Далеко не всегда получается вести строительные работы в самое удобное время года и в наиболее подходящих климатических условиях. Зима считается особенно сложным временем года для этих задач. Но поскольку мы специализируемся на трубопроводах, то в этой статье мы расскажем о прокладке труб в мёрзлой земле, стойкости материалов к низким температурам и технологических процессах, связанных с соединением труб.
Земляные работы зимой
Для подземной прокладки трубопровода нужно или рыть траншею, или проделывать отверстие методом горизонтального бурения. Копать вручную замёрзший грунт, как минимум, не рационально. Для масштабных работ используется специальная техника, такая как экскаватор с гидромолотом или грунторез с баровым механизмом. При разработке небольшого участка можно разогреть почву до оттаивания и таким образом упростить задачу. В любом случае нужно успеть проложить трубы до того, как промёрзнут вскрытые слои почвы.
В качестве засыпки должна использоваться песчано-гравийная смесь и ни в коем случае не промерзший грунт со снегом. Нарушение этого правила обнаружится сразу же, как только земля начнёт отогреваться. Почва потеряет объём и просядет, на поверхности над траншеей появятся ямы и провалы. Прокладка труб с использованием горизонтального направленного бурения (ГНБ) исключает подобные явления. При этом останется нетронутым дорожное покрытие любого типа. Кстати, именно осенне-зимний период рекомендован для использования метода ГНБ в местах с высоким уровнем грунтовых вод.
Если трубопровод прокладывается в зоне многолетней мерзлоты, то почва основания траншеи должна сохраняться в мёрзлом состоянии.
Устойчивость материалов трубопроводов к низким температурам
Для водопроводных, канализационных и отопительных систем применяются разные виды труб:
- стальные;
- полимерные;
- цементные.
Каждый из этих материалов хорошо переносит низкие температуры, хотя и в разной степени. Наименее устойчивы в этом отношении трубы из полимеров, так как они становятся более хрупкими уже при -5 °С – -20 °С. При отрицательных температурах любая деформация, например, механический удар или разматывание бухты, могут привести к появлению трещин. Обычно производитель указывает нижний температурный предел, при котором их продукцию можно транспортировать и загружать/выгружать.
В ГОСТ 30732-2020 оговаривается, что если температура окружающей среды -15 °С или ниже, то на открытом воздухе нельзя выполнять погрузочно-разгрузочных операций с трубными изделиями во внешнем полиэтиленовом футляре. Для оцинкованной оболочки этот предел находится на уровне
-50 °С.
Монтаж трубопровода
Прокладывание водопровода, канализации или тепловой сети предполагает сваривание труб непосредственно на месте укладки – у траншеи или наземных опор. Зимний мороз всё усложняет, но отсутствие дождя или паводка – уже само по себе положительный момент.
Что касается сварки стальных труб, то в СП 129.13330.2019 «Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации» сказано следующее:
Сварку и прихватку стыковых соединений труб допускается производить при тмпературе наружного воздуха до минус 50С. при этом сварочные работы без подогрева свариваемых стыков допускается выполнять при температуре наружного воздуха:
- до минус 20С - при применении труб из углеродистой стали с содержанием углерода не более 0,24% (независимо от толщины стенок трубы), а также труб из низколегированной стали со стенками толщиной не более 10 мм.
- до минус 10С - при применении труб из углеродистой стали с содержанием углерода свыше 0,24%, труб из низколегированной стали со стенками толщиной свыше 10 мм. при температуре наружного воздуха ниже вышеуказанных пределов сварочные работы следует производить с подогревом в специальных кабинах, в которых температуру воздуха следует поддерживать не ниже вышеуказанной, или осуществлять подогрев на открытом воздухе концов свариваемых труб на длину не менее 200 мм до температуры не ниже 200С.
Пластиковые трубы нельзя сваривать при температуре ниже -10 °С. Стыкование с помощью клеевого соединения на морозе вообще не производится. Для этого на улице должно быть хотя +5 °С. Во всех случаях место проведения работ должно быть защищено от ветра, пыли и осадков.
Для предизолированных труб в ППУ изоляции есть отдельные условия – их нельзя монтировать при отрицательных температурах (СП 315.1325800.2017). В зоне сварки необходимо поддерживать более 0 °С. Температура компонентов для изоляции стыков не может быть ниже 18 °С. Провода системы оперативного дистанционного контроля должны быть чистыми и сухими. Работы по стыкованию труб в ППМ изоляции проводятся только при выше 5 °С.
Выводы
Зима сама по себе не является преградой для строительства трубопровода, если температура не опускается ниже критических для материалов значений. Палатки, тепловые пушки, газовые горелки обеспечивают качественное выполнение сварочных и монтажных работ. При подземной прокладке нужно соблюдать определённые требования к грунту в основании траншеи и при засыпке. При работе с предизолированными трубами ППУ важно контролировать состояние теплоизоляционного слоя, который должен оставаться сухим.
