Wavin KG: Външна канализационна система ПВХ Нguerov.org/data files/5-Manuals/KG Technical manual-300dpi-march … · 3 Wavin KG: Външна канализационна

1

Wavin KG: Външна канализационна система от ПВХ-Н

ТЕЛЕФОН ФАКС Ел. поща+359 02 80 99 555 +359 02 80 99 540 [email protected]

СЪДЪРЖАНИЕ:

1 ВЪНШНА КАНАЛИЗАЦИОННА СИСТЕМА WAVIN KG ОТ НЕПЛАСТИФИЦИРАН ПВХ 2

1.1 Описание 2 1.2 Предназначение 2

2 ХИДРАВЛИЧНИ ИЗЧИСЛЕНИЯ 3

2.1 Хидравлична проводимост, средна скорост по Шези, формули за пълно и непълно напречно сечение 3 2.2 Избор на коефицент на грапавина 3 2.3 Минимални стойности на наклон 4

3 ПРАВИЛА ЗА ПРОЕКТИРАНЕ НА ВКОПАНА ПЛАСТМАСОВА ТРЪБОПРОВОДНА СИСТЕМА KG ОТ ПВХ - Н 10

3.1 Теоретичен принцип 10 3.1.1 РЕОЛОГИЯ НА МАТЕРИАЛИТЕ 10 3.2 Реакция на вискозо - еластичните материали 10 3.2.1 ПЪЛЗЯЩА ДЕФОРМАЦИЯ НА МАТЕРИАЛИТЕ 10 3.2.2 РЕЛАКСАЦИЯ (ОТПУСКАНЕ) 10 3.2.3 СЛЕД КОЛКО ГОДИНИ СЕ ДОСТИГА ТРАЙНО СЪСТОЯНИЕ НА ТРЪБИТЕ 10 3.2.4 ВИСКОЗО - ЕЛАСТИЧНОСТ 11 3.3 Изчисляване на деформациите на пластмасова тръби в почвата 11 3.3.1 ПРИМЕРНИ УСЛОВИЯ ЗА ИНСТАЛАЦИЯ, В КОИТО МОЖЕ ДА СЕ ИЗПОЛЗВА МЕТОДЪТ ЗА ИЗЧИСЛЯВАНЕ 11 3.3.2 ПРИМЕРНИ УСЛОВИЯ ЗА ИНСТАЛАЦИЯ, В КОИТО СЕ ИЗИСКВА ПО - ПОДРОБЕН АНАЛИЗ 11 3.4 Изчисляване на деформациите 11 3.5 Изчисляване на натоварванията 12 3.6 Условия за полагане 13 3.6.1 ДЕФОРМАЦИЯ СЛЕД КРАТЪК И СЛЕД ПРОДЪЛЖИТЕЛЕН ПЕРИОД ОТ ВРЕМЕ 14 3.7 Сплескване 14 3.8 Уплътняване 15 3.9 Стойности, определящи характеристиките на земната засипка 15 3.10 Примерни изчисления 17

4 ТРАНСПОРТ И СКЛАДИРАНЕ НА ТРЪБИ ОТ ПВХ 18

5 МОНТАЖ НА ТРЪБИ И ФИТИНГИ ОТ ПВХ 18

5.1 Важно при свързване на канализационни тръби от ПВХ 19 5.2 Процес на полагане 19 5.3 Скъсяване и скосяване 19 5.4 Заключителни забележки 19 5.5 Полагане на тръби върху подпори 20

6 ПРОВЕРКА НА ХЕРМЕТИЧНОСТТА НА ГРАВИТАЧНИ ТРЪБОПРОВОДИ 20

6.1 Процедури и изисквания при изпитване на гравитационни тръбопроводи според БДС EN 1610 20 6.1.1 ОБЩИ ПОЛОЖЕНИЯ 20 6.1.2 С ВОДА (МЕТОД “W”) 20 6.1.3 СИЛИ ОТ ХИДРОСТАТИЧЕН НАТИСК 21 6.1.4 С ВЪЗДУХ (МЕТОД „L”) 22 6.1.5 ПРЕПОРЪКА 22

7 ПОМОЩНИ СРЕДСТВА ЗА ПРОЕКТИРАНЕ 23

7.1 Хидравличен калкулатор за изчисляване на дебит, версия 1.1 23 Допълнителна информация може да бъде намерена на www.wavin.bg:

Чертежи и детайли; Наръчници за инсталиране; Ръководства за проектиране; Технически сертификати и декларации за съвместимост; Програми за оразмеряване и Въпроси и отговори.

Съдържание

2


ИНФРАСТРУКТУРНИ СИСТЕМИ ТЕХНИЧЕСКИ НАРЪЧНИК www.wavin.bg

Технически наръчник за Wavin KG, март 2010 год.

1 Външна канализационна система Wavin KG от непластифициран ПВХ

1.1 Описание

Wavin KG представлява трислойна външна канализационна система от тръби и фитинги направени от непластифициран поливинил хлорид (ПВХ – Н) с диаметри от DN/OD 110, DN/OD 125, DN/OD 160, DN/OD 200, DN/OD 250, DN/OD 315, DN/OD 400, DN/OD 500 и DN/OD 630. Те се произвеждат съгласно БДС EN 1401 - 1 "Пластмасови тръбопроводни системи за безнапорни подземни канализация и отводняване. Непластифициран поливинил хлорид (PVC-U).

Тръбите са хидравлично гладки с характерен оранжев цвят и се свързват посредством муфа с еластомерно профилно уплътнение от EPDM, съгласно БДС EN 681 – 1, 2.

Таб.1: Физико – механични свойства на системата

Характеристики ПВХ - Н мер. единица

Модул на еластичност 3 000 MPa

Обемна плътност 1410 kг/м3

Коефицент на температурно линейно разширение 0,00008 мм/м Сº

Топлопроводимост 0,16 WK-1м-1

Спец. Топл. капацитет 850 to 2 000 Jкг-1K-1

Устойчивост >1012 Q

Коефицент на Поасон 0,4 (-)

1.2 Предназначение

Системата е предназначена за гравитационна канализация за битови (сиви и черни води), промишлени и дъждовни (условно чисти) отпадъчни води.

Тя е проектирана с номинална напречна коравина на пръстена от SN2, SN4 и SN8 според БДС EN ISO 9969 „Тръби от термопласти. Определяне на напречната коравина”.

Системата се произвежда в три класа на напречната коравина: клас L: SN2 SDR 51 клас N: SN4 SDR 41 клас S: SN8 SDR 34 , където:

SN – номинална напречна коравина, изразена в [kN/м2]

SDR – бездименсионен коефицент, отчитащ отношението на номиналния диаметър „DN” спрямо дебелината на стената „е”.

Дебелината на стената „е” трябва да съответства на таблица 2, където се допуска максималната дебелина на стената във всяка точка до 1,2 eмин, при условие че средната дебелина на стената, eмин, е по - малка от или равна на определената eмакс.

Таб.2: Дебелина на стената в мм, според БДС EN 1401 - 1

SN 2 SDR 51

SN 4 SDR 41

SN 8 SDR 34

Номинален външен диаметър DN (Do) emin emax emin emax emin emax

110 - - 3,2 3,8 3,2 3,8

125 - - 3,2 3,8 3,7 4,3

160 3,2 3,8 4,0 4,6 4,7 5,4

200 3,9 4,5 4,9 5,6 5,9 6,7

250 4,9 5,6 6,2 7,1 7,3 8,3

315 6,2 7,1 7,7 8,7 9,2 10,4

400 7,9 8,9 9,8 11,0 11,7 13,1

500 9,8 11,0 12,3 13,8 14,6 16,3

630 12,3 13,8 15,4 17,2 18,4 20,5

Фиг.1: Означения на муфирана тръба Тръба клас N се препоръчва да се използва при дълбочина на полагане 0,8 до 6,0 метра, докато клас S, поради това че е по – дебелостенна – на дълбочина по – малка от 0,8 м и повече от 6 метра.

Тези два класа са подходящи за използване на отпадна вода с постоянна температура не повече от 60 °С и кратковременна (с продължителност не повече от 2 минути) - до 100 °С с дебит не по – голям от 30 литра /мин. Тръбопроводната система от непластифициран ПВХ има висока степен на абразо - устойчивост, поради това допустимата скорост на потока е до 8 м/с.

Wavin KG от непластифициран ПВХ - Описание и предназначение

3



2 Хидравлични изчисления

2.1 Хидравлична проводимост, средна скорост по Шези, формули за пълно и непълно напречно сечение

Хидравличното оразмеряване представлява избирането на такъв оптимален диаметър DN (напречно сечение), който да може да пропусне оразмерително такова водно количество Q, което гарантира самопичистваща скорост V при минимален наклон I.

При хидравличното оразмеряване на гравитачните пластмасови тръбопроводи, се използват зависимостите за тръбопроводите от традиционни материали.

