Способ санации трубопроводов который происходит с разрушением старой коммуникации называется

Классификация методов бестраншейного восстановления трубопроводов

Основной способ бестраншейного восстановления (рекон­струкции и ремонта) подземных трубопроводов различного назначения — нанесение внутренних защитных покрытий (об­лицовок, оболочек, рубашек, мембран, вставок и т.д.) по всей длине трубопровода или в отдельных его местах.

Согласно современной международной классификации внут­ренние защитные покрытия могут выполняться в виде набрызговых оболочек, сплошных покрытий, спиральных оболочек, точечных (местных) покрытий.

Наиболее распространены следующие методы восстановле­ния водопроводных и водоотводящих сетей бестраншейными способами:

• нанесение цементно-песчаных покрытий (ЦПП) на внутрен­нюю поверхность восстанавливаемого трубопровода;
• протаскивание нового трубопровода в поврежденный старый (с его разрушением и без разрушения) с помощью специаль­ных устройств, например пневмопробойников;
• протаскивание гибкой полимерной трубы (предварительно сжатой или сложенной U-образной формы) внутрь ремон­тируемого трубопровода;
• протаскивание сплошных защитных покрытий из различных полимерных материалов;
• использование гибких элементов из листового материала с зубчатой скрепляющей структурой;
• использование гибкого комбинированного рукава (чулка), позволяющего формовать новую композитную трубу внутри старой;
• использование рулонной навивки (бесконечной профильной ленты) на внутреннюю поверхность старого трубопровода;
• нанесение точечных (местных) покрытий и др.

Каждый из перечисленных методов восстановления отличается специфическими особенностями и имеет свои преимущества, определяющие область его применения. Целесообразность ис­пользования того или иного метода уточняется после детальных диагностических обследований и заключения технической экс­пертизы. В каждом конкретном случае рассмотрению подлежат состояние трубопровода, его размеры, вид транспортируемой среды, окружающая подземная инфраструктура, тип грунтов, наличие подземных вод и ряд других факторов, способных по­влиять на выбор метода восстановления.

Представим краткое описание некоторых методов бестраншей­ного восстановления водопроводных и водоотводящих сетей.

Нанесение цементно-песчаных покрытий на внутреннюю по­верхность трубопроводов (набрызговый метод). Использование набрызгового метода путем нанесения цементно-песчаных покрытий необходимо рассматривать в историческом аспекте,

Со временем в результате интенсивной эксплуатации труг бопровода возможно механическое или химическое разрушение защитного слоя. Механическое разрушение покрытия вызывается следующими факторами: избыточная проницаемость покрытия, которая исключается при его плотности 300-400 кг/м 3 ; появление трещин — в основном из-за нарушения технологии приготовления и нанесения покрытия (например, из-за несоблюдения водоцементного отношения, отсутствия специальных добавок-пластификаторов); эрозия, проявляющаяся при скорости течения воды по трубам более 4 м/с или при больших температурных перепадах.

В свою очередь, химическое разрушение покрытий может быть вызвано следующими причинами: агрессивность С0₂, воздействие сильных кислот высокие концентрации аммиака, сульфатов, силь­ных щелочей, а также биологическая коррозия с образованием сероводорода H₂S. Перечисленные обстоятельства позволяют сделать вывод, что для водопроводных труб, защищенных цемент­но-песчаными покрытиями, наиболее характерными факторами разрушения являются механические, а для водоотводящих — как механические, так и химические, что во многом предопределяет целесообразность использования защитных цементно-песчаных покрытий в водоотводящих сетях, транспортирующих агрессивные к покрытиям сточные воды.

Следует отметить, что применение метода ремонта трубопро­водов с нанесением цементно-песчаных покрытий не всегда воз­можно или неэффективно при разветвленной сети, включающей трубопроводы разного диаметра. В этих случаях при нанесении цементно-песчаных покрытий может произойти закупорка от­ветвлений (перемычек) с меньшими проходными сечениями.

