы во время установки и возможность свободного движения трубы во время эксплуатации могут компенсировать расширение и сжатие.Если окончательные стыковые соединения выполняются при высокой температуре окружающей среды, необходимо обеспечить достаточную длину трубы, чтобы дать трубе возможность остыть и, следовательно, сжаться, без выдергивания из неконцевых соединений, несущих нагрузку.

ресурсов

PE Надземная установка PDF (просмотреть эту страницу в формате PDF)

Монтаж подземных труб большого диаметра

Салливан (Салли) Карран П. Э., бывший исполнительный директор

I. Введение и сфера применения

Существует постоянная потребность в предоставлении проектировщикам, спецификаторам, инженерам, консультантам и студентам общего обзора и общего понимания правильной установки и восстановления подземных муниципальных и промышленных трубопроводов, чтобы обеспечить долговечную инфраструктуру сточных вод и питьевой воды, которая будет служить будущим поколениям. .Большинство подземных труб полагается на взаимодействие с окружающей почвой для переноса грузов. Правильно спроектированная труба и система соединения зависят от правильной поддержки грунта и, следовательно, правильной установки, чтобы обеспечить хорошие конструкционные характеристики.

Институт резервуаров и труб из стекловолокна был основан в 1987 году как некоммерческая торговая ассоциация, обслуживающая крупных производителей стеклопластиковых трубопроводов, люков, септиков, сухих колодцев и сепараторов масла / воды в США. Институт представляет собой форум, на котором представители отрасли могут эффективно работать вместе для достижения общих целей.Это включает в себя координацию исследований, объединение ресурсов для обеспечения организаций, устанавливающих стандарты, превосходными техническими данными и распространение информации среди правительства, промышленности и общественности.

В этой статье рассказывается о типах труб, типах соединений и типах грунта, а также о том, как благодаря правильной конструкции и установке они взаимодействуют с образованием эффективных систем трубопровод-грунт. В статье описаны основные конструктивные предположения, которые проектировщики делают при установке жестких и гибких труб в конкретных грунтовых условиях.Кроме того, в документе описываются этапы строительства открытой траншеи трубопровода и бестраншейного строительства — рытье траншеи, подготовка фундамента, укладка подстилки, размещение и уплотнение грунта для засыпки и обратной засыпки в соответствии с проектными спецификациями при строительстве новых и восстановлении существующих канализационных коллекторов. и системы передачи воды.

II. Американское общество инженеров-строителей (ASCE)

Американское общество инженеров-строителей (ASCE) проводит программу непрерывного образования, и с ней можно связаться, написав в ASCE, 1801 Alexander Bell Drive, Reston, VA 20191-4400, или по телефону 1-800 548 2723.Институт резервуаров и труб из стекловолокна выступил спонсором проекта «Проектирование и установка подземных труб» , который является шестым видео в серии «Проектирование в действии» и частью видеотеки по инженерным приложениям. Это видео сопровождается Справочником, в котором расширены некоторые темы и приведены полезные ссылки для получения дополнительной информации. Кроме того, Институт является участником с правом голоса дополнительных практик проектирования и монтажа, а именно Стандартной практики ASTM D 3839 для подземной прокладки стеклопластиковых труб и Руководства по проектированию стеклопластиковых труб AWWA M-45.

Этот документ смоделирован по образцу установочной части видео ASCE и затрагивает следующие темы:

Типы труб, их материалы и соединения труб: В этом разделе проводится различие между трубами, работающими под давлением, и трубами без давления, жесткими и гибкими трубами, а также вводятся сведения о типах соединений труб.

Площадка и условия окружающей среды: В этом разделе обсуждаются вариации топографии площадки, которые могут повлиять на конструкцию трубы. Кроме того, в нем обсуждаются различные типы почв и их плотность, их прочность и жесткость.

Нагрузка трубы и взаимодействие с грунтом: В этом разделе обсуждается, как добиться благоприятного распределения давления от грунта и других нагрузок, следуя передовой практике установки. Кроме того, обсуждается вопрос о подстилке трубы и ее влиянии на характеристики жесткой и гибкой трубы.

Выемка и строительство трубы и грунта: В этом разделе описывается конструкция сначала слоя фундамента, затем основания, на котором укладывается труба, и укладки трубы, затем закладного материала, помещаемого между трубой и стенкой траншеи, и, наконец, засыпка траншеи.

Бестраншейные методы строительства: Бестраншейные методы строительства для нового строительства или восстановления существующих трубопроводов.

Соединения труб и способы их соединения: В этом разделе описаны типы соединений и методы их установки.

Тестирование и обеспечение качества: В этом разделе описываются контроль качества, проверка труб и соединений на утечки для обеспечения качества системы «труба-грунт».

III. Типы труб, материалов и соединений

1. Жесткая труба: Жесткая труба существенно не деформируется; он несет нагрузки, прежде всего, за счет собственной прочности.При перегрузке жесткая труба трескается. Жесткими считаются бетонные, глиняные и асбоцементные трубы различных форм. Однако существуют различия между типами жестких труб, в том числе железобетонных, используемых для восприятия растягивающих нагрузок при низком давлении и без него.
2. Гибкая труба: Гибкая труба толкает наружу к грунту боковой засыпки и использует грунт для перевозки грузов. Одно из определений гибкой трубы заключается в том, что она может выдерживать изменение диаметра не менее 2% без повреждения конструкции.
3. Материалы труб:
   
   1. Труба, армированная стекловолокном , может использоваться как под давлением, так и без давления. Труба изготовлена ​​из стекловолокна и смолы или того и другого, и может содержать сердцевину из кремнеземистой смолы. Он может быть намотан на внутреннюю оправку со смолой и непрерывными волокнами, рублеными волокнами или обоими. В качестве альтернативы его можно отлить центробежным способом во внешней форме.
   2. Гладкостенная труба Стальная труба может использоваться для линий электропередачи под давлением, а для защиты от коррозии могут применяться различные покрытия и футеровки.
   3. Гофрированная металлическая труба из стали или алюминия может использоваться для самотечной канализации и водопропускных труб с оцинковкой — наиболее распространенной защитой от коррозии.
   4. Труба из высокопрочного чугуна может использоваться без давления и давления с внутренней облицовкой и внешним покрытием, которые являются наиболее распространенной защитой от коррозии.
   5. Труба из термопласта может иметь сплошную стенку для применений без давления и давления, но когда она изготовлена ​​со структурной стенкой, она используется для систем самотечных сточных вод.
4. Соединение труб: Целостность соединений имеет важное значение для рабочих характеристик трубы. Существует ряд методов соединения труб, большинство из которых требует навыков и опыта. Производители труб предоставляют подробные инструкции по сборке соединений и практическому обучению.
   1. Разъемные соединения представляют собой вставные соединения и используются с большинством трубопроводных систем. Прокладка может быть расположена вокруг гладкого конца трубы, в канавке на раструбном конце трубы или в канавке внутри муфтового соединения.
   2. Другие соединения включают механические муфты, клеевое соединение, накладки из стекловолокна, термическое сплавление полиолефиновых труб, сварку стальных труб и фланцев при выполнении соединений труба с клапаном.

