استاندارد لوله گذاری در ترانشه

مطابق استاندارد لوله گذاری در ترانشه ASTMD 2321، لوله پلی اتیلن کاروگیت به نواحی مختلف تقسیم می‌شود که هر یک عملکرد خاصی دارد. البته با توجه به موارد استفاده از لوله کاروگیت بستر سازی کف ترانشه ممکن است تفاوت‌هایی داشته باشد.

استاندارد لوله گذاری در ترانشه

پیش از لوله گذاری درون ترانشه نیاز است تا بستر آماده‌سازی شود. در صورتی که خاکریزی مقدماتی، بسترسازی لوله، تکیه گاه اطراف لوله و… به درستی انجام نشود ممکن است اجرای پروژه را با مشکل روبرو کند.

پی (Foundation)

پی سازی در صورتی که خاک محل سست باشد، ضروریست. در چنین شرایطی، ترانشه بیشتر از حد معمول گودبرداری می‌شود و در آن یک لایه مواد تقویت کننده قرار داده شده و متراکم می‌گردد تا یک پی محکم برای مواد دیگر مورد استفاده در بستر سازی برای لوله گذاری در ترانشه فراهم شود.

بسترسازی (Embedment)

این ناحیه مهم‌ترین بخش در عملکرد لوله بوده که به نواحی زیر تقسیم می‌شود:

1. بستر (Bedding): معمولا 10-15 سانتی‌متر خاک پشتیبان متراکم بوده که سطحی یکنواخت را در زیر لوله فراهم می‌کند.
2. تکیه گاه (Haunching): بستر سازی اطراف لوله، این ناحیه که از کف لوله تا خط مرکزی لوله (خط کمانش Spring Line) امتداد دارد، بیشترین مقاومت را در برابر خمش لوله نشان می‌دهد. در انتخاب نوع و تراکم مناسب مواد در این منطقه از اهمیت بالایی برخوردار است.
3. خاکریز مقدماتی (Initial backfill): این ناحیه که محدوده‌ای از کمانش لوله تا نقطه‌ای در بالای سر لوله را شامل می‌شود، تا حدی از لوله پشتیبانی می‌کند و کمک می‌کند تا لوله به هنگام خاکریز نهایی آسیب نبیند.
4. خاکریز نهایی (Final backfill): این ناحیه که بین بالای خاکریز مقدماتی و بالای ترانشه قرار گرفته است، اثر اندکی روی عملکرد لوله دارد، ولی در حفظ یکپارچگی جاده‌ها و ساختارهای روی ترانشه اهمیت زیادی دارد.

حداقل عرض ترانشه در زمان لوله گذاری چقدر است؟

برای لوله گذاری در ترانشه، باید تا حد امکان ترانشه باریک باشد؛ ترانشه‌های بسیار عریض نه تنها از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیستند، بلکه اثر استحکام‌بخش خاکریزهای کناری بر روی لوله نیز در آنها کاهش می‌یابد. از سوی دیگر یک ترانشه باید فضای کافی برای کار، نصب و ریختن خاک در زیر و اطراف لوله و در صورت نیاز شمع زدن دیواره‌های کناری را داشته باشد. عرض ترانشه در مشخصات طرح بایستی توسط مشاوره پروژه مشخص شده باشد. چنانچه این اطلاعات موجود نباشد، می‌توان از توصیه‌های زیر که بر مبنای استاندارد ASTMD 2321 ارائه شده است استفاده نمود.

حداقل عرض ترانشه بدین صورت تعیین می‌شود: از دو مقدار اندازه‌گیری شده ذیل، مقدار بیشتر انتخاب می‌شود. حداقل عرض ترانشه نباید کمتر از این مقدار باشد:

• قطر خارجی لوله + 400 میلی‌متر
• 1.5 برابر قطر خارجی لوله + 300 میلی‌متر

علاوه بر ملاحظات ایمنی، عرض ترانشه در خاک‌های ناپایدار و تقویت نشده به اندازه سفتی لوله، سفتی بستر و خاک درون آن و نیز عمق پوشش بستگی دارد.

