3 Методы и варианты восстановления инженерных сетей водоснабжения и канализации (рекультивация)
3.1. Выбор предмета и способа разработки подземных трубопроводов
При принятии решения о ремонте неисправного участка водопровода или канализации производится оценка технико-экономической целесообразности его дальнейшей эксплуатации. Техническая возможность эксплуатации участка трубопровода в существующем состоянии определяется по окончании периода технической эксплуатации, когда уровень надежности и гидравлические параметры трубопровода недостаточны и не соответствуют требуемым нормам. Экономическая целостность работы участка трубопровода определяется по окончании периода хозяйственной эксплуатации, после которого затраты на эксплуатацию участка трубопровода превышают стоимость его исправления (замены), а уровень надежности не соответствует нормативному. запрошено или принято.
Для выбирания приоритетных участков водоснабжения и реконструкции канализационной сети необходимо использовать стандартные автоматизированные информационные системы, в том числе следующие блоки:
— электронные базы данных по эксплуатации трубопроводов;
— основные информационные документы (паспорта участков трубопроводов, на которых произошла авария, участков трубопроводов, в том числе санитарных участков, санитарных переходов, данные об инвестициях);
— данные автоматизированной статистической обработки оперативной информации для оценки и прогнозирования показателей надежности трубопроводов;
— информационно-поисковые системы для подборки потенциальных объектов реконструкции трубопроводов для ввода и обработки данных о работе трубопроводов (до и после реконструкции);
— автоматизированные программы классификации участков водопроводной сети по балльной системе для комплексной оценки факторов, дестабилизирующих надежность трубопроводов и условий эксплуатации, для приоритетных (приоритетных) объектов реконструкции трубопроводов;
— более двух аварий в год для сетей водоснабжения и шесть для канализационных сетей на участке трубопровода (аварии, в том числе из-за засоров) между двумя скважинами;
— доработка технико-экономических показателей трубопровода;
— технико-экономическая неэффективность (временная или постоянная) прокладки труб над землей на месте аварии;
Для расчета аварийного состояния сетей трубопроводов и необходимости реабилитации используются следующие параметры:
— гарантированный срок службы трубопровода согласно его техническим данным;
— состав и состояние почвы в местах расположения трубопровода, включая наличие подземных вод;
— диаметр и толщина стенок трубопровода;
— глубина трубопровода;
— гидравлические характеристики трубопровода, давление воды и показатели качества в сетях водоснабжения (pH, содержание тяжелых металлов, хлор, хлорид, сульфаты, растворенный кислород);
— повреждение герметичности и на стыках трубопроводов;
— плотность жителей в населенном пункте;
— трафик;
В любом случае, чтобы выбрать метод реабилитации и восстановить необходимую эффективность трубопровода, следует рассмотреть несколько вариантов его дальнейшей эксплуатации:
Первый предполагает вложение дополнительных средств для поддержания требуемой эффективности трубопровода.
Вторым является возможность повторной прокладки трубопровода, эксплуатация которого в текущем виде или реконструкция технически и экономически невыгодна.
Для каждого из этих методов необходимо оценить понесенные затраты, которые представляют собой сумму текущих затрат (эксплуатационных расходов) и разовых затрат (капитальных вложений), уменьшенных в одинаковой степени в соответствии со стандартной эффективностью капитальных вложений или стандартным периодом окупаемости капитальных вложений.
Окончательное решение о способе восстановления ветхих подземных трубопроводов осуществляется специалистами.
Экспертный подход не препятствует решению проблемы, которые невозможно решить обычным аналитическим путем, в том числе:
— выбрать лучшее решение из доступных;
— прогнозирование развития процесса;
— поиск возможных решений сложных проблем.
Перед началом экспертного исследования необходимо четко определить его цель (проблему).
3.2 Очистка трубопроводов перед проведением исправленных работ
Перед реорганизацией трубопроводов их необходимо тщательно очистить, чтобы исключить повреждение внутренней поверхности трубы и герметичность стыковых соединений.
От величины степени избыточного поперечного сечения трубы делается акцент на следующих вариантах прочистки труб:
В случае осложнений или предотвращения осмотра изнутри участка трубопровода трудно извлекаемых и механических отложений (остатки растений, попадающие в канализацию через листья, отводы, бытовые или строительные отходы, жировые и коррозийные отложения, песок, бытовые и природные отходы, осадок и т. д.) очищаемая зона с использованием следующих методов прочистки:
— механический;
— гидродинамический;
— если трубопровод не может быть очищен гидродинамическими и механическими методами, используются химикаты.
