Технологии прокладки трубопроводов. Методы ремонта и реновации изношенных труб

Технологии прокладки трубопроводов. Методы ремонта и реновации изношенных труб

Санация трубопроводов бестраншейными методами. Реновация трубопроводов на новейшем оборудовании

Диагностические мероприятия предваряют СМР по санации и восстановлению работоспособности трубопроводов. Согласно данным, составляется технологическая карта работ, рассчитывается смета, назначается комплекс оборудования. До начала санации следует провести очистку функционировавших трубопроводов. Качество очистки будет оказывать влияние на качество санации. Также в процессе подготовительных работ, помимо чистки, проводят заделку раструбных стыков. Эти работы справедливы для ремонта чугунных труб и других металлических.

Перед очисткой проводят оценку состояния трубопроводов и сложности отложений. Принимают решение относительно подходящей методики. В зависимости от сложности и слоя отложений возможно пользоваться такими вариантами методики:

— водяная очистка или гидромеханическая – применяется для трубопроводов с диам. от 10 см. и меньше, если имеются бугристые наносы неуплотненного характера;

— водяная и воздушная очистка – используется на трубопроводах с диам. от 15 и более см., когда отрезок обрабатываемого участка не превышает 2 км. и в виде отложений присутствуют бугристые наносы неуплотненного характера;

— гидромеханическая очистка с задействием устройств высоконапорного типа и вращающимися головками – используется на трубопроводах с диам. от 30 см. и при едином обрабатываемом отрезке не больше 1 км. Может применяться для очистки труб от корней деревьев и кустарника;

— очистка с применением поршневых скребков цилиндрического типа – последние изготовлены из полиуретана и имеют ворсистый металлический патрон. Применяется для очистки мелкокалиберных трубопроводов;

— очистка с применением стержневых устройств или скребков спиралевидного типа – задействуется для очистки мелкокалиберных трубопроводов и труб при наличии наростов ржавчины и накипи;

— гидравлическая очистка с участием реактивных головок или сопел – задействуется на трубопроводах любого калибра. Способна достигать зеркального блеска металла. Единовременно методика позволяет наносить антикоррозийное покрытие;

— очистка электро-гидро-импульсная – реализуется посредством создания в жидкости высоковольтного разряда. Он формирует ударную волну. Последняя разрушает отложения на поверхности труб. Может использоваться в системах разного калибра;

— очистка гидрохимическая – применяется для эффективного удаления карбонатных отложений и окислов железа. За основу метода применяется воздействие на загрязнения специально приготовленных хим. растворов;

— гербицидная очистка – используется для удаления из трубопровода корней деревьев и кустарников. В трубу нагнетается раствор пенных гербицидов. Они попадают в полость трубы и при контакте с корнями умертвляют их. После отмершие корни возможно удалять из системы при помощи прочистных снарядов.

Как видно, каждая из методик имеет свои особенности и показания для применения. Пренебрегать этим не стоит, поскольку при учете всех факторов способ может показать себя наиболее эффективно. В целом подбор оптимальной технологии – задача сложная. Требуется грамотная оценка и мнение специалистов. Возможно сочетать несколько методов для достижения наилучшего эффекта. В целом все меры по очистке так или иначе оказывают влияние на последующее качество проведения восстановительных работ. Именно это должно быть первостепенно при подборе методик.

При выборе способа очистки надо учитывать возраст трубопровода, его калибр, материал изготовления труб, сложность отложений, их количество (слой), наличие сопутствующих коммуникаций, особенности грунта и пр. Следует избежать излишнего вскрытия трубопровода и проводить работы исключительно из заготовленных технологических котлованов или колодцев. Не менее важны при выборе методов очистки и технико-материальные возможности обслуживающей организации или подрядчика.

Даже при соблюдении всех без исключения рекомендаций на ряде трубопроводов невозможно полностью исключить возможности быстрого восстановления отложений. Они возникают в результате многолетней эксплуатации и нарушений, связанных с естественным износом системы или просадкой грунта. На таких трубопроводах следует проводить очистительные мероприятия по индивидуальному плану. Также в процессе работ не исключен тот факт, что потребуется провести повторную санацию, если СМР затянутся.

На практике все чаще применяется способ прочистки труб методом гидродинамической мойки внутренней поверхности. Он является наиболее технологичным, безопасным, малозатратным и эффективным. Техника мойки состоит в подаче воды под давлением. За счет образуемых сил струя воды смывает со стенок налет, отложения. Они потоком воды доставляются к ближайшему смотровому колодцу и оттуда откачиваются вакуумными насосами. Методика хорошо зарекомендовала себя и рекомендуется для щадящей чистки трубопроводных систем.