Преоразмеряването на диаметъра на тръбопровода, поради цената на тръбата води до влошена способност за само почистване и е същотолкова вредно, колкото и оразмеряването с по-ниски стойности.

Уравнението за движение при постоянен поток се дава с дефинираната средна скорост от формулата на Шези:

I*R*CV = , където

V - средната скорост на течността [м/сек] С – скоростен множител (коефициент на Шези) [сек -1]

χ= FR - хидравличния радиус [метра];

F – напречно сечение [м2]; χ – намокрен периметър [м]; I – хидравличен наклон [м/м];

Ако горното уравнение се обедини с уравнението за коефициента на съпротивление на триене по дължина, изведено от Колбрук – Уайт:

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

λ+=

λ *eR2,51

d*3,71klog*-21 , където

λ - коефициент на съпротивление на триене по дължина; к - абсолютна грапавина [м]

и числото на Рейнолдс: ν

V*dRe =

d ≈ ID - вътрешен диаметър на тръбата [м] ν - кинетичен вискозитет на отпадната вода [м2/сек] g – земно ускорение 9,80665 [м/сек2]

Тогава от уравнението за непрекъснатостта:

Q= V*F, се получава формулата за хидравличната проводимост на пълно напречно сечение:

I*d*2d*d*3,71

k610*I*d*d

0,74log*-6,95Q ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛+=

Q – Дебит на течността при цялостно напълване на тръбопровода [м3/сек];

В случай на непълно напречно сечение може да се използва формулата на Бретих:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛π+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛π−=

dy**2cos*0,04

dy**0,50,46

Qfq

Q- Дебит на течността при цялостно напълване на тръбопровода, енергийната линия е успоредна на трасето на линията [м3/сек]; qн - Дебит при частично напълване на тръбопровода [м3/сек]; vн – Скорост на течността при частично напълване на тръбопровода [м/сек]; v - Скорост на течността при цялостно напълване на тръбопровода [м/сек]; d – Вътрешен диаметър на тръбата [м]; y – Дълбочина на запълване на частично напълнена тръба [м].

2.2 Избор на коефицент на грапавина

Налице са следните стойности за тръби от пластмаса, азбестоцимент и каменин: * тръбопроводи, с разклонения и шахти к= 0,40 мм * тръбопроводи без разклонения и шахти к= 0,25 мм

В страните с по - голям опит за пластамсови тръби от ПЕ, ПВХ и ПП се прилагат следните стойности за абсолютната грапавина к.

Случай 1 – к = 0,10 мм се препоръчва, ако: разстоянията между тръбните връзки са > 12 метра; няма връзки към тръбите в мрежата; канализационните шахти също са от пластмаса; минималното разстояние между шахтите е 60 м; връзките са само при шахтите, над кюнето; наклона на тръбопровода е: 5 ‰ < 1 < 10 ‰.

Случай 2 – к = 0,25 мм се препоръчва, ако: средното разстояние между тръбните връзки е > 5 м; шахтите също са от пластмаса; минималното разстояние между шахтите е 60 м; връзките на отклоненията в 450 равнина са

перпендикулярни; към оста на тръбата 87,50 или се изпълняват с 450

фитинги.

Случай 3 – к = 0,40 мм е целесъобразно да се използва, като работен коефициент на триене, ако някое от горните условия не е изпълнено.

Въз основа на индивидуалното оразмеряване от Проектанта, на първо място изпъква използването на к = 1,00 мм или 1,50 мм при натрупване на неблагоприятни условия. Например канал изграден от къси тръби, вертикални връзки - отточни, по - гъсто разпределение на шахти от бетон, при средно разстояние между шахтите < 40 м, при наклон І < 2 ‰.

Техническият отдел на Вавин България ЕООД препоръчва стойности от 0,15 мм за условно чисти води и 0,25 мм – за битови и промишлени отпадъчни води.

Хидравлични изчисления

4




2.3 Минимални стойности на наклон

Досега за определянето на тези наклони се използваше критерият на „граничните скорости” или на „покачването”. Този критерий не взема под внимание влиянието на размерите на канала и степента на напълване върху хидравличните условия на отлагането и преноса на утайката.

Много популярна беше формулата на Имхоф, широко прилагана от проектанти, изпълнители и потребители на канализационни мрежи.

Съгласно „НОРМИ ЗА ПРОЕКТИРАНЕ НА КАНАЛИЗАЦИОННИ СИСТЕМИ”, раздел V - минималните допустими наклони (Jmin.) на каналите се определят в зависимост от диаметъра на тръбите и минималните оразмерителни скорости от дадената по – долу таблица:

Табл. 3 : Минимални допустими скорости Диаметър на от 150 от 300 от 450 от 600 тръбите, мм до 250 до 400 до 500 до 800 Минимална 0,70 0,80 0,90 0,95 скорост, м/с Jmin от 0,0076 0,0040 0,0028 0,0022

до 0,0040 0,0029 0,0025 0,0150

За определяне на допустимите минимални наклони на канали (осигуряващи самопочистването), Вавин използва критерия на граничните стойности на срязващи напрежения на границата между вътрешната повърхност на тръбата и каналните води.

При изчисляването може да се използва следната формула: τ = ρ x g x R x i, където: τ - срязващо напрежение на границата между тръбата и каналната вода [N/м2] ρ - плътност на утайките [кг/м3] g – земно ускорение [м/с2] R – хидравличен радиус [м] i – наклон [м/с2]

С оглед на доста големия брой стойности на отделни величини, които можем да намерим в литературата, въз основа на опита и указанията на датската норма DS 432, в изчисленията са приети следните стойности за срязващи напрежения: τ = 2,25 N/м2 – за битова канализация; τ = 1,35 N/м2 – за дъждовна канализация; ρ= 2650 kг/м3.

За улесняване на изчисленията може да се приеме следната формула за хидравличен радиус на канала: R = k x D / 4, където: k – коригиращ коефициент, отчитащ степента на напълване на напречното кръгло сечение спрямо изцяло пълно напречно сечение; D – вътрешен диаметър на канала.

Пример: За така приетите горни стойности и приемането на минимална стойност на напълване на канала до ниво 30%, минимални стойности на наклон на канали от PVC са: за ф200 i = 0,30% за ф 250 i = 0,25% за ф 315 i = 0,20% за ф 400* i = 0,20% за ф 500* i = 0,20% за ф 630* i = 0,20% * - с оглед на техническите възможности за полагане на тръбопроводи не се препоръчва приемане на наклони по-малки от i= 0,20%.

Ако тръбопровод, положен с такъв минимален наклон се намира в края на мрежата, може да се наложи прилагането на периодични промивки.

Хидравлични изчисления

5



Табл. 4 : Хидравлична проводимост на тръбната система KG, SDR 41 (SN4) при степен на напълване 50% (h/d=0,5) и К=0,25 Наклон OD110 OD125 OD160 OD200 OD250 OD315 OD400 OD500

Di = 103,6 Di = 118,6 Di = 152,0 Di = 190,2 Di = 237,6 Di = 299,6 Di = 380,4 Di = 475,4 I Q V Q V Q V Q V Q V Q V Q V Q V

