Техника для прокладки трубопровода методом безвибрационного вытеснения грунта
Методика получила название берстлайнинга. Разработана она в Швеции. В европейских странах берстлайнинг применяется активно и приносит положительные результаты. Наиболее целесообразным берстлайнинг считается, когда требуется провести санацию сильно изношенных сетей или при необходимости увеличения пропускной способности системы.
Методика задействуется для реновации труб диаметров от 20 до 90 см. Суть берстлайнинга в том, что изношенный трубопровод разбивается на части и вдавливается в грунт при помощи специальных установок. На его месте укладывается полимерная труба. Секции полимерных труб вводятся постепенно отдельными отрезками. По мере затягивания они свариваются между собой, образуя полноценные трубопроводы.
СМР по реконструкции участка изношенного трубопровода осуществляются в промежутке между колодцами или котлованами. Для раскопки котлованов применяют соответствующую технику – экскаваторы, бульдозеры. Если сеть предполагает наличие удобно расположенных смотровых колодцев, то работы по реновации проводят через них. Это в разы удобнее, чем способ со вскрытием котлованов. Первый колодец выполняет роль стартового. Через него внутрь полости трубопровода вводится разрушающая головка оборудования. Через трубы пропускаются пневматические и гидравлические шланги. Разрушитель дробит изношенный трубопровод на части, а расширитель формирует в грунте скважину. В нее затягивают полимерные трубы, сваривая их в плети. Допускается в качестве новых труб применять трубы из полимерных материалов – ПВП, ПНД, ПЭ, также прессованные трубы, имеющие прединсталлированный разъем штекерного типа.
И расширитель, и подающее устройство снабжаются гидравлическим приводом. Введение полимерных труб в изношенный трубопровод осуществляется постепенно. Важно избегать рывков, которые могут привести к случайному повреждению защитной оболочки труб или расхождению мест сварки. Управление разрушителями и протягивающими установками осуществляет оператор. Он работает дистанционно. Также современные машины работают в комплексе с видеооборудованием, которое позволяет в реальном времени контролировать режим протягивания.
Основа берстлайнинга состоит в принципе вытеснения грунта. В результате методика лишена посторонних вибраций и толчков. Расширитель представляет собой рабочий инструмент, который имеет 4 раздвижных ножа. Под действием ножей старый трубопровод дробится на части. При помощи расширителя эти части вдавливаются в грунт. В результате образуется единое полое пространство в грунте, которое может вместить трубу из полимерного материала заданного калибра. Когда расширитель достигает приемного колодца, его вынимают. Труба фиксируется к расширителю при помощи специального раструба. В результате процессы разрушения, расширения и протягивания осуществляются единовременно. Это оказывает положительное воздействие на экономию усилий, средств и времени. СМР возможно проводить в более короткие сроки, чем это было при задействии традиционных технологий с изъятием старых труб и прокладкой новых. При помощи берстлайнинга возможно увеличивать при необходимости калибр существующих трубопроводов без проведения раскопок и выемки труб. Все операции проводятся бестраншейно.
Методика точечной реновации трубопроводов с использованием бандажей, смол, специальных вставок
Методики бестраншейного ремонта отличаются универсальностью и обилием всевозможных вариантов реализации технологии. Встречаются и по-настоящему оригинальные решения. В данной статье мы приведем распространенные и интересные технологии, которые применяются при заложении новых и реновации существующих коммуникаций.
Разработана методика реновации изношенных трубопроводов способом обработки внутренней полости трубы водноэпоксидными суспензиями. В основе такой суспензии эпоксидная смола, которая комбинируется с полимерными заполнителями и армируется стекловолокном. В результате получается прочная облицовка, которая твердеет под действием реагента и образует герметичную поверхность, практически не изменяя калибр трубопровода. Возможно укладывать покрытие толщиной от 0,5 до 0,72 мм. за 1 проход. Подбор осуществляется, исходя из степени поврежденности труб и их технических особенностей.
Существует методика локального ремонта с помощью пенного покрытия на смоляной основе. В основном технологию используют для восстановления вертикальных трубопроводов или коммуникаций на сужающихся отрезках, на трубах с нестандартными калибрами.
Для восстановления трубопроводов, имеющих щели и трещины в местах стыковки или по периметру, пользуются различными растворами. В основном в их основе смолянистые вещества и полимерные. К примеру, акриловые смолы, полиуретановые, эпоксидка. В смолы добавляют стекловолокно для армирования или прочие полимерные добавки. Введение смолистого раствора в повреждения осуществляется работой специальных устройств. Контроль за процессом ведется при помощи телекамер или роботизированных установок.
Стальные трубопроводы ремонтируют способом оцинкования холодным способом. Такой вариант позволяет осуществить антикоррозийную обработку труб и придать им дополнительную прочность. В качестве покрытия используется однокомпонентный цинковый состав, разработанный бельгийскими специалистами.
