Sistemas de tuberías para alcantarillado - Instalación y pruebas en obra

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1 Vencimiento consulta pública: PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA NCh3191.c2009 Sistemas de tuberías para alcantarillado - Instalación y pruebas en obra Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. Este proyecto de norma se estudió a través del Comité Técnico Instalaciones de redes de alcantarillado, para establecer el procedimiento de instalación subterránea de los sistemas de tuberías para alcantarillado y los ensayos de terreno. Por no existir una Norma Internacional, en la elaboración de este proyecto de norma se han tomado en consideración las normas: a) NCh2890:2006 Tuberías y accesorios de materiales plásticos para redes públicas e instalaciones domiciliarias de agua potable y alcantarillado - Procedimiento de inspección; b) NCh2282/2.Of96 Tubos de poli (cloruro de vinilo) (PVC) rígido - Parte 2: Instalación subterránea de tubos y accesorios; c) EN 12327:2000 Gas supply systems - Pressure testing, commissioning and decommissioning procedures - Functional requirements; y d) Antecedentes técnicos nacionales. El proyecto de norma NCh3191 ha sido preparado por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización. Los Anexos A y B no forman parte del proyecto de norma, se insertan sólo a título informativo. I

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3 Vencimiento consulta pública: PROYECTO DE NORMA EN CONSULTA PUBLICA NCh3191.c2009 Sistemas de tuberías para alcantarillado - Instalación y pruebas en obra 1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece el procedimiento de instalación subterránea de los sistemas de tuberías para alcantarillado y los ensayos de estanqueidad en terreno. 1.3 Esta norma se aplica a tuberías enterradas, fabricadas en: - hormigón; - plástico; - metálicas. 1.4 Esta norma no se aplica a instalaciones domiciliarias. 2 Referencias normativas Los documentos referenciados siguientes son indispensables para la aplicación de esta norma. Para referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para referencias sin fecha se aplica la última edición del documento referenciado (incluyendo cualquier enmienda). NCh349 Construcción - Disposiciones de seguridad en excavación. NCh398/2 Tuberías y accesorios de polietileno (PE) para agua potable - Requisitos - Parte 2: Accesorios. NCh398/3 Tuberías y accesorios de polietileno (PE) para agua potable - Requisitos - Parte 3: Accesorios mecánicos. NCh398/4 Tuberías y accesorios de polietileno (PE) para agua potable - Requisitos - Parte 4: Métodos de unión. 1

4 NCh402 Tuberías y accesorios de fundición gris para canalizaciones sometidas a presión. NCh990 Ingeniería mecánica - Conducción de fluidos - Tubería y piezas especiales de acero - Soldadura en obra NCh1105 Ingeniería sanitaria - Alcantarillado de aguas residuales - Diseño y cálculo de redes. NCh1362 Alcantarillado - Prueba de impermeabilidad. NCh1365 Tubos de policloruro de vinilo (PVC), rígido para instalaciones sanitarias de alcantarillado domiciliario - Requisitos. NCh1842 Accesorios de polipropileno y uniones de tubos de polipropileno para conducción de fluidos a presión - Requisitos. NCh2087 Tuberías y piezas especiales de acero para agua potable - Requisitos. NCh2252 Tubos de policloruro de vinilo (PVC) rígido, para alcantarillado - Requisitos. NCh2282/2 Tubos de poli (cloruro de vinilo) (PVC) rígido - Parte 2: Instalación subterránea de tubos y accesorios. NCh2465 Tuberías corrugadas y accesorios de material termoplástico para obras de alcantarillado - Requisitos. NCh2592 Uniones domiciliarias de alcantarillado en tuberías de policloruro de vinilo (PVC) rígido - Requisitos. NCh2593 Uniones domiciliarias de alcantarillado en tubos de hormigón simple - Requisitos. NCh2611 Tuberías de hierro fundido dúctil - Accesorios, piezas especiales y sus uniones para transporte de agua - Requisitos generales. NCh2749 Tuberías y accesorios de polietileno (PE) para alcantarillado - Requisitos - Parte 1: Tuberías. NCh2811 Trazados, atraviesos y paralelismos de tuberías de agua potable y de alcantarillado, en redes públicas de distribución de agua potable y de recolección de aguas servidas - Requisitos generales. NCh2813 Sistemas de tuberías de material plástico para alcantarillado domiciliario (baja y alta temperatura) - Polipropileno (PP). NCh2835 Tuberías fabricadas a partir de perfiles de poli(cloruro de vinilo) (PVC) rígido - Requisitos y métodos de ensayo. NCh2836 Agua potable - Sistemas de arranques - Especificaciones. ISO 2531 Ductile iron pipes, fittings, accessories and their joints for water or gas applications. ISO 15874/3 Plastics piping systems for hot and cold water installations - Polypropylene (PP) - Part 3: Fittings. 3 Términos y definiciones Para los propósitos de esta norma, se aplican los términos y definiciones indicados en normas de cláusula 2 Referencias normativas y adicionalmente los siguientes: 3.1 accesorios: piezas de unión necesarias para complementar el sistema de tuberías, tales como curvas, tees, coplas y similares 2