Для прочистки канализационных и водоотводящих коммуникаций пользуются разными вариантами каналоочистительных машин. Они подразделяются на типы, в зависимости от задействуемого рабочего органа. Выделяют 4:

— машины илососные – снабжаются цистерной, рукавом для всасывания и вакуумным насосом. Цистерна имеет разгрузочную крышку;

— машины каналопромывочные – имеют емкости, насос и всасывающий рукав высокого давления. Дополняется машина комплектом реактивных насадок. Емкости заполняются водой;

— машины каналоочистительные комбинированные – имеют комплекс илососного и каналопромывочного оборудования. Они способны выполнять ряд действий, в числе которых промывка трубопроводов, всасывание загрязнений за счет работы вакуумного насоса;

— машины каналоочистительные комбинированные с регенерацией – снабжаются узлами каналопромывки и илоотсоса, также имеют систему многоступенчатой очистки засасываемой воды от загрязнений. В отличие от других позволяют повторно использовать промывочную воду после очистки ее от ила и отложений. Вода подается под избыточным давлением.

В практике нашей страны активно используются только первые 3 типа очистительных машин. Однако и машины комбинированного типа с регенерацией начинают применяться. В основном малое распространение машин последнего типа обусловлено их дороговизной. В отечественной практике большее применение нашли илососные машины малой, средней и большой вместимости и каналопромывочные агрегаты на дизельном или двуосном шасси.

Илососные машины

Ведущими рабочими узлами илососных машин являются рукав напорно-всасывающий и мундштук. Последний имеет вид стальной трубы и плотно фиксируется к рукаву. Рукав выводится на стреле-манипуляторе. Многое в работе илососных машин зависит от прочности рукава. Модели отечественного производства пока уступают по качеству и долговечности зарубежным. Однако заметно преимущество в цене, которое незначительно, но покрывает неудобства.

Задействовать илососные машины возможно при очистке от неуплотненных и уплотненных загрязнений. Последние перед всасыванием нуждаются в дополнительном рыхлении и разбавлении. Для разбавления используют обычную воду. Эффективное рыхление достигается методом высоконапорного разрушения отложений струей из гидравлического пистолета, снабженного длинным стволом. Подобные агрегаты принято устанавливать на илососных машинах, снабженных добавочными водяными баками.

Если на трубопроводе имеются участки с большими глубинами, то при невозможности использовать вакуумное всасывание задействуют вакуумное оборудование в комплексе с эжекторным насосом. Последние монтируются на конце всасывающего рукава. Притом илосос работает в паре с одной из каналопромывочных машин. Машина подает воду под избыточным давлением в эжекторный насос.

Каналопромывочные машины

В основе каналопромывочных машин два ведущих рабочих узла. Это эжекторные насосы и комплекс каналопромывочных насадок. Последние необходимы для создания струи воды под высоким напором. Они способны разрыхлять загрязнения для последующего их вывода наружу. Загрязненная вода с растворенными отложениями и илом транспортируется с напорным током к смотровому колодцу. Оттуда откачивается насосами. Насадки каналопромывочной машины перемещаются вдоль трубы вместе с рукавом за счет давления водяных струй.

Насадки для каналопромывочных машин отличаются по функциональным признакам. Возможно выделить:

— проходного типа – предназначаются для прочистки труб разного калибра и первоначальной проходки по сильно загрязненным трубам;

— ротационные – служат для разрушения и удаления твердых отложений в трубах и загрязнений растениями (корнями);

— реверсивного типа – используются для устранения засоров и отложений жирового характера. Могут применяться для профилактической санации;

— донного типа – служат для устранения донных загрязнений в трубах с калибром более 50 см.

Бестраншейные трубопроводы: материалы

Устройство трубопроводных систем бестраншейными методами набирает обороты. Эта технология считается современной и реализуется с участием новейших технических разработок. Для изготовления труб, укладываемых такими методами, пользуются новыми материалами. Распространение получают, как существующие материалы, усовершенствованные композитными добавками, так и появившиеся сравнительно недавно. Хорошо себя зарекомендовали трубы из полимерных материалов – полиэтилена, ПВП, ПВХ.

Среди многообразия полимерных материалов выделяются лидеры использования на трубопроводных сетях коммуникаций. В частности большое распространение получил полиэтилен. Он применяется для прокладки трубопроводов как бестраншейными, так и традиционными методами. На его стороне относительно низкая итоговая стоимость, гибкость, легкость, удобство монтирования, возможность формирования плетей за счет соединения в стык при помощи муфт или сварного шва. Также ПЭ устойчив к постоянным гидравлическим нагрузкам, невосприимчив к коррозии и ржавлению, не склонен к образованию отложений.

Сам по себе полиэтилен является веществом искусственного происхождения. В его основе – цепь молекул. В зависимости от того, как расположена цепь, и ее длины возможно достигать различных свойств материала. Отмечается возможность долгого использования ПЭ труб. Они не склонны к коррозии и способны выдерживать высокое гидравлическое напряжение. По оценкам специалистов трубы ПЭ могут служить не меньше 48 лет. Принято классифицировать трубы ПЭ в рамках 3 поколений. Соответственно трубы первого поколения менее устойчивы, нежели трубы третьего поколения. Однако это не означает, что необходимо применять исключительно трубы высшего порядка. Существующие изделия подходят для определенных условий и проявляют себя как нельзя эффективней. Для оптимальной работы необходимо учитывать технические, физические и внешние факторы окр. среды.