IV. Условия эксплуатации и окружающей среды

1. Оценка площадки: На длительную работу трубопроводов могут влиять природные и созданные человеком условия площадки. Оценка условий площадки может включать:
   
   

   Контуры земли, которые повлияют на выравнивание труб
   Участки скальных пород, которые затруднят установку
   Нестабильные почвы, которые могут вызвать длительную осадку Уровни и колебания уровня грунтовых вод
   Наличие других подземных сооружений
   Сейсмическая активность, требующая специального проектирования

В.Система труба-грунт

1. Характеристики грунта: В системе «труба-грунт» наиболее важными характеристиками грунта являются прочность и жесткость. Таким образом, тип и плотность почвы являются важными характеристиками для природных материалов и материалов для засыпки.
2. Родные почвы: Типы естественных почв определены в нескольких классификационных системах. Одной из наиболее распространенных является Единая система классификации почв (USCS, или ASTM D 2487). Типы грунтов из грунтовых скважин вдоль трассы трубопровода классифицируются в системе USCS с использованием двух буквенных обозначений.Первая буква представляет собой одну из четырех основных классификаций почв: G для гравия, S для песка, C для глины и M для ила. Вторая буква описывает гранулометрический состав: W — градуированный, P — плохо гранулированный, L — низкая пластичность и H — высокая пластичность.
3. Грунт для обратной засыпки: Грунт для обратной засыпки, если сгруппировать в три широкие группы, имеет относительно постоянные свойства:
   
   

   Чистый, не связанный сцеплением гравий и песок обеспечивают лучшую опору для труб, особенно в уплотненном состоянии.Отсутствие когезии означает, что частицы не слипаются при высыхании, и на их прочность не влияет вода.
   Глины и ил обеспечивают наименьшую поддержку трубы, особенно когда она не уплотнена. Глины образуют твердые комки в сухом состоянии и мягкие во влажном состоянии. Ил не пластичен и в высыхании имеет текстуру муки. И глины, и илы трудно уплотняются во влажном или сухом состоянии.
   Природные смеси гравия, песка, глины или ила могут обеспечить хорошую засыпку в зависимости от надлежащего количества песка и гравия.

4. Плотность почвы: Плотность почвы является ключевым показателем прочности и жесткости почвы и измеряется в массе на единицу объема (например, фунтов на кубический фут). Плотность почвы определяется в лаборатории с помощью теста под названием «Проктор» и выражается в процентах от стандартного проктора (ASTM D 698).

VI. Строительство системы трубопровод-грунт

1. Выемка траншеи: Траншеи необходимо выкопать так, чтобы боковые стены оставались устойчивыми, и может потребоваться передвижной траншейный ящик для обеспечения безопасной рабочей зоны и предотвращения обрушения сторон.Рекомендуется производить выемку грунта непосредственно перед установкой, чтобы предотвратить дестабилизацию траншеи. Пространство между стенкой траншеи и трубой должно быть достаточно широким, чтобы обеспечить возможность укладки и уплотнения засыпки в зоне втулки и уплотнения засыпки сбоку от трубы.
2. Фундамент траншеи: Слой фундамента может потребоваться, если дно траншеи нестабильно или содержит органический материал или материал с низкой плотностью. Подложка поддерживает трубу, распределяет нагрузку на дно и должна быть предусмотрена для линий силы тяжести.Если естественный грунт должен сформировать фундамент траншеи, он должен обеспечивать стабильную равномерную опору для трубы. Геотекстиль или георгики иногда используются для укрепления неустойчивых почв или для отделения подстилки и засыпки от естественных почв.
3. Закладка: Укладка и уплотнение грунта для заделки в соответствии со спецификациями является наиболее важным этапом монтажа. Тип заделываемого грунта и степень уплотнения должны быть указаны в проекте. Методы уплотнения включают:
   — Гладко-барабанные или пневмоколесные катки уплотняют грунт путем приложения давления.
   — Ударные трамбовки, уплотняющие почву в указанных подъемниках.
   -Катки с опорными лапами разминают почву и разбивают комья земли.
   -Вибрационные ролики или пластины встряхивают частицы, превращая их в более плотные образования.

VII. Бестраншейная технология

Методы технологии бестраншейного строительства включают строительство нового (или замену) трубопроводов и обновление (т. Е. Ремонт или реконструкцию) существующих трубопроводов. Ниже приводится обсуждение, в котором описывается разница между установкой или заменой труб под землей без рытья траншеи для труб большого диаметра, несущих жидкость, размером от 6 до 156 дюймов (13 футов).

1. Обновление существующих трубопроводов: Обновление существующих трубопроводов включает один из двух методов, которые должны быть определены после проведения оценки состояния конструкции и степени воздействия притока / инфильтрации.
   1. Ремонт — это первый вариант, если выясняется, что существующий трубопровод является конструктивным. Затем цель состоит в том, чтобы уменьшить приток / инфильтрацию с помощью инъекций или методов герметизации для устранения ограниченного повреждения. Однако часто принимающая труба структурно изнашивается (т.е.е., недостающие детали / трещины в стыках в каменных трубопроводах, сероводородная коррозия бетонных трубопроводов или коррозия стальных трубопроводов) и «восстановление» необходимо.
   2. Реконструкция Меры восстанавливают структурное состояние трубопровода при эксплуатации исходной «основной» трубы. Строительные технологии могут включать в себя прокладку новой трубы; внутренняя облицовка цементом или установка вулканизированной облицовки на месте плюс другие методы. Настоящая статья ограничивается бестраншейной заменой труб с использованием методов скользящей футеровки и домкрата.

VIII. Бестраншейные методы технологии

Ниже приведены некоторые методы бестраншейной технологии, описанные в возрастающем порядке, при этом сначала перечислены методы малого диаметра:

