Бестраншейное восстановление напорных трубопроводов

Технические характеристики новых полиэтиленовых материалов позволяют изготавливать из них эластичные и способные к деформированию при сохранении своих первоначальных характеристик трубы (например. ПЭ-80 и ПЭ-100), которые применяются для бестраншейной реконструкции (восстановления) газовых, водопроводных и водоотводящих сетей, а также для их бестраншейной прокладки на территориях, подверженных просадкам и подвижкам грунтов.

Нельзя не отметить, что обеспечение длительной безаварийной эксплуатации полиэтиленовых труб, а также соединительных деталей (муфт, тройников, переходов, заглушек, отводов и т.д.), изготовляемых методом литья под давлением, обеспечивается высоким качеством сварных соединений, правильным выбором и строгим соблюдением технологии строительного производства.

Восстановление трубопроводов систем водоснабжения и напорной канализации протягиванием полиэтиленовых труб (с разрушением или без разрушения старых) должно осуществляться специализированными строительно-монтажными организациями, предприятиями и фирмами, имеющими не только лицензию на право проведения строительных работ, но и необходимое оборудование для очистки изношенного трубопровода, протягивания, сварки и монтажа полиэтиленовых труб и обученный персонал. Приоритет в выборе исполнителя работ должен отдаваться тем организациям, предприятиям и фирмам, которые имеют сертификат соответствия на услуги по «Устройству, ремонту и обслуживанию систем водоснабжения и канализации».

Для восстановления ветхих подземных трубопроводов систем водоснабжения (напорной канализации) методом протягивания должны применяться трубы из полиэтилена ПЭ 80 SDR 9, 11 и 13,6 и ПЗ 100 SDR 11.13,6 и 17, соответствующие ГОСТ 18599-2001 «Трубы напорные из полиэтилена». Работы должны выполняться по утвержденному проекту при обязательном контроле организации-заказчика, на которую возложен технический надзор и приемка, а в дальнейшем и эксплуатация восстановленных трубопроводов. Персонал организаций, ведущих строительство, технадзор, приемку работ и эксплуатацию таких трубопроводов, должен пройти обучение по специальным программам.

Как правило, работы по протягиванию полиэтиленовых трубопроводов в ветхие следует проводить на участках между колодцами. При большой протяженности сетей (например, напорной канализации), трубопровод должен разбиваться на участки, соответствующие длине протягиваемой плети по условиям ее прочности (протягивание без разрушения трубы) или с учетом возможностей используемого способа и мощности тягового оборудования, например, пневмоударных машин (ПУМ), мощных лебедок (МЛ) или машин с ударными штангами (МНШ). а также состояния старого трубопровода Примерная протяженность участка может составлять 100-150 м.

    
В ветхие трубопроводы допускается протягивать полиэтиленовые трубы только со сварными «встык» соединениями; полиэтиленовые соединительные детали под сварку «встык» должны применяться заводского изготовления с маркировкой, аналогичной маркировке труб.

При производстве восстановительных работ на водопроводных сетях могут использоваться типовые технологические схемы, представленные на рис. 1-7. Выбор типовой технологической схемы производства восстановительных работ на трубопроводной сети производится с учетом способа размещения нового полиэтиленового трубопровода в старом, а также его диаметра.

    
При поставках полиэтиленовых труб в бухтах на барабанах выбирают способ реновации трубопровода через колодец и смежные участки, а также через футляры с использованием обычных или мощных лебедок (рис. 1), машин с наборными штангами (рис. 2 и 3).

     
При использовании трубных плетей применяют аналогичные технологические схемы бестраншейного восстановления через футляр с роликами с использованием пневмоударных машин (рис. 4), а также через футляр с отводом с использованием мощной лебедки и машины с наборными штангами.
При больших диаметрах полиэтиленовых труб выбирают способ протяжки трубных плетей в восстанавливаемый трубопровод с использованием мощной лебедки; при этом может потребоваться разработка котлована или траншеи, размеры и профиль которых следует принимать с учетом направления ввода трубных плетей в реконструируемую сеть. Расположение плетей может совпадать с направлением трассы реконструируемого трубопровода или находиться под некоторым углом к нему, что определяется характером окружающей обстановки и расположением над трубопроводной сетью зданий, сооружений, временных строений и т.п.

При больших глубинах заложения трубопроводной сети, а также в стесненных условиях на поверхности земли ремонтно-восстановительные работы производят непосредственно в котловане. При этом применяют трубы определенной длины или специально заготовленные секции, включающие две, три и т.д. трубы.