روش حمل و انبارش لوله‌های پلی اتیلنی

استاندارد عمق ترانشه

عمق مجاز برای لوله گذاری در ترانشه معمولا به وضعیت زمین، عمق یخبندان در منطقه اجرای کار، نوع و قطر لوله، بارهای وارد به لوله اعم از ترافیکی و ثابت و ملاحظات فنی و هیدرولیکی برای نصب لوله بستگی دارد. عمق اجرای لوله در نقشه‌های اجرائی مشخص شده است و چنانچه در نقشه‌ها در این مورد اطلاعاتی ارائه نشده باشد، در مناطقی که امکان یخ زدگی وجود داشته باشد، حداقل عمق پوشش روی لوله به منظور جلوگیری از صدمه خوردن به لوله در اثر بارهای وارده حاصل از وسایل نقلیه و بارهای ضربه‌ای، 80 سانتی‌متر است. در مناطقی که امکان یخ زدگی وجود دارد حداقل پوشش روی لوله یک متر خواهد بود.

پی‌سازی کف ترانشه‌ها

به هنگام عبور خط لوله از زمین‌هایی با خاک نامناسب، بستر لوله گذاری در ترانشه بایستی اصلاح گردد. در مواردی که خاک محل خیلی نامناسب باشد، در نقشه‌های پی سازی بسته به شرایط محل و نوع لوله از مصالحی چون خاک مناسب، مصالح سنگی دانه‌بندی شده، مخلوط رودخانه‌ای، لاشه چینی، مصالح بنائی، بتن یا ترکیب دیگر استفاده می‌شود.

بسترسازی کف ترانشه

بستر سازی برای کف ترانشه قبل از لوله گذاری صورت می‌گیرد و هدف آن ایجاد یک سطح صاف و یکنواخت در زیر لوله است. به طور کلی ضخامت خاک به منظور بستر سازی معادل OD+100 میلی‌متر و در مناطق سنگی برابر OD+200 میلی‌متر پیشنهاد می‌شود.

کف ترانشه به منظور لوله گذاری باید به نحوی بسترسازی و کوبیده شود که جسم لوله به صورت پیوسته و در تمام طول بر روی بستر ترانشه خوابیده شود، همچنین بایستی در محل نشیمنگاه کوپلرها، فرورفتگی و زیرسازی مناسب در کف ترانشه ایجاد گردد. در بسترسازی نباید از خاکی که امکان یخ زدن دارد استفاده نمود.

مواد مورد استفاده در بسترسازی

مواد مورد استفاده در بسترسازی قبل از آغاز عملیات بسترسازی و توسط مهندسین طراح تعیین می‌شوند. طبقه‌بندی خاک‌ها در جدول انواع خاک‌ها آمده است. طبقه‌های I، II و III برای استفاده در محدوده بسترسازی مناسب هستن، اما طبقه V برای ناحیه بسترسازی توصیه نمی‌شود. از تمامی طبقه‌ها می‌توان در ناحیه خاکریزی نهایی استفاده کرد.

حداکثر ابعاد دانه‌های مصالح خاکریزی

حداکثر ابعاد مصالح ریخته شده داخل ترانشه، محدود به 37.5 میلی‌متر یا 1.5 اینچ می‌باشد. به منظور بهبود وضعیت مصالح دور لوله‌های کوچک‌تر و جلوگیری از واردشدن صدمه به جدار لوله‌ها، انتخاب ابعاد دانه‌های کوچک‌تر برای مصالح ممکن است ضروری باشد.

برای لوله‌های قطر 200 تا 400 میلی‌متر حداکثر ابعاد دانه‌ها 19 میلی‌متر یا 0.75 اینچ است. برای قطرهای کوچک‌تر، حداکثر ابعاد دانه‌های مصالح معادل 10% قطر لوله توصیه می‌شود.