1. Строительство или замена нового трубопровода
   1. Растачивание шнека: Это бестраншейный метод строительства, используемый для установки обсадной колонны путем гидравлического проталкивания трубы через землю и удаления грунта через трубу с помощью шнека.Этот метод ограничен благоприятными почвенными условиями, относительно короткими расстояниями и трубопроводами относительно небольшого диаметра (например, 24 дюйма).
   2. Направленное бурение: Это бестраншейный метод строительства, при котором используется направленное бурение для бурения горизонтального туннеля (например, длиной 2200 футов и диаметром до 36 дюймов). Затем туннель расширяется для удаления грунта и может быть заполнен бентонитовой суспензией для поддержания устойчивости туннеля. Трубопровод монтируется на земле, протягивается или проталкивается в туннель и закрепляется на якоре.
   3. Проходка микротоннелей и прокладка труб: Это бестраншейный метод строительства трубопровода, при котором труба проталкивается на место (т. Е. Домкрат) за машиной для проходки микротоннелей с дистанционным управлением. Сверлильный станок подсоединяется к головке трубы, которая следует по туннелю небольшого размера по мере его бурения. Минимальный диаметр составляет 12 дюймов, что ограничено доступными машинами. Практический максимальный внутренний диаметр составляет 84 дюйма.
   4. Проходка инженерных коммуникаций и несущая труба: Этот метод строительства включает выемку грунта на переднем крае щита или бурового станка и возведение системы футеровки изнутри вынутого пространства.Минимальный размер составляет приблизительно 48 дюймов в диаметре, и это размер, необходимый для обеспечения доступа персонала для установки облицовки изнутри отверстия. Облицованный туннель выступает в качестве узла для установки системы несущих труб, которая заливается на месте.
2. Технологии обновления трубопроводов
   1. Slip-lining: Это метод строительства, используемый для вставки нового трубопровода внутрь существующего основного трубопровода. Хотя скользящая футеровка уменьшает внутренний диаметр трубы, уменьшенный приток и инфильтрация в сочетании с гладкой внутренней частью пластиковых или стекловолоконных накладок скольжения увеличивают гидравлический поток.Типичный метод строительства включает рытье котлованов (например, шириной 10 футов и длиной до 25 футов) над существующим трубопроводом с интервалами приблизительно от 600 до более 1200 футов. Рабочие заходят в ямы и снимают верхнюю часть существующей трубы. После того, как ведра для очистки протянуты по линии, секции скользящей футеровки опускаются и либо вытягиваются, либо вставляются на место. Окончательная установка может включать перекачивание раствора между основной трубой и вкладышем, если структурная целостность основной трубы находится под вопросом.
   2. Разрыв трубы : Инструменты для разрыва трубы используются в футеровке скольжения для обеспечения доступа к обрушенным или узким участкам основной трубы, а также при увеличении диаметра трубы.
3. Типичные области применения Ниже приведены типичные области применения для новых, замены или восстановления систем трубопроводов диаметром от 2 до 102 дюймов: — Ливневая вода
   — Промышленные сточные воды
   — Перехватчики канализации —
   — Канализационные линии
   — Силовая сеть
   — Водоснабжение
   — Линии соленой воды

IX.Гарантия качества

Инспекции: Инспекция начинается с проверки изготовителем трубы материалов, которые он получает, и стендовых испытаний трубы после изготовления (т. Е. Контроля качества). Осмотр продолжается в течение всей установки. Размеры и класс труб необходимо сверять со схемой прокладки или чертежами спецификаций. Трубы, прокладки и фитинги следует проверять на предмет повреждений во время транспортировки и хранения на месте. После установки труба должна быть осмотрена и испытана, прежде чем линия будет принята.Напорные трубопроводы можно проверить путем создания давления воды на рабочем уровне или выше. Гравитационные системы могут быть проверены с использованием воздуха низкого давления, воды низкого давления и вакуума, или если грунтовые воды просачиваются в трубу. Эти и другие испытания подтверждают качество системы «труба-грунт» (т. Е. QAQC).

Ред. Август 2013 г.

Список литературы

1. Общественные работы (сентябрь 1996 г.) статья «Технологии обновления трубопроводов»
2. Общественные работы (декабрь 1996 г.), статья «Крупный проект по строительству гидросистемы для Батон-Руж»
3. Общественные работы (март 1997 г.), статья «Бестраншейная технология защищает среду обитания водно-болотных угодий»
4. Бестраншейная технология (июнь 1996 г.), статья «Что такое бестраншейная технология?»
5. Американское общество инженеров-строителей ASCE, Проектирование и установка подземных труб

Влияние уплотнения засыпки на механические характеристики двустенных гофрированных трубопроводов из полиэтилена высокой плотности

Для гибких трубопроводов влияние уплотнения засыпки на деформацию трубы всегда было в центре внимания исследователей.С помощью программного обеспечения конечных элементов была искусно создана трехмерная модель грунта, соответствующая гофре внешней стенки полиэтиленовой трубы высокой плотности, а «реальная» конечно-элементная модель взаимодействия трубы с грунтом подтвердила точность посредством полевых испытаний. На основе модели можно получить распределение деформации в любом месте заглубленной трубы из ПНД. Изменение местоположения и протяженности рыхлой засыпки, распределения деформации и радиального смещения внутренних и наружных стенок трубы из ПНД в различных условиях засыпки при приложении внешней нагрузки к фундаменту, а также анализ опасных частей трубы, где наблюдается местное коробление и перелом может произойти.Следует отметить, что, когда засыпка рыхлая, вблизи границы раздела между рыхлой областью засыпки и хорошо уплотненной областью часто возникает максимальная окружная деформация, деформация внешней стенки с большей вероятностью значительно возрастет в области около короны или инвертируется. , деформации внутренних стенок увеличиваются по амплитуде на линии пружины, и расположение незакрепленной области оказывает большее влияние на деформацию трубы, чем размер незакрепленной области.

1. Введение

Труба с двойным гофром из полиэтилена высокой плотности (HDPE) широко используется в коммунальном строительстве благодаря таким значительным преимуществам, как химическая стойкость, легкий вес и простота конструкции.Благодаря специальному профилю трубы с гладкой внутренней стенкой и гофрированной внешней стенкой кольцевая жесткость намного выше, чем у труб с прямой стенкой того же диаметра и толщины. На Рисунке 1 показано поперечное сечение стенок трубы и даны определения терминологии в различных местах профиля (Рисунок 1).

Китайская спецификация (конструкция подземной дренажной трубы из пластика) использует нормированный прогиб по диаметру для оценки деформации трубы [1]; деформации труб и местная стабильность профиля не учитываются.Однако при длительной внешней нагрузке напряжения и сжатия могут следовать за растрескиванием под напряжением и пластическим разрушением, соответственно. Специальный профиль усложняет распределение деформации в разных местах труб ПНД; местное искривление тонких элементов профиля может быть вызвано особым распределением деформации [2].

Существует два направления изучения деформации труб, одно — влияние аварийных факторов на деформацию трубопроводов, таких как перегрузка грунта [3, 4], просадка грунта [5–7], взрывные работы [8, 9], камнепада [10, 11]; а другой — это влияние долгосрочного состояния на трубы, такое как условия установки [12, 13], длительная транспортная нагрузка [14, 15], смещение разлома [16] и выемка котлована [17, 18] .Трубы HDPE представляют собой классические встроенные гибкие трубы, и взаимодействие грунта с трубой будет контролировать деформацию трубы под внешней нагрузкой, поэтому исследователи сосредотачиваются на влиянии длительного состояния монтажа на деформацию трубы HDPE. Изгиб почвы, образующийся в почвенном покрове, зависит от жесткости труб и от жесткости грунта обратной засыпки, окружающего трубы (в зависимости от степени, содержания воды, материала почвы и сорта). Кроме того, конфигурация засыпки и метод уплотнения также могут влиять на характер нагрузки и поддерживать трубы [19].Было проведено исследование для оценки эксплуатационных характеристик существующих труб из ПНД. Было обнаружено, что низкая степень уплотнения и низкосортный засыпной материал приведет к чрезмерной деформации и разрушению неглубоко заделанных труб [20]. Поэтому было срочно и необходимо изучить влияние уплотнения засыпки на деформацию трубы. Учеными было выполнено множество теоретических методов проектирования, испытаний и численного моделирования гибких труб.

