Конструкции и устройства наружных газопроводов. Подземные, надземные и наземные газопроводы.
Наружный газопровод – это газопровод, проложенный вне зданий по земле, над землей, под землей газопровод до ввода в здание или до отключающего устройства. Подробное описание технических условий наружных трубопроводов содержатся в СНиП 42-01-02 "Газораспределительные системы" (ранее работы регламентировались по СНиП 3.05.02-88 от 01.07.1988 Газоснабжение)
Подземные газопроводы.
Уличные распределительные газопроводы, как правило, выполняются подземными. Надземная прокладка газопроводов применяется на территориях предприятий и с разрешения органов архитектурного надзора при сооружении внутриквартальных (дворовых) газопроводов.
Подземные газопроводы являются скрытыми сооружениями, и это в сочетании с опасными свойствами транспортируемого по ним газа предъявляет особые требования к обеспечению их сохранности и плотности. Поэтому газопроводы сооружаются из стальных труб на сварке, а резьбовые и фланцевые соединения допускаются только в местах установки арматуры.
Газопроводы осушенного газа в непучинистых и слабопучинистых грунтах допускается прокладывать в зоне промерзания грунта на глубине не менее, м:
– под совершенными дорожными покрытиями — 0,8;
– на участках без совершенных покрытий — 0,9;
– без движения транспорта — 0,6.
Газопроводы влажного газа прокладываются ниже зоны промерзания грунта с уклоном 0,002 с установкой в нижних точках конденсатосборников. На указанных глубинах рассеиваются динамические напряжения от проезжающего городского транспорта, сравнительно невелики температурные напряжения в газопроводах, обусловленные сезонными изменениями температуры грунта, и ограниченно проявляются силы пучения грунтов.
Пучение грунтов при промерзании – свойство влажных грунтов увеличивать свой объем за счет микрорыхления образующимися кристаллами льда. Вследствие этого на заглубленный трубопровод начинают действовать значительные силы, выталкивающие трубопровод на поверхность земли. Наиболее опасными с точки зрения воздействия сил пучения являются грунты с высоким уровнем грунтовых вод.
При прокладке подземных газопроводов необходимо соблюдать следующие нормативные требования:
1. Расстояния от газопроводов до фундаментов опор воздушных линий электропередачи принимаются следующие, м:
– при напряжении до 1 кВ. –не менее 1;
– свыше 1 до 35 кВ. — 5;
– свыше 35 кВ. — 10.
2. От стволов деревьев газопроводы всех давлений должны быть удалены на 1,5 м. Расстояние от газопроводов до наружных стенок колодцев и подземных камер должно быть не менее 0,3 м, причем на участках приближения газопроводы выполняются из бесшовных труб и не должны иметь сварных стыков. Для газопроводов с давлением до 6 кгс/см2 на отдельных участках трассы, а также при прокладке вводов между зданиями и под арками зданий, расстояния могут быть уменьшены при условии применения бесшовных труб и гнутых отводов, проверки всех сварных стыков физическими методами контроля, наложения на трубы весьма усиленной изоляции и обеспечения сохранности подземных сооружений при ремонте каждого из них.
1. При комплексном строительстве трубопроводных систем практикуется укладка в одну траншею нескольких газопроводов с расстояниями по горизонтали между ними 0,4 ÷ 0,5 м, а также укладка газопроводов с давлением до 3 кгс/см2 совместно с водопроводом и канализацией с расстояниями между ними и газопроводом не менее 0,8 м. Допускается совместная прокладка газопроводов низкого давления с водопроводом, теплопроводом, электрическими и телефонными кабелями во внутриквартальных технических коллекторах, коридорах и подпольях при условии обеспечения в них трехкратного воздухообмена в час и расположения отключающих устройств на газопроводе перед входом и на выходе из коллектора.