نحوه حمل و انبارش لوله‌های پلی اتیلنی

بسترسازی اطراف لوله گذاری در ترانشه (تکیه‌گاه)

مواد تکیه‌گاه باید به تدریج به داخل ترانشه ریخته شوند تا خاک اطراف لوله خلل کمتری در عملکرد لوله داشته باشد. یکجا ریختن مواد باعث ایجاد حفره در اطراف لوله می‌شود که این امر منجر به عملکرد ضعیف لوله می‌گردد.

خاکریزی مقدماتی

خاکریزی مقدماتی در دو مرحله انجام می‌گیرد. معمولا ارتفاع قسمت اول خاکریز مقدماتی 50% الی 70% قطر لوله است. ارتفاع قسمت دوم خاکریزی مقدماتی معمولا تا 30 سانتی‌متر روی تاج لوله است. به طور کلی خاکریزی قسمت اول که اولین لایه‌ی خاک ترانشه بعد از لوله‌گذاری می‌باشد باید به صورت یکنواخت و همزمان در دوطرف لوله انجام گیرد. پس از پخش خاک، کوبش خاک با احتیاط کامل به نحوی باید انجام شود که از صدمه دیدن لوله و اتصال خودداری شده یا موجب حرکت، جابجایی لوله و اتصالات نشود. کوبش این قسمت از خاک بایستی در لایه‌هایی با ضخامت حداکثر 10 سانتی‌متر بعد از کوبش قبلی صورت گیرد. برای این منظور می‌توان از وسایل دستی مانند کوبنده خاک (تخماق) یا وسایل سبک ماشینی استفاده نمود.

در قسمت دوم خاکریزی مقدماتی یعنی بالای ناحیه 50% – 70% قطر لوله خاکریزی و کوبش را می‌توان در لایه‌های با ضخامت حداکثر 15 سانتی‌متر بعد از کوبش قبلی انجام داد. به هر حال در تمام مراحل اجرای خاکریزی و کوبیدن خاک باید نهایت دقت نسبت به اجرای کار به عمل آید. عدم دقت در اجرای این بخش از کار، معمولا منجر به صدمه زدن به لوله، خارج شدن لوله از محل اتصالات و در نهایت عدم آب‌بندی لوله‌ها به هنگام انجام آزمایش‌های هیدرولیکی و راه‌اندازی می‌گردد.

خاکریزی نهایی

خاکریزی نهایی پس از انجام کارهای مربوط به آزمایشگاه هیدرولیکی خط لوله صورت می‌پذیرد. برای این منظور ابتدا بایستی محل اتصال لوله که در خاکریزی مقدماتی، خاکریزی نشده‌اند مطابق مشخصات خاکریزی مقدماتی، خاکریزی شوند.

پس از اتمام خاکریزی مقدماتی با خاک انتخاب خاکریزی نهایی شروع می‌شود. خاک این خاکریزی بایستی از نوع خاک مناسب که در نقشه ‌های اجرایی با توجه به جنس لوله تعیین می‌گردد، تامین شود.

در این خصوص می‌توان از خاک حاصل از خاکبرداری (با حذف سنگ‌های درشت، زائد ریشه درختان و نظایر آن) استفاده و نسبت به خاکریزی کامل ترانشه لوله تا تراز زمین طبیعی اقدام نمود.

آزمون نشتی

لوله‌های نصب شده قبل از اجرای عملیات خاکریزی باید از نظر آب‌بندی آزمایش شوند. برای آزمایش آب‌بندی خط لوله ثقلی، می‌توان از روش آزمایش با آب یا روش آزمایش با هوا استفاده کرد. در آزمایش خطوط لوله عملیات موضوع قرارداد، با توجه به قطر لوله و امکانات و محدودیت‌های محلی، یکی از دو روش آزمایش هیدرولیک و آب‌بندی با آب یا هوا در مشخصات طرح درج می‌گردد.