5 3.2 Autoridad Competente: entidad (pública o privada) o autoridad estatal que tiene competencia en el ámbito del diseño, la construcción, la regulación o la fiscalización de las instalaciones y obras pertinentes a sus servicios, de acuerdo a su ámbito de acción, cuando corresponda 3.3 cámara de inspección: aquella que permite la operación, registro y mantenimiento del sistema de alcantarillado 3.4 cañería: tubería secundaria que recibe descargas domiciliarias y una o más laterales 3.5 clave: parte superior de una tubería, en un corte transversal. Ver Figura colector: tubería o canalización que forma parte de un sistema de alcantarillado que recibe una o más cañerías y que está destinado a recolectar y conducir aguas residuales u otras aguas d n 3.7 diámetro nominal, : diámetro de referencia de la tubería. En el caso de tuberías de hormigón y de fundición dúctil, se refiere al diámetro interior. En el caso de tuberías de plástico, se refiere al diámetro exterior 3.8 empalme: conexión física entre la unión domiciliaria de alcantarillado y la tubería de la red pública de recolección 3.9 lateral: tubería secundaria que recibe descargas domiciliarias y no recibe efluentes de ninguna otra tubería 3.10 mandante: persona u organización que solicita la inspección y define los requisitos de la obra, materiales, y competencias de inspectores e instaladores, en el marco de la regulación vigente 3.11 naciente: tramo inicial de una red de alcantarillado 3.12 red pública de alcantarillado: instalación exigida por la urbanización conforme a la ley, inclusive las uniones domiciliarias de alcantarillado, operada y administrada por el prestador de servicio público de recolección de aguas servidas y/o aguas lluvias, a la que se conectan o empalman las instalaciones domiciliarias 3.13 red de recolección: sistema que comprende la tubería, los accesorios de unión, las uniones, las cámaras de inspección y obras especiales (sifones, plantas elevadoras u otras) 3.14 tramo: tubería que une dos cámaras de inspección consecutivas, o una cámara con otra obra del sistema de alcantarillado 3.15 tramo de ensayo: longitud máxima para aplicar los ensayos, definida en el proyecto, norma, especificación y/o recomendación del fabricante 3

6 3.16 unión domiciliaria de alcantarillado: tramo de la red pública de recolección, comprendido desde su punto de empalme a la red pública de recolección, hasta la última cámara de inspección domiciliaria exclusive 4 Materiales de las obras Las tuberías y accesorios utilizados para las redes de recolección de aguas servidas deben cumplir las normas chilenas correspondientes al material de la tubería y del accesorio. La Tabla 1 resume los materiales y las normas de tuberías y accesorios aplicables. Tabla 1 - Materiales y normas aplicables Material Norma tubería Norma accesorios Fundición gris PE - NCh2749/1 NCh402 NCh398/2 NCh398/3 NCh398/4 PVC NCh1635 NCh1779 NCh2252 NCh2592 NCh2835 PP NCh2813 NCh1842 Hormigón NCh184/1 NCh184/2 NCh2593 NCh184/3 Termoplásticos corrugadas NCh PRFV NCh2847/1 NCh2847/2 5 Instalación 5.1 Generalidades La instalación de sistemas de tuberías deben cumplir con los requisitos que a continuación se indican La construcción e instalación de las tuberías en la zanja se debe realizar cumpliendo con las medidas de seguridad indicadas en NCh Se debe verificar la ubicación y cotas de los puntos de referencia que se establecen en el proyecto Se debe identificar el tipo de terreno mediante calicatas realizadas en la zona de excavación de la zanja, además de identificar la posición en que se ubican otros servicios. 4