Основываясь на теории предельного равновесия гранул и принимая во внимание влияние диаметра трубы и ширины траншеи, Марстон и Андерсон вывели формулу для расчета вертикального давления e арт в погруженной трубе [21].Спенглер и Шейфер изучили конструктивные характеристики гибкой трубы и предложили расчетную формулу для горизонтального прогиба гибкой трубы, символизирующую развитие рациональной теории конструкции [22]. Ховард сравнил экспериментальные значения с предсказанными значениями уравнения Спенглера, и результаты показали, что экспериментальные значения прогиба трубы из ПВХ были намного ниже, чем предсказанные значения, когда уплотнение грунта обратной засыпки было рыхлым [23].

Faragher et al.исследовали осевые деформации пластиковых труб в установке при изменении степени уплотнения песка или гравийного материала засыпки с помощью лабораторных испытаний [24]. Sargand et al. провели полномасштабные полевые испытания для изучения поведения заделанных пластиковых труб с различными параметрами установки (материал засыпки, степень уплотнения и толщина засыпки) [25]. Лабораторные и полномасштабные полевые испытания были проведены McGrath et al. изучить поведение грунта при установке; переменные включают типы и размеры труб (бетон, сталь и пластик), полевые условия грунта, ширину траншеи, способ засыпки и степень уплотнения.Результаты показали, что относительно небольшое изменение плотности засыпки оказывает существенное влияние на жесткость засыпки, и все переменные параметров процесса засыпки оказывают значительное влияние на поведение труб [26].

Посредством лабораторных испытаний и МКЭ, Dhar et al. рекомендовал двухмерный анализ методом конечных элементов, который можно эффективно использовать для расчета прогибов труб; они также применили МКЭ для изучения влияния области мягкого бедра на деформации профилированных труб из термопласта [27].Используя ABAQS, Аль-Абри и Мохамедзейн исследовали аналогичную проблему; была создана двумерная модель конечных элементов для оценки деформации труб из полиэтилена высокой плотности и ПВХ при изменении плотности песчаной засыпки [28]. Wang et al. изучили изменение давления e arth и прогиб трубы HDPE с высотой засыпки мелкозернистым грунтом и предложили эмпирическое уравнение для связи отношения вертикального прогиба к горизонтальному прогибу и толщины почвенного покрова [29].

Транспортная нагрузка — это внешняя нагрузка, которую должны учитывать подземные муниципальные трубы. Исследователи сообщили о деформации труб, когда автомобильная нагрузка была приложена к земле в качестве внешней нагрузки.

McGrath et al. измерили напряжение и деформацию неглубокой заделанной трубы большого диаметра из полиэтилена высокого давления под реальной автомобильной нагрузкой посредством полномасштабного полевого исследования [30]. Нур и Дхар изучили взаимодействие трубы с грунтом под нагрузкой транспортного средства с помощью ANSYS и создали трехмерную модель трубы с грунтом [31].В ходе лабораторных испытаний модели Тафреши и Халадж использовали повторяющуюся нагрузку для моделирования нагрузки транспортного средства и изменили такие параметры, как глубина заглубления, плотность засыпки песком и интенсивность нагрузки, а также изучили осадку поверхности почвы и радиальные деформации трубы [32]. ].

Распределение деформаций и прогиба трубы HDPE, когда степень уплотнения обратной засыпки не соответствовала спецификации, было сообщено с помощью испытаний и двухмерной модели конечных элементов; Трехмерная конечная модель грунта-трубы не использовалась для моделирования влияния параметров обратной засыпки на отклик трубы.Следовательно, необходимо создать трехмерную модель трубы из ПНД и изучить влияние плотности засыпки на деформацию и деформацию трубы.

Целью данной статьи является создание реальной трехмерной конечно-элементной модели двустенной гофрированной трубы из ПНД и грунта и обеспечение теоретической основы для изучения распределения деформации и деформации трубы при изменении плотности грунта обратной засыпки. . Достоверность трехмерной модели подтверждается путем сравнения числовой деформации с измеренной деформацией, полученной в ходе натурных испытаний.На основе численной модели проанализировано влияние рыхлой засыпки различных участков на трубу под автомобильными нагрузками.

2. Монтаж гибких труб в полевых условиях

2.1. Описание гибких труб и тензодатчиков

Двустенная гофрированная труба из полиэтилена высокой плотности длиной 6,0 м была исследована в рамках данной программы полевых испытаний, ее номинальный диаметр составляет 800 мм. Геометрия трубы и свойства материала показаны в таблице 1. Перед установкой трубы измерители электрического сопротивления (BQ120-80AA-P200, точность в пределах ± 2.2 με ) для измерения окружной и осевой деформации. Чтобы минимизировать граничный эффект, тензодатчики были собраны на участках A и B, которые находятся на расстоянии 1,5 м от обоих концов трубы. 8 круговых манометров использовались для измерения гребня трубы деформации внешней стенки, а 24 периферийных и осевых измерителя использовались для измерения деформации внутренней стенки трубы, соответствующей гребню и впадине; датчики были расположены, как показано на рисунке 2.

Прибор для сбора данных (система измерения напряжения и деформации труб DH5921 использовалась для измерения динамического напряжения и деформации трубы DH5921) напряжение один раз в секунду.Система предназначена для динамических испытаний структурных характеристик в крупномасштабных инженерных испытаниях и процессах разработки изделий и способна точно измерять такие параметры, как деформация, сила и смещение. Конструкция прибора соединяет тензодатчик с системой сбора данных через провод. Прибор аккуратно собирает и усиливает слабый сигнал напряжения, затем преобразует сигнал напряжения в истинную деформацию с помощью вычисления соответствующей программы, а затем передает данные на компьютер через Ethernet.После установки показания деформации были обнулены; деформации растяжения и сжатия представлены как положительные и отрицательные значения, соответственно. Деформации стенок трубы на оборудованных инструментами участках трубы отслеживались и записывались после 5-минутного приложения нагрузки.

Что касается прокладки трубы в полевых условиях в этом испытании, труба длиной 6 м была установлена ​​в двух различных условиях уплотнения, при которых засыпка в диапазоне 3,0 м была уплотнена в соответствии со стандартным планом CJJ 143-2010 [33] ; в другом регионе засыпка под левым боком не уплотнялась во время укладки и использовалась для моделирования экстремальных условий плохого уплотнения засыпки.Засыпка уплотнялась виброплитой и трамбовкой 450 мм × 450 мм с рабочей массой 500 кН. Труба HDPE была заглублена и испытана под траншеей длиной 6,0 м, шириной 2,2 м и глубиной 2,4 м, и оба конца трубы были ограничены смотровыми колодцами. Параметры песка для засыпки приведены в таблице 2.