Трубы из ПЭ имеют свои конструктивные и технические особенности. Их надо учитывать при формировании линии коммуникаций из этого материала. В частности трубы ПЭ более растяжимы. Как результат, при расчете трубопровода и мест расположения стыков надо принимать к сведению возможные линейные удлинения материала и сокращать их влияние по мере возможности.

Малокалиберные полиэтиленовые трубы

Трубы ПЭ с малым калибром стали выпускаться сравнительно недавно. Однако развитие идет своим чередом и можно с уверенностью сказать, что в нашей стране их производство налажено по всем параметрам. Продукция отечественных фирм не уступает по качеству зарубежным. Также постоянно ведутся исследования и поиск новых решений.

Ход изготовления труб ПЭ непрерывный. Алгоритм такой:

— сначала получают расплав полиэтилена в экструдере;

— далее формируются трубные заготовки;

— заготовки калибруются под действием охлаждающей поверхности калибра;

— далее калиброванная труба охлаждается полностью в вакуумной ванне;

— производится резка трубы по мерке;

— трубы направляются на складирование и дальнейшую реализацию.

Встречаются различные модификации труб ПЭ. К примеру, возможно выделить вариант изделий, у которых наружная поверхность покрыта слоем защитного минералонаполненного полиолефина. На стороне таких труб повышенные механические и прочностные свойства. Они преимущественно прокладываются в сложных грунтах или задействуются для санации устаревшего трубопровода с заменой изношенных участков трубами. Использование модифицированных труб при релайнинге (замене) обусловлено тем фактором, что при протяжке лебедками на поверхности таких труб практически не остается повреждений, вызванных трением о стенки ремонтируемого трубопровода. Притом трубы обычные часто страдают даже при максимально аккуратном монтировании. На их стенках остаются трещины, заусенцы, заломы. Это впоследствии может привести к преждевременному выходу из строя участка после реновации.

Рынок строительных материалов представляет различные варианты труб ПЭ для самого капризного потребителя. Помимо отечественных изделий, возможно выделить неплохие варианты труб ПЭ от европейских и американских фирм. К примеру, при строительстве коммунальных сетей широкое распространение получили трубы «Сп.», «Вэйв.», «Випл.р», «UP.».

Трубы ПЭ марок «Випл.» и «Сп.»

Изделия данных марок принадлежат финскому изготовителю, компании PIPE. Они сочетают в себе финское качество и европейскую практичность. Специалисты этой северной страны учли сложные грунтовые условия, где предстоит работать трубам, потому они отличаются прочностью и долговечностью. Отличительной особенностью изделий марки «Сп.» является наличие кольцевой формы стенки. Как результат, проявляется дополнительная жесткость и прочность. Притом трубы не утяжеляются, как это бывает при других методах укрепления.

Трубы этих марок удобны при стыковании. Они дают возможность реализовывать все доступные методы соединения – сварной шов и стыкование муфтами. Сварной стык является наиболее удачным вариантом, поскольку обеспечивает максимальную прочность и герметичность. Трубы ПЭ большого калибра принято стыковать резьбовым соединением.

На стороне резьбового и сварного способов стыкования быстрота монтирования отрезков, отсутствие необходимости в добавочных фасонных деталях, возможность формирования больших плетей для введения в трубопровод, сохранение небольшого диам. стыка.

Трубы ПЭ марки «Випл.»

Данный вид труб отпускается от производителя в виде независимых модулей. Их длина обычно не превышает 50 см. Калибр может быть разным в рамках модельного ряда. Такие трубы легко размещаются в смотровых колодцах. Притом не требуется колодцы расширять или демонтировать. Это существенно ускоряет время СМР и избавляет от лишних технических мероприятий. Трубы имеют узкий раструб. Это облегчает их стыкование всеми предусмотренными методами. Стык образуется герметичный и прочный. Притом каких-либо существенных усилий прилагать не требуется. Работа с данными трубами заметно разгружает монтажную бригаду.

Трубы полиэтиленовые двухслойные гибкие модели «UP.»

Данная модель труб широко применяется для реновации сетей водоотведения и канализации с калибром до 30 см. Они имеют двухслойные стенки. Наружный слой – гофрированный, внутренний – гладкий. Стыкование обеспечивается муфтами, либо за счет встроенного заводского нагревательного элемента. Последний располагается на одном из концов трубы. За счет него появляется возможность сваривать трубы в протяженные плети, либо отдельными секциями заданной по техническому регламенту длины. Сварка производится прямо на месте, что также существенно ускоряет и облегчает СМР.

На стороне труб данной модели высокая механическая прочность на удар и растяжение и большой допустимый радиус изгиба. Указанные характеристики играют на руку при восстановлении трубопроводов из вертикального люка или колодца. Плети можно вводить прямо через технологическое отверстие без дополнительных мер по расширению или вскрытию трубопровода.

