Бестраншейные методы санации трубопроводов

Анализ полученной теледиагностической  информации показал, что отклонений положения трубопровода от первоначальной трассы не наблюдается, отсутствует и деформация поперечного сечения трубопровода Эго позволяет говорить о стабильности состояния трубопровода и колодцев в сложных грунтовых условиях.

За время наблюдения не было зафиксировано каких-либо повреждений и разрушении пластиковых труб и колодцев, а также не наблюдалось заиливания трубопровода в период между прочистками.

Проводимая периодическая  прочистка сети не дала объективного представления о самоочищающей способности построенного трубопровода, поэтому предлагается производить прочистку не чаще одного раза в год и вести постоянный контроль за количеством осадка в трубах.

Технология компании «Вавин». Примененная на прокладке канализационной сети из пластиковых труб на участке в Митино, отличается высокой технологичностью и простотой монтажа труб и колодцев, при монтаже труб не требует использования грузоподъемных механизмов, обеспечивает высокие гидравлические показатели труб. Однако применение пластиковых труб и колодцев диаметром 310 мм возможно при соблюдении следующих условий:

• необходимо проводить обучение строителей как теории, так и практике выполнения работ по данной технологии;
• при монтаже труб ПВХ требуется строго соблюдать технологию устройства основания и засыпки трубопровода с послойным уплотнением грунта, а также обеспечивать прямолинейность укладываемых труб по горизонтали и вертикали;
• лючки канализационных колодцев необходимо монтировать строго в одной плоскости с землей или асфальтовым покрытием. Лючки должны быть закрыты на ключ;
• прочистку трубопроводов через пластиковые колодцы диаметром 315 мм можно производить только комбинированной каналоочистительной машиной, оснащенной илососом;
• в местах поворота трассы трубопровода целесообразно устанавливать обслуживаемые колодцы диаметром 1000 мм.

Реновация свинцовых  труб. Во Франции использование свинцовых трубопроводов в системах внутреннего и наружного водопровода на вновь строящихся и реконструируемых объектах запрещено специальным декретом. Начиная с 1996 г на действующих системах городского водоснабжения проводятся работы по замене свинцовых труб на трубы из других материалов. Однако на сегодняшний день в жилом секторе еще остаются около 39 млн. единиц подлежащих замене свинцовых вводов и подводящих трубопроводов, что составляет в среднем по регионам почти 40% от общего их количества. В некоторых регионах количество свинцовых труб на вводах водопровода превышает 60%.

Современные французские  нормы качества питьевой воды лимитируют содержание свинца до 0,05 мг/л. По истечении 15 лет предусматривается снижение концентрации свинца в воде до 0,01 мг/л. Присутствие ионов свинца в питьевой воде может являться результатом её контакта с составляющими материала трубы, т.е. самой свинцовой трубой или контакта со свинцовой заделкой в раструбах трубопровода, и других материалов (чугуна). Наибольшие проблемы при этом возникают скорее для внутреннего водопровода, чем для наружного, что объясняется рядом факторов:

• медленной скоростью движения воды в подводящих свинцовых трубопроводах ввода, то есть длительностью контакта воды со стенками трубы;
• малым диаметром вводов и подводящих к водонапорной арматуре трубопроводов, что увеличивает площадь контакта воды и стенок труб;
• возрастающей скоростью коррозии стенок труб при увеличении температуры транспортируемой воды.

Сложившаяся ситуация и ужесточение санитарных норм потребовали интенсификации работ по замене свинцовых трубопроводов с использованием новых экономичных нетрадиционных для данного случая методов бестраншейного обновления труб. К таким методам в первую очередь можно отнесли Extnacoupe и Extnacor.

Метод Extnacoupe разработанный в объединении Wonnate and Eaux и запатентованный в 1994 г позволяет проводить работы по замене свинцовых трубопроводов новыми. Он заключается в разрушении находящейся в земле свинцовой трубы по всей ее длине, радиального уширения свободного пространства канала путем прохода специального расширителя для втягивания в освободившееся пространство полиэтиленовой трубы способной пропустить расход воды не менее расчетного, чем для удаляемой свинцовой трубы. При этом остатки свинцового трубопровода остаются в окружающем новый трубопровод пространстве (слое грунта), что создает плотную и прочную структуру, способную выдерживать повышенные статические и динамические нагрузки.