Стандартный процесс установки в 3.Область 0 м во время полевых испытаний отображается следующим образом. Дно траншеи имело слой подстилки толщиной 200 мм, состоящий из песка с уплотнением на 90% (т.е. Lay 01), перекрывающий ненарушенный естественный грунт. Область (т.е. Lay 02) от основания до бедра была засыпана с относительной плотностью 95%, чтобы обеспечить прочную опору для трубы. От пружинной линии трубы до вершины трубы засыпка песком была помещена вокруг труб с подъемами на 100 мм и уплотнена до 95% уплотнения перед добавлением последующих подъемов (т.е., Lay 03). Область свода труб длиной 0,4 м была разделена на две части (т.е. Lay 04 и Lay 05), и засыпка песком имела уплотнение 85% и 90% соответственно. В диапазоне толщины 1,0 м (т. Е. Lay 06) от 0,4 м над концом трубы до земли был уложен грунт внутри костюма с уплотнением 90%. В условиях неравномерного уплотнения грунта обратной засыпки почва не уплотнялась при засыпке левого бока (т. Е. Левая сторона Lay 02), а остальные области уплотнялись в соответствии с требованиями стандарта.Область засыпки была разделена и уплотнена, как показано на Рисунке 3.

2.2. Полевое испытание трубы

В этом полевом испытании не было слоя дорожного покрытия, покрывающего поверхность почвы, и деформация трубы была намного больше, чем реальная деформация трубы, заглубленной под дорожное покрытие. Следовательно, измеренные данные используются только для сравнения с смоделированными данными, чтобы проверить точность численной модели; однако это нельзя рассматривать как деформацию трубы под реальной автомобильной нагрузкой.

Две смотровые скважины были оборудованы на обоих концах трубопровода, и автомобильная нагрузка была приложена к большегрузному грузовику. На рисунке 4 показано расположение шин двух осей тележки для трубы. Предполагалось, что на заднюю ось грузовика приходится 2/3 общей нагрузки, а центр тяжести задней оси находится точно над участком с тензодатчиками. Общая нагрузка грузовика составляла 168 кН, а каждая задняя шина, приложенная к поверхности, составляла 700 кПа.

3. Составы конечных элементов

3.1. Аналитическая модель

Для гибкой подземной трубы оценка прогиба и деформации трубы может быть рассчитана с использованием расчетных уравнений. Упрощенная процедура, которая подходит для ручного расчета, разрабатывается на основе расчетных уравнений для решения деформации и деформации заглубленных гибких труб [34]. Учитывается прогиб, вызванный сжатием и изгибом обруча, и получается величина изменения диаметра в вертикальном направлении (уравнение (1)). Затем Watkins et al.использовали эмпирический коэффициент «формы» D _f , чтобы представить пиковую окружную деформацию изгиба как функцию смещения (уравнение (2)) [35]. Однако в качестве эмпирического коэффициента D _f сложно обобщить распределение деформации для всех полиэтиленовых труб, а для двустенных гофрированных труб из ПНД с особой формой поперечного сечения эмпирический коэффициент D _f более ограничен.где = уменьшение вертикального диаметра; D = диаметр трубы; = Давление вскрыши на отводе; E = модуль упругости материала трубы; R = радиус центра тяжести участка трубы; M _s = одномерный модуль упругости грунта; K = коэффициент залегания; D _l = коэффициент запаздывания отклонения; A = площадь поперечного сечения; I = момент инерции; c = расстояние до крайнего волокна от нейтральной поверхности внутри стенки трубы; = Максимальная окружная деформация изгиба; и = эмпирический коэффициент деформации, связывающий деформацию изгиба с прогибом изгиба.

3.2. Модель грунта

В соответствии с параметрами профиля трубы HDPE и грунта, использованного в полевых испытаниях, мы устанавливаем трехмерную модель конечных элементов. С внешней стенкой трубы связана соответствующая гофрированная модель грунта, имеющая сложную форму в зоне контакта, а сетки наружных стен совпадают с сетками грунта, чтобы обеспечить точность и сопоставимость результатов моделирования.

Следовательно, создание сетки «гофрированного» участка модели грунта очень сложно.Для контроля качества элементов и обеспечения точности модели размеры элементов гофрированного участка грунта должны быть достаточно небольшими. Это неизбежно приводит к тому, что количество элементов в гофрированном грунте намного больше, чем количество элементов в обычных трубах с прямой стенкой, размер модели и вычислительная эффективность становятся невыносимыми для обычных компьютеров. В этой статье для создания сетки модели гофрированного грунта используется профессиональное программное обеспечение HYPERMESH, и при условии обеспечения точности расчета количество элементов незначительно сокращается, поэтому количество элементов модели грунта, используемых в этой статье, составляет всего 630 000 .В HYPERMESH нанесенные на график точные пронумерованные элементы и элементы оболочки внешней стены генерируются на основе соответствующей сетки границы раздела труба-грунт, и элементы позиций контакта между внутренней стеной и внешней стеной также должны совпадать. Независимые элементы трубы и грунта экспортируются из HYPERMSH и вводятся в ABAQUS для анализа (рис. 5).

Модель почвы имеет длину 3,0 м, ширину 4,0 м и глубину 3,6 м (рис. 6) и моделируется конститутивной моделью Мора – Кулона.Элементы почвы представляют собой восьмиузловой элемент пониженной интеграции (C3D8R), а песочные часы хорошо усилены. Уплотнение засыпки проиллюстрировано на Рисунке 6, а параметры засыпки для численного моделирования можно увидеть в Таблице 3. Механические параметры рыхлой засыпки, такие как модуль упругости, коэффициент Пуассона и сцепление, отличаются от уплотненной засыпки. Для гибкой трубы модуль упругости грунта (т.е. жесткость грунта) напрямую влияет на взаимодействие между трубой и грунтом; если засыпка рыхлая, модуль упругости засыпки уменьшается, взаимодействие грунта с трубой ослабляется, а нагрузка на грунт, принимаемая трубой, увеличивается.В данной статье рыхлость засыпки проявляется в уменьшении ее модуля упругости.

в соответствии с конструкцией 9036 конструкции 9 Инженерия по снабжению и утилизации отходов (GB 50332-2002) представлена ​​взаимосвязь между уплотнением грунта и модулем упругости; в следующей части валидации численной модели модуль упругости рыхлой засыпки рассчитан на 3 МПа.Нижняя плоскость почвы полностью ограничена, и горизонтальные смещения четырех вертикальных плоскостей не допускаются.

3.3. Модель трубы

Упругая модель и восьмиузловой элемент оболочки с уменьшенной интеграцией (S8R) используются для моделирования трубы с начальным внутренним диаметром 0,8 м и длиной 3,0 м (рис. 7). Труба считается эластичным материалом из-за ее линейной упругости при кратковременной нагрузке; Параметры материала трубы из ПНД, представленные в Таблице 4, предложены в Спецификации технических условий на подземный пластиковый трубопровод канализационной системы [33].

4. Модель транспортных нагрузок

Модель конструкции имитирует фундамент и не учитывает дорожное покрытие и земляное полотно; вертикальная нагрузка σ _z , приложенная к фундаменту, состоит из σ _{z 1} и σ _{z 2} ; σ _{z 1} — это автомобильная нагрузка, а σ _{z 2} вызвана структурой дорожного покрытия и земляным полотном.