معمولا آزمایش با آب در لوله‌های تا قطر 600 میلی‌متر انجام می‌شود و در قطرهای بزرگتر که آزمایش با آب با مشکلاتی مواجه می‌شود، آزمایش با هوا عملی‌تر است.

آزمایش با آب و آزمایش با هوا در ادامه تشریح شده است. در صورتی که پیمانکار بخواهد آب‌بندی خطوط لوله با قطرهای کمتر موضوع عملیات پیمان را با هوا آزمایش کند، باید به مهندس مشاور اعلام کرده و در صورت تایید، طبق مشخصات فنی عمل کند.

آزمون مواد اولیه پلی اتیلن در آزمایشگاه آکرودیته سعادت

آزمایش با آب روش اول

پیش از لوله گذاری در ترانشه باید آزمایشاتی از لوله و میزان مقاومت آنها گرفته شود، معمولا در قطعه‌ای از خط لوله واقع بین دو آدم رو انجام می‌شود. آزمایش باید از اول خط (پایین‌ترین آدم رو) شروع شود. در صورتی که به دلایل مورد تایید مهندس مشاور، امکان نداشته باشد، طول قطعه مورد آزمایش طوری انتخاب شود که در بالادست به آدم‌رو منتهی گردد، انتهای قطعه مورد آزمایش می‌تواند قبل از آدم رو بالادست باشد.

در این مورد، لازم است به طور موقت، در انتهای قطعه لوله، یک زانویی 90 درجه طوری نصب شود که قسمت عمودی آن کاملا در جهت قائم قرار گیرد. روی قسمت عمودی این زانویی، باید قطعه لوله‌ای نصب شود که در جهت قائم قرار گیرد و رقوم لوله آزاد آن حداقل 1.2 متر بالای رقوم تاج لوله باشد. این زانویی و قطعه لوله، باید هم قطر تا یک دوم قطر لوله خط لوله مورد آزمایش باشند. طول قطعه مورد آزمایش باید طوری انتخاب شود که ارتفاع آب در آدم‌روی بالادست و یا لوله عمودی واقع در قسمت بالای قطعه لوله، حدود 1.2 متر بالای تاج خط لوله باشد، ارتفاع آب در آدم‌روی  پایین دست، از 6 متر، یا فشار مجاز لوله تجاوز نکند.

روش آزمون

گام 1: ورودی‌های آدم‌روی بالادست و خروجی‌های آدم‌روی پایین دست و همچنین ورودی کلیه سه راهی‌های اتصال خانگی واقع در خط لوله مورد آزمایش، باید با درپوش‌های مناسب به طور موثر برای دوره آزمایش مسدود شوند.

گام 2: انتهای خط لوله و شاخه‌های اتصال به آن، باید در مقابل نیروهای ناشی از آزمایش، کاملاً مهار شده و برای انجام آزمایش، این لوله‌ها و اتصالات آن، در جای خود ثابت مانده و حرکت نکنند.

گام 3: منبع آب مورد نیاز برای آزمایش باید از قبل تعیین شده باشد. آب را باید با استفاده از شلنگ از طریق آدم‌رو یا لوله عمودی بالادست، به خط لوله مورد آزمایش وارد کرده و خط لوله را از آب پر کرد، تا حدی که ارتفاع آب در آدم‌رو یا لوله عمودی بالا دست به حدود 1.2 متر بالای تاج لوله برسد.

گام 4: خط لوله باید در حین پر کردن آب، بازدید شده و چنانچه در بعضی از اتصالات، نشت آب مشاهده شود، آزمایش را متوقف کرده و اقدام به رفع نقص آن اتصال شود.

گام 5: پس از اطمینان از این که اتصالات نشت آب قابل رویت ندارد، باید آزمایش آب‌بندی را مجدداً آغاز کرده و اجازه داد که خط لوله حدود یک ساعت پر از آب بماند.