В ходе реновационных работ трубы протягиваются в канал через колодец и фиксируются заполняющим раствором. Он подается в пространство между трубой и поверхностью основного канала. Для заделки чаще пользуются раствором на цементной основе. Трубы ПЭ используются для реновации изношенных трубопроводов, однако о повсеместном применении говорить не приходится. Во многом это связано с тем, что при таком способе восстановления утрачивается часть полезного диам. трубопровода, снижается его пропускная способность. Это невыгодно для некоторых систем, а также не может применяться там, где требуется, наоборот, увеличить пропускную способность в связи с ростом загруженности линии. В таких случаях требуется рассматривать другие методики реновации и восстановления. В частности, берстлайнинг, который проводится с разрушением старого канала и последующем протягиванием ПЭ трубы в уплотненную скважину.

Раструбные ПЭ трубы «Pr.» от компании «Рп.»

Изделия от этого производителя успешно зарекомендовали себя на рынке. Трубы изготовлены из блоксополимера полипропилена. Благодаря особенностям этого материала они сочетают в себе легкость с повышенной ударной прочностью. Трубы могут применяться для устройства водоотводящих сетей даже в сложных и склонных к промерзанию грунтах. Это выгодно отличает их от прочих типов труб, представленных на рынке.

Трубы «Pr.» имеют раструбный стык. Как результат, они как нельзя лучше подходят для прокладывания бестраншейным способом. Их можно тянуть в старый трубопровод без опасения повреждений. Стойкость внеш. стенки обусловлена свойствами полипропилена. Трубы устойчивы к абразивному износу.

Для труб «Pr.» требуется минимальное усилие протягивания. Это достигается за счет их малого веса. Притом возможно формировать модули разного калибра. Крупнокалиберные трубы также отличаются сравнительно небольшим весом.

Трубы возможно использовать для забутовки. Они имеют ребристую наружную поверхность. Когда пространство меж трубами заполняется цементным раствором, образуется прочная сцепка, что позволяет сократить возникновение дефектов и подвижки труб в процессе эксплуатирования.

Техники строительства трубопроводов с размещением в грунте. Плужный метод

Разработан метод бестраншейной закладки коммуникаций в грунте при помощи специального плуга. Он получил название плужного метода. Трубопровод закладывается секциями и стыкуется муфтовым соединением. Плужный метод активно применяется в зарубежной практике и в нашей стране.

На стороне методики меньший наносимый вред окружающей среде, возможность прокладывать линию без разрушения грунта и последующих восстановительных работ, большая гибкость в плане механизации, экономия средств. Чаще всего плужный метод задействуют для укладки коммуникаций калибром в 30 см. и на глубинах до 1,8 м. Отмечается безопасность для окр. среды даже при прокладке труб под зеркалом грунт. вод без производства отводящих процедур. В целом земляные работы в ходе плужного метода занимают малый процент от общего объема СМР. Это выгодно и с точки зрения материальных, и энергетических затрат.

Суть описываемой методики плужного метода состоит в затягивании трубопровода в грунте с единовременной заготовкой шахты. Заготовка шахты проводится специальным плугом. Он плавно перемещается внутри и формирует узкий проход, достаточный для размещения трубы соответствующего калибра. Следом за плугом тянется трубопровод. Его закладывают секциями постепенно. Стыковка проводится муфтами, последовательно. Передвижение плуга проводится за счет работы тягача. С ним плуг стыкуется при помощи стального троса, кот. наматывается на барабан лебедки. Современные варианты плугов модернизированы. Как следствие, возможности у таких агрегатов достаточно широкие. Устройства позволяют заталкивать не только трубы из пластика, но и секции труб из чугуна со стыковкой муфтами или снабженные тяговым замком с продольным замыканием. Прокладка чугунных труб с замками является перспективным направлением развития строительства коммуникаций, потому такая возможность оставляет за плугом существенные плюсы. Скорость протяжки чугунных секций плугом составляет от 6 до 10 м. в мин.

Процедура прокладки трубопровода начинается с настройки плуга. На его лемехе монтируют расширяющуюся головку. Она имеет замок для стыковки трубных секций. Прокладка проводится из стартового котлована. Заготовляются 2 котлована. Второй выполняет роль приемного. Собственно заготовкой котлованов и заканчиваются земляные работы при использовании плужного метода.

В стартовом колодце надлежащим образом оформляется откос стенок. Это необходимо для последующего люфта муфтового соединения. Втягивают в колодец звено чугунной трубы, перемещают его до заданной глубины прокладки. За счет усилия канатной лебедки лемех плуга продвигается и вытесняет головкой грунт. Создается пространство для размещения трубы (скважина). В нее затягивается плеть. Грунт, удаленный из скважины, выводится работой транспортера. На местности его закатывают землеройными машинами или виброкатками.

При прокладке в трубах возникают нежелательные явления, которые могут повредить оболочку. Для этого пользуются заполняющими растворами, кот. уменьшают силу трения. Растворы вводят между наружной стенкой трубы и грунтом. В качестве заполняющего раствора применяют суспензию бентонита. Суспензию заготовляют заранее и доставляют на место СМР в автоцистернах. По мере прокладки раствор вводится постепенно, автоцистерна при этом продвигается параллельно работе плуга.