м/м л/сек м/сек л/сек м/сек л/сек м/сек л/сек м/сек л/сек м/сек л/сек м/сек л/сек м/сек л/сек м/сек 0,001 0,93 0,22 1,33 0,24 2,58 0,28 4,69 0,33 8,48 0,38 15,68 0,44 29,49 0,52 53,09 0,60 0,002 1,34 0,32 1,92 0,35 3,72 0,41 6,75 0,48 12,18 0,55 22,48 0,64 42,20 0,74 75,90 0,86 0,003 1,66 0,39 2,38 0,43 4,60 0,51 8,34 0,59 15,02 0,68 27,71 0,79 51,99 0,91 93,43 1,05 0,004 1,93 0,46 2,76 0,50 5,34 0,59 9,67 0,68 17,43 0,79 32,13 0,91 60,24 1,06 108,22 1,22 0,005 2,16 0,51 3,10 0,56 5,99 0,66 10,86 0,76 19,54 0,88 36,02 1,02 67,52 1,19 121,26 1,37 0,006 2,38 0,56 3,41 0,62 6,59 0,73 11,92 0,84 21,46 0,97 39,54 1,12 74,10 1,30 133,05 1,50 0,007 2,58 0,61 3,69 0,67 7,13 0,79 12,91 0,91 23,22 1,05 42,78 1,21 80,15 1,41 143,89 1,62 0,008 2,76 0,66 3,96 0,72 7,64 0,84 13,82 0,97 24,86 1,12 45,79 1,30 85,78 1,51 153,99 1,73 0,009 2,94 0,70 4,20 0,76 8,12 0,89 14,68 1,03 26,41 1,19 48,62 1,38 91,08 1,60 163,47 1,84 0,010 3,10 0,74 4,44 0,80 8,57 0,94 15,49 1,09 27,86 1,26 51,30 1,46 96,08 1,69 172,44 1,94 0,011 3,26 0,77 4,66 0,84 8,99 0,99 16,27 1,14 29,25 1,32 53,85 1,53 100,85 1,77 180,98 2,04 0,012 3,41 0,81 4,88 0,88 9,40 1,04 17,01 1,20 30,58 1,38 56,29 1,60 105,40 1,85 189,13 2,13 0,013 3,55 0,84 5,08 0,92 9,80 1,08 17,72 1,25 31,85 1,44 58,62 1,66 109,76 1,93 196,95 2,22 0,014 3,69 0,87 5,28 0,96 10,18 1,12 18,40 1,29 33,07 1,49 60,87 1,73 113,97 2,01 204,47 2,30 0,015 3,82 0,91 5,47 0,99 10,54 1,16 19,06 1,34 34,26 1,54 63,04 1,79 118,02 2,08 211,74 2,39 0,016 3,95 0,94 5,65 1,02 10,90 1,20 19,69 1,39 35,40 1,60 65,14 1,85 121,94 2,15 218,76 2,46 0,017 4,07 0,97 5,83 1,06 11,24 1,24 20,31 1,43 36,51 1,65 67,17 1,91 125,74 2,21 225,57 2,54 0,018 4,19 0,99 6,00 1,09 11,57 1,28 20,91 1,47 37,58 1,69 69,15 1,96 129,43 2,28 232,18 2,62 0,019 4,31 1,02 6,17 1,12 11,89 1,31 21,49 1,51 38,63 1,74 71,07 2,02 133,02 2,34 238,61 2,69 0,020 4,43 1,05 6,33 1,15 12,21 1,35 22,06 1,55 39,65 1,79 72,94 2,07 136,52 2,40 244,87 2,76 0,021 4,54 1,08 6,49 1,18 12,52 1,38 22,62 1,59 40,64 1,83 74,77 2,12 139,92 2,46 250,98 2,83 0,022 4,65 1,10 6,65 1,20 12,82 1,41 23,16 1,63 41,61 1,88 76,55 2,17 143,25 2,52 256,94 2,89 0,023 4,75 1,13 6,80 1,23 13,11 1,44 23,69 1,67 42,56 1,92 78,29 2,22 146,51 2,58 262,77 2,96 0,024 4,86 1,15 6,95 1,26 13,40 1,48 24,20 1,70 43,49 1,96 79,99 2,27 149,69 2,63 268,48 3,02 0,025 4,96 1,18 7,10 1,28 13,68 1,51 24,71 1,74 44,40 2,00 81,66 2,32 152,81 2,69 274,06 3,09 0,026 5,06 1,20 7,24 1,31 13,95 1,54 25,21 1,77 45,29 2,04 83,30 2,36 155,87 2,74 279,54 3,15 0,027 5,16 1,22 7,38 1,34 14,22 1,57 25,69 1,81 46,16 2,08 84,91 2,41 158,87 2,80 284,91 3,21 0,028 5,26 1,25 7,52 1,36 14,49 1,60 26,17 1,84 47,02 2,12 86,48 2,45 161,81 2,85 290,19 3,27 0,029 5,35 1,27 7,66 1,39 14,75 1,63 26,64 1,88 47,86 2,16 88,03 2,50 164,71 2,90 295,37 3,33 0,030 5,45 1,29 7,79 1,41 15,01 1,65 27,10 1,91 48,69 2,20 89,55 2,54 167,55 2,95 300,46 3,38 0,031 5,54 1,31 7,92 1,43 15,26 1,68 27,56 1,94 49,50 2,23 91,05 2,58 170,34 3,00 305,47 3,44 0,032 5,63 1,33 8,05 1,46 15,51 1,71 28,01 1,97 50,31 2,27 92,52 2,62 173,10 3,05 310,39 3,50 0,033 5,72 1,36 8,18 1,48 15,75 1,74 28,45 2,00 51,10 2,30 93,97 2,67 175,80 3,09 315,25 3,55 0,034 5,80 1,38 8,30 1,50 15,99 1,76 28,88 2,03 51,87 2,34 95,40 2,71 178,47 3,14 320,02 3,61 0,035 5,89 1,40 8,42 1,53 16,23 1,79 29,31 2,06 52,64 2,37 96,80 2,75 181,10 3,19 324,73 3,66 0,036 5,98 1,42 8,55 1,55 16,46 1,81 29,73 2,09 53,39 2,41 98,19 2,79 183,69 3,23 329,37 3,71 0,037 6,06 1,44 8,67 1,57 16,69 1,84 30,14 2,12 54,14 2,44 99,56 2,82 186,25 3,28 333,95 3,76 0,038 6,14 1,46 8,78 1,59 16,92 1,86 30,55 2,15 54,87 2,47 100,91 2,86 188,77 3,32 338,47 3,81 0,039 6,22 1,48 8,90 1,61 17,14 1,89 30,96 2,18 55,60 2,51 102,24 2,90 191,26 3,37 342,93 3,86 0,040 6,30 1,50 9,02 1,63 17,36 1,91 31,36 2,21 56,32 2,54 103,55 2,94 193,71 3,41 347,33 3,91 0,041 6,38 1,51 9,13 1,65 17,58 1,94 31,75 2,23 57,02 2,57 104,85 2,97 196,14 3,45 351,67 3,96 0,042 6,46 1,53 9,24 1,67 17,80 1,96 32,14 2,26 57,72 2,60 106,14 3,01 198,54 3,49 355,97 4,01 0,043 6,54 1,55 9,35 1,69 18,01 1,99 32,53 2,29 58,41 2,63 107,40 3,05 200,91 3,54 360,21 4,06 0,044 6,62 1,57 9,46 1,71 18,22 2,01 32,91 2,32 59,10 2,67 108,66 3,08 203,25 3,58 364,40 4,11 0,045 6,69 1,59 9,57 1,73 18,43 2,03 33,28 2,34 59,77 2,70 109,90 3,12 205,56 3,62 368,55 4,15 0,046 6,77 1,61 9,68 1,75 18,64 2,05 33,66 2,37 60,44 2,73 111,12 3,15 207,85 3,66 372,65 4,20 0,047 6,84 1,62 9,79 1,77 18,84 2,08 34,02 2,39 61,10 2,76 112,33 3,19 210,12 3,70 376,71 4,24 0,048 6,92 1,64 9,89 1,79 19,05 2,10 34,39 2,42 61,75 2,79 113,53 3,22 212,36 3,74 380,72 4,29 0,049 6,99 1,66 10,00 1,81 19,25 2,12 34,75 2,45 62,40 2,81 114,72 3,25 214,57 3,78 384,69 4,33 0,050 7,06 1,68 10,10 1,83 19,44 2,14 35,10 2,47 63,04 2,84 115,89 3,29 216,77 3,81 388,62 4,38

Хидравлични изчисления - хидравлична проводимост

6




Табл. 5: Хидравлична проводимост на тръбната система KG, SDR 41 (SN4) при степен на напълване 70% (h/d=0,7) и К=0,25

Наклон OD110 OD125 OD160 OD200 OD250 OD315 OD400 OD500 Di = 103,6 Di = 118,6 Di = 152,0 Di = 190,2 Di = 237,6 Di = 299,6 Di = 380,4 Di = 475,4 I Q V Q V Q V Q V Q V Q V Q V Q V



7



Табл. 6: Хидравлична проводимост на тръбната система KG, SDR 34 (SN8) при степен на напълване 50% (h/d=0,5) и К=0,25




8




Табл. 7 : Хидравлична проводимост на тръбната система KG, SDR 34 (SN8) при степен на напълване 70% (h/d=0,75) и К=0,25




9



Фиг. 2: Номограма за оразмеряване на тръбна система KG ПВХ-Н, SDR 34 (SN8) при степен на напълване 100% (h/d=1,0)

Фиг. 3: Номограма за оразмеряване на тръбна система KG ПВХ-Н, SDR 41 (SN4) при степен на напълване 100% (h/d=1,0)

Наклон,

‰

Наклон,

‰

Водно количество, л/сек

Водно количество, л/сек

Хидравлични изчисления - номограми

10




3 Правила за проектиране на вкопана пластмасова тръбопроводна система KG от ПВХ - Н Настоящото ръководство има за цел да въведе читателя в теорията и практиката на основните изчисления и полагане на вкопани пластмасови тръби в почвата.

За разлика от тръбите, изработени от материали с конвенционална еластичност (като напр. бетон или чугун), при пластмасовите тръби налягането и структурата на напреженията не могат да бъдат изчислени само с помощта на правилото на Хук.

Термопластичните материали, като ПВХ (поливинил хлорид) и ПЕ (полиетилен) притежават, както еластични свойства, така и вискозни (лепливи), поради което се наричат “вискозо – еластични”. За да се разбере, как тръбите от вискозо - еластични материали реагират, когато са подложени на натоварване е необходимо да се познава правилото на Хук и науката реология (наука за механичното движение на материалите с вискозни свойства).