С другой стороны, если имеется альтернатива использования двух способов реновации сети — прокладки нового трубопрово­да с ЦПП или ремонта старого с нанесением ЦПП на месте, то чаще предпочтение отдают второму. Дело в том, что избежать повреждения (в период транспортировки или укладки) новых трубопроводов с предварительно нанесенным ЦПП (т.е. в завод­ских условиях) очень трудно. Трубопроводы с нанесенным ЦПП могут быть подвергнуты нагрузке с радиусом изгиба не менее 500-кратного диаметра трубы (германские нормы DIN 2614).

В последнее время альтернативой нанесению цементно-пес­чаных покрытий на внутреннюю поверхность трубопроводов служит напыление быстро затвердевающих на воздухе специ­альных составов, стойких к агрессивным веществам, например по методу «Трайтон», разработанному фирмой «CUES» (США). В отличие от цементирования, при котором наносится достаточно толстый слой защитной оболочки и не исключено ее сползание под действием силы тяжести, облицовка «Трайтон», в состав ко­торой входит более 20 различных веществ, имеет толщину 1 мм и застывает в течение 30 минут, тогда как цементно-песчаное покрытие твердеет 24 часа.

Набрызговые методы восстановления водоотводящих трубо­проводов имеют еще одно преимущество. Оно проявилось лишь в последние годы при решении вопросов совмещения обновления водоотводящих коллекторов с прокладкой в них оптиковоло­конных кабелей. Отверждаемая на месте обделка любого вида способствует надежному креплению в верхней части внутренней поверхности трубопровода специальных модулей с кабелями различного назначения. Таким образом, достигается двойной эффект: проводится экономичный бестраншейный ремонт тру­бопроводной сети и коммерциализация пустого пространства в верхней части трубопроводов.

Протаскивание нового трубопровода в поврежденный старый (с его разрушением и без разрушения). Основным достоинством данного метода является возможность восстановления сильно разрушенных трубопроводов путем прокладки нового, например полиэтиленового низкого давления (ПНД), на месте старого. Протаскивание нового трубопровода в старый наиболее перс­пективно в тех случаях, когда необходима полная замена ветхого трубопровода с увеличением диаметра сети.

В отечественной и зарубежной практике широко применяется метод разрушения старых труб по трассе между двумя колодцами с протаскиванием в освобождающееся пространство отдельных трубчатых модулей (рис. 1.26).

После разрушения старых трубопроводов их место могут за­нимать новые из различных материалов, как правило несколько большего диаметра, чем вышедшие из строя. Бестраншейный метод замены труб путем разрушения и протягивания новых имеет некоторые преимущества по сравнению с другими: уве­личение диаметра трубы ведет к повышению ее пропускной способности; при реализации метода может использоваться трубопровод из полимерных материалов, который не имеет сты­ковых соединений и выдерживает большие нагрузки при сроке эксплуатации 50—100 лет. Кроме того, метод можно использовать в нестабильных грунтах при их минимальной разработке в период реконструкции.

Разрушение старого трубопровода и протаскивание нового из отдельных модулей с помощью пневмоударной машины

1 — пневматическая лебедка; 2 — компрессор; 3 — секции (модули) нового трубопровода; 4 — рабочий колодец; 5 — воздухоотводной шланг; 6 — пневмоударная машина; 7 — новый трубопровод; 8 — расширитель; 9 — заменяемый трубопровод; 10 — анкер; 11 — приемный колодец; 12 — трос лебедки

Комплект пневмопробойника фирмы «GRUNDOKRACK» с разрушающей гильзой и расширителем

1 — трос лебедки; 2 — направляющая штанга; 3 — разрушающая гильза-нож; 4 — расширитель; 5 — клеммы; 6 — шланг высокого давления