Трубы малого калибра допускается прокладывать прямо с барабана, который размещается на тягаче. Они стыкуются с плугом через замок.

Грунт на местности может быть неоднородным. В плотных грунтах сопротивление протягивания возрастает в несколько раз. В результате работы плуга может быть недостаточно для его преодоления. В таких случаях пользуются модифицированным вариантом технологии. Здесь откопку траншеи проводят устройством роторного типа. Далее в ней прокладывается труба в положении, предусмотренном проектом. Удаленная из забоя почва используется для обратной засыпки.

Методика плужной закладки трубопроводов нуждается в грамотном предварительном расчете. На этом этапе проводят сверку материальных затрат, готовят технологию, осуществляют исследование условий грунта на местности. Почву на местности подвергают комплексному анализу. Проводится зондирование и забор проб шурфованием. Наиболее эффективным метод плуга считается для грунтов, которые могут быть легко подвергнуты вытеснению. В остальном прокладка будет зависеть от массы факторов, к которым можно отнести материал труб, их калибр, условия окр. среды, характер грунта.

Лидерами по реализации плужного метода являются европейские страны. Впервые методика освоена в Германии. Там был проложен сельский водопровод. Качество работ и их результативность повлияли на расширение ее использования. С тех пор методика усовершенствовалась, возросло количество успешно сооруженных объектов таким способом. Отмечаются многочисленные положительные моменты от применения плужного метода. Он перспективен для работ в хорошо вытесняемых грунтах, где позволяет справляться со значительно меньшими затратами, гораздо быстрее. Возможно задействовать методику для прокладки трубопроводов разного типа из разных материалов. Калибр также можно скорректировать согласно требованиям проекта и условиям среды.

Исследования и проведенные измерения дали возможность утверждать, что плужный метод возможно задействовать для сооружения напорных трубопроводов. Вывод сделан, поскольку отклонения от требуемого положения сети составляет допустимый предел в 5 см. Однако это не допустимо для трубопроводов безнапорных. Они должны быть проложены со строгим соблюдением уклона.

При прокладывании трубопровода плужным методом необходимо проводить засыпку грунта и выравнивание изъятым из забоя грунтом. Выводы сделаны на основе практического опыта и исследований. В ходе последних проводились замеры и оценка положения трубопровода после подсыхания грунта. Замечена тенденция к просадке почвы в месте заложения трубопровода. Это может оказать нежелательные изменения в коммуникациях. Для предотвращения и пользуются техникой засыпки.

Прокладывать трубопроводы плужным методом возможно при задействии зарубежных моделей трубоукладчиков и отечественных. Последние отличаются возможностью работать по заболоченным и переувлажненным грунтам. Зарубежные модели отличаются малыми габаритами и способны работать даже в ограниченных пространствах.

Методика отличается простотой реализации и не предъявляет особых требований к уровню подготовки персонала, который будет осуществлять СМР. Это важно для небольших компаний и местных хозяйств, которые могут проводить закладку коммуникаций своими усилиями. Это значительно экономит время на поиск бригады и сокращает затраты.

Некоторые модели трубоукладчиков позволяют работать с параллельным смещением рабочего органа относительно продольной оси. Этот факт играет на руку при прокладывании коммуникаций в ограниченном или загруженном пространстве, к примеру, по обочине шоссейных дорог, у стены здания, вдоль оси уже существующего трубопровода.

Методика устройства трубопровода с использованием технологии ГНБ

Среди практик подземного заложения коммуникаций выделяется технология ГНБ. Впервые она была освоена в США в 70-е годы прошлого века. За этот период методика претерпела изменения в пользу совершенствования. Появились новые производительные агрегаты для ее реализации. Первоначально ГНБ использовалась только для заложения тонких кабельных сетей и устройства переходов через дороги и мелкие водные преграды. Теперь с ее помощью можно выполнять целый комплекс работ по бестраншейной прокладке. ГНБ задействуют при сооружении коммуникаций газо-, водоснабжения, канализации. Широко применяется технология при сооружении городских ливневых сетей и промышленных систем. На стороне методики ее универсальность. ГНБ возможно задействовать для прокладывания труб из различных материалов, а также разных калибров. Стоит выделить возможность единовременной затяжки труб из полимеров и стальных. Это может пригодиться при сооружении переходов, а также при закладке полимерных трубопроводов в стальных защитных футлярах. Ср. расстояние прокладки при такой технологии составляет 400 м. В рамках методики выделяется возможность работать с минимальными затратами на земельные работы. И сами объемы раскопок также очень малы. Чтобы полноценно проложить трубопровод, достаточно заготовить 2 котлована. Первый выполняет роль установочного. В нем размещается оборудование, из него затягивается труба. Второй является финишным. В нем принимаются трубы, проводятся некоторые работы. Малые объемы земельных работ позволяют не привлекать тяжелой техники. Достаточно минимального технического оснащения.