Еластичността на материала, неговите вискозо - еластични свойства представляват якостта на този материал. Еластичните тръби поемат слягането на почвата и евентуални деформации на почвата по - късно. С оглед слягането на почвата и началната деформация на еластичната тръбата се създава цялостната усилена устойчивост на по - нататъшни деформации, при което в тръбата не възникват вътрешни напрежения. Земният пласт около тръбата е важен фактор за дълготрайността на тръбата.

Правилно оразмерена и положена пластмасова тръба може да е дълготрайна за неограничено период от време.

В следващата част искаме да покажем, по какъв начин се определят свойствата на почвата и тръбата в зависимост от въздействията, на които са подложени те и как въз основа на това, може да се извърши оптимално оразмеряване в технически и икономичен аспект.

Теоретичната основа на този принцип за изчисляване и полагане на пластмасови тръби се намира в книгата: "Проектиране и изпълняване на външни мрежи от пластмасови материали”, написана от професор Lars - Eric Janson и инж. Jan Molin - двамата господа са от световно признатата фирма за инженерингови консултации VBB Consulting.

3.1 Теоретичен принцип

3.1.1 Реология на материалите

Реологията е наука за механичното движение в материалите с вискозни (лепливи) свойства. Повечето конструктивни материали имат предимно еластични свойства, напр. бетон, дърво и стомана. Други конструктивни материали имат вискозни свойства, напр. смола, асфалт.

Термопластичните конструктивни материали (ПВХ, ПЕ и ППP) имат, както еластични, така и вискозни свойства и затова се наричат вискозо - еластични материали. Това свойство в съчетание с високата гъвкавост на материала е причина термопластите да са подходящи за приложение в полаганите в земята канализационни, водопроводни и газови тръбопроводни системи.

3.2 Реакция на вискозо - еластичните материали

3.2.1 Пълзяща деформация на материалите

Ако термопластичен материал бъде подложен на опън, то в зависимост от коефицента на вискозност на материала той ще се деформира съответно повече (Фиг. 4).

При конструкциите, които не са запънати (без опора), възникващите напрежения трябва да се ограничат до такава степен, която да осигури изисквания период на дълготрайност (от 100 до 200 години), при съответната степен на сигурност.

Фиг. 4. Явлението пълзене на материала е илюстрирано от двама мъже, произволно разтягащи термопластичен материал. В зависимост от коефицента на вискозност на термопластичния материал, той ще бъде съответно деформиран.

3.2.2 Релаксация (Отпускане)

В процеса на слягане на засипката (уплътняване на почвата), положените в земята еластични тръби се деформират и по този начин възникват напрежение в материала. След приключване процеса на слягане на засипката, същата „замонолитва” тръбата и противодейства на по – нататъшната и деформация. В случай, при който последващата деформация на материала стане невъзможна (фиг. 4), коефицентът на вискозност ще предизвика напрежението в материала да клони към нула. По този начин теоретично материалът би могъл да „работи” неограничен срок на годност.

3.2.3 След колко години се достига трайно състояние на тръбите?

Устойчивостта на правилно положените в земята еластични тръби спрямо нови натоварвания се увеличава благодарение на взаимодействието с почвата. В процеса на слягане на засипката тръбата запазва вече деформираната си форма, но напрежението в материала постепенно се поема чрез по – горе споменатия процес на „отпускане”. Затова всяко ново постоянно или кратковременно натоварване не води до повишаване на вътрешното напрежение в пластмасовата тръба. Всяка допълнителна малка деформация на тръбата повишава пасивния натиск в почвата - засипката около тръбата се сляга по - добре и повишава устойчивостта си срещу по - нататъшни деформации.

Окончателният резултат е достигане на постоянно и трайно състояние на тръбата след период от 1 до 3 години. След този период положените в земята еластични тръби не се деформират.

Правила за проектиране на вкопана пластмасова тръбопроводна система KG от ПВХ

11



Фиг. 5: Явлението релаксация е илюстрирано от двама мъже, опитващи да разтегнат термопластичен материал, който няма опора в обкръжаващата среда. След няколко години се достига до трайно състояние на тръбите.

Фиг. 6: Напрежение - деформация

3.2.4 Вискозо - еластичност

Описаното дотук може да бъде видяно в диаграмата за „напрежение – деформация” (Фиг. 6), заедно с кривите за идеално еластичен материал. От кривата на времето за натоварване на вискозо - еластичен материал, се вижда, че с течение на времето постоянното напрягане води до повишено пълзене на материала* (деформация), както и постоянната деформация с течение на времето води до все по – малко напрягане** (релаксация). * - тръби, подложени на вътрешно налягане, без опора в почвата. ** - гравитачни тръби с опора в почвата.

3.3 Изчисляване на деформациите на пластмасова тръби в почвата

При изчисляване на деформациите на еластични тръби е важно да се разбере взаимодействието между тръбата и засипката, както следните фактори:

свойства на първоначална, основна и странична засипка; форма на изкопа (траншеята); улично движение на строителната площадка; използвано оборудване за уплътняването; начин на уплътняване; неравности по дъното на траншеята; количество и качество на надзора; спазване на заданията в спецификациите.

Предимство на този метод за изчисляване е това, че се вземат предвид фактическите условия на отделния обект. Методът за изчисляване е документиран в най - новите изследвания и е доказан от тридесетгодишен опит. Този метод намери своето отражение в БДС EN 1295 - 1 "Проектиране на подземни тръбопроводни конструкции при различни условия на изчисляване – общи изисквания ". С резултатите от изследванията можете да се запознаете в Доклада на европейското сдружение на производителите на тръби и фитинги от пластмасови материали (TEPPFA).

3.3.1 Примерни условия за инсталация, в които може да се използва методът за изчисляване

Методът се прилага в повечето случаи, ако са изпълнени следните условия съгласно датския стандарт DS 430:

дълбочината на полагане да не превишава 6 метра; височината на покритието върху тръбопровода да е най-

малко 1 метър при наличие на натоварване от пътно движение (трафик);

подравняването и запълването на изкопа се извършва с материал, несъдържащ камъни, като материалът може да бъде същият, изкаран от изкопа или доставен външен материал;

клас на тръбите минимум SN4 (клас N).

3.3.2 Примерни условия за инсталация, в които се изисква по - подробен анализ

Методът за изчисляване трябва да се допълни със сведения от книгата: "Ръководство за проектиране и полагане на пластмасови тръби при натоварване от трафик", в случаите, когато:

дълбочината на полагане е по - малка от 1 метър и е налице натоварване от пътно движение;

дълбочината на полагане е над 6 метра; за основа и първоначална засипка се използва глина; се прилагат системи с налягане или подналягане; са налице условия извън нормалните.

3.4 Изчисляване на деформациите

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

+=

δ

sSRSq*f

D

Това е основната формула за изчисляване на деформация на пластмасова тръба. Деформацията представлява функция от размера на натоварването, по отношение на твърдостта на почвата (засипката) и тръбата.

Фиг. 7. Илюстрация на деформация: 1 - Тръба в кръгообразно положение; 2 - Тръба в деформирано състояние и 3 - Тръба в сплеснато състояние.

Релаксация

Пълзене

Напрежение

Еластичен материал

Вискозо - еластичен материал

Време на натоварването

Деформация


12




В следващите точки, формулите са дадени без мерна единица. Благодарение на това е възможно в работата да се избере най - удобната система. В най - новите таблици за дименсии се прилага системата Sl. Навсякъде обаче е приложен еластичния модул E за пластични материали, в съответствие с резултатите от международните изследвания.

Тръбата е подложено на вертикално натоварване (q) от страна на почвата, пътното движение (трафик) и евентуално налягане на водата. В резултат на което се получава реакция на дъното. При трамбоване на засипката тръбата получава странична опора в зависимост от степента на уплътняване.

Тъй като вертикалното натоварване е по - голямо от страничното такова, тръбата се деформира по – вертикалната и ос. Спрямо хоризонталната ос на тръбата възниква параболично пасивно налягане на почвата в съответствие с картината на деформация (Фиг. 7).

Приемайки разпределението на натоварването, показано на фиг. 8 и на тръба с номинална коравина положена в уплътнена почва, споменатата по - горе формула може да се представи в следния вид:

'sE*,RS*

,D 122016

0830

+=

δ , където:

δ- намаление на диаметъра; D – диаметър; q – вертикално натоварване; SR – напречна номинална коравина (таблица 11) E – модул на еластичност на тръбата; I - инерционен момент на тръбата; SS – твърдост на почвата; E'S – компресионен модул на засипката (фиг. 18).

Фиг. 8. Възприет модел за разпределение на напреженията в почвата.

3.5 Изчисляване на натоварванията

Вертикалното натоварване се състои от:

twb qqqq ++= , където:

( ) bwb hH*bq γ+−γ= - вертикално натоварване от засипката;

h*wwq γ= – хидростатично натоварване от подпочвените води;

22

3

H**

P**Ctqπ

= - натоварване от пътно движение(трафик);

bγ ~ 19kN/м3 - обемна тегло на засипката над нивото на

подпочвената вода;

bwγ ~ 11kN/м3 – обемно тегло на засипката под нивото на

подпочвената вода;

wγ = 10kN/м3 – обемно тегло на водата;

C – коефициент, отчитащ влиянието на броя колела (фиг. 7);

P – натоварване от колелата, KN.