В последние годы в России на ряде объектов использовалась технология замены ветхих неметаллических трубопроводов после их разрушения полиэтиленовыми с помощью раскатчиков. Дан­ная технология предусматривает использование специального рабочего органа — раскатчика с силовым приводом. Раскатчик устанавливается в рабочий котлован краном или вручную. Послеобеспечения соосности раскатчика и разрушаемого трубопровода осуществляется ввертывание раскатчика в трубопровод и вдавли­вание обломков разрушенной трубы в стенки образуемой сква­жины. При этом грунт вытесняется в радиальном направлении и вокруг скважины образуется уплотненная зона грунта. Практика показывает, что поверхностный слой грунта толщиной 10—15 мм в стенках скважины настолько спрессован, что его прочность со­поставима с прочностью бетонной трубы той же толщины. После выхода рабочего органа в приемный котлован и его отсоединения к концу приводных штанг подсоединяют полиэтиленовую трубу (цельную или отдельными секциями), которую затягивают в образовавшуюся скважину обратным ходом штанг.

Необходимо отметить, что основной недостаток этих двух методов протаскивания трубопроводов с помощью пневмопро­бойников и раскатчиков состоит в том, что в грунте возникают ударные волны, которые могут повредить коммуникации, распо­ложенные в непосредственной близости от восстанавливаемого трубопровода, или нарушить грунтовый свод вокруг них, что впоследствии приводит к различным дефектам, вплоть до раз­рушения пересекающихся коммуникаций. Для исключения этих явлений должны быть детально изучены геологические условия местности и проведено предварительное шурфование, подтверж­дающее или опровергающее наличие соседних коммуникаций на безопасном расстоянии.

В настоящее время способы разрушения старых труб из асбес­тоцемента, чугуна, керамики и пластика широко применяются в ряде стран. На некоторых отечественных и зарубежных объектах реновации для разрушения стальных трубопроводов использовался разрушающий наконечник, действующий как консервный нож и разрезающий трубопровод на две половины. Средняя скорость передвижения установки с разрушающим наконечником — около 80 м/ч. Некоторое снижение скорости наблюдается лишь при прохождении наконечника через резьбовые соединения труб.

Бестраншейная замена старых трубопроводов на новые может производиться и без их разрушения; схема протаскивания нового полимерного трубопровода в старый представлена на рисунке ниже. В данном случае используется новый полимерный трубопровод, сматываемый с бобины (бухты, барабана) и протягиваемый с по­мощью пневмолебедки и троса через футляр и колодец в ветхий участок водопроводной сети. Учитывая предрасположенность полиэтиленовых труб к порезам случайными твердыми включе­ниями в канале при протягивании, для снижения до минимума возможности повреждения наружной поверхности трубопровода могут применяться специальные короткие пластмассовые сегмен­ты и рейки, которые надеваются на протягиваемый трубопровод через определенные интервалы.

Для предотвращения порезов наружной поверхности поли­этиленовых труб применяются следующие способы: нанесение в заводских условиях утолщенной внешней оболочки, чтобы возможные повреждения затронули только ее; использование полиэтиленовых труб со стойкой к механическим повреждениям наружной полипропиленовой оболочкой.

В некоторых городах России при восстановлении водоотводя­щей сети без разрушения и с разрушением широко применяют короткие трубные полимерные модули. При этом особое внима­ние при их использовании для бестраншейного восстановления уделяется конструкциям соединительных узлов. Например, соединение труб из поливинилхлорида (ПВХ) выполняется на раструбах с уплотнением резиновыми кольцами, а также склеива­нием. Клеевые соединения имеют продолжительную по времени технологическую паузу (время между окончанием процесса и до­пустимостью приложения монтажных нагрузок для обеспечения соответствующей прочности): от 0,5 часа (при искусственном прогреве клеевого стыка) до суток (при формировании клеевого шва в естественных условиях, без подогрева).

