При прокладке тепловых сетей в пределах городских проездов с усовершенствованными покрытиями оказывается целесообразным сооружение полупроходных каналов, допускающих проход в них эксплуатационного персонала.
Тепловые сети, проложенные в непроходных каналах или в оболочках, требуют периодических вскрытий, поскольку довольно часто при эксплуатации возникает необходимость осмотра и ремонта трубопроводов и теплоизоляции.
В крупных городах вскрытие проездов приводит к порче дорогостоящей дорожной одежды, нарушению благоустройства и дезорганизации транспорта. Поэтому применение полупроходных каналов в них не только экономически оправдано, но и целесообразно при эксплуатации. В полупроходных каналах, помимо осмотра теплопроводов, могут быть выполнены ремонт теплоизоляции и частичная замена необходимых участков поврежденных труб.
Внутренние габариты полупроходных каналов принимаются в зависимости от диаметра теплопроводов. В каналах теплопроводы размещаются в одном горизонтальном ряду с проходами, шириной 50 см, считая от тепловой изоляции труб. Теплопроводы в местах скользящих опор опираются на бетонные камни, установленные на пол канала.
Для полупроходных каналов применяется сборная конструкция из железобетонных блоков. Канал составляется из блоков трех типов: ребристого блока перекрытия, стенового фигурного блока и плиты днища.
Сборный полупроходной канал из железобетонных блоков
1 — ребристый блок перекрытия
2 — стеновой блок
3 — блок днища
4 — бетонная подготовка
5 — щебеночная подготовка
Стеновой блок имеет Г-образную форму; длинная его сторона служит стенкой канала, а короткая — основанием. Из короткой стороны блока выпущена арматура в виде петель. Блок днища имеет форму прямоугольной плиты, по длинным сторонам которой выпущены арматурные петли.
Блок перекрытия представляет собой ребристую плиту с выступающими по концам ребер упорами, которые заходят внутрь канала и необходимы для опоры верха стеновых блоков. Другой конструкцией блока перекрытия является гладкая прямоугольная плита с зубом или четвертью, которая легче в изготовлении, но требует больших затрат бетона и стали.
Для размещения двух теплопроводов диаметрами 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600 и 700 мм принято пять сечений полупроходных сборных каналов. Основные размеры полупроходных каналов, применяемых в условиях естественно влажных грунтов, приведены на рисунке и таблице.
Основные показатели железобетонных блоков полупроходных каналов
Основные размеры полупроходных каналов
Сооружение полупроходных сборных каналов из железобетонных блоков ведется в следующем порядке. По дну открытой траншеи устраивается подготовка толщиной 10 см из бетона М-75, на которую устанавливаются плиты днища и стеновые блоки по слою цементного раствора так, чтобы стыки между ними не совпадали со стыками стеновых блоков. Через петлевые выпуски арматуры стеновых блоков и плит днища пропускается продольная арматура, которая соединяется с выпусками. Затем стыки замоноличиваются бетоном М-200.
Вертикальные стыки стеновых блоков и горизонтальные стыки плит днища заполняются цементным раствором. По верху стеновых блоков укладываются блоки перекрытия; швы между блоками заполняются цементным раствором. Затем производится засыпка канала грунтом, равномерными слоями, с уплотнением грунта. Монтаж теплопроводов и теплоизоляционные работы в стесненных городских условиях могут выполняться в перекрытом канале. Необходимо отметить, что замоноличивание стыков стеновых блоков и днища в зимнее время может быть произведено изнутри в готовом канале. Рассмотренная конструкция полупроходных сборных каналов применяется в сухих грунтах.
При сооружении каналов в условиях грунтовых вод устраивается дренаж, который состоит из асбестоцементных, бетонных или керамических труб (диаметром не менее 150 мм), гравийно-песчаного фильтра и песчаной подсыпки стенок канала.
Дренажные трубы укладываются с уклоном не менее 0,003.
Гравийно-песчаный фильтр состоит из речного песка крупностью до 1 мм (70%) и асфальтового гравия крупностью 5 – 7 мм (30%).
Для очистки и наблюдения за работой дренажа через 35 – 40 м устраиваются смотровые колодцы; выпуск дренажной воды производится в водосточную сеть или водоемы. В случае отсутствия возможности выпуска дренажных вод производится гидроизоляция канала оклейкой наружных поверхностей гидроизолом на битуме. Следует отметить, что гидроизоляция полупроходных каналов не является достаточно надежным мероприятием для защиты от грунтовых вод и применяется в основном для уменьшения количества поступающей в канал воды.
Конструкция сборных железобетонных полупроходных каналов оправдала себя в строительстве и эксплуатации тепловых сетей.
При сборке канала стеновые блоки не требуют никакого временного крепления; замоноличивание стыков в днище канала выполняется весьма просто и качественно без применения опалубки.