В 1960-х годах четвертая теория мощности была предложена Американской ассоциацией работников автомагистралей между штатами (AASHO): статическая нагрузка на ось больше подходит для моделирования транспортной нагрузки с низкой скоростью и небольшой нагрузкой на ось [36]. В «Спецификации проектирования дорожного асфальтового покрытия» грузовик, заднее колесо которого является одноосно-двухколесным, указан как стандартное транспортное средство и 100 кН как стандартная осевая нагрузка. В этой статье одноколесная нагрузка принята для моделирования двухколесной группы заднего колеса тяжелых транспортных средств, диаметр круговой нагрузки ( D ) составляет 300 мм, а двойное расстояние между колесами транспортного средства составляет 1 .8 м и стандартная нагрузка ( p ) 0,7 МПа. Транспортная нагрузка, действующая на дорожное покрытие, распределяется при движении вниз. Угол расширения давления земляного полотна зависит от ширины нагрузки и модуля упругости нижележащего слоя. В соответствии с Правилами проектирования фундамента здания угол расширения каждого слоя дорожного покрытия и диаметр после рассеивания такие, как показано на Рисунке 8. При распределении по поверхности фундамента круговая нагрузка имеет диаметр 1.8 м, а полоса шириной 3,5 м заполнена равномерной нагрузкой. Автомобиль в городе движется непрерывно и медленно, поэтому транспортную нагрузку можно упростить до равномерной статической нагрузки, приложенной ко всему фундаменту. Вертикальное напряжение σ _{z 1} , вызванное автомобильной нагрузкой, связано с толщиной земляного полотна и углом расширения давления земляного полотна (уравнение (3)) Вертикальное напряжение σ _{z 2} из поверхность фундамента, образованная структурой дорожного покрытия и земляным полотном, рассматривается в уравнении (4): где D = диаметр круговой нагрузки, p = величина давления в шинах, z = расстояние от основания основания до верха фундамент, и θ = угол расширения давления земляного полотна.где = тяжелый слой грунта, = толщина слоя покрытия, = тяжелый слой основания, = толщина слоя основания, = тяжелый слой земляного полотна и = толщина земляного полотна.

В соответствии с уравнениями (1) и (4) вертикальное напряжение σ _z приложенной нагрузки на поверхностный грунт основания составляет 50 кПа. Поэтому статическая нагрузка 40 кПа и 3,28 м × 3,08 м, действующая на грунт фундамента, используется путем моделирования транспортных нагрузок, действующих на трубу в этой статье.

4. Проверка числовых моделей

Соответствующие числовые модели устанавливаются в соответствии с выполнением полного теста; автомобильная нагрузка прикладывается в соответствии с положением шины при испытании, а величина нагрузки составляет 0,7 МПа.

Из рисунка 9 видно, что рассчитанные результаты окружной деформации в основном согласуются с результатами измерения натурных испытаний в тенденциях и значениях распределения. Расчетное значение осевой деформации и измеренное значение внутренней стенки сильно различаются, что может быть связано с тем, что тензодатчик, используемый в испытании, является длинным, а запись осевой деформации в испытании недостаточно точна.Он показал, что смоделированные ряды параметров полностью подтверждены натурными испытаниями, что дает основания полагать, что структурные модели в этой статье являются разумными и надежными.

Для трубы с однородной засыпкой максимальное значение сжатия трубы может быть представлено окружной деформацией на впадине или внутренней стенке у пружинной линии [27]. Распределение деформации по окружности гильзы аналогично распределению деформации впадины, за исключением того, что гильза имеет большую величину.Окружная деформация сначала увеличивается, а затем уменьшается; максимальная окружная деформация возникает на пружинных линиях, а деформация на макушке меньше, чем на перевернутом. Максимальная окружная деформация стенки гильзы меньше, чем минимальная окружная деформация впадины, и окружные деформации сильно варьировались на небольших участках. Это указывает на то, что локальный прогиб в профиле и пружинных линиях внутренней стенки больше похож на повреждение [37]. Распределение окружной деформации гребня сложное.Напряжение уменьшается от макушки к плечу, затем увеличивается от плеча к линии пружины, а затем уменьшается от линии пружины к перевернутой линии. Минимальная деформация и максимальная деформация появляются на плече и пружине соответственно. Осевая деформация впадины — это деформация растяжения, осевая деформация намного меньше окружной деформации, и влияние на трубу не учитывается, поскольку величина деформации слишком мала.

Результат распределения окружной деформации немного отличается от приведенного в литературе; это может быть вызвано различными методами уплотнения и материалами обратной засыпки во время установки трубы.Подробный отчет об измеренных окружных деформациях можно найти в исследовании Брахмана [19]. Брахман указал в статье, что максимальная окружная деформация впадины возникает у родниковой линии, а окружная деформация впадины на макушке больше, чем на перевернутой; окружная деформация гребня является наибольшей на линии пружины; и напряжение в перевертке больше, чем на макушке. Осевая деформация гребня является растягивающей, за исключением пружинной линии.

На рис. 10 показано распределение деформаций трубы, когда засыпка под левым бутом рыхлая, а измеренная деформация сильно отклоняется от расчетной деформации, возможно, из-за расположения тензодатчика и влияния неоднородной опоры засыпки на трубка. Тем не менее, в пределах допустимого диапазона погрешности тенденции распределения общего согласия между измеренной деформацией и расчетной деформацией получены из конечно-элементной модели. Таким образом, считается, что трехмерная модель конечных элементов может обеспечить надежные результаты расчетного анализа для изучения механического отклика трубы в случае неоднородной засыпки, а установка модуля неплотной засыпки равным 3 МПа при численном моделировании считается надежностью. .

На основе трехмерной модели конечных элементов в следующей части изучается влияние рыхлой засыпки различных участков на деформацию и деформацию трубы под автомобильной нагрузкой. Распределение обсуждений окружной деформации выделено и считается более чувствительным индикатором деформации, а разница между окружной деформацией гильзы и окружной деформацией впадины рассматривается как индикатор возможности местного коробления.

5.Эффект неплотной засыпки

Если уплотнение обратной засыпки асимметрично, труба сжимается эксцентрично. При длительной нагрузке эксцентрическое сжатие трубы с большей вероятностью приведет к ее разрушению. Поскольку спецификация требует внимания к уплотнению засыпки под окантовкой трубы, в этой части наиболее жесткие рассматриваемые условия могут превышать типичные расчетные условия. Некоторые условия уплотнения предназначены для левой и правой области уплотнения обратной засыпки, которые являются асимметричными; распределение деформации и деформация трубы исследуются под автомобильной нагрузкой.На возможность местного коробления указывает разница между окружной деформацией вкладыша и окружной деформацией впадины. Эта деталь использует статическую нагрузку 50 кПа и 3,28 м × 3,08 м для воздействия на грунт фундамента.