Операции по замене одного трубопровода другим могут производиться под тротуаром даже при наличии других коммуникации путем отрывки небольшого финишного котлована (0,7 х 1,0 м). Стартовым котлованом является смотровой колодец на водопроводной сети. Материал нового трубопровода не подвергается деформациям при давлениях на ось трубы. Масса каждого элемента нового трубопровода ограничена, что создает возможность беспрепятственного подъема его двумя рабочими в стесненных условиях.

Установка для замены трубопроводов состоит из металлической прямоугольной рамы шириной 0,6 м и высотой 1,5 м. В верхней части расположены два барабана лебедка и толкатель с гидроприводом. Устройство снабжено инструментом для центрирования и расширителем-пробойником. Кроме того, устройство оборудовано двумя тросами для продвижения расширителя пробойника и втягивания новой трубы в образовавшееся пространство.

Работа устройства. Под действием троса, который натягивается в результате вращения барабана лебедки в финишном котловане, происходит протаскивание из стартового котлована расширителя пробойника и нового полиэтиленового трубопровода на место старого. Необходимо отметить, что использование метода Extnacoupe может быть ограничено наличием установленных на поврежденных участках старого трубопровода ремонтных гильз, хомутов, фланцев или других препятствии оказывающих сопротивление движению троса и пробойника с трубой. Для исключения влияния подобных факторов производится предварительная (диагностическая) протяжка троса, отсутствие блокады продвижению троса свидетельствует о возможности применения метода.

Удаление свинцового ввода без его разрушения по методу Extnacoupe

1- трубопровод городского водопровода, 2 - лебёдка с барабаном, 3 - извлекаемый  трубопровод, 4 - жестко посаженные  на трос эксцентрики, 5 - подъемное  устройство,

6 - инженерные коммуникации, 7-трос

Рисунок - 2

Метод Extnacoupe состоит в том, что бестраншейная замена свинцового трубопровода на полиэтиленовый высокой стойкости осуществлялся с полным изъятием первого из подземного пространства по оси прокладки. Оригинальность метода заключается во введении в подлежащий реновации трубопровод троса с жестко посаженными на него коническими эксцентриками, которые, проникая на некоторую глубину на внутренней поверхности трубы, обеспечивают при изъятии трубопровода из грунта равномерное распределение равномерной нагрузки по всей его длине. Технология реализации метода требует устройства лишь одного котлована для установки лебёдки с барабаном, на который наматывается изъятый из грунта свинцовый трубопровод.

Таким образом, метод Extnacoupe, позволяющий полностью удалять свинцовый трубопровод из грунта, имеет принципиальное положительное отличие  других бестраншейных методов, при которых старые трубопроводы остаются в подземном пространстве оказывая пагубное влияние на экологическую среду вдоль трассы. Процесс замены свинцового трубопровода полиэтиленовым по методу Extnacoupe сопровождается дезинфекцией обновленного участка сети, а также операциями присоединения к магистрали.

Данные статистки свидетельствуют, что 30—50% свинцовых вводов водопровода во Франции реабилитированы методом Extnacoupe. Метод наиболее приемлем для диаметров реабилитируемых вводов 20 и 25 мм длиной до 15 м в аллювиальных грунтах при отсутствии на изымаемом из грунта трубопроводе ремонтных хомутов и фланцев. При наличии последних реализация метода возможна в песчаных грунтах при длине изымаемого участка трубы до 7 м.

Помимо Франции метод  получил распространение в Великобритании, Испании, Бельгии и Голландии. На сегодняшний день во Франции по данному методу реабилитировано свыше 8500 вводов.

Схема восстановления трубы  по методу Janssen

Рисунок - 3

Успешное внедрение  технологии бестраншейного метода ремонта  трубопроводных сетей позволило  фирме Janssen GmbH занять лидирующую позицию  на рынке  в этой области. Силами специалистов фирмы был разработан и запатентован в Европе и Северной Америке передовой метод, технически эффективный и экономически выгодный.

Этот метод позволяет  за один прием производить ремонт более 1 м трубопровода.

В основе  системы ремонта  трубопроводов, разработанной фирмой, лежат два компонента:

• зонд – наполнитель;
• особая синтетическая смола.

