Канали прямокутного перерізу
При прокладанні теплових мереж у межах міських проїздів із удосконаленими покриттями виявляється доцільним спорудження напівпрохідних каналів, що допускають прохід у них експлуатаційного персоналу.
Теплові мережі, прокладені в непрохідних каналах або в оболонках, вимагають періодичних розтинів, оскільки досить часто при експлуатації виникає необхідність огляду та ремонту трубопроводів та теплоізоляції.
У великих містах розтин проїздів призводить до псування дорогого дорожнього одягу, порушення благоустрою та дезорганізації транспорту. Тому застосування напівпрохідних каналів у них як економічно виправдано, а й доцільно під час експлуатації. У напівпрохідних каналах, окрім огляду теплопроводів, можуть бути виконані ремонт теплоізоляції та часткова заміна необхідних ділянок пошкоджених труб.
Внутрішні габарити напівпрохідних каналів приймаються залежно від діаметра теплопроводів. У каналах теплопроводи розміщуються в одному горизонтальному ряду з проходами шириною 50 см, рахуючи від теплової ізоляції труб. Теплопроводи в місцях ковзних опор спираються на бетонне каміння, встановлене на підлогу каналу.
Для напівпрохідних каналів застосовується збірна конструкція із залізобетонних блоків. Канал складається з трьох типів блоків: ребристого блоку перекриття, стінового фігурного блоку і плити днища.
Збірний напівпрохідний канал із залізобетонних блоків
1 - ребристий блок перекриття
2 - стіновий блок
4 - бетонна підготовка
5 - щебенева підготовка
Стіновий блок має Г-подібну форму; довга його сторона служить стінкою каналу, а коротка - основою. З короткого боку блоку випущено арматуру у вигляді петель. Блок днища має формупрямокутної плити, з довгих боків якої випущені арматурні петлі.
Блок перекриття являє собою ребристу плиту з упорами, що виступають по кінцях ребер, які заходять всередину каналу і необхідні для опори верху стінових блоків. Іншою конструкцією блоку перекриття є гладка прямокутна плита із зубом або чвертю, яка легша у виготовленні, але потребує великих витрат бетону та сталі.
Для розміщення двох теплопроводів діаметрами 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600 та 700 мм прийнято п'ять перерізів напівпрохідних збірних каналів. Основні розміри напівпрохідних каналів, що застосовуються в умовах природно вологих ґрунтів, наведено на малюнку та таблиці.
Основні показники залізобетонних блоків напівпрохідних каналів
Основні розміри напівпрохідних каналів
Спорудження напівпрохідних збірних каналів із залізобетонних блоків ведеться у такому порядку. По дну відкритої траншеї влаштовується підготовка товщиною 10 см з бетону М-75, на яку встановлюються плити днища та стінові блоки шаром цементного розчину так, щоб стики між ними не збігалися зі стиками стінових блоків. Через петлеві випуски арматури стінових блоків та плит днища пропускається поздовжня арматура, що з'єднується з випусками. Потім стики замонолічуються бетоном М-200.
Вертикальні стики стінових блоків та горизонтальні стики плит днища заповнюються цементним розчином. По верху стінових блоків укладаються блоки перекриття; шви між блоками заповнюються цементним розчином. Потім проводиться засипка каналу ґрунтом, рівномірними шарами, з ущільненням ґрунту. Монтаж теплопроводів та теплоізоляційні роботи в обмежених міських умовах можуть виконуватись у перекритому каналі. Необхідновідзначити, що замонолічування стиків стінових блоків і днища в зимовий час може бути зроблено зсередини в готовому каналі. Розглянута конструкція напівпрохідних збірних каналів застосовується у сухих ґрунтах.
При спорудженні каналів в умовах ґрунтових вод влаштовується дренаж, який складається з азбестоцементних, бетонних або керамічних труб (діаметром не менше 150 мм), гравійно-піщаного фільтра та піщаного підсипання стінок каналу.
Дренажні труби укладаються з ухилом не менше 0,003.
Гравійно-піщаний фільтр складається з річкового піску крупністю до 1 мм (70%) та асфальтового гравію крупністю 5 – 7 мм (30%).
Для очищення та спостереження за роботою дренажу через 35 – 40 м влаштовуються оглядові колодязі; випуск дренажної води виробляється у ринву або водойми. У разі відсутності можливості випуску дренажних вод проводиться гідроізоляція каналу обклеюванням зовнішніх поверхонь гідроізолом на бітумі. Слід зазначити, що гідроізоляція напівпрохідних каналів не є достатньо надійним заходом для захисту від ґрунтових вод і застосовується в основному для зменшення кількості води, що надходить у канал.
Конструкція збірних залізобетонних напівпрохідних каналів виправдала себе у будівництві та експлуатації теплових мереж.
При збиранні каналу стінові блоки не вимагають жодного тимчасового кріплення; замонолічування стиків у днищі каналу виконується дуже просто та якісно без застосування опалубки.