2. Расстояние по вертикали между подземным газопроводом и другими подземными сооружениями (водопроводом, канализацией, каналом теплопровода и т. п.), пересекаемыми газопроводом, должно быть в свету не менее 0,15, а между газопроводом и электрокабелем или телефонным кабелем - не менее 0,5 м. Допускается уменьшение расстояния между газопроводом и электрокабелем или телефонным кабелем до 0,25 м при условии прокладки кабеля в трубе, концы которой должны быть не ближе 1 м от стенок газопровода. Арматура на газопроводе должна находиться не ближе 2 м, а сварные стыки не ближе 1 м от стенок пересекаемых сооружений.
При утечке газа из подземных газопроводов могут возникнуть серьезные аварии, связанные со скоплением газа в различных местах, даже иногда на значительном расстоянии от места повреждения газопроводов. Газ, дойдя до подвалов, колодцев и каналов других подземных коммуникаций, скапливается в них и создает взрывоопасные концентрации. Наиболее опасны в этом отношении подвала зданий, телефонные и теплофикационные тоннели, которые непосредственно связаны с жилыми и общественными зданиями. На значительные расстояния может распространиться газ и попасть в канализационные колодцы и трубы. Минимальные расстояния между подземными газопроводами, положенными в одну траншею – 0,4÷0,5 метра. В городах и населенных пунктах, расположенных в гористой и холмистой местности, при выборе места расположения газорегуляторных пунктов необходимо учитывать дополнительно возникающее гидростатическое давление, которое определяется по формуле:
, (3.0)
где, 
– изменение давления газа при подъеме или опуске в Па (гидростатический напор); Н – разность геодезических отметок, м.; 
– плотность воздуха при н.ф.у.; 
– плотность газа при н.ф.у..
Пересечения газопроводами естественных и искусственных преград
В местах пересечения подземными газопроводами каналов коммуникативных коллекторов, каналов различного назначения с проходом над или под пересекаемых сооружениями следует предусмотреть газопровод в футляре, выходящем на 2 м в сторона от наружных стенок пересекаемых сооружений, а также проверку неразрушающими методами контроля всех сварных стыков в пределах пересечения и по 5 м от наружных стенок пересекаемых сооружений.
В качестве примера приведем схему пересечения газоспровода с каналом теплотрассы (рис. 2.6):
Рис. 2.6. Пересечение газопровода с каналом теплотрассы:
1 – газопровод, 2 – футляр, 3 – контрольная трубка, 4 – ковер, 5 – подушка под ковер, 6 трубы теплотрассы, 7 – канал теплотрассы, 8 – перекрытие теплотрассы
Переходы газопроводов через водные преграды (рис.2.7) предусматривают на основании данных гидрологических, инженерно-геологических и топографических изысканий с учетом условий эксплуатации существующих и строительства проектируемых мостов, гидротехнических сооружений, перспективных работ в заданном районе и экологии водоема.
Прокладка газопроводов на подводных переходах предусматривается с заглублением в дно пересекаемых водных преград. Величина заглубления принимается в соответствии с требованиями СНиП 42-01-2002 с учетом возможных деформаций русла и перспективных дноуглубительных работ на русловых участках в течение 25 лет (углубление дна, расширения, срезки, переформирование русла, размыв берегов и т.п.).
Рис.2.7. Подводный переход газопровода:
1 – основной газопровод, 2 дюкер, 3 – балластировочные грузы, 4 – колодец с запорными устройствами
Диаметр каждой нитки газопровода должен подбираться из условия обеспечения пропускной способности трубы по 0,75 расчетного расхода газа.
Надземные и наземные газопроводы.
Надземная прокладка газопроводов или их отдельных участков допускается в пустынных и горных районах, болотистых местностях, районах горных выработок, оползней и районах распространения многолетнемерзлых грунтов, на неустойчивых грунтах, а также на переходах через естественные и искусственные препятствия с учетом требований – МГ следует прокладывать подземно. Прокладка газопроводов по поверхности земли в насыпи (наземная прокладка) или на опорах (надземная прокладка) допускается только какисключение при соответствующем обосновании в случаях. При этом должны предусматриваться специальные мероприятия, обеспечивающие надежную и безопасную эксплуатацию газопроводов.