Восстановление участка ветхой водопроводной сети без разрушения с помощью полимерных труб

Пластмассовые сегменты и рейки фирмы ОАО «Метафракс» для защиты трубопроводов при протягивании

Основной способ соединения труб из полиолефинов — кон­тактная сварка встык. Для получения качественного соединения также требуется продолжительная технологическая пауза (20 ми­нут). На рис. ниже показана установка для сварки труб диаметром 900 мм в плеть в полевых условиях.

Фрагмент подготовки полимерных труб для сварки

Для бестраншейной сборки труб из полимерных материалов используются замковые и резьбовые соединения. Им, так же как и раструбным, не требуется технологическая пауза. Резьбовые соединения могут быть различны как по сечению (треугольные, прямоугольные, трапециевидные, округленные), так и по размер­ным характеристикам составных элементов резьбы и соединения в целом (высота, длина и шаг, количество витков, наличие сбега и заходной части и место ее расположения).

Основное достоинство описанных методов восстановления путем протаскивания труб — их достаточно высокая произво­дительность при относительной простоте операций. Однако недостатком метода протаскивания без разрушения ветхого трубопровода является уменьшение его внутреннего диаметра после ремонта.

Следует отметить, что при выборе для бестраншейной рено­вации сетей метода протягивания и закрепления в предваритель­но разрушаемом трубопроводе полимерных оболочек или труб возникает необходимость тщательной диагностики состояния и структуры грунта вокруг ремонтного участка сети.

Протаскивание деформированных полимерных труб и защитных оболочек внутрь ремонтируемого трубопровода. При нанесении на внутреннюю поверхность трубопровода оболочек в виде де­формированных (профилированных, сплющенных) полимерных труб обеспечивается не только герметичность стенок, но и их высокая сопротивляемость динамическим нагрузкам. Введение в трубопровод и закрепление в нем защитной оболочки может достигаться двумя способами.

Первый способ — протаскивание бесшовного полимерного материала, например пластиковой профилированной трубы, поперечное сечение которой имеет U-образную форму, на всю длину ремонтного участка между двумя колодцами с последующим прижатием ее к внутренней стенке путем подачи под давлением теплоносителя (например, водяного пара, горячей воды), в том числе для принятия покрытием круглой формы. Данная технология разработана фирмой «Preussag» и названа «Слип лайнинг». С помощью этой технологии и ее моди­фикаций восстановлено свыше 800 км трубопроводов в разных странах мира. Преимущество технологии состоит в том, что при реновации используются тонкие полиэтиленовые трубы, которые позволяют восстановить сети практи­чески без уменьшения живого сечения трубопроводов.

Фрагмент ввода профилированной трубы в колодец (а) и ее расположение в трубопроводе(б)

Второй способ — введение в старый трубопровод предварительно сжатого по всему сечению (деформированного) нового полимерного трубопровода, име­ющего «термическую память» принятия необходимой формы с течением времени (технология «Свейдж лайнинг»). Ре­монт выполняется путем сварки секций полиэтиленовых труб друг с другом и протяжки их через пуансон или специальную сужающую мат­рицу с меньшим диаметром, чем диаметр полимерной трубы (рис. выше). После этого плеть вводят в старую трубу с помощью троса и лебедки, установленной в следующем по ходу движения трубы колодце.

Со временем сжатая труба распрямляется до естественного со­стояния и прилегает к внутренней поверхности восстанавливаемого трубопровода (рис. ниже). Полимерная труба расширяется до тех пор, пока ее внешний диаметр не достигнет размера внутреннего диаметра старого трубопровода и не образует с его стенкой плот­ного соединения. При этом отпадает необходимость применения цементного раствора или специальных отвердителей.

Протаскивание сплошных защитных покрытий из различных полимерных материалов. На санируемые трубопроводы систем водоснабжения и водоотведения могут наноситься защитные внутренние покрытия (оболочки, мембраны, рукава), которые обеспечивают полную герметичность стенок, а также их высокую сопротивляемость динамическим нагрузкам.

Источник