В настоящее время методика ГНБ перестала быть чем-то сверхъестественным. Она применяется повсеместно для устройства магистральных, промышленных, городских линий. Задействуют ее и при строительстве частных сетей. Особенно она востребована для сооружения индивидуальных водопроводов, канализаций, отводов от магистральных линий. Доступность технологии позволяет получить подобные услуги практически любым домохозяйствам. Оборудование для ГНБ отличается компактностью, вследствие чего работает даже в стесненных условиях.

Агрегаты для ГНБ проходят этапы совершенствования. На них также оказывает влияние современный прогресс. Теперь они – многофункциональны, способны комплектоваться с другими устройствами с целью расширения функционала и выполнения разных видов работ. Так успешно комплектуют ГНБ установки с раскатчиками. Последние в системе выполняют роль расширителя пилотной скважины и устройства для затяжки трубы. Результатом подобной коммуникации нескольких устройств является существенная экономия затрат, а также сокращающиеся в разы сроки работ, поскольку несколько действий теперь возможно производить за один прием.

Годы практики дают возможность выделить несомненные достоинства технологии ГНБ в сравнении с прочими методиками заложения трубопроводов в толщу грунта. Они характеризуются так:

— для СМР не требуется раскапывать протяженные траншеи. Как результат, отпадает необходимость в найме тяжелой техники: экскаваторов, бульдозеров;

— отсутствие раскопок означает и отсутствие разрушений на местности. В условиях города восстановительные работы обходятся компании в значительную сумму. С использованием ГНБ эту статью расходов возможно свести к минимуму;

— ГНБ можно использовать для устройства переходов через жд пути, автодороги без разрушения. Сокращаются расходы на восстановительные работы, исключается необходимость остановки движения по участку. Таким способом возможно преодолевать и малые водные преграды, овраги, другие коммуникации;

— с использованием ГНБ прокладка частных коммуникаций к домам, расположенным на крутых склонах, перестает быть проблемой;

— добавочное заглубление трубопровода не приводит к увеличению расходов на СМР, тогда как открытый способ всегда сопровождается таковым.

Отмечают достоинства ГНБ в практике восстановления и ремонта трубопроводов. С помощью установок для бурения становится возможным в короткие сроки затягивать в существующие системы полимерные трубопроводы с уменьшением или сохранением калибра. Проводят СМР по введению единовременно нескольких кабелей или трубок в существующую систему, а также параллельную прокладку трубопроводов или тех. кабельных систем для управления объектами. Притом отмечается, что методика позволяет сохранять рельеф на местности, не нарушает почвенный горизонт, сохраняет дорожное и жд полотно даже при бурении с малыми глубинами.

Агрегаты для ГНБ отличаются высокими показателями производительности и надежностью. Вне зависимости от их мощности, установки в состоянии бурить скважины 20 см. в диам. в сложных грунтах, скальной породе. Это дает устройствам значительное преимущество среди прочих способов и механизмов. Особенно, когда предстоит прокладка трубопровода в гористой местности.

С учетом показателя силы тяжения агрегаты для ГНБ классифицируют на 4 типа:

— мини (от 0 до 100 кН);

— миди (100-400 кН);

— макси (400-2500 кН);

— мега (больше 2500 кН).

СМР в городских условиях требуют особого подхода. Связано это с ограниченностью пространства и насыщенностью коммуникациями и прочими инженерными объектами. Потому для прокладывания полимерных труб в городе используют мини-установки ГНБ. Проколы осуществляют миди-установками. Установки типа макси применяются для прокладывания магистральных сетей с большим калибром (водоподающих, канализационных, газовых). Также макси установки могут участвовать в строительстве переходов ч\з сложные препятствия и протяженные, а также через инженерные объекты и др. коммуникации. Установки мега типа применяются для прокладывания магистральных трубопроводов большого калибра. Обычно это транспортные сети.

Агрегаты ГНБ могут быть самоходными или существовать в комплексе с транспортным механизмом. Самоходные установки обычно снабжаются гусеничным ходом. Размещать устройства возможно на заготовленной грунтовой площадке, которую разравнивают и утрамбовывают. Добавочно устройства возможно закреплять анкерными болтами. Они придают устойчивости при работе и предохраняют от вибрации. Если требуется обеспечить доступ к заданной глубине из какого-либо участка, сооружают котлован. Его размеры должны быть достаточными для размещения буровой установки соотв. типа. Формируется и второй котлован, который выполняет роль приемного. Для заготовки котлованов привлекают экскаваторы и др. технику. В целом объем земельных работ при ГНБ невелик.

Ход бурения контролируется пультом ДУ. Он выносится за пределы котлована. Вместе с пультом присутствует система локализации. Она устанавливается на современных агрегатах. Благодаря передатчику оператор может контролировать продвижение бурового инструмента в грунте. Система локации служит также для определения глубины, обнаружения препятствий, твердой породы, коммуникаций. Важно учитывать и минимальный изгиб штанг и труб. Он высчитывается, исходя из типа установок, особенностей линии, местности, р-ров котлована.