При наличии на трубопроводе стальных ремонтных муфт, а также ветхих сетевых колодцев следует использовать способ забивки над трубопроводом обсадной трубы, доходящей до низа трубопровода. Место расположения обсадной трубы выбирают таким образом, чтобы в ней оказался ветхий колодец (ремонтная муфта). В нижней части обсадной трубы делают вырезы для пропуска концов трубопроводов, примыкающих к колодцу. Погружение и последующее изъятие обсадной трубы из грунта после завершения работ по реновации ветхого трубопровода и колодца производится с использованием пневмоударной машины (ПУМ). Работы производятся в следующем порядке. Вначале забивается обсадная труба на проектную отметку. Затем укрепляется ИЛИ разбирается и удаляется из обсадной трубы колодец. Работы по замене ветхого трубопровода новым из полимерных модулей (труб или плетей) производятся из входного колодца на небольшом расстоянии до ремонтной муфты. Ремонтная муфта выбивается в обсадную трубу. Работы по замене оставшегося участка ветхого трубопровода завершаются в обсадной трубе, ставшей приемным колодцем. При этом в обсадной трубе монтируется новый колодец из железобетонных колец.
    

    
При разработке конкретных технологических схем производства восстановительных работ должны учитываться следующие условия и обстоятельства; диаметр подлежащего восстановлению трубопровода и глубина его заложения; состояние водопроводных колодцев; диаметр и длина полиэтиленовых труб: загруженность поверхности по трассе проведения работ; состояние грунтов (например, категория грунта, наличие подземных вод); сезон проведения работ; возможности организации, которая будет осуществлять восстановительные работы (наличие соответствующего оборудования для протяжки, сварочных устройств и т.п.).

В технологических схемах с протягиванием гибких пластмассовых трубопроводов сматыванием с барабанов через колодцы целесообразно использовать трубные плети промышленного производства. При хорошем состоянии камер переключения (колодцев), когда не предполагается производить их замену, барабан размещают прямо над камерой переключения. При недостаточных размерах камеры переключения (колодца), когда допустимый радиус изгиба R для труб больше ширины колодца по ходу реконструируемого трубопровода, трубы протаскивают через образуемый для этого в ев стенке проем (рис. 5).

Барабан следует размещать так, чтобы для сматывания трубной плети требовались наименьшие усилия. При отсутствии труб на барабанах заводского изготовления производится сварка труб в плети, свертка их в бухты или намотка на барабан рядом с местом проведения работ. В этом случае трубная плеть при вводе в старый трубопровод будет изгибаться только в вертикальной плоскости, переходя с уровня поверхности земли на уровень ложа восстанавливаемого трубопровода.

В технологических схемах, связанных с использованием трубных плетей (рис. 6), предусматривают разработку котлованов (траншей); их размеры и профиль принимают с учетом направлений ввода трубных плетей в реконструируемую сеть. Расположение плетей может совпадать с направлением трассы реконструируемого трубопровода или находиться под некоторым углом к нему.

В данном случае для перехода трубной плети с поверхности земли к ложу старого трубопровода требуется свободное пространство для изгиба полиэтиленовых труб в вертикальной и горизонтальной плоскостях для вывода на направление трассы реконструируемого трубопровода.
Радиус изгиба Rф для обоих описанных случаев должен быть больше допустимого из условий прочности радиуса изгиба R для полиэтиленовых труб (радиус изгиба при продолжительности протягивания конкретного участка полиэтиленовой трубы около 0,5 часа должен быть больше 16 наружных диаметров).

При реализации технологических схем, в которых сборка отдельных полиэтиленовых труб осуществляется на уровне отметки заменяемого трубопровода (рис. 7) необходимо указывать размеры котлована.

Котлован (траншею) разрабатывают с плоским дном, устраиваемым ниже основания старого трубопровода с возможностью размещения средств механизации для сборки и проталкивания труб (трубных секций). Верхняя часть старого трубопровода может удаляться: длину удаляемой части принимают из расчета обеспечения надлежащих условий для введения нового трубопровода в старый. При значительном объеме работ по реконструкции, выполняемых в котловане (траншее), устраивают настил, например, из железобетонных плит или деревянных щитов, на которых располагаются оборудование и оснастка а также монтажники-трубоукладчики при проведении работ. При необходимости стенки котлована (траншеи) крепят, а также организуют водоотлив.

    
Ширину котлованов (траншей) принимают с учетом диаметра протягиваемых труб; при этом должны быть обеспечены нормальные условия для удобной установки опорных и прижимных направляющих роликов, которые могут закрепляться с помощью анкерования в грунте.
Размеры котлована (траншеи) должны обеспечивать условия для свободного размещения труб (секций труб), оборудования и оснастки, с помощью которых будут осуществляться сборка и протягивание нового трубопровода в реконструируемую сеть, а также для выполнения всех процессов принятой технологической схемы реконструкции с соблюдением требований безопасного ведения восстановительных работ.

    
Работы с одного поста следует организовать в местах изменения направления трассы.
В каждой технологической схеме должны быть учтены габариты используемых машин (МНШ. МЛ, ПУМ. компрессоров и т.п.), оборудования (сварочных приспособлений и др.), оснастки (роликов, оголовников, расширителей), а также подъемно-транспортных средств.