Цинковое покрытие реализует эффективную катодную защиту, которая предохраняет стальные трубы от коррозии. Помимо метода холодной оцинковки возможно проводить защиту горячим оцинкованием, пассивной обработкой. Неплохие результаты показывают обычные цинкосодержащие краски.
Использование методов оцинкования и окрашивания образует на поверхности трубопровода пленочное покрытие. Оно не уменьшает калибр трубопровода и не сказывается на его пропускной способности. Краски и цинковую пудру возможно наносить быстро, с использованием специальных распылителей. Ход распыления корректируется при помощи телеоборудования, введенного в полость трубы. Окрашивание и оцинкование позволяют восстанавливать трубопроводы после повреждений защитного покрытия, придавать им добавочную прочность, увеличивать срок службы.
Проводить точечный ремонт коммуникаций возможно методикой затягивания трубчатых вкладышей. Они имеют вид рукава и обладают слоистой структурой. Вкладыш может подбираться в соответствующем калибре в зависимости от особенностей трубопровода. Ввод вкладыша в санируемый участок осуществляется при помощи пакера. Вкладыш приклеивается и подвергается процедуре вулканизации (отвердеванию). В результате он прочно приклеивается и образует качественное покрытие заделки, восстанавливая герметичность трубопровода.
Разработана методика восстановления локальных повреждений трубопроводов при помощи вставных гильз. Они имеют цилиндрическую форму и выполнены из 2 слоев материала. 1 слой ремонтной гильзы выполнен из листовой НРС, а 2 – из листового полиуретана. Перед спуском гильзы через смотровой колодец в полость коммуникации слой из полимерного материала обрабатывается клеящим веществом. Вещество также имеет полимерную основу. Клеевый состав расширяется, заполняя собой все пространство. В результате закупориваются даже мелкие поры, что способствует улучшению герметичности. Состав затвердевает в течение нескольких минут. Количество вещества для склеивания определяется в зависимости от типа трубопровода, калибра гильзы, ее длины.
СМР по монтированию ремонтных гильз заключаются в инсталляции их на специальный цилиндр пневматического типа. Он имеет съемную ходовую часть. С помощью цилиндра гильза вводится в полость трубопровода через люк или входной котлован. Работой обычной лебедки пневмоцилиндр затягивается внутрь до необходимого положения. Затяжка контролируется телекамерой. Когда гильза доходит до места повреждения, ее устанавливают и приклеивают. Все работы контролирует оператор дистанционно. Когда гильза установлена, оборудование выводят из полости трубопровода. Производители предлагают различные варианты гильз разного калибра. В результате возможно проводить ремонт широкого числа трубопроводов.
Помимо самих труб, в коммуникациях существуют и другие объекты, которые нуждаются в ремонте и подвергаются износу. В частности большое внимание необходимо уделять ремонту колодцев. Они оказывают большое влияние на работу систем в целом. В частности важно восстанавливать колодцы для предотвращения инфильтрации воды и загрязненных жидкостей в трубопроводы водоснабжения. Все колодцы должны быть герметичными и недоступными для попадания воды, посторонних предметов, мусора, химических веществ.
На практике известны 2 ключевых способа восстановления смотровых колодцев коммуникаций:
— герметизирование при помощи растворов на смоляной основе или полимерных. Проводится при помощи инъекций;
— формирование внутренней обделки колодцев.
Возможно проводить герметизацию смолой. Для колодцев применяют те же материалы, которые задействуются для герметизации трещин на трубах. Активно используются акриловые растворы и растворы на основе полиуретана. Для герметизации растворы нагнетают при помощи устройств через сопла. Стенки колодца возможно заделывать методикой впрыскивания.
Если применяются растворы на основе полиуретана, то их возможно инъектировать без присутствия катализаторов. Они свободно связываются с водой и могут применяться там, где есть свободная вода. Притом в ходе инфильтрации грунт вокруг колодца превращается в плотную преграду, которая образует непроницаемый слой, препятствующий проникновению внутрь колодца грунтовых вод и посторонних веществ.
Зарубежные компании активно используют для реновации колодцев акриловые растворы или растворы на основе полиуретана. Притом как для локальной, так и для сплошной герметизации. Используются аналогичные растворы и для реновации других инженерных конструкций.
Алгоритм СМР включает разбуривание скважин в соответствии с технологическими регламентами. После в них проводятся инъекции растворов, создавая тем самым наружные гибкие мембраны. Возможно задействовать методику для реновации коллекторов, подвальных помещений, насосных станций, куда допускается вход рабочих.
Цементирующими материалами и материалами на основе полимерных волокон выступает однокомпонентная полиуретановая смола. Она может комбинироваться с армирующими волокнами для достижения максимальной прочности. Раствор в виде инъекций вводят в швы смотровых колодцев ЖБИ. Внутри смола вступает в реакцию с грунтовыми водами и создает непроницаемую герметичную пробку.