7 5.1.5 La tubería de alcantarillado respecto de la distancia horizontal con tuberías de otros servicios, trazados paralelos y cruces con tuberías de conducción de agua, debe cumplir con lo establecido en NCh En los casos de instalaciones de sistemas de tuberías en suelos salinos de estructura colapsable, se deben considerar las condiciones especiales para su instalación conforme a lo especificado en el estudio de mecánica de suelos e instrucciones de la Autoridad Competente correspondiente. 5.2 Trazado De acuerdo a lo indicado en el proyecto, se debe señalizar y marcar en terreno la ubicación exacta de las tuberías, cámaras, uniones domiciliarias y obras especiales. 5.3 Construcción de la zanja La zanja se debe excavar de acuerdo al trazado de la tubería, indicado en el proyecto, y considerando dificultades en terreno como: árboles, postación, canales, otros ductos (gas, electricidad, teléfono, etc.) La zanja se debe excavar con la alineación, cotas y pendientes especificadas en el proyecto y en los planos respectivos La profundidad de la zanja es función de las cargas estáticas y dinámicas, del diámetro y de las condiciones particulares de la obra. Para las redes de alcantarillado, la profundidad mínima y su trazado, se establece en el proyecto y en los planos respectivos, conforme a lo indicado en NCh1105. La profundidad mínima, a la clave de la tubería debe ser de 1,6 m, excepto en el caso de condiciones técnicas debidamente justificadas ante la Autoridad Competente. Para las uniones domiciliarias, la profundidad mínima y su trazado, se establece en el proyecto y en los planos respectivos, además se debe dar cumplimiento con lo indicado en NCh2592 o NCh2593, según corresponda Las excavaciones se harán a tajo abierto hasta una profundidad de 1,5 m. Para profundidades mayores, se pueden ejecutar túneles con una sección suficiente para permitir el trabajo en condiciones de seguridad adecuadas para el personal El ancho de la zanja al nivel de la superficie varía según la profundidad de la zanja, el tipo de talud y el diámetro de la tubería a instalar. El ancho mínimo en el fondo y a nivel de la clave de la tubería debe ser igual al diámetro exterior del tubo más 300 mm a cada lado (ver Figura 2) El fondo de la zanja se debe limpiar, dejándolo lo más parejo posible, eliminando piedras, raíces, afloramientos rocosos y cualquier otro obstáculo (ver Figura 3). 5