Надземные газопроводы следует прокладывать на отдельно стоящих опорах, этажерках и колоннах из негорючих материалов или по стенам зданий.
При этом разрешается прокладка:
– на отдельно стоящих опорах, колоннах, эстакадах и этажерках - газопроводов всех давлений;
– по стенам производственных зданий с помещениями категорий В, Г и Д- газопроводов давлением до 0,6 МПа (6 кгс/см2) ;
– по стенам общественных зданий и жилых домов не ниже III-IIIа степени огнестойкости - газопроводов давлением до 0,3 МПа (3 кгс/см2) ;
– по стенам общественных зданий и жилых домов IV–V степени огнестойкости – газопроводов низкого давления с условным диаметром труб, как правило, не более 50 мм, а при размещении регуляторов давления газа на наружных стенах и других конструкциях этих зданий – газопроводов давлением до 0,3 МПа - на участках до ввода их в регуляторы.
Запрещается транзитная прокладка газопроводов:
– по стенам зданий детских учреждений, больниц, школ и зрелищных предприятий - газопроводов всех давлений;
– по стенам жилых домов – газопроводов среднего и высокого давления.
Запрещается прокладка газопроводов всех давлений по зданиям со стенами из панелей с металлической обшивкой и полимерным утеплителем и по зданиям категорий А и Б.
Надземные газопроводы, прокладываемые на территории промышленных предприятий, и опоры для этих газопроводов следует проектировать с учетом требований СНиП II-89-80* и СНиП 2.09.03-85.
Газопроводы высокого давления разрешается прокладывать по глухим стенам, над окнами и дверными проемами одноэтажных и над окнами верхнихэтажей многоэтажных производственных зданий с помещениями по взрывопожарной и пожарной опасности категорий В, Г и Д и сблокированных с ними вспомогательных зданий, а также зданий отдельно стоящих котельных.
В производственных зданиях допускается прокладка газопроводов низкого и среднего давления вдоль переплетов неоткрывающихся окон и пересечение указанными газопроводами световых проемов, заполненных стеклоблоками.
Расстояния между проложенными по стенам зданий газопроводами и другими инженерными сетями следует принимать в соответствии с требованиями, предъявляемыми к прокладке газопроводов внутри помещений
Устанавливают надземные газопроводы на негорючих опорах или по стенам зданий. Прохождение транзитной прокладки газопроводов всех давлений запрещается по стенам зданий детских учреждений, больниц, школ и зрелищных предприятий. На стенах жилых домов так же не допускается размещение газопроводов среднего и высокого давления. Размещение разъемных соединений на газопроводах под оконными проемами, балконами жилых домов и общественных зданий непроизводственного характера тоже не допустимо.
По высоте установка газопровода в местах скопления людей допускается от 2,2 м, в местах проезда автотранспорта от 5 м. На территории полного отсутствия прохода людей и проезда автотранспорта, позволяется размещение газопроводов на низких опорах от 0,35 м в высоту от земли до низа трубы. Газопроводы помещаются в футляр в местах входа и выхода из земли. Расстояния между опорами надземных газопроводов, возможность общей прокладки газопроводов с электрокабелями и проводами, прокладка газопроводов по железнодорожным и автомобильным мостам в обязательном порядке принимаются проектной организацией строго в соответствии с действующими нормативными документами.
Электропередачи должны быть расположены ниже воздушных линий, если те пересекаются с надземными газопроводами. Установка изолирующих фланцевых соединений (ИФС) используется в основном для электрохимической защиты газопроводов от коррозии:
– на входе и выходе газопровода из земли и ГРП;
– на вводе газопровода в здание; для секционирования газопроводов;
–для электрической изоляции отдельных участков газопровода.
Надземные газопроводы проектируют с учетом компенсации продольных деформаций по фактически возможным температурным условиям работы, а в случае необходимости (когда не обеспечивается самокомпенсация) – с учетом установки компенсатора. Применение сальниковых компенсаторов не допускается.