Конструкция в собранном виде обладает хорошей устойчивостью, так как все сборные элементы ее надежно перевязаны и соединены между собой. Стыки блоков стенок и днища находятся в местах нулевых изгибающих моментов, что позволяет принять простую конструкцию стыкования. При принятой длине стеновых блоков, равной 1,8 м, конструкция каналов получается малошовной, что является весьма ценным качеством для подземного сооружения.
Простота конфигурации и транспортабельность блоков позволили быстро и в большом количестве внедрить эту конструкцию в строительство.
Для тепловых сетей большого диаметра применяются железобетонные одноячейковые каналы, разработанные институтом Мосэнергопроект. Они состоят из стеновых тавровых блоков 2 (длиной 2 м), ребристых блоков перекрытия 1 и гладкой плиты днища 3. Эта конструкция аналогична конструкции непроходных каналов для труб диаметром 400—600 мм. Конструкция применяется в естественно влажных грунтах с хорошей несущей способностью. Расстояние между теплопроводами принимается равным 30—50 см. Подающие теплопроводы покрываются тепловой изоляцией из минеральной ваты с асбестоцементной коркой по металлической сетке; обратные теплопроводы имеют только защитное покрытие из одного-двух слоев изола и асбестоцементной корки, выполненной по металлической сетке.
Полупроходной канал для труб большого диаметра
Монтаж теплопроводов производится после укладки железобетонных плит днища на песчаную подготовку. После сварки теплопроводов и устройства тепловой изоляции на подающих трубах производится установка стеновых блоков. На стеновые блоки укладываются блоки перекрытия по слою цементного раствора. Зазоры между плитами днища и стеновыми блоками заполняются бетоном, а все швы между деталями стен и перекрытия заделываются цементным раствором. Наружные поверхности канала покрываются горячим битумом за 2 раза
Институтом Мосинжпроект разработана конструкция полупроходных каналов с применением железобетонных вибропрокатных плит, которая нашла применение в строительстве внутриквартальных подземных коммуникаций.
Канал из вибропрокатных панелей
В этих каналах прокладываются теплопроводы отопления и горячего водоснабжения, водопровод, кабельные сети и газопроводы низкого давления.
Каналы выполняются трех типов со следующими внутренними размерами: высота—1,87 м; ширина—1,16; 1,46 и 1,76 м. Объемные секции каналов собираются на заводе из часторебристых плит. Секция представляет собой четырехшарнирную раму. Некоторая жесткость узлов рамы достигается приваркой стальных косынок в торцах секций, рассчитанных только на монтажные нагрузки и на восприятие одностороннего давления грунта, отсыпанного до верха плиты перекрытия.
Элементы секций рассчитаны на давление грунта при высоте засыпки от 0,5 до 2 м и действие временной подвижной нагрузки Н-30 при ее не выгоднейшем расположении относительно рассчитываемого элемента.
Каждая секция собирается из четырех элементов: плиты днища, плиты перекрытия и двух стеновых плит. Длина секций 3,2 м; вес секций 3,9; 4,25 и 4,6 т. Соединение секций на заводе производится путем сварки стержневых и петлевых выпусков в стеновых плитах с закладными частями днищ и перекрытий. В торцах секций на закладные части стеновых плит и плит днища навариваются стальные косынки толщиной 10 мм. Плиты степ сопрягаются с перекрытием и днищем в четверть, швы между плитами расшиваются цементным раствором. Для обеспечения точности сборки секций применяются стенды (кондукторы). Наружная поверхность стен секции покрывается горячим битумом за 2 раза, а перекрытие оклеивается двумя слоями гидроизола на битуме.
При сооружении канала в сухих грунтах объемные секции устанавливаются на песчаную подготовку толщиной 10 см. Под стыками секций укладываются железобетонные плиты сечением 40х12 см. При песчаных грунтах устройства подготовки из песка не требуется. В мокрых и слабых грунтах делается бетонная подготовка.
Каналы из объемных секций, сооружаемые в условиях высокого уровня грунтовых вод, защищаются оклеечной гидроизоляцией или снабжаются попутным трубчатым дренажем. Недостатком данной конструкции канала является ее шарнирность и малая устойчивость при действии боковых нагрузок.
В каналах из объемных секций могут: быть проложены теплопроводы диаметром до 500 мм, которые в зависимости от диаметра располагаются по вертикали или по горизонтали.
Четырехшарнирные рамные конструкции каналов больших размеров в ряде случаев подвергаются разрушению при строительстве; отмечены также случаи нарушения устойчивости каналов и туннелей шарнирной конструкции при эксплуатации.
Поэтому рекомендовать широкое применение каналов из вибропрокатных плит в виде четырехшарнирной рамы до опытной проверки не следует. Правильней было бы данную конструкцию каналов из вибропрокатных плит выполнить с жесткими углами, однако такая конструкция потребует армирования плит на возникающие в углах рамы отрицательные моменты.
Таким образом, рассмотренная конструкция полупроходных каналов требует дополнительной проверки в условиях эксплуатации на опытных участках.