С использованием методики ГНБ возможно прокладывать и металлические трубы. В ходе СМР учитывается присутствие у трубы наружной устойчивой и антикоррозийной оболочек. Это делается для того, чтобы удостовериться в том, что труба не будет повреждена в процессе прокладывания. Защиту труб обеспечивают нанесением слоя полиэтилена. При стыковании обязательна обработка сварного шва. Для этого используют эпоксидную смолу и стекловолокно в комплексе.

Когда для БПТ применяются трубы из полимерных материалов, требуется рассчитывать тяговые нагрузки. Они не должны быть превышены, поскольку это чревато повреждением труб. Нагрузки на растяжение учитываются как в отношении самой трубы, так и сварных швов и стыков. Именно сварные соединения принимаются за основу, поскольку это наиболее частый способ стыкования полимерных труб на местности. Учитывать следует и тот факт, что трубы из полимеров более склонны к порезам при протягивании, чем металлические. Возникновение трещин, заломов, порезов происходит от механического воздействия породы, твердых включений, камней, посторонних предметов, в результате трения. Эксплуатировать поврежденные трубы в дальнейшем нецелесообразно, а повторная замена существенно увеличить затраты. Потому еще на начальном этапе требуется учитывать все нагрузки и использовать трубы с защитным слоем достаточной толщины (и даже с запасом). В таком случае порода и каменистые включения будут воздействовать лишь на защитный слой, тогда как рабочая часть трубы останется неприкосновенной и будет выполнять свою функцию в полном объеме.

Методика строительства трубопроводов с использованием технологии ударно-импульсного продавливания. Пневмоударные машины и пробойники

Различают методику разработки грунта для последующего прокладывания коммуникаций с помощью ударно-импульсных пробойников и пневмомашин. Она давно применяется за рубежом и теперь достигла нашей страны. УИП является одним из частных случаев БПТ и позволяет проводить работы с минимальными раскопками и при более низких затратах. На данный момент УИП успешно осваивается во многих странах. Компании стараются привнести свои идеи в развитие процесса и его совершенствование. В РФ институт горного дела разработал целую линейку современных пневмоударных машин, которые способны работать в различных условиях. Механизмы выполняют самые разные работы: забивку труб по калибрам, горизонтальную прокладку футляров из стали, сооружение переходов ч\з дороги, коммуникации и водные преграды, прокладку линий под зданиями и ч\з инженерные сооружения.

УИП по забивке труб в грунт осуществляется в несколько последовательных этапов. Их можно описать следующим образом:

— сначала проводится заготовка котлованов. Заготавливают стартовый котлован, который используется для ввода оборудования и труб, и приемный – для вывода труб;

— размещается оборудование – установка для продавливания или забивки;

— монтируются направляющие, опорная плита, которая принимает ударные нагрузки и передает их на трубу;

— проводится стыковка молота пневмомашины с плитой;

— проводится забивка;

— по мере продавливания из забоя удаляется грунт (возможно ручное удаление, либо с помощью техники);

— проводится стыкование отрезков труб;

— по завершении ведутся оценочные работы и восстановление покрытия на местности.

Отмечаются преимущества пневмомашин в том, что они позволяют работать даже на небольших глубинах. Притом не происходит просадки грунта или разрушения поверхностного слоя. УИП и агрегаты для него отличаются малым уровнем вибрации, благодаря чему могут использоваться в городских условиях без угрозы коммуникациям.

При устройстве сетей в грунте активно используются пробойники. Они, в отличие от пневмомашин, применяются для разбуривания горизонтальных скважин малого калибра. Также возможно заготавливать вертикальные скважины (шахты) и под наклоном. Единовременно с заготовкой канала тянут трубу. Это сокращает сроки работ как минимум в двое. Забивка труб осуществляется при открытом торце трубы – по движению, а при закрытом – при участии спец. конуса, выполненного из твердого металлосплава.

Подбор методики для забивки зависит от массы факторов. Приходится учитывать состояние грунта, его особенности, плотность, наличие каменистых включений, других коммуникаций, препятствий. Важно рассчитать и способность грунта реагировать на деформацию. По грунтам плотным трубы забивают с открытым торцом. Притом работы периодически останавливают, чтобы удалить скопившийся грунт и охладить установку. В сыпучих грунтах возможно забивать трубы закрытым торцом. Притом к задней части пробойника в сыпучих грунтах можно сразу фиксировать нить трубопровода и затягивать ее по мере продвижения. Единовременная затяжка рекомендуется в сыпучих грунтах, поскольку они плохо держат форму. Заготовленная скважина осыпается и работы по ее формированию приходится проводить заново. При одновременной затяжке такая проблема исключается.

Техника микротоннелирования

Среди описываемых методик заложения трубопроводов в грунте возможно выделить практику микротоннелирования. Ее задействуют для прокладывания новых трубопроводов в неосвоенных грунтах и для восстановления и реновации существующих коммуникаций. При реновации старый трубопровод может разрушаться прямо в канале и использоваться в качестве добавочного инструмента защиты нового трубопровода. Все работы по реновации проводятся единовременно (разрушение, вдавливание, затягивание). Как результат, сокращаются сроки СМР, уменьшаются затраты, возрастает качество прокладки.