Механическая очистка осуществляется путем протаскивания труб с помощью гидробуров лебедок, которые делают слабее и разбивают осадок в отверстие (батальоны, диски, лопаты), затем поднимают его на поверхность и удаляют на свалку.
Используя пару лебедок доставляют ковш по трубам, установленных на двух соседних скважинах. Одна из лебедок имеет стреловой кран, чтобы поднимать емкость и потом опорожнять ее. Когда трос извлекается из лебедки и свободный трос лебедки, ковш открывается. После того, как ведро с тросом А лебедки заполнено осадком, закрылки закрываются, и ведро возвращается в осмотр, а затем поднимается на пол. Стреловой кран выдвигается из люка скважины, ковш открывается, и шлам сливается в емкость.
Часть коллектора длиной до 160 м можно чистить без перестановки лебедок.
Ведро с откидными створками изготовлено из стали листом глубиной 3-6 мм. Емкость ковша 15-90 литров, длина 45-83 см, поперечник на 10 см меньше отверстия очищаемой трубы
Съемный направляющий блок установлен в скважине, чтобы ввести ковш в трубу.
Для подготовки труб к реконструированию используются скребки и щетки соответствующего диаметра, которые тянут лебедкой. Преимущества этого метода прочистки:
— минимальный объем подготовительных работ,
— экологичность и низкая стоимость оборудования.
Существует множество завалов, которые можно быстро и эффективно устранить только с помощью этого метода, например, корни деревьев.
Механическая очистка осуществляется путем перетаскивания через трубы оболочек лебедки, которые ослабляют и разбивают осадок в скважину (батальоны, диски, лопаты) и поднимают осадок из скважины с помощью насоса или ведра на поверхность, а затем вывозят его на свалку.
Механический метод прочистки трубопроводов используется для удаления плотных комковатых отложений и корней деревьев, которые выросли из-за недостатка плотности.
Очистка трубопровода малого диаметра на небольшом расстоянии (между колодцами, внутри здания) от ила и бытовых отходов может быть легко осуществлена методом ручной прочистки.
Для этого метода используются специальные покрытия в виде стального троса с витой спиральной оболочкой из упругой проволоки с набалдашником. Гидробур вводится в верхнюю лунку через изогнутую направляющую трубку и проталкивается в нижнюю лунку.
Щетки или «боры» с металлическими или резиновыми вставками с помощью лебедки протягиваются через трубопровод до тех пор, пока он не будет полностью очищен и не разрушит накипь и отложения. Принадлежности, соединенные последовательно с прокладками, переносятся с одного конца шланга, а принимаются с другого. Для слива трубопровода во время восстановления через трубу протягивается пена, главным образом с добавлением компрессора, спускающего воздушные потоки с одной стороны трубопровода.
Гидродинамический метод прочистки трубопроводов основан на эрозии и способности нести поток воды при огромных скоростях ее движения. Скорость потока, м / с, разрушающая осадок, согласно исследованиям LISI, может быть определена по формуле.
Повышенные скорости в трубах создаются прорывом прохода увеличенного грязного потока, водопроводной воды или импортной воды, или пропусканием через них гидробуров гидродинамического действия. Промывка труб малого диаметра достигается, когда поток воды до 6 л/с подается под давлением от 0,65 до 0,85 МПа от пожарного гидранта или лейка через трубу с соплом в форме канюли, вставленным в трубу.
где — гидравлический размер эродированного осадка, м / с; — эквивалент абсолютной шероховатости, м, R — гидравлический радиус, м.
Высокий эффект гидродинамической прочистки канализационной сети достигается за счет использования плавающих шариков в резиновых и металлических или деревянных цилиндрах, закрывающих верхнюю часть участка трубы. Оболочки, плавающие под действием создаваемого ими давления, перемещаются в трубе, и вода течет через нижнюю редуцированную секцию с быстрой реакцией от 5 до 7 м / с, разрушая образовавшиеся отложения. Скорость пули регулируется удерживающим тросом.
Для прочистки труб диаметром до 60 см рекомендуются воздушные шары и резиновые шайбы, а для труб диаметром более 45 см рекомендуются полые деревянные цилиндры и металлические шарики. Диаметр кожухов равняется 0,8-0,9 диаметра очищаемой трубы, а длина дисков и емкостей составляет 0,6-0,8 калибра трубы.