Фиг. 9: Натоварвания.

Фиг. 10: Действие на натиска на две колела, на разстояние от 1,8 м едно от друго в зависимост от дълбочината на тръбата.

Коеф

ицент

C

Покритие H, метра

Кота терен

Ниво на подпочвените води


13



3.6 Условия за полагане

Изчислената по - горе деформация представлява идеална деформация, която възниква само в лабораторията при добре дефинирани материали. За това е необходимо да се добави процент на деформация в зависимост от условията на инсталиране. Коефициентите на деформация могат да се разделят на следните - коефицент на полагане (Lf) и коефицент на изкопа (Bf).

Фиг. 11: Общ изкоп за две тръби.

Фиг. 12: Уплътняване с тежка трамбовъчна техника, непосредствено над тръбата.

Фиг. 13: Движение на тежки работни машини по време на изграждането и малка височина на пълнежа.

Коефицента на полагане влияе върху средната деформация и се определя от (виж фиг. 10, 11 и 12):

формата на изкопа; уплътняване с тежко оборудване непосредствено над

тръбата; наличието или липсата на контрол; натоварено движение на работни машини и малка

височина на покритието.

Таблица 8: Ориентировъчни стойности за Lf, тръба в общ изкоп при:

липса на контрол 1 – 2 %

с контрол 0 %

Натоварено движение на работни машини в хода на строителството и H<1,5 м 1 – 2 %

Уплътняване на материала над тръбата с тежко оборудване > 0,6 kN 0 -1 %

Той (Lf) се добавя към изчислената деформацията, изразена в %:

f.изчис

L%*D

+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ δ 100

Kоефицента на изкопа (Bf) влияе на максималната деформация и се определя от:

неравности по дъното на изкопа, едри камъни и др. ( фиг. 14a, 14б),

неравен подравняващ пласт (фиг.14в, 14г).

Таблица 9: Ориентировъчни стойности за Bf

Прецизно Обикновено изпълнение изпълнение

При липса на контрол

Без камъни * 2% 4%

С камъни 3% 5%

С контрол

Без камъни* 1% 2%

С камъни 2% 3%

* - отнася се за дъното на изкопа.

Окончателната стойност на деформацията се определя от три условия:

изчислена деформация; деформация в зависимост от коефицента на полагане и деформацията в зависимост от коефицента на изкопа.

Обща начална деформация i (%):

( ) ff.изчис

BL%*D

%i ++⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ δ= 100

Фиг. 14a: Надлъжен разрез. Неравно дъно на изкопа, причинено напр. от по-едри камъни.

Кота терен

Тръба

Едри камъни

Засипка


14




Фиг. 14б: Напречен разрез. Неравно дъно на изкопа, причинено от по - едри камъни.

Фиг. 14в:. Надлъжен разрез. Неравен пласт на засипката поради лошо изпълнение.

Фиг. 14г: Напречен разрез. Неравен пласт на засипката поради лошо изпълнение.

3.6.1 Деформация след кратък и след продължителен период от време

Изчислената обща деформация и корекционните коефиценти на полагане (Lf) и изкоп (Bf) представлява деформацията непосредствено след полагането на тръбата.

С течение на времето, слягането и преместванията, които съществуват, както в засипката, така и в околната почва, деформацията ще нараства, както е показано на фиг. 15.

Тридесет годишният опит в използването на пластмасови еластични тръби в Европа показва, че това увеличение на изчислената деформация в следствие на времето е от същия порядък, както и величина, която е изчислена. Нещо повече опитът показва, че деформацията на тръбата достига постоянна крайна стойност от 1 до 3 години.

Макс. начална деформация в %:

( ) ff.изчис

BL%*D

%i ++⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ δ= 100

Максимална деформация след продължителен период в %:

( ) ff.изчис

BL%*D

*%i ++⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ δ= 1002

Изчислената стойност на деформация показва максималната деформация в дадена точка надлъжно на тръбопровода.

Средната деформация на тръбопровода се получава, като коефицента на изкопа (Bf) се приеме за равен на 0.

( ) f.изчис

L%*D

*%i +⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ δ= 1002

Фиг. 15: Деформацията, като функция на времето. Фаза 1: Начална деформация Фаза 2: Период на слягане от пътното движение и т.н.

3.7 Сплескване

Сплескване се получава, когато външното натоварване върху тръбата превиши определена гранична стойност, която може да се изчисли по следния начин:

RS*Pb 24= - критично натоварване, причиняващо сплескване на ненасипана тръба;

s*S*CPbs R= - критично натоварване, причиняващо сплескване на тръба, положена в траншея;

Като се приеме, че: - твърдостта на почвата (Ss) се разбира, като линейна функция от компресионния модул (E't)

- 's

't E*E 2= , където стойността E's се взема от фиг. 18

Формулата на за критично натоварване, причиняващо сплескване на тръба, положена в траншея може да се представи чрез:

'sRbs E**S*,P 2635=

За деформирана тръба, величината Pbs трябва да се намали по формулата:

bs*bs P*P α= ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ δ−=α

D*31

- за деформирана тръба.

Тези формули се използват за установяване на коефициента на сигурност (F), който трябва да бъде по - голям или равен на 2.

2≥⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

qPF bs

Тръба

Засипка

Кота терен

Фаза 1 Фаза 2

при пътно движение

без пътно движение

Деформация

Време (след изпълняване на тръбопровода)

Деформация причинена от начина на изпълнение тръбопровода


15



3.8 Уплътняване

В хода на полагането на еластични тръби методът на уплътняване е важен фактор за достигането на желаната странична опора (степен на уплътняване). За уплътняването може да се използва най - различно механизирано оборудване, както и трамбоване с крака. По - долу са дадени процентите на уплътняване, постижим при използване на различни видове оборудване. Също така са посочени приблизителните съотношения между използване на стандартна плътност по Проктор (SPD) и модифицирана плътност по Проктор (MPD), при използване на уплътняващ материал. Таблица 10:

Стандартна плътност по Проктор (SPD)

Модифицирана плътност по Проктор (MPD)

78% 75%

83% 80%

88% 85%

93% 90%

Фиг.16: Уплътняване чрез сбито трамбоване с крака

Уплътняване до около 85% при използване на модифицирана плътност по Проктор (MP) се получава, както следва:

след еднократно преминаване по пласт с дебелина 0,2 м с вибро - плоча (50 до 100 кг) с разделена вибрационна плоча за едновременно уплътняване от двете страни на тръбопровода;

след еднократно преминаване по пласт с дебелина 0,15 м с вибро - плоча (50 до 100кг). Препоръчва се над тръбопровода да има защитен слой с дебелина 0,25 м, преди вибраторът да се използва за уплътняване над тръбопровода;

след еднократно преминаване по пласт с дебелина 0,2 м с плочков вибратор (100 до 200 кг). Минимален защитен слой - 0,4 м;

след еднократно сбито трамбоване с крака на слой с дебелина 0,1 м.

Фиг. 17: Уплътняване с плочков вибратор с разделена вибрационна плоча за едновременно уплътняване по двете страни на тръбата.

Уплътняване до около 90% при използване на модифицирана плътност по Проктор (MP) се получава, както следва:

след четирикратно преминаване по пласт с дебелина 0,2 метра с вибро - плоча (50 до 100 kг) с разделена вибрационна плоча за едновременно уплътняване от двете страни на тръбопровода;

след четирикратно преминаване по пласт с дебелина 0,15 метра с вибро - плоча (50 до 100кг). Препоръчва се над тръбопровода да има защитен слой с дебелина 0,25 м, преди вибраторът да се използва за уплътняване над тръбопровода;

след четирикратно преминаване по пласт с дебелина 0,2 м с плочков вибратор (100 до 200 кг). Минимален защитен слой - 0,4 м;

след трикратно сбито трамбоване с крака на слой с дебелина 0,1 м.

Точни указания, касаещи използваното уплътняващо оборудване, дебелината на пластовете и получената степен на уплътняване на почвата са дадени в стандарта БДС - ENV 1046 „Тръбопроводни системи от синтетични материали. Системи за пренос на вода и отпадни течности извън строителни конструкции. Практически препоръки за полагане на тръбопроводи под и над земята”

3.9 Стойности, определящи характеристиките на земната засипка

Компресионният модул на засипката зависи от степента на уплътняване около тръбата и от ефективния натиск на почвата, т.е. от дълбочината на полагане на тръбопровода.

Въз основа на пробни уплътнявания в цилиндров апарат с различни инертни материали, между които глинест моренен пясък и песъклив моренен чакъл, на фиг. 18 са дадени минималните стойности на компресионни модул за различните степени на уплътняване и различни дълбочини на полагане.


16




Фиг. 18: Компресионен модул за инертен материал.