Зонд вводится внутрь поврежденного участка трубы  туда, где имеются разрывы, трещины  или отверстия. Через зонд происходит нагнетание двухкомпонентной синтетической смолы, которая в течении 20 минут образует муфту вокруг существующего повреждения трубы. Выступающее внутрь соединения труб или иные помехи предварительно срезаются специальной фрезой. Корни деревьев также могут быть обрезаны и обработаны специальным составом для прекращения роста.

Процесс ремонта внутри трубы контролируется с помощью видеокамеры, снабженной пультом дистанционного управления. В большинстве случаев для проведения работ необходимо перекрыть трубопровод или отвести поток воды в другом направлении. Зонд устроен так, что через него обеспечивается свободное движении определенного движения сточной воды. В момент нагнетания смолы просачивание грунтовых вод через трещины в существующей трубе легко блокируются и после отвердевания смолы трещины исчезают. Такие работы могут быть выполнены при наличии притока воды.

Преимущества технологии:

• поврежденные участки полностью восстанавливаются;
• ремонт может производиться на участке трубы длинной  до1,2 м за один заход;
• внутренний диаметр трубы остается прежним;
• невидимые «волосяные» микротрещины полностью заделываются;
• рост корней деревьев может быть прекращен;
• работы по ремонту производятся при наличии потока сточных вод;
• эффективный ремонт возможен даже в случае масштабного проникновения грунтовых вод;
• проникая через трещины в трубе и скапливаясь внизу, смола образует своего рода поддерживающую подушку для основной трубы.

Оборудование включает в себя видеокамеру с вращающимся  объективом, вакуумный компрессор для нагнетания смолы, воздушный компрессор, и силовую электрическую установку.

Ремонт трубопроводов  большого диаметра. Выявлено что для успешно го решения вопроса о необходимости проведения ремонта напорных трубопроводов большого диаметра их владельцам и обслуживающему персоналу требуется иметь достаточный набор соответствующего инструмента фирмой Warer Corporations разработана технология и оборудование для оценки состояния этих трубопроводов позволяющие на 25% снизить стоимость работ. Последние 20 лет большое значение придавалось разработке технологии инспектирования и ремонта гравитационных трубопроводов среднего и малого диаметров в то же время не уделялось должного внимания трубопроводам большого диаметра. Фирма Warer Corporations разработала и запатентовала новую высокоэкономичную технологию решения этих проблем включающую оборудование которое позволяет с высокой точностью производить мониторинг и составлять отчеты о состоянии трубопроводов в период их эксплуатации, инструменты и две технологии ведения ремонтных работ - частичную (когда восстанавливаются только дефектная обделка) и полную (когда восстановлению подлежит 100% обделки).

Для обеспечения доступа к трубопроводам с целью оценки их состояния и последующего ремонта необходима техника позволяющая перекрывать и отводить основной поток создавая при этом минимальные неудобства потребителям. С учетом чьих требовании была разработана универсальная система перекрытия, которая обеспечивает герметичность без повреждения трубы. Система запатентована и применяется во всем мире для перекрытия трубопроводов диаметром от 450 до 1050 мм.

Для выполнения перекрытия была разработана система отвода длиной 10 км в виде шланга диаметром 300 мм выдерживающего давление 1000 кПа Шланг в плоском состоянии наматывается на барабан. Между собой шланги соединяются при помощи муфт. Состояние трубопроводов оценивается при помощи нескольких автономных передвижных устройств с высокоточными контрольными приборами работающими внутри трубопровода. Все эти устройства работают в автоматическом режиме с дистанционным управлением Система оценки состояния с использованием дистанционного управления. Разработанные специальные передвижные устройства с дистанционными системами управления (ЕОУ) позволяют осуществлять телеметрический контроль состояния трубопроводов на расстоянии до 10 км с помощью телевизионных камер (ССТУ). Устройства ЕОУ запускаются из существующих колодцев и обеспечивают проведение диагностики в действующих трубопроводах исключая дорогостоящий процесс их перекрытия. Такие ЕОУ представляют собой платформу, на которую устанавливается инструментальный диагностический модуль. Для оценки состояния перекрытых трубопроводов были созданы ЕОУ другой модификации предназначенные для инспектирования магистральных трубопроводов диаметром 600 мм и более на расстоянии свыше 10 км. Специально разработанное программное обеспечение позволяет осуществлять точную оценку и мониторинг с составлением отчетов о состоянии трубопроводов до и после их восстановления. Доступная для пользователей программа обеспечивает обработку полученных данных в режиме реального времени. Данные представляются в формате Ехсеl /Access.