Надувные сферические камеры защищены сверху прочными резиновыми или брезентовыми шинами с тросовым ремнем и тросом или проволочной сеткой. К валу крепятся диски или цилиндры в сочетании с резиновыми ребрами жесткости; Каждый из них состоит из двух круглых стальных листов толщиной 2,7 мм, между которыми закреплено резиновое кольцо диаметром, соответствующим диаметру очищаемой трубы. Полые деревянные цилиндры состоят из заклепок толщиной 4-5 см.
Для прочистки больших круглых коллекторов используются пустые металлические шары с отверстиями, чтобы частично заполнить их остаточной жидкостью (чтобы облегчить наполнение шариков в трубке и удержание их в воздухе).
Шары и цилиндры большого диаметра рекомендуется опускать в канал на двух тросах с помощью лебедок со съемным краном. Рабочий трос лебедки, установленный над колодцем, соединяется с другим тросом массой 15-21 кг.
Когда мяч проходит в нижнюю яму, рабочие хватаются за веревку своим весом и привязывают ее к лебедке в нижней яме. От верхней лебедки отделяется первый трос и к нему прикрепляется груз. Применяются лебедки трех типов: легкие складные лебедки грузоподъемностью до 300 кг с тросами поперечного сечения 6-7 мм для прочистки канализационной сети диаметром до на 30 см; грузоподъемностью 500 кг с кабелями диаметром 9-13 мм при очистке сети диаметром 35-60 см, грузоподъемностью пару тонн с кабели диаметром 2-3 см при работе с лотками на коллекторах диаметром более 60 см.
Лебедки со съемной стрелой крана грузоподъемностью 1 тонна очень практичны.
Аварийная очистка сети или устранение завалов, вызванных неправильным использованием канализационной сети людьми и неудовлетворительной работой сети, осуществляется стальной проволокой, гибкой стальной круткой, стебли и промывочная вода. Стальная проволока используется для труб диаметром до 250 мм, гибкий вал для труб диаметром до 30 см и трубы диаметром до 35 см очищаются промывкой водой. Бригада скорой помощи состоит из трех-четырех человек.
Для экстренной прочистки используйте стальную проволоку диаметром от 0,7 до 1 см с шариковым или кольцевым колпачком. Провод вводится через направляющую трубку, опущенную в затопленную скважину и закрепленную с помощью винтового зажима. Для захвата объектов, которые вызвали засорение трубки, в нижней сухой скважине устанавливаются вилы. Провод прикреплен к электрическому устройству, с помощью которого два или три рабочих перемещают провод вперед, пока не сломается замок. Этот метод удаления блоков является наиболее распространенным, но он не идеален. Проволока в трубе превращается в спираль, в результате ее конечная упругость уменьшается, ударная сила трех рабочих составляет около 800-1000 Н, а в точках фиксации в трубе радиусом 70 мм она едва достигает 50-100 Н. В трубах диаметром 20-25 см проволока иногда не достигает точки блокировки из-за упругого движения витков спирали.
Вместо стальной проволоки с большим успехом используется гибкий вал, состоящий из сердечника (стальной трос 7-10 мм) и оболочки (плотно намотанные пружины — спирали из проволоки диаметром 5,5 мм). Длина гибкого стержня составляет 53-63 м, наружный диаметр корпуса — 2-3 см.
Если засор не может быть удален с помощью проволоки или гибкого вала, они прибегают к промыванию засора водой из городского водопровода, пробиванию засора металлическими трубчатыми стержнями, или комбинированный метод — проколите засор с водой, теряя засор.
Закупорка промывается водопроводной водой из колодца, расположенного ниже зоны закупорки. Вода поступает из ближайшего пожарного гидранта. Пробивание закупорки, которая не поддается эрозии, достигается за счет трубчатых стержней, продвигаемых путем постепенного накопления через нижнюю яму к месту закупорки. Стержни изготовлены из труб размахом 13,5-19,5 мм и длиной 70-90 см.
Концы прикреплены к первому стержню и привязан стальной шнур толщиной 7-9 мм. Сначала стержни вставляются в трубу не механическим способом, а потом используется лебедка. Если невозможно устранить засорение с помощью стержней, трубы вырываются и устанавливаются на место.
Согласно данным, 96-97% всех засоров удаляются безотлагательно с помощью проволоки или гибкого вала, когда узел вначале перемещается к месту засорения. Время устранения засоров в Москве составляет в среднем 45-50 минут с момента, когда экипаж покидает завод. Около 4% засоров требуют более сложных методов устранения и в течение длительного времени, примерно 0,25-0,35% засоров устраняются путем повторной укладки труб. В течение года случается примерно одна замена сорока километровой линии коммунальной сети.