Таблица 11: Стойност на номиналната коравина (SN) за:

ПВХ , канализационни, гладкостенни

клас L клас N клас S

SR (kN/м2) 2 4 8

SDR (D/s) 51 41 34

ПЕ, напорни, водопроводни и канализационни

РЕ 80 РЕ 100

SR (kN/м2) 8 14 16 32 64 4 16 64

SDR (D/s) 21 17,6 17 13,6 11 26 17 11

PN (bar) 6 7,5 8 10 12,5 6 10 16

ПВХ, напорни, водопроводни

SR (kN/м2) 4 8 16 32

SDR (D/s) 41 34 26 21

PN (bar) 6 7,5 10 12,5

Използвани означения: δ - деформация D – радиус q – общо вертикално натоварване; ER – модул за еластичност на тръбата; I – инерционен момент на тръбата; SR – номинална напречна коравина; SS – твърдост на почвата; E'S – компресионен модул на засипката (фиг. 18) qb – натоварване на засипката;

bγ - обемна тегло на засипката над ниво на подпочвената вода;

bwγ – обемно тегло на засипката под нивото на подпочвената вода;

wγ - обемно тегло на водата; qw – хидростатично натоварване; qt – натоварване от пътно движение (трафик); C – коефициент, отчитащ влиянието на броя колела (фиг. 7); P – натоварване от колелата; Lf – коефицент на полагане инсталация (виж стр. 8); Bf – коефицент на изкопа (виж стр. 9); Pb - критично натоварване, причиняващо сплескване на ненасипана тръба; Pbs - критично натоварване, причиняващо сплескване на тръба, положена в траншея; α - коефициент на редукция; F - коефициент безопасност; H - височина на покритието; h - височина на покритието на тръбата до нивото на подпочвената вода; σ - напрежение; ε- деформация; s - дебелина на стената на тръбата; η - вискозитет.

Покритие върху тръбата Н, метра

Компресионен модул на засипката

Модифицирана плътност по Проктор


17



3.10 Примерни изчисления

Както е видно от долните два примера е възможно да се постигне един и същи краен резултат (максимална деформация след дълъг период) при различни изходни условия. Ако се промени някое от условията (напр. пътното движение, надзора, уплътняването, оборудването), то постигането на желания резултат става възможно чрез промяна на останалите фактори.

Пример: Проектът предвижда използване на добре дефиниран инертен материал за основа и странична засипка с леко уплътняване и при липса на контрол. Но в началото на реализацията се установява, че избраният материал е много скъп, поради което се решава да се използва материала от изкопа. Въпреки тази промяна на входните условия, постигането на същия краен резултат е възможно чрез прилагането на по-добър метод на уплътняване или по - добро оборудване и (или) чрез подобряване на контрола.

Входни условия: Покриващ слой H: 3 метра Ниво на подпочвената вода h: 1 метър над тръбата Пътно движение P: натиск на колелата - 65 kN

bγ : 19 kN/м3 над нивото на

подпочвената вода

bwγ : 11kN/м3 под нивото на

подпочвената вода Уплътняване: 85% MPD, E's = 1500 kN/м2

Клас на тръбите N: SN = 4 kN/м2

Натоварвания:

( ) ( ) 2491111319 м/KN**hH*bq bwb =+−=γ+−γ=

210110 м/KN*h*wwq ==γ=

22 5

31432

65345122

3 м/KN*,*

**,H**

P**Ctq ==π

=

26451049 м/KNqqqq twb =++=++=

Тогава изчислителната деформация е:

%,,*,*

,'sE*,RS*

,D

220215015001220416

0830

122016

0830==

+=

+=

δ

Към изчислената по - горе деформация трябва да се прибавят коефицентите на полагане и изкоп. Същата деформация при различно подбрани условия: Изчислената деформация е 2,2% Пример 1: Стойности са взети от табл. 8 и 9

Контрол липсва 1%

Пътно движение да 1%

Тежко уплътн. оборудване не 0%

Коеф. на полагане Lf общо 2%

Изпълнение прецизно 0%

Kontrola да 0%

Материал без камъни 1%

Коеф. на изкоп Bf общо 1%

Lf и Bf 3%

Пример 1:

%,,*D

*D .изчиспериод.дълъг

442222 ==⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ δ=⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ δ

%,,LD

*D f

период.дълъгсредна462442 =+=+⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ δ=⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ δ

%,,BD

*D f

средна.макс471462 =+=+⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ δ=⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ δ

Пример 2: Стойности са взети от табл. 8 и 9

Контрол липсва 0%

Пътно движение да 1%

Тежко уплътн. оборудване не 0%

Коеф. на полагане Lf общо 1%

Изпълнение прецизно 0%

Kontrola да 0%

Материал с камъни 2%

Коеф. на изкоп Bf общо 2%

Lf и Bf 3%

Пример 2:

%,,*D

*D .изчиспериод.дълъг

442222 ==⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ δ=⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ δ

%,,LD

*D f

период.дълъгсредна462442 =+=+⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ δ=⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ δ

%,,BD

*D f

средна.макс471462 =+=+⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ δ=⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ δ

В двата случая процентът на деформация се вмества в границата на максимална деформация от 8%. За целта е необходимо само да се изчисли коефициентът на осигуряване срещу сплескване.

26171500246352635 м/KN***,E**S*,P 'sRbs ===

( ) 980007403131 ,,*D

* =−=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ δ−=α

2605617980 м/KN*,P*P bs*bs ==α=

24964605

>=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= ,

qP

F bs

Пояснения: Трябва да се подчертае, че това е доста лесен метод за изчисляване, който може да се прилага само при нормални условия, включващи повечето задания за проектиране полагането на тръби.

Настоящият каталог обобщава 30 години теоретичен и практически опит със системи от еластични пластмасови тръби; опит, документиран с редица публикации на Wavin.

Ръководството се основава на последните изследвания, събрани в книгата „Проектиране и изпълнение на външни мрежи от пластмасови материали", написана от Lars - Eric Janson и Jan Molin, и издадена от Wavin през 1991 г.


18




4 Транспорт и складиране на тръби от ПВХ Канализационните тръби от ПВХ - Н от DN110 до DN630 мм се доставят в оригинални опаковки върху палети, за да се гарантира тяхната сигурност по време на превозването и складовото съхранение. Тръбите се доставят от фабриката заедно с гумени уплътнителни пръстени (уплътнения), които не са предварително намазани.

По време на транспорта и съхранението на тръби от синтетични материали трябва да се спазват следните правила:

1. Тръбите да се съхраняват, колкото е възможно по - дълго в оригиналните опаковки.

2. Тръбите трябва да лежат върху опора по цялата си дължина. Височината на подпорите трябва да бъде съобразена с максималния диаметър на муфата. Товаренето и разтоварването на тръбите трябва да става особено внимателно. Не се допуска напр. тяхното хвърляне от превозното средство.

3. Тръбите на връзки или тези в свободно положение трябва да се съхраняват върху стабилна основа. При полагането на връзките една върху друга, рамата на горната връзка трябва да ляга върху рамата на долната връзка. Когато тръбите се съхраняват в свободно положение (не на връзки), трябва да се използват странични ограничители и подложки. Редовете тръби трябва да се поставят разнопосочно. Муфите на тръбите трябва да са подредени така, че краищата на тръбите от горния ред да не лежат върху муфите на тръбите от долния ред.

4. Тръбите с по - малък диаметър могат да се пренасят, без да се използва подемно оборудване.

5. Не се допуска дърпане на тръбата по земята. Тръбата трябва да се предпазва от контакт с остри ръбове.

6. Тръбите с по - малък диаметър могат да се полагат в траншеята, без спомагателно оборудване.

7. При тръби с по - голям диаметър може да се наложи използването на такелажни колани (въжета).

8. При много голям диаметър се препоръчва използването на товароподемен кран. Тръбата трябва да бъде окачена с еластични колани на траверса.

5 Монтаж на тръби и фитинги от ПВХ С цел да се осигури най - лесен и най - безопасен монтаж, всички канализационни тръби Wavin заедно с принадлежащите фитинги, притежават ефективна и сигурна система от уплътнения. Тази система е базирана на фабрично монтирани гумени уплътнителни пръстени. Тези уплътнения не са предварително смазани във фабриката със силиконова смазка. Смазването на уплътненията трябва да се извърши на строителната площадка преди монтажа, за да се избегнат замърсявания.

Правилната технология за изпълняване на муфени свързвания е представена по-долу: 1. Отстранете предпазната тапа от муфата и гладкия край на свързваните тръби (ако има такава).

2. Фабрично монтираните уплътнителни пръстени трябва да се намажат със силиконова смазка, която улеснява плъзгането.

3. Разположете свързваните елементи в една обща ос. При свързването не трябва да има отклоняване от оста. Ако тръбата е била срязвана, трябва с нож или специална стъргалка да се отстранят стърготините и грапавините. Снемането на фаска (скосяването) на края на тръбата е задължително, защото улеснява свързването и предпазва от изхлузване.