8 5.4 Formas de zanja La zanja estrecha es el tipo más conveniente para instalar tuberías enterradas ya que las cargas potenciales se minimizan En excavaciones de más de 5 m o cuando la naturaleza del terreno lo aconseje (suelo rocoso, inestable, salino), se debe contar previo a iniciar los trabajos con un estudio de mecánica de suelos en el cual se indiquen los taludes a efectuar, las protecciones o sistemas de entibiamiento a utilizar y cualquier sistema de seguridad adicional o procedimiento de trabajo que el tipo de terreno requiera Si el fondo de la zanja es inestable, éste se debe estabilizar o bien usar otros métodos de fundación tales como envigado, uso de geotextiles, medios químicos, agotamiento. 5.5 Entibaciones Cuando las condiciones del terreno indiquen la necesidad de instalar entibaciones, éstas pueden ser continuas; o discontinuas en el caso que el terreno sea de mejor calidad, en este caso se instalarán distanciados como máximo cada 1 m. 5.6 Encamado La tubería se debe instalar sobre un encamado del ancho del fondo de la zanja y de una altura mínima de 100 mm, colocado sobre el fondo de la zanja sin remover El encamado debe estar constituido por una capa plana y lisa de arena limpia, compactada, libre de piedras u otros obstáculos que puedan dañar la tubería (ver Figura 4) La tubería se debe asentar en el encamado en toda su longitud, para lo cual éste se construye de manera de adaptarse a las irregularidades del diámetro de la tubería, originadas por cambios de sección y/o colocación de accesorios de unión La superficie del encamado, sello de excavación, debe estar de acuerdo con las cotas y pendientes especificadas en el proyecto. 5.7 Montaje Las tuberías, accesorios o tramos de tuberías se deben bajar cuidadosamente a la zanja. Bajo ninguna circunstancia se deben dejar caer dentro de la zanja Los cambios de dirección, cambios de pendientes, cambios de diámetros de las tuberías, cambios de material, se deben efectuar en una cámara de inspección Las tuberías se deben colocar en la zanja, comenzando desde la cota más baja, y en sentido ascendente. Se debe cuidar que queden firmemente asentadas y bien alineadas. 6

9 5.7.4 La ejecución de las uniones debe seguir las indicaciones de las normas correspondientes al material de la tubería. La Tabla 2 resume los materiales de la tubería y las normas de los métodos de unión aplicables. Tabla 2 - Normas de métodos de unión aplicables Material Norma Acero NCh990 PE NCh398/4 PP NCh1842/ISO Fe Dúctil ISO Relleno El material de relleno destinado a estar en contacto directo con la tubería (relleno lateral y relleno inicial) debe estar constituido por capas de arena o suelos clase II y III (ver Anexo A) previamente harneados, de 200 mm de espesor Se deben rellenar los costados de la tubería (relleno lateral), desde el encamado hasta el eje central de ésta. Se debe compactar este material, para obtener un grado de 90% Proctor Standard Posteriormente se debe agregar otra capa de material de relleno (relleno inicial) de manera que cubra la tubería hasta una altura de 150 mm sobre la clave. Se debe compactar esta capa exclusivamente sobre los bordes de la zanja Se debe continuar el rellenado de la zanja con tierra de la excavación previamente tamizada a través de un tamiz cuya mayor abertura debe ser 25 mm. Este último relleno (relleno final) es efectuado por capas sucesivas, de espesor no mayor que 300 mm, que deben ser compactadas sucesivamente El relleno final se debe efectuar después de realizadas las pruebas que se describen en cláusula Verificación final de la colocación Pendiente Para verificar que la pendiente de las tuberías, cumple con lo indicado en el proyecto se debe proceder a verificar cotas del trazado y cálculo de pendiente, con instrumento topográfico o mediante otro sistema autorizado por la Autoridad Competente. 7

10 5.9.2 Alineación Para verificar que la alineación y continuidad del colector cumple con lo indicado en el proyecto, se debe proceder a realizar la prueba de luz, la cual se realiza mediante un espejo y una linterna. En Anexo B se presenta un resumen del procedimiento. 6 Ensayos El sistema de tuberías para alcantarillado se debe someter a una prueba de estanqueidad, según se describe a continuación. Este ensayo debe ser verificado y controlado por la empresa prestadora, y contempla tanto colectores como sus correspondientes uniones domiciliarias existentes en el tramo: a) ensayo de estanqueidad inicial inmediatamente después de la preparación; b) ensayo de estanqueidad final. 6.1 Ensayo de estanqueidad inicial Tuberías de hormigón Se debe realizar el procedimiento indicado en NCh Tuberías plásticas y metálicas Se debe utilizar los equipos y preparación descritos en NCh1360, y se debe aplicar una presión de 4 m de columna de agua durante 30 min. No se deben observar pérdidas ni filtración. 6.2 Ensayo de estanqueidad final El ensayo de estanqueidad final se realiza en la zanja, con todos los tramos probados, unidos entre sí y terminado el relleno, excepto en las zonas de unión de los tramos Las tuberías se llenan de agua, hasta una presión de ensayo, como se indicó en 6.1, según corresponda, y se someten al ensayo correspondiente. Los requisitos de cumplimiento corresponden al ensayo de estanqueidad inicial. 8