Конструкція в зібраному вигляді має гарну стійкість, тому що всі збірні елементи її надійно перев'язані і з'єднані між собою. Стики блоків стінок і днища знаходяться в місцях нульових згинальних моментів, що дозволяє прийняти просту конструкцію стикування. При прийнятій довжині стінових блоків, що дорівнює 1,8м, конструкція каналів виходить малошовна, що є дуже цінною якістю для підземної споруди.
Простота конфігурації та транспортабельність блоків дозволили швидко та у великій кількості впровадити цю конструкцію у будівництво.
Для теплових мереж великого діаметра застосовуються залізобетонні одноосередкові канали, розроблені інститутом Мосенергопроект. Вони складаються із стінових таврових блоків 2 (довжиною 2 м), ребристих блоків перекриття 1 і гладкої плити днища 3. Ця конструкція аналогічна конструкції непрохідних каналів для труб діаметром 400-600 мм. Конструкція застосовується в природно вологих грунтах з гарною здатністю, що несе. Відстань між теплопроводами приймається рівним 30-50 см. Теплопроводи, що подають, покриваються тепловою ізоляцією з мінеральної вати з азбестоцементною кіркою по металевій сітці; зворотні теплопроводи мають тільки захисне покриття з одного-двох шарів ізолу та азбестоцементної кірки, виконаної металевою сіткою.
Напівпрохідний канал для труб великого діаметру
Монтаж теплопроводів провадиться після укладання залізобетонних плит днища на піщану підготовку. Після зварювання теплопроводів та влаштування теплової ізоляції на трубах, що подають, проводиться установка стінових блоків. На стінові блоки укладаються блоки перекриття шаром цементного розчину. Зазори між плитами днища та стіновими блоками заповнюються бетоном, а всі шви між деталями стін та перекриття зашпаровуються цементним розчином. Зовнішні поверхні каналу покриваються гарячим бітумом за 2 рази
Інститутом Мосінжпроект розроблено конструкцію напівпрохідних каналів із застосуванням залізобетонних вібропрокатних плит, яка знайшла застосування у будівництві внутрішньоквартальних підземних каналів.комунікацій.
Канал із вібропрокатних панелей
У цих каналах прокладаються теплопроводи опалення та гарячого водопостачання, водопровід, кабельні мережі та газопроводи низького тиску.
Канали виконуються трьох типів із такими внутрішніми розмірами: висота-1,87 м; ширина-1,16; 1,46 та 1,76 м. Об'ємні секції каналів збираються на заводі з часторебристих плит. Секція є чотиришарнірною рамою. Деяка жорсткість вузлів рами досягається приварюванням сталевих косинок в торцях секцій, розрахованих тільки на монтажні навантаження і сприйняття одностороннього тиску грунту, відсипаного до верху плити перекриття.
Елементи секцій розраховані на тиск грунту при висоті засипки від 0,5 до 2 м і дія тимчасового рухомого навантаження Н-30 при її не вигідному розташуванні щодо елемента, що розраховується.
Кожна секція збирається з чотирьох елементів: плити днища, плити перекриття та двох стінових плит. Довжина секцій 32 м; вага секцій 3,9; 4,25 та 4,6 т. З'єднання секцій на заводі здійснюється шляхом зварювання стрижневих та петлевих випусків у стінових плитах із закладними частинами днищ та перекриттів. У торцях секцій на закладні частини стінових плит та плит днища наварюються сталеві косинки завтовшки 10 мм. Плити степ сполучаються з перекриттям та днищем у чверть, шви між плитами розшиваються цементним розчином. Для забезпечення точності складання секцій застосовуються стенди (кондуктори). Зовнішня поверхня стін секції покривається гарячим бітумом за 2 рази, а перекриття обклеюється двома шарами гідроізолу на бітумі.
При спорудженні каналу в сухих ґрунтах об'ємні секції встановлюються на піщану підготовку товщиною 10 см. Під стиками секцій укладаються залізобетонні плити перетином 40х12 см.ґрунтах пристрою підготовки з піску не потрібно. У мокрих та слабких ґрунтах робиться бетонна підготовка.
Канали з об'ємних секцій, що споруджуються в умовах високого рівня ґрунтових вод, захищаються обклеювальною гідроізоляцією або забезпечуються попутним трубчастим дренажем. Недоліком даної конструкції каналу є її шарнірність та мала стійкість при дії бічних навантажень.
У каналах з об'ємних секцій можуть бути прокладені теплопроводи діаметром до 500 мм, які в залежності від діаметра розташовуються по вертикалі або по горизонталі.
Чотиришарнірні рамні конструкції каналів великих розмірів у ряді випадків піддаються руйнуванню при будівництві; відмічені також випадки порушення стійкості каналів та тунелів шарнірної конструкції під час експлуатації.
Тому рекомендувати широке застосування каналів із вібропрокатних плит у вигляді чотиришарнірної рами до дослідної перевірки не слід. Правильніше було б цю конструкцію каналів з вібропрокатних плит виконати з жорсткими кутами, проте така конструкція вимагатиме армування плит на рами, що виникають в кутах, негативні моменти.
Таким чином, розглянута конструкція напівпрохідних каналів вимагає додаткової перевірки за умов експлуатації на дослідних ділянках.