Гидродинамика является наиболее распространенным способом прочистки канализационных коллекторов, осадков и трубопроводов из городских и дворовых сетей сечением от 54 и более. Метод гидродинамической прочистки обусловливается разрушительными отложениями, которые удаляются сильным напором водяных струй под высоким давлением, поступающими в рабочую зону из насоса мощного воздействия через специальные насадки.
Эффективность прочистки зависит от типа используемого сопла, которое навинчивается на шланг мощного натиска, и определяется числом сопел, их размером и углом выброса струи воды из корпуса сопла. При выборе насадки необходимо учитывать:
— малое количество струй большого диаметра повышает тяговые качества сопла;
— солидная величина потоков малого диаметра повышает эффективность прочистки за счет тяги;
— необходимость сочетать два свойства: эффективность прочистки и тяговое качество сопла.
При выборе сопла также важно учитывать ожидаемый тип засорения и состояние труб. Они обычно начинаются на работе с внесением более простых сопел, а затем переключаются на более сложные.
По своему функциональному назначению приложения делятся на:
а) универсальный — для прочистки всей внутренней поверхности трубы;
б) Почва — для прочистки от ила, песка, камней, кирпича, грязи и т.д.;
в) штамповка — для устранения старых пробок и засоров каналов;
г) цепь — для контроля корней деревьев и твердых отложений на стенках трубы;
д) специализированные — для удаления бетонных и каменных пробок.
Гидродинамическая очистка канализации и труб является обязательным этапом перед проведением телевизионной диагностики. Итогом телевизионного тестирования будет проверка технического состояния диагностируемого участка сети, что служит объективной основой для выработки рационального решения при выполнении определенного вида исправления.
Преимущества прочистки канализации под высоким давлением:
— Эффективное удаление засоров или других отложений независимо от их физических свойств и химического состава;
— уважение к окружающей среде процесса: отсутствие пыли, применение чистой воды без добавок;
— снижение прямых и косвенных издержек производства.
Устройства, которые генерируют струи воды под высоким давлением, используются для прочистки канализационной системы, внутренних и внешних поверхностей объектов, контейнеров, транспортных средств, помещений, фасадов зданий, машин и оборудования от различных видов загрязнений и отложений.
Несмотря на большое разнообразие методов прочистки и средств их реализации, выбор оптимального и эффективного метода для объекта является сложной задачей, поскольку, поскольку возраст трубопровода, возможность минимизации работы демонтаж клапанов, материально-технические возможности компании и другие параметры должны быть приняты во внимание.
Необходимо учитывать появление определенных недостатков, вызванных эффектом транспортируемой жидкости. Это может привести к повторяющейся аварийной ситуации, более быстрому износу трубопровода, когда возникает необходимость в многократной реабилитации трубопровода.
Гидродинамическая очистка внутренней поверхности следует считать современным и наиболее распространенным технологическим методом прочистки дренажных труб.
В результате применения этого метода — промывки трубопровода под давлением, струи воды отмываются от стенок труб и транспортируются потоком к ближайшей смотровой скважине. Загрязняющие вещества отсасываются из скважин с помощью вакуумного оборудования.
Очистка дренажных труб осуществляется несходными канализационными машинами и оборудованием.
В соответствии с используемым рабочим оборудованием их можно разделить на четыре типа:
— промывка каналов, включая баки с водой, насос и шланг значительного действия, комплект форсунок для промывки струйных каналов;
— отсос ила, оснащенный резервуаром с загрузочной крышкой, вакуумным насосом и всасывающим шлангом;
— комбинированное оборудование для прочистки каналов, включая оборудование для промывки каналов и откачки осадка, которое допускает одновременно промывать трубопроводы и всасывать загрязняющие вещества из скважины вакуумным способом;
— комбинированная очистка канализации с регенерацией, оснащенная устройствами для промывки канализационных и отсосов и оснащенная многоступенчатой системой прочистки, всасывание осадка через устройства для перекачки осадка для повторного использования очищенной воды для промывки трубопроводов струями под большим напором.
Очистка водоснабжающих устройств и канализации необходима для эффективной и бесперебойной работы среды и делает возможным борьбу с засорами и процессами коррозии.
Кроме того, использование методов прочистки трубопровода во много раз более экономично, чем прокладка новых труб или исправление трубопровода. Очистка канализационных и водопроводных труб должна проводиться постоянно, трубопроводы, независимо от материала их изготовления, забиваются естественными отложениями во время эксплуатации.