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13 Anexo A (Informativo) Descripción de la clasificación de clases y tipos de suelos Clase de suelo SUELOS CLASE I SUELOS CLASE II SUELOS CLASE III SUELOS CLASE IV SUELOS CLASE V Tipo de suelo - GW GP SW SP GM GC SM SC ML CL MH CH OL OH PT Descripción Material granular manufacturado, angular, de 6 mm a 40 mm de tamaño tal como chancado, gravilla. Ripios y mezclas ripio-arena de buena granulometría, con pocos o sin material fino. 50% o más retenido en malla N 4. Más del 95% retenido en malla N 200. Limpios. Ripios y mezclas ripio-arena de mala granulometría, con poco o sin material fino. 50% o más retenido en malla N 4. Más del 95% retenido en malla N 200. Limpios. Arenas y arenas ripiosas de buena granulometría, con poco o sin material fino. Más del 50% pasa malla N 4. Más del 95% retenido en malla N 200. Limpios. Arenas y arenas ripiosas de mala granulometría, con poco o sin material fino. Más del 50% pasa malla N 4. Más del 95% retenido en malla N 200. Limpios. Ripios limosos, mezclas ripio, arena, limo. 50% o más retenido en malla N 4. Más del 50% retenido en malla N 200. Ripios arcillosos, mezclas ripio, arena, arcilla. 50% o más retenido en malla N 4. Más del 50% retenido en malla N 200. Arenas limosas, mezcla arena limo. Más del 50% pasa malla N 4. Más del 50% retenido en malla N 200. Arenas arcillosas, mezclas arena arcilla. Más del 50% pasa malla N 4. Más del 50% retenido en malla N 200. Limos inorgánicos, arenas muy finas, polvo de roca, arenas finas limosas o arcillosas. Límite líquido 50% o menos. 50% o más pasa malla N 200. Arcillas inorgánicas de plasticidad baja a media, arcillas ripiosas, arcillas arenosas, arcillas limosas, arcillas magras. Límite líquido 50% o menos. 50% o más pasa malla N 200. Limos inorgánicos, arenas finas o limos micáceos o diatomáceos, limos elásticos. Límite líquido mayor de 50%. Pasa malla N 200 o más. Arcillas inorgánicas de alta plasticidad, arcillas grasas. Límite líquido mayor de 50%. 50% o más pasa malla N 200. Limos orgánicos y arcillas limosas orgánicas de baja plasticidad. Límite líquido 50% o menos. 50% o más pasa malla N 200. Arcillas orgánicas de plasticidad media a alta. Límite líquido mayor de 50%. 50% o más pasa malla N 200. Turba y otros suelos altamente orgánicos. 11

14 Anexo B (Informativo) Prueba de Luz B.1 Esta prueba de luz permite verificar la correcta alineación de las tuberías del tramo. B.2 Antes de efectuar esta prueba se debe lavar el tramo con agua, para eliminar elementos en su interior como papeles, basura o escombros que impidan el paso de la luz. B.3 Para esta prueba se utiliza una linterna y un espejo. Para su ejecución deben participar dos personas. Una se ubica en el extremo aguas arriba del colector y con una linterna ilumina el orificio de la tubería, la otra persona se ubica en el extremo aguas abajo del colector y observa el reflejo de la luz de la linterna que se debe proyectar en el espejo en forma circular. B.4 La prueba se considera satisfactoria si la proyección de la luz en el espejo, es circular. En caso que no se obtenga una proyección circular, se considera que la alineación de las tuberías no cumple. B.5 El no cumplimiento se puede deber a los defectos siguientes: - asentamiento de las tuberías en el tramo. En este caso no hay proyección de luz en el espejo; - rotura de la tubería. En este caso no hay proyección de luz en el espejo; - instalación defectuosa de la tubería. En este caso se observa media luz en el espejo. 12

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