Транспорт и складиране на тръби от ПВХ

19



4. Поставете гладкия край в муфата и го вкарайте до отбелязаното положение. Тази дейност се извършва ръчно, като евентуално може да се използва подемник (в този случай краят на тръбата трябва да се осигури посредством дървено колче).

5. В някои случаи при монтажа трябва да се използва помощно оборудване (колани, трупчета и т.н.).

6. …или крик (винтов подемник), опрян в кофата на земекопната машина.

5.1 Важно при свързване на канализационни тръби от ПВХ

Установете свързваните елементи в една обща ос. Намажете уплътнението със силиконова смазка, за да

улесните монтажа. Поставете гладкия край на тръбата в муфата –

свързването е завършено. Препоръчва се ръбовете да бъдат скосени. Ако сте

рязали тръбата, отстранете стружките с помощта на нож или пила.

Ако при свързването използвате лост, осигурете тръбата, като използвате напречно подложена дъска.

Никога не използвайте кофата на багера за притискане на тръбата към муфата, а само като опорна точка за крик (при големи диаметри).

5.2 Процес на полагане

Всяка тръба и фасонна част може да се изкривява или огъва според наклона и посоката.

По изключение прокарването на тръбопровода може да се изпълни от DN/OD 110 до DN/OD 200 съгласно горната скица, като не трябва да се превишават стойностите от табл.12. Таблица 12: Отклонение спрямо диаметъра

h h h h DN/OD 110 125 160 200 8 м 0,24 0,21 0,17 0,13 12 м 0,54 0,28 0,38 0,30 16 м 0,97 0,85 0,67 0,53 R [м] 33 38 47 61

Ветромери h max. съотв. радиуси на огъване R в м при една дължина

Тръби с диаметри по - големи от DN 200 почти не могат да се извият, поради собствената им по - висока коравина. По - малки промени в посоката, могат да се постигнат чрез отклонение в муфите и на обема на уплътнителния пръстен, при всички размери е възможно допълнително завиване на муфата. То може да възлиза на около 0,5° (отговаря на приблизително на 5 см отклонение при 5 м строителна дължина).

5.3 Скъсяване и скосяване

Скъсяването на тръбите в случай на нужда трябва да се извърши с подходящ тръборез за пластмаса, съотв. с трион с фини зъби. Разрезите трябва да се изпълняват перпендикулярно спрямо оста на тръбата. От помощ могат да бъдат рамки за рязане. Ръбовете от срязването трябва да се почистят. Краищата на тръбите трябва да се скосят със скосяващ инструмент или с едро назъбена пила под ъгъл около 15° съгласно фигурата.

Фиг. 20: Скъсяване с рамка Фиг. 21: Скосяване за рязане Таблица 13: Минимални ширини на фаската за даден диаметър

DN/OD 110 125 160 200 250 315 bmm прибл. 6 6 7 9 9 12

Свързването Почистете от замърсяване вкарвания край (гладък край) и муфите, при нужда също и уплътнителните елементи. Проверете положението и целостта на уплътнителните елементи. Намажете равномерно със смазочно средство скосяването на гладкия край. Не използвайте течни масла или грес! Бутнете до отказ вкарвания край в муфата и маркирайте на ръба на муфата с молив или флумастер. След това краят на тръбата трябва да се изтегли от муфата с около 3 мм на 1 м положена строителна дължина, но най-малко с 10 мм. Монтажът на подвижните муфи и двойните муфи се изпълнява по подобен начин.

5.4 Заключителни забележки

След монтирането на тръбопровода той трябва да бъде засипан с пръст (като връзките се оставят открити), за да може теглото на пръстта да стабилизира тръбите преди проверката на херметичност. Трябва също да се уверим, дали всички фитинги (колена, тройници, редукции и т.н.), и особено глухите тапи са правилно закрепени и осигурени.

Монтаж на тръби и фитинги от ПВХ

20




След провеждане на проверката за херметичност изкопът се запълва ръчно в участъците на свързване до нивото малко над горната повърхност на тръбите, като се следи пръстта, използвана за засипката да не съдържа камъни. Отъпчете засипката. Други земни работи трябва да се изпълняват в съответствие с действащите стандарти.

5.5 Полагане на тръби върху подпори

Съществуват ситуации, когато един тръбопровод трябва да бъде прокаран над земята. В такъв случай трябва да се прецени, на какви дължини да се разположат подпорите за да може тръбопроводът да работи безаварийно.

Освен това, трябва да се вземе предвид: температурата на транспортирания флуид околната температура, химическата устойчивост на използваните тръби спрямо

пренасяния флуид (ако възникне такава нужда), термичното удължаване на тръбопровода, устойчивост на материала на UV - лъчение.

Таблица 14: Максимални разстояния на подпори за тръби от ПВХ:

Външен диаметър на тръбата Dy Канализационни тръби, клас N, S [мм] 20°C 40°C 110 1,50 1,50 160 2,00 2,00 200 2,00 2,00 250 3,00 2,00 315 3,00 3,00 400 3,00 3,00 500 3,00 3,00 630 4,00 4,00

6 Проверка за херметичност на гравитачни тръбопроводи Водна проба, при която тестовият флуид е вода (метод "W"). Въздушната проба (метод "L") се препоръчва, като такава, която трябва да се извърши първа. Това е свързано преди всичко с ниските разходи, простота на изпълнението и краткото времетраене на пробата. Освен това, при отрицателен резултат от пробата, тя може да се повторя многократно, до получаване на положителен резултат. В случай на положителен резултат, тази проба трябва да се разглежда като окончателна. Ако поредните въздушни проби се окажат неуспешни, разрешава се преминаване към водния метод, който в такава ситуации е определящ. С оглед на различния опит в страната при прилагането на основните параметри на пробата, т.е. – на изпитвателното налягане p0 и времетраенето на пробата t, са въведени методите: LA, който се използва предимно във Великобритания, LB – във Франция, LC – в скандинавските и много други страни, LD – предимно в Австрия.

Wavin препоръчва метода LC.

6.1 Процедури и изисквания при изпитване на гравитационни тръбопроводи според БДС EN 1610

6.1.1 Общи положения

Изпитването за непропускливост на тръбопроводи, ревизионни шахти и ревизионни отвори трябва да бъде проведено или с въздух (метод “L”), или с вода (метод “W”), както е дадено на фигури 17 и 18. Може да бъде предприето отделно изпитване на тръби и фасонни части, ревизионни шахти и ревизионни отвори, например изпитване на тръби с въздух и на ревизионни шахти с вода.

В случай на метод “L” броят на корекциите и повторните изпитвания, които следват, след като изпитването не е издържано, е ограничен. В случай на единично или непрекъснато неиздържане на изпитването с въздух се допуска преминаване към изпитване с вода и тогава само резултатът от изпитването с вода е решаващ.

Когато нивото на подпочвените води се намира по време на изпитването над темето на тръбата, може да бъде приложено изпитване на инфилтрация по индивидуално изискване. Преди извършване на страничната засипка, може да бъде приложено първоначално изпитване.

За окончателно приемане тръбопроводът трябва да бъде изпитан след обратна засипка и отстраняване на укрепването; изборът на изпитване с въздух или вода трябва да бъде направен от Възложителя.

Всички отвори на проверявания отрязък от тръбопровода, включително всички разклонения и заустявания, трябва да се затворят водонепроницаемо и осигурени срещу дадено налягане. .

6.1.2 С вода (метод “W”)

Таблица 15:

DN мм DN 150

DN 200

DN 250

DN 300

DN 400

DN 500

Запълвано количество л/м

17,7 31,4 49,1 70,7 125,7 196,3

Добавяне на вода л/м 0,070 0,093 0,116 0,138 0,186 0,232

Време за предварително запълване: 1 час Разрешена стойност за подаване на вода съгласно БДС EN 1610: 0,15 л/м2 умокрена вътрешна повърхност при 0,5 bar под 30 мин. Таблица 16: Необходимо водно количество

Номинален диаметър

Запълвано количество

Разрешено добавяне на вода

DN л/м тръба л/м тръба

200 30,17 0,092

250 47,50 0,116

300 68,30 0,139

400 121,30 0,185

500 195,60 0,235

600 276,20 0,279

Внимание: За достоверни резултати от изпитанието непременно спазвайте времето за

предварително запълване !

Проверка на херметичността на гравитачни тръбопроводи с вода

21



Препоръчва се фасонните части да се запънат чрез набиване на пилоти, съответно чрез използване на съответни осигурителни скоби по такъв начин, че да се избягнат промени в положението.

Фиг. 22: Набиване на пилоти

Фиг. 23: Набиване на пилоти съотв. пръти при разклонения съотв. пръти при хоризонтално почви

Фиг. 24: Опорен блок при преход от вертикален към хоризонтален участък

6.1.3 Сили от хидростатичен натиск

При прави тръбопроводи тръбите и фасонните части трябва да се подсигурят по съответен начин срещу действащи в хоризонтална посока сили на натиск.