Существуют цементирующие покрытия. Они гидрофобные и могут применяться для реновации ЖБИ колодцев. Материал создает влагозащищенную среду – мембрану, которая усилена акриловым волокном. Такой метод применяют в тех случаях, когда требуется сформировать защиту, достаточно герметичную, но притом эластичную.
Существует вариант заделки колодцев формированием внутренней облицовки. Она устанавливается прямо на месте. Используют составы на основе бетонной смеси, которую изредка дополняют полимерными добавками. Нанесение раствора осуществляется специальным аппликатором. Его вводят во внутреннюю полость колодца, которую предварительно очищают и подготавливают. Возможно т.о. восстанавливать колодцы ЖБИ, кирпичные, сборные бетонные, блочные.
Выделяют самотвердеющую облицовку для колодцев ЖБИ, состоящую из композитных материалов, армированных стекловолокном. Покрытие образует слой водонепроницаемой заделки и препятствует инфильтрации. Возможно подгонять обделку под конкретные колодцы, что облегчает СМР на местности. Перед заделкой поверхность колодца подготавливают, очищают и пропитывают эпоксидным составом. После внедряют в полость обделку и опрессовывают. Состав затвердевает в течение нескольких часов. Для вулканизации применяют катализирующий агент – пар под давлением.
Разработан метод реновации колодцев при помощи труб. Он заключается в размещении внутри полости колодца бесшовной трубы. Она изготовляется из полимерных материалов методом центробежного литья. В состав входят полиэфирные смолы, песок мелкой фракции. Армирование осуществляется стекловолокном. Трубу опускают в колодец, а образовавшееся межтрубное пространство заполняют клеящим раствором. После его затвердевания образуется плотный слой, который не позволяет трубе смещаться. В результате колодец восстанавливается, обретает прочность, стойкость к подвижкам грунта и давлению в сети, герметичность.
При расхождении раструбных стыков пользуются методом внутреннего бандажирования. Он зарекомендовал себя с положительной стороны как в зарубежной, так и в отечественной практике. Суть методики заключается в применении специальных резиновых манжет. Они изготавливаются различного калибра и профиля. При восстановлении их плотно прижимают к месту расхождения в полости стыка. Прижим осуществляется при помощи нержавеющих колец. Для инсталляции пользуются гидроцилиндрами, насосами, домкратами. До установки манжеты изношенный участок прочищают, полируют до металлического блеска, удаляя все посторонние включения. Имеющиеся щели и трещины в раструбах прокладывают смоляными канатами. Глубокие раковины заделывают мастиками. После производят закладку манжеты. После высыхания клеевого состава, давление убирают, трубопровод осматривают и запускают в эксплуатацию.
На стороне бандажной технологии отсутствие потребности в предварительном сооружении котлованов, траншей. Также не требуется применять какие-либо сложные устройства – лебедки, оборудование, прокладочные машины. Имеются и другие преимущества:
— сокращаются затраты на ремонт в сравнении с традиционными технологиями;
— сокращается временной период на выполнение работ;
— методика универсальна и может применяться при разных видах повреждений.
Разнообразие методик реновации дает возможность проводить восстановление различных трубопроводов при разных видах повреждений. Подбор методики осуществляют в зависимости от сложности повреждений, особенностей трубопровода, условий местности. В целом выбор методики осуществляют в соглашении с проведенным анализом, на основе данных телеобследований, в связи с проектными расчетами. На основе подобранной технологии поставляется комплекс оборудования и заказываются материалы.
БПТ в практике реновации и закладки новых трубопроводных сетей заняли свое место. Они позволяют проводить СМР гораздо быстрее и с меньшими затратами, нежели традиционные технологии. БПТ предполагают значительно меньшие объемы земельных работ, не вызывают загрязнения окр. среды, разрушения поверхности, остановки движения транспорта по городским развязкам, примыкающим к коммуникационным сетям. Разнообразие методик БПТ дает возможность применять их в различных условиях при повреждениях различного типа.
БПТ являются методиками, которые предполагаются к массовому внедрению. Это происходит в силу их многочисленных преимуществ перед традиционно принятыми способами реновации.
Отмечают преимущества БПТ перед открытыми способами заложения коммуникаций в городской среде. БПТ лишены таких недостатков как:
— разрушение поверхностного слоя почвы и декоративного покрытия – тротуарная плитка, асфальт, зеленые насаждения;
— остановка движения по дорогам на время проведения работ;
— создание препятствий и нагромождений грунта и мусора на улицах;
— длительные работы с шумом и вибрациями техники, которые создают неудобства местным жителям;
— высокие затраты на восстановление покрытия после проведения СМР и др.
В связи с этим методики БПТ являются наиболее выгодными как с экономической, так и технологической точки зрения для заложения коммуникаций и обслуживания существующих. Рекомендовано внедрять их повсеместно и производить совершенствование существующих способов с поиском новых решений.