1. Подготовительные работы в траншее
- Устройство приямков: В местах соединения труб обязательно выкапываются приямки. Их ширина должна соответствовать длине муфты плюс по 0,3 метра с каждой стороны, а глубина под трубой — не менее 0,3 метра (при наличии бетонного основания — не менее 0,2 метра от подушки до оболочки). Это необходимо для удобства и безопасности проведения сварочных и изоляционных работ.
- Защита муфты: Перед сваркой стальных труб на одну из них необходимо надеть термоусаживаемую муфту (если используется ПЭ-оболочка) и сдвинуть её в сторону, защитив внутреннюю поверхность муфты от попадания грязи, брызг сварки и искр.
2. Сварка стального стыка и контроль
- Производится центровка и сварка стальных внутренних труб в соответствии со строительными нормами.
- Готовый сварной стык проверяется методами неразрушающего контроля (например, ультразвуковым или радиографическим методом).
- После успешной проверки стальной стык очищается от шлака, грязи и ржавчины металлической щеткой. На неоцинкованные трубы наносится антикоррозийное покрытие (если это предусмотрено проектом).
3. Подготовка зоны изоляции и термоусаживаемой муфты
- Удаление влажного ППУ: В процессе транспортировки и хранения торцевой слой пенополиуретана мог впитать влагу. Его необходимо удалить (выскрести) на глубину 1,5–2 см. Если влага проникла глубже, этот участок тщательно высушивают или полностью удаляют до сухого слоя. Это критически важно для надежной адгезии заливаемого пенополиуретана с заводским слоем.
- Соединение проводников СОДК: Провода системы оперативного дистанционного контроля соединяются строго по инструкции (с помощью обжимных гильз и пайки), после чего проверяется целостность сигнальной линии и отсутствие замыкания на стальную трубу.
- Механическая очистка и зачистка: Внешняя пластиковая труба-оболочка очищается от загрязнений на длину 450–700 мм. Зона заделки (муфта изнутри и оболочка трубы снаружи на 200 мм в обе стороны от стыка) обрабатывается наждачной бумагой для создания шероховатости.
- Обезжиривание: Шероховатые поверхности тщательно обезжириваются (например, растворителем марки № 646).
4. Монтаж термоусаживаемой муфты (для полиэтиленовой оболочки)
- Разметка и прогрев: С помощью маркера (мелом пользоваться запрещено) отмечаются границы будущего положения муфты. Поверхность ПЭ-оболочки плавно прогревается пропановой горелкой до температуры около 120 °C (не допуская перегрева и появления глянцевых пятен).
- Усадка муфты: Муфта сдвигается на зону стыка, центрируется по рискам. Нагрев начинают с центра муфты, равномерно продвигаясь к краям по всему периметру, чтобы из-под нее вышел воздух. Муфта должна плотно, без складок обжать трубу.
- Контроль герметичности: После остывания муфты проводится проверка герметичности замка. В муфте сверлятся отверстия, создается избыточное давление воздуха, а стыки обмыливаются. Если пузырей нет — стык герметичен.
4.1 Монтаж оцинкованного кожуха (для надземной прокладки)
- Если трубы прокладываются над землей в оцинкованной оболочке (ОЦ), вместо термоусаживаемой муфты используется металлический оцинкованный кожух:
- Поверхность металлической оболочки очищается, сушится горелкой и обезжиривается.
- Для герметизации швов используются полоски специальной адгезивной ленты. Торцы труб предварительно прогреваются горелкой до 80–90 °C, после чего на них наклеивается лента.
- Кожух устанавливается на стык, стягивается и фиксируется саморезами или заклепками. Заливка ППУ-компонентов происходит аналогично через заливочное отверстие, которое затем закрывается оцинкованной заглушкой.
5. Заливка пенополиуретана (ППУ)
- В просверленное отверстие заливаются дозированные компоненты ППУ (А и Б).
- Отверстие временно закупоривается специальной дренажной (воздухоспускной) пробкой. Она позволяет выйти лишнему воздуху.
- Как только из-под пробки начинает слегка вытекать пена, это сигнализирует о том, что пенополиуретан полностью заполнил внутренний объем.
- Спустя 10–15 минут, когда пена затвердеет, остатки вылезшей массы зачищаются, а отверстие обрабатывается конусной фрезой.
- Заварка отверстия: В очищенное отверстие вваривается герметичная коническая полиэтиленовая пробка с помощью специального нагревательного инструмента (разогретого до 240 °C). Пробка вдавливается в муфту с заглублением на 2 мм и удерживается под давлением около 20 секунд до застывания пластика.