گام 6: با اضافه کردن آب به خط لوله مورد آزمایش، باید سعی گردد که رقم سطح آب در آدم‌رو با لوله عمودی بالادست، 1.2 متر بالای رقم تاج لوله نگهداشته شود.

گام نهایی: در اضافه کردن آب به خط لوله، باید از ظروف مدرج استفاده شده و مقدار آبی که در طی 30 دقیقه به خط لوله اضافه می‌شود، دقیقا اندازه‌گیری گردد. اضافه کردن آب باید در فواصل زمانی 10 دقیقه‌ای انجام گیرد.

نتیجه آزمون‏

در صورتی که مقدار اتلاف از رقم ذکر شده بیشتر باشد، بایستی اتصالاتی را که باعث نشت آب می‌شوند پیدا کرده و پس از رفع نقص آنها آزمایش را تکرار کرده و عملیات آزمایش و رفع نقص اتصالات را ادامه داد تا خط لوله از نظر آب‌بندی، مورد قبول واقع شود.

تکنولوژی تولید لوله‌های پلی اتیلنی

آزمایش با آب روش دوم

در روش دوم نیز مانند روش اول مقدار نشت آب اندازه‌گیری می‌شود. در این روش ابتدا خط لوله پر از آب شده و به مدت 30 دقیقه در فشار 1 الی 5 مترستون آب ثابت نگهداشته می‌شود. سپس، به طریق مناسب و مورد تایید مهندس مشاور، فشار آب در خط حداقل یک متر (0.1 اتمسفر) به مدت 30 دقیقه و با تزریق آب حفظ می‌گردد. مقدار نشت آب، یعنی آب تزریق شده به خط طی مدت 30 دقیقه، طبق این روش نباید از 0.15 لیتر برای هر متر مربع سطح خیس شده تجاوز نماید.

در این صورت آزمایش همزمان آدم‌روها با خط لوله، این رقم به 0.20 لیتر برای هر متر مربع سطح خیس شده افزایش داده می‌شود.

آزمایش با هوا

در استفاده از هوا برای آزمایش آب‌بندی اتصالات لوله‌های ثقلی، باید وسایل و تجهیزات لازم را تهیه کرد. این وسایل و تجهیزات عبارتند از:

1. توپی مخصوص که باید در داخل هر یک از لوله‌های دو طرف اتصال قرار داد تا این لوله‌ها را مسدود کرده و فضایی بسته در محل اتصال ایجاد کند.
2. لوله دو شاخه به شکل U از شیشه یا پلاستیک شفاف که ارتفاع هریک از شاخه‌های آن حداقل 50 سانتی‌متر و سر شاخه آن بسته بوده و از طریق یک سه راهی و شلنگ لاستیکی مناسب بتوان آن را به شیر قطع و وصل هوا متصل نمود.
3. شیر قطع و وصل هوا و لوله مسی که فضای بین توپی‌ها را به لوله شیشه‌ای دو شاخه وصل کند.
4. کمپرسور هوا و شلنگ باد، برای باد کردن توپی‌های مخصوص و فضای بین این توپی‌ها.

نتیجه آزمون

در آزمایش آب‌بندی اتصالات لوله‌های ثقلی با استفاده از هوا، چنانچه سطح آب در شاخه خارجی لوله U شکل در مدت 5 دقیقه، بیشتر از 25 میلی‌متر افت داشته باشد، آب‌بندی اتصال قابل قبول نیست و لازم است اصلاح شده و آزمایش آب‌بندی تکرار شود. این عمل باید تا رسیدن به نتیجه قابل قبول ادامه یابد.

در صورتی که نتیجه آزمون‌ها مورد قبول باشد و استاندارد لوله گذاری در ترانشه رعایت شده باشد مشکلی پیش نخواهد آمد.