На рисунке 11 LE представляет истинную деформацию вдоль направления второй оси в ABAQUS, а локальные цилиндрические координаты трубы установлены в модели, поэтому LE22 указывает истинную окружную деформацию трубы. На Рисунке 12 «Стандарт» относится к деформации трубы под автомобильной нагрузкой, когда засыпка уплотняется в соответствии со спецификацией.«L01» относится к деформации трубы под нагрузкой транспортного средства, когда засыпка левой области Lay 01 является рыхлой.

5.1. Эффект рыхлой засыпки одинарной стороны

Распределение окружной деформации и смещения трубы, когда левое основание более мягкое (т. Е. Засыпка левой опоры 01 была рыхлой), показано на рисунках 11 и 12. Окружная деформация трубы внутренняя стенка увеличивается в небольшой области (например, 180–225 °), а затем сразу же уменьшается (например, 225–360 °).Максимальная окружная деформация внутренней стены появляется у правой пружинной линии, и эта точка определяется как наиболее опасная. Деформации лайнера и впадины снижаются на 13% и 15% соответственно на левом роднике. Хотя труба не находится в прямом контакте с рыхлой засыпкой, смещение трубы все же увеличивается в нижнем левом углу трубы из-за мягкости фундамента. Внешняя стенка трубы подвергается отрицательному воздействию только рядом с перевернутым элементом, и деформация гребня на левой стороне трубы уменьшается.Это показывает, что правильное уменьшение жесткости основания трубы может уменьшить деформацию трубы.

Как показано на рисунках 13 и 14, это объясняется низкой жесткостью засыпки под левым боком, что привело к тому, что окружная деформация внутренней стенки значительно больше, чем стандартная деформация от перевернутого к левая пружинная линия и убывает от левой пружинной линии к макушке. Максимальная деформация — около границы рыхлой засыпки и засыпки уплотнением; максимальная деформация впадины и лайнера увеличивается на 28% и 34% соответственно.Максимальная разница между деформациями долины и лайнера увеличивается на 27%. Более мягкая окантовка оказывает влияние на внешнюю стенку труб, которая простирается от области рыхлой засыпки до зоны уплотненной засыпки. Максимальная окружная деформация гребня увеличивается на 25% (положение перемещено от линии пружины к середине бедра). Левое бедро трубы стало наиболее опасным местом, где произошло локальное коробление и разрушение внешней стены. В то же время радиальное смещение в этой области также в основном менялось.Радиальное смещение участка трубы, ограниченного хорошо уплотненной засыпкой, не изменяется, а смещение оставшейся области увеличивается из-за ослабления опоры. Деформация «перевернутой формы» характеризуется уплощением в перевернутой и выступающей части бедра [38], и когда почва под поясом плохая, а почва над ней хорошего качества, форма перевернутого сердца будет иметь форму [38]. 39]. Описание в этой части совпадает с выводом, сделанным Dhar et al.; плохая почва бедра привела к перераспределению деформации по окружности трубы; Концентрация деформации происходит в бедре [2].

Для трубы, заглубленной в грунт, где засыпка Lay 03 оставила область рыхлой, распределение деформаций показано на рисунках 15 и 16. Окружные деформации в впадине и хвостовике превышают стандартные деформации в зоне слева -пружинная линия к левому плечу и меньше стандартной деформации в области от перевернутой к левой-пружинной линии.Максимальная деформация впадины и деформация гильзы увеличиваются на 26% и 33% соответственно. Разница между деформацией впадины и деформацией лайнера увеличивается на 27% в правом плече. Деформация гребня почти всей трубы увеличилась, и затем положение максимальной окружности гребня в этом случае смещается от линии пружины к левому плечу. Когда давление рыхлого грунта на трубопровод ослабевает, смещение трубы увеличивается около левого рессора и венца и уменьшается около левого плеча (т.е., 290–315 °), а остальные площади остаются без изменений.

Распределение окружной деформации на трубе при ослаблении левых участков Lay 01 и Lay 02 показано на рисунках 17 и 18. Окружные деформации хвостовика и впадины увеличиваются в области от перевернутой до пружинной линии (т. Е. 180 ° –270 °) и убыль в области от родника до макушки (т. Е. 270–0 °). Числовой результат показывает, что максимальная окружная деформация гильзы и впадины увеличивается на 16% и 13%, соответственно, вблизи линии левого рессора; разница между ними увеличивается на 12%, и здесь также находится часть, где наиболее вероятно возникновение местного коробления.Наиболее затронутая область окружной деформации гребня находится около перевернутого, а максимум перемещается от пружинной линии к перевернутому, увеличение на 5% возникло из-за неравномерности засыпки около перевернутого. Тем не менее, окружная деформация гребня от продольной левой ноги до макушки уменьшается. Большие осевые смещения на левой стороне трубы доказывают, что область обратной засыпки с низкой жесткостью под линией пружины, ограничивающей трубу, является слабой.

Хотя в этом случае рыхлая область трубы больше, приращение окружной деформации, вызванное рыхлой засыпкой, стало меньше; влияние рыхлой засыпки на максимальную деформацию трубы не просто положительно связано с размером рыхлой области.

На рисунках 19 и 20 показано, что напряжение на внутренней стенке трубы больше всего влияет на половину участка трубы (т. Е. 270–90 °), когда левые стороны Lay 01 и Lay 03 ослаблены. Напряжение увеличивается на участке и достигает максимума на левой пружинной линии. Максимум впадины и лайнера увеличивается на 28% и 23% соответственно, а разница между двумя деформациями увеличивается на 21%. Окружная деформация гребня сильно колебалась на коронке, а максимальная деформация перемещается от пружинной линии к макушке и увеличивается на 20%.Величина изменения смещения небольшая, в основном отражается в увеличении макушки и области левого бедра.

Когда засыпка на левой стороне Lay 02 и Lay 03 была рыхлой, структурное поле определяло деформацию и деформацию трубы (Рисунки 21 и 22). Когда правая сторона трубы поддерживается хорошо уплотненной засыпкой, окружные деформации внутренней стенки увеличиваются. На левой стороне трубы, контактирующей с рыхлой засыпкой, окружные деформации внутренней стенки увеличиваются только в небольшой области вблизи отливной линии, а остальная деформация уменьшается.Величины двух пиковых значений на спринглайне не сильно различаются. Максимальная деформация гильзы и ендовы увеличивается на 22% и 14% соответственно, разница увеличивается на 13%. Около макушки увеличивается окружная деформация гребня, которая более заметна на левой стороне. Еще одна область, в которой увеличилась окружная деформация гребня, — от левого бедра к правому; возле левого бедра появляется максимальное значение, которое увеличивается на 15%. Кроме того, рыхлая засыпка на левой стороне вызвала увеличение осевого смещения на левой стороне трубы.

Предполагается, что в крайних случаях засыпка с левой стороны трубы является рыхлой, а деформация и смещение трубы показаны на рисунках 23 и 24. Окружная деформация впадины и хвостовика увеличивается на пружинных линиях и напряжение на правой пружинной линии увеличивается еще больше и достигает максимального значения, хотя правая сторона трубы окружена хорошо уплотненной засыпкой. Максимум окружной деформации впадины увеличивается на 17%, а максимум окружной деформации гильзы увеличивается на 24%, разница, которую можно использовать для указания возможности местного коробления, увеличилась на 14%.Полностью изменяется закон распределения деформации по окружности гребня, и появляется максимальное значение около макушки, которое увеличивается на 15%. Окружная деформация гребня в большинстве областей около инверта увеличивается, и наиболее уязвимое место внешней стенки оказывается на вершине и инверте. При совместном действии верхнего выдавливания грунта и ослабления окружающей засыпки радиальное смещение трубы в рыхлой зоне явно увеличивается.