Таблица 17: Поддържани сили при налягане на изпитание p = 0,5 bar

DN [мм]

Аксиална сила F

[kN]

Резултантна сила при ъгъл на дъгата [kN]

α = 15° α = 30° α = 45° α = 90°

150 0,884 0,231 0,457 0,676 1,250

200 1,571 0,410 0,813 1,202 2,221

250 2,454 0,641 1,270 1,878 3,471

300 3,534 0,923 1,829 2,705 4,998

400 6,283 1,640 3,252 4,809 8,886

500 9,817 2,563 5,082 7,514 13,883

Тръбопроводът – в случай, че още не е зарит - трябва да се осигури срещу промени в положението. Трябва да се напълни с вода, така че до голяма степен да не съдържа въздух. Поради това той се пълни започвайки от най - ниската му точка толкова бавно, че на достатъчно оразмерени места за обезвъздушаване при най - горната точка на тръбопровода съдържащият се в него въздух да може да излезе. Пълния тръбопровод не трябва да се свързва директно към напорен водопровод (например чрез хидранти). Той трябва да се напълни чрез свободен приток през съд за изравняване на налягането.

Фиг. 25: Примерна схема за изпитване Между пълненето и изпитанието на тръбопровода трябва да се предвиди достатъчен интервал време (1 час), за да се даде възможност на все още останалият въздух във водопровода за постепенно излизане навън. Налягането за изпитване трябва да се отнася за най-долната точка на изпитваната отсечка.

Безнапорни тръбопроводи се изпитват с 0,5 bar налягане (вода). Налягането за изпитване, което трябва да е налице преди началото на изпитанието се поддържа 30 минути съгласно БДС EN 1610.

Изискването за изпитане е изпълнено, когато обемът на допълнената вода не е по - голям от: 0,15 л/м2 за 30 мин. за тръбопроводи 0,20 л/м2 за 30 мин. за тръбопроводи с шахти 0,40 л/м2 за 30 мин. за шахти и ревизионни отвори

Фиг. 26: Блок схема на изпитване по метод „W”

Начало

Прилагане на изпитване с вода

Откриване на причината и отстраняване

Приемане

НЕ

ДА

Загубата на напор

в приемливи граници

Стандартна тръба

Хидрант

Въздух Резервоар със скала

Въздушник, които се отваря при напълване

Проверка на херметичността на гравитачни тръбопроводи с вода

22




6.1.4 С въздух (Метод „L”)

Алтернативното изпитание с въздух под налягане е обичайно използван метод поради многото предимства спрямо изпитването с вода под налягане.

Продължителността на изпитване на тръбопроводите, включително ревизионните шахти и ревизионните отвори, е дадена в таблица 18 в зависимост от размера на тръбата и методите на изпитване (LA; LB; LC; LD). Методът на изпитване трябва да бъде даден от възложителя. Трябва да бъдат използвани подходящи херметични затворни устройства с цел да се избегнат грешки, които произлизат от устройството за изпитване. Изискват се специални мерки за големи DN по време на изпитването от съображения за безопасност. Изпитване с въздух на ревизионни шахти и ревизионни отвори е трудно да се извърши в практиката.

С оглед на различния опит в страната при прилагането на основните параметри на пробата, т.е. – на изпитвателното налягане p0 и времетраенето на пробата t, са въведени методите: LA, който се използва предимно във Великобритания, LB – във Франция, LC – в скандинавските и много други страни, LD – предимно в Австрия. Wavin препоръчва метода LC. ЗАБЕЛЕЖКА: До натрупване на достатъчен опит от изпитване на ревизионни шахти и ревизионни отвори с въздух може да се прилага продължителност на изпитване, равна на половината от тази за тръбопровод с еквивалентен диаметър.

Отначало трябва да се поддържа в продължение на около 5 min първоначално налягане, по-голямо с приблизително 10 % от изискваното налягане за изпитване. След това налягането трябва да бъде регулирано съобразно налягането за изпитване, дадено в таблица 16 в зависимост от метода за изпитване LA, LB, LC и LD. Когато измереното понижение на налягането след времето за изпитване е по-малко от Δр, дадено в таблица 16, тогава тръбопроводът отговаря на изискванията.

ЗАБЕЛЕЖКА: Изискванията за изпитване при отрицателно въздушно налягане не са дадени в този европейски стандарт, тъй като за този метод няма достатъчен опит.

Устройствата, използвани за измерване на понижението на налягането, трябва да позволяват измерване с точност от 10 % от Δр. Точността на измерване на времето трябва да бъде 5 s.

Таблица 18: Времена на изпитание за тръбопроводи

pо* t = време на изпитание [мин.] Метод на изпитание Е [kPa] DN

100 DN 200

DN 300

DN 400

DN 500

LA 10 (1)

2,5 (0,25)

5 5 7 10 11,5

LB 50 (5)

10 (1)

4 4 6 7 9

LC 100 (10)

15 (1,5)

3 3 4 6 6,5

LD 200 (20)

15 (1,5)

1,5 1,5 2 2,5 3

* налягане чрез атмосфери

6.1.5 Препоръка

Начално налягане, което леко превишава необходимото налягане на изпитание, трябва да се поддържа първоначално около 5 минути. След това трябва да се настрои налягането (р) според отделните методи и номинални диаметри. Спадът на налягането трябва да се отбележи и да се провери за съответствие. Ако спадът на налягането > Δp, изпитанието трябва да се повтори. След многократно превишаване херметичността трябва да се удостовери чрез изпитание с вода под налягане.

Таблица 19: Провеждане на изпитанието по метод LD (пример)

Метод на изпитание LA LB LC LD Налягане на изпитание в bar 0,01 0,05 0,1 0,2

Допустим спад на налягането в mbar 2,5 10 15 15

Номинален диаметър DN Време на изпитване в минути

200 5 4 3 1,5 250 7 6 4 2 300 7 6 4 2 400 10 7 5 2,5 500 14 11 8 4 600 14 11 8 4 800 19 15 11 5

Проверка на херметичността на гравитачни тръбопровод с въздух

23



Фиг. 27: Блок схема на изпитване по метод „L”

7 Помощни средства за проектиране

7.1 Хидравличен калкулатор за изчисляване на дебит, версия 1.1

Начало

Откриване и отстраняване на

причината

Приемане

Извършване на

изпитване с въздух

Извършване на изпитване с вода

Промяна към

изпитване с вода

Избор на подходящ метод на изпитване

Неиздъжането

значително ли е

Загубата на напор в

приемливи граници ли

е

НЕ НЕ

НЕ ДА ДА

ВОДА ВЪЗДУХ

Проверка на херметичността на гравитачни тръбопровод – с въздух

Актуализирана версия 1.11

24




Използвани стандарти и документи:

БДС EN 1401 - 1 „Пластмасови тръбопроводни системи за безнапорна подземна канализация и отводняване непластифициран поливинилхлорид (pvc-u) Част 1: Изисквания за тръби, свързващи части и системата Част 2: Ръководство за оценяване на съответствието Част 3: Ръководство за инсталиране

БДС EN 1295 - 1 „Статическо оразмеряване на подземни тръбопроводи при различни условия на натоварване”. Част 1: Общи изисквания

БДС EN 476 „Общи изисквания за елементи, използвани в тръбопроводи за гравитационни канализационни системи”

БДС EN 752 - 3 „Канализационни системи извън сгради”. Част 3: Проектиране

БДС EN 1610 „Изграждане и изпитване на канализационни системи “

БДС ENV 1046 „Пластмасови тръби и тръбопроводни системи. Системи за транспорт на вода или канализационна вода извън сгради. Практики за подземно и надземно инсталиране”

БДС EN ISO 9969 „Тръби от термопласти определяне на напречната коравина”

БДС EN 681 - 1 „Еластомерни уплътнители”. Част 1: Вулканизиран каучук.

БДС EN 13476 ” Пластмасови тръбопроводни системи за безнапорни подземни отводняване и отвеждане на отпадъчни води. Tръбопрoвoдни системи с многослойни стени от непластифициран поливинилхлорид (PVC-U), полипропилен (PP) и полиетилен (РЕ)”. Част 3: Изисквания за тръби и свързващи части с гладка вътрешна и профилирана външна повърхност и за системите, тип В

НОРМИ ЗА ПРОЕКТИРАНЕ НА КАНАЛИЗАЦИОННИ СИСТЕМИ

Източници на информация:

© БИС 2004, 1000 София, ул. “6 септември” 21 Строителна библиотека - Том 5 Инсталации и инсталационни

Системи

Март, 2010 год. Настоящото ръководство беше написано, редактирано и съгласувано от Марин Геров, дипл. инж. КИИП 06163 [email protected]

Стандарти и документи

Marin

Note

Изпратете вашите забележки и коментари на [email protected].

25



Бележки

26




Бележки

Documents

Wavin KG: Външна канализационна система ПВХ Нguerov.org/data files/5-Manuals/KG Technical manual-300dpi-march … · 3 Wavin KG: Външна канализационна