При разрушении существующего трубопровода обязательно используют буровой раствор для снижения трения и уменьшения риска повреждений.

СМР по микротоннелированию проводятся с участием микропроходческих комплексов. Последние снабжаются системами транспортирования отработанного грунта, локализационным оборудованием, ножами из прочных сплавов для эффективной разработки грунта. Вывод грунта на поверхность, в зависимости от модели МПК, может осуществляться при участии шнековой машины или устройства на гидропригрузе. При задействии шнековых грунто-удалителей отработка выводится работой шнека в сторону стартового котлована, а далее на поверхность. Устройства с гидропригрузом работают несколько по-другому. Их принято применять для сильно наводненных грунтов. Отработка смешивается с водой и превращается в суспензию. Далее ее откачивают и выводят на поверхность по трубам.

В процессе затяжки трубы в скважину требуется соблюдать технику стыкования секций между собой. Правило действует для всех материалов без исключения (металлов, полимеров, керамики, композитных труб). Стык должен производиться без возникновения раструбов, выступов. В противном случае в ходе затяжки могут возникнуть проблемы и повреждения. Когда затягиваются трубы с толстыми стенками, их соединяют при помощи уступов. Они представляют собой специального типа разъемы. Выпускаются в разных конфигурациях. Благодаря уступам, становится возможным обеспечить должную герметизацию.

Вариант стыкования подбирается, исходя из допускаемых нагрузок и равномерного распределения оных по всему периметру стыка. Передача усилия должна быть равномерной в отношении обеих труб.

При стыковании важно соблюдать качество соединения. Поверхность стыка должна быть однородной, гладкой, не иметь дефектов, выступов, трещин. Соблюсти указанные условия возможно следованием всем этапам технологии. Учитывают особенности материалов, применяют дополнительные меры. Так трубы керамические перед стыкованием подвергают машинной обработке. В ходе нее на торце образуется профиль с выемкой. Она позволяет более плотно подогнать кольцевую вставку. Вставка уплотнителя изготавливается из модифицированного каучука. Он отличается стойкостью к отложениям, воздействию химических и микробиологических факторов. Благодаря этому, вставка сохраняет свою целостность и свойства на протяжении всего срока эксплуатирования. Выбор толщины вставки зависит от калибра труб, которые требуется соединять.

Процесс микротоннелирования имеет свой алгоритм. Его возможно описать по следующим пунктам:

— сначала проводятся оценочные работы, грунтовые исследования, на их основе составляется план СМР, подбираются технологии и оборудование;

— далее на местности определяются места формирования вертикальных шахт, в которые затем будут инсталлироваться МПК. Шахты должны иметь плотное и ровное основание и укрепленные стенки. Кроме того, должны быть предусмотрены условия для демонтирования оборудования по окончании СМР;

— проводится инсталляция опорной плиты, которая должна выдерживать силу продавливания;

— по завершении установки оборудования проводится его настройка;

— скважину проходят с применением МПК. Скважина может быть горизонтальной или с углом наклона. Единовременно осуществляется выемка грунта транспортерами;

— проводится продавливание трубы в скважину. Притом используется буровой раствор, кот. сокращает трение и предотвращает возможные повреждения трубы;

— осуществляется контроль трассы и при необходимости траектория корректируется.

В основе процесса микротоннелирования лежит работа МПК. Это комплексы, которые способны проделывать в грунте скважины для закладки труб заданного калибра. Со времени своего появления МПК претерпели значительные изменения. Они стали более функциональными, быстродействующими и надежными. Ведущими производителями подобных агрегатов являются европейские фирмы. Их модели отличаются качеством сборки, высокой производительностью. Наиболее интересной технологией, реализуемой с применением МПК, является продавливание труб большого калибра. Притом сложность условий также оказывает влияние. МПК способны прокладывать трубы в скальных грунтах, на сложных трассах, регулировать наклон. Отмечается удобство МПК в плане прохождения плотной городской застройки.

При участии МПК возможно прокладывать трубопроводы в сложных условиях. В том числе, под зданиями, под коммуникациями, в плотных грунтах, в условиях городской застройки. МПК позволяют задавать необходимый калибр труб. По мере продвижения секции труб стыкуются между собой. Стыкование проводится сваркой. Именно этот способ наиболее выгоден по всем параметрам.

При сложных трассах допускается применять промежуточные домкратные станции. При продавливании также используют в обязательном порядке буровой раствор. Он позволяет сокращать трение в системе и предотвращать повреждения труб.

Успешная реализация проектов с участием МПК дает возможность утверждать, что этот способ является наилучшим для прокладывания трубопроводных систем в сложных условиях и в плотной городской застройке. В сравнении с другими методами микротоннелирование выигрывает при работе в сложных условиях.

© 2019, wpadmincheg963. Все права защищены.