5.2. Эффект неплотной засыпки с обеих сторон

Распределение окружной деформации и прогиб являются сложными, когда совместное действие левой стороны Lay 01 и правой стороны Lay 02 является слабым (Рисунки 25 и 26).Можно обнаружить, что окружная деформация внутренней стенки уменьшилась или осталась постоянной в вышеуказанной половине области (т. Е. 270–90 °), где она контактирует с плотной засыпкой, а деформация внутренней стенки в нижней половине области увеличивается. . Около правого бедра окружные деформации внутренней стенки максимальны; деформация гильзы увеличивается на 38%, деформация впадины увеличивается на 32%, а разница между деформациями в гильзе и впадине увеличивается на 30%, что оказывает наибольшее влияние на окружную деформацию гребня в перевернутом положении; напряжение гребня увеличивается из-за плохой поддержки региона.Максимальное сжатие увеличивается на 30% (положение перемещается от линии пружины к бедру). Кроме того, профиль деформации все еще является «деформацией сердца», но величина осевого смещения больше. Причина в том, что неплотная засыпка под бедром привела к ослаблению опоры трубы, и в этой плохой ситуации усугубляется слабость левого основания.

Как видно из рисунков 27 и 28, окружная деформация в облицовке или впадине увеличивается в области, поддерживаемой рыхлой засыпкой, когда засыпка левой стопы 01 и правой стопы 03 ослаблена.Вблизи правой линии рессоры максимальная деформация гильзы увеличивается на 40%, а максимальная деформация впадины увеличивается на 33%. Для окружной деформации гребня рыхлая засыпка сильно пострадала около коронки, а максимум пришелся на правое плечо и увеличился на 19%. Однако радиальное смещение уменьшается от заплечика до пружинной линии, и смещение левой стороны трубы увеличивается.

На рисунках 29 и 30 показаны рассчитанные значения окружной деформации и смещения при условии, что засыпка Lay 02 слева и Lay 03 справа является рыхлой.Окружные деформации внутренней стены увеличиваются и уменьшаются в области вокруг рыхлой и хорошо уплотненной засыпки соответственно. Имеются два максимальных значения окружной деформации впадины в двух областях, поддерживаемых рыхлой засыпкой, и величины этих двух максимальных значений почти равны. Закон изменения окружной деформации лайнера аналогичен закону деформации долины. Максимальная деформация лайнера и ендовы увеличивается на 48% и 39% соответственно. Положение, наиболее подверженное локальному короблению, находится рядом с линией пружины, и изменение смещения в этой точке также является наибольшим.

Реакция деформации гребня на жесткость засыпки более чувствительна и сложна. Распределение деформации гребня полностью отличается от распределения при стандартном уплотнении, а стандартная деформация меньше. Деформация изменилась в основном около макушки и пружины, а максимум проявляется на левой бедре и увеличился на 32%. В областях, поддерживаемых рыхлой засыпкой, радиальное смещение сильно увеличивается, и максимальное значение появляется около левого бока.

Разрушение трубопровода обычно начинается с положения максимальной деформации, и местное продольное изгибание, скорее всего, происходит в положении максимальной разницы между окружной деформацией хвостовика и окружной деформацией впадины. В таблице 5 приведены приращения максимальной деформации трубы в различных местах при указанных выше десяти условиях обратной засыпки.

Реакция трубы на рыхлую засыпку зависит не только от размера области с рыхлой засыпкой, но и от местоположения области, а расположение области с рыхлой засыпкой является критичнее, чем размер.Можно обнаружить, что труба предъявляла более высокие требования к уплотнению обратной засыпки в окружающей трубе (т. Е. Lay 02 и Lay 03), особенно к засыпке вута (т. Е. Lay 02). В случае рыхлой местной засыпки максимальное значение окружной деформации футеровки более восприимчиво, чем изменение окружной деформации впадины. Однако для основания трубы надлежащее снижение жесткости засыпки может снизить деформацию трубы. Когда Lay 02 и засыпка с прилегающей областью свободны на левой стороне трубы, хотя диапазон засыпки с низкой жесткостью расширился, вариация максимальной деформации трубы уменьшается.Когда рыхлая область засыпки распределяется слева и справа, асимметрия жесткости засыпки увеличивается, и максимальное приращение деформации больше, чем когда левая сторона однослойной засыпки рыхлая и имеет больше возможностей для местного коробления. трубы встречается.

6. Заключение

В документе сравнивается измеренное значение и расчетное значение для подземных двустенных гофрированных труб из ПНД, что показало, что трехмерная модель конечных элементов может быть эффективно использована для расчета деформации трубы под структурным полем.На основе конечно-элементной модели было изучено распределение деформации трубы под внешней нагрузкой. Были сделаны следующие выводы: (1) Тенденции распределения деформации облицовки и впадины очень похожи, и максимальная деформация внутренней стенки часто возникает около линии пружины, которая является областью, которая, скорее всего, будет локально изгибаться (2). ) Когда труба закапывается в хорошо утрамбованный грунт, наиболее опасным местом на внешней стене является отвод. Тем не менее, если засыпка вокруг трубы рыхлая, наиболее очевидное изменение окружной деформации гребня происходит около венца или перевертыша.(3) Когда в засыпке вокруг трубы имеется рыхлый участок, рядом с границей раздела между рыхлым участком засыпки и хорошо уплотненным участком, часто возникает максимальная окружная деформация, и точка, в которой радиальное смещение трубы изменяется наиболее часто. совпадает с максимальной точкой окружной деформации впадины. (4) Реакция трубы на рыхлую засыпку зависит не только от размера рыхлой зоны засыпки, но также и от местоположения зоны, и местоположения зоны при рыхлой засыпке важнее размера.(5) Уплотнение засыпки под навесом имеет наибольшее влияние на деформированное состояние и деформацию трубы. Таким образом, в процессе строительства необходимо убедиться, что степень уплотнения обратной засыпки в данном регионе была достаточно хорошей для требований спецификации.

Доступность данных

В статью включены данные рисунков и таблиц, использованные для подтверждения результатов этого исследования. Кроме того, конечно-элементные модели доступны у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Благодарности

Авторы выражают признательность за финансовую поддержку, предоставленную Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая (№ 2016YFC0802400), Национальным фондом естественных наук Китая (№ 51978630, 51678536), Программой научных и технологических инноваций. Таланты в университетах провинции Хэнань (грант №19HASTIT043), Фонд исследований выдающихся молодых талантов Университета Чжэнчжоу (1621323001) и Программа инновационной исследовательской группы (в области науки и технологий) Университета провинции Хэнань (18IRTSTHN007).