Подготовительные работы при реализации выбранной технологии включают в себя прекращение подачи воды, демонтаж арматуры, фасонных частей, отделение фланцев от стальных трубопроводов, углубление дна колодца и другие мероприятия.

Демонтаж оборудования ведется от стартового колодца (котлована) по направлению движения восстановительных работ Для удобства ведения работ в стартовом колодце углубляют дно.
До начала проведения монтажные работ по протягиванию полиэтиленовых труб (без разрушения старых) должна быть проведена тщательная очистка ремонтного участка трубопровода от продуктов коррозии и других отложений с использованием скребков и швабр, перемещаемых внутри ремонтного участка.

Перед производством работ производится телевизионный контроль участка реновации, результатом которого является определение степени коррозионного обрастания внутренней поверхности трубопровода, характер солевых и биологических отложений, а также фиксируется наличие выступающих элементов и посторонних предметов.

    
Телевизионный контроль производится также после реновации, что позволяет получить всестороннюю оценку качества выполненных работ (в том числе сварных швов), оперативно устранить выявленные дефекты сразу после окончания работ и своевременно произвести сдачу и приемку участка трубопровода в эксплуатацию.

При восстановлении трубопроводов систем водоснабжения (напорной канализации) земляные работы должны проводится с учетом требования СНиП 3.02.01-87. СНиП 3.05.04-85 и СП 40-102-2000. Для подачи в котлован отдельных труб (секций труб) должны использоваться автокраны. трубоукладчики соответствующей грузоподъемности. Протягивание полиэтиленовых труб может производиться ручными и механизированными лебедками, машинами с наборными штангами или пневмоударными машинами.

Для сварки полиэтиленовых труб необходимо иметь соответствующее оборудование.

Для обеспечения качественного протягивания полиэтиленового трубопровода в старый трубопровод необходимо использовать специальные оголовники (рис. 8).

Рассмотрим на нескольких технологических схемах перечень стандартных операций, проводимых в период восстановительных работ на сетях.

Работы по восстановлению ветхих трубопроводов по технологии протягивания полиэтиленовых труб с барабана через колодец (или котлован у колодца) с помощью лебедки (рис. 9) выполняются в такой последовательности: подготавливают и устанавливают барабан с полиэтиленовой трубой: подготавливают распорные и скользящие устройства: устанавливают лебедку: отрывают траншею: закрепляют колодец от выдавливания его грунтом с заделкой бревна (балки) с каждой стороны в грунт на глубину не менее 1 м: выполняют разборку и удаление узлов из колодцев; производят прочистку, калибровку старого трубопровода; пробивают в колодце отверстие размером не более двух диаметров протаскиваемой трубы; устанавливают скользящую опору из ролика при входе трубы в колодец: устанавливают на правляющие блоки и раскрепляют их: пропускают в действующий трубопровод арматурную проволоку диаметром 6-8 мм; протаскивают трос лебедки с помощью арматурной проволоки: закрепляют трос с помощью специального устройства за плеть полиэтиленовой трубы; протаскивают плеть труб в старый трубопровод с помощью лебедки; заделывают отверстия в колодце; монтируют водопроводный узел в колодце, сопрягая смежные участки сети; демонтируют все упорные и скользящие устройства, направляюще блоки; испытывают на плотность уложенный трубопровод после присыпки труб в открытой траншее на 30 см выше верха трубы; засыпают траншею грунтом на всю высоту: восстанавливают территорию.

Работы по реновации ветхих трубопроводов по технологии протягивания полиэтиленовых труб из траншеи с помощью лебедки (см. рис. 7) выполняются в такой последовательности: выполняют разборку водопроводных узлов в колодцах; отрывают траншею; вскрывают действующий трубопровод; производят прочистку и калибровку старого трубопровода; устанавливают лебедку и направляющие блоки; пропускают арматурную проволоку в старый трубопровод; протаскивают трос лебедки через трубопровод с помощью арматурной проволоки, сваривают две трубы; протаскивают трубы с помощью лебедки на длину захода в старый трубопровод, затем сваривают стык 2-й и 3-й труб и протаскивают плеть труб на длину одной трубы и т.д. в той же последовательности; демонтируют оборудование и приспособления; восстанавливают разрушенные трубы и присыпают их грунтом на 30 см выше верха трубы; производят испытание трубопровода на плотность; засыпают котлован (траншею) на всю высоту; восстанавливают водопроводные узлы в колодцах; передают в эксплуатацию восстановленный трубопровод.

В рассмотренных технологических схемах для контактной сварки полиэтиленовых труб можно использовать ручные приспособления (проект СКВ «Мосстрой» №3911-1,2Б) или механизированные установки (проект СКВ «Мосстрой» № 3721A, 3971А), а также установки других производителей, обеспечивающих требуемые параметры.