Реферат: Восстановление сетей водоснабжения и водоотведения

·              простоту технического исполнения;

·              доступность и низкую стоимость работ, которая составляет около 30% стоимости нового трубопровода;

·              останавливает коррозию внутренней поверхности трубопровода;

·              снижение гидравлического сопротивления.

ТЕХНОЛОГИЯ "ФЕНИКС"

Особого внимания с технической точки зрения заслуживает технология нанесения сплошных полимерных рукавов «Феникс» (Phoenix). На Московском водопроводе работы по санации подземных трубопроводов данным методом при использовании оборудования германской фирмы «Пройсаг Вассер унд Рортехник ГмбХ» ведутся с 1995 г.

Применяемый для ремонта напорных трубопроводов шланг-чулок состоит из полиэфирных и нейлоновых нитей сотканных вкруговую, на которые нанесено специальное покрытие, соответствующее транспортируемой среде восстанавливаемого трубопровода. Данным методом могут быть, отремонтированы трубопроводы с рабочим давлением до 1,2 МПа.

Сущность данного метода санации трубопроводов заключается в закреплении у торцов и протягивании в полость трубы на всю длину ремонтного участка бесшовного полимерного рукава с плотной фиксацией его внутренней оболочки к внутренней поверхности трубопровода с помощью предварительно нанесенных клеевых составов (эпоксидной смолы) и давления воздуха или пара.

Воздушный поток обеспечивает продвижение оболочки по длине трубопровода, а термообработка приводит к быстрому твердению клеевых составов.

Полимерный рукав может изготавливаться из полиэстра, полиэтилена и других материалов, которые обеспечивают механическую прочность и герметичность восстанавливаемого трубопровода.

Полимерный рукав имеет толщину 2 мм (при эксплуатации трубопровода под давлением воды до 3 МПа) или 3-10 мм при необходимости противодействия значительным внешним нагрузкам, а также достижения необходимой устойчивости и прочности, сравнимой с аналогичными показателями для нового стального или чугунного трубопровода.

Область применения метода нанесения сплошного полимерного покрытия - стальные и чугунные трубы диаметром 150 - 1500 мм. Длина ремонтного участка должна определяться в зависимости от диаметра восстанавливаемого трубопровода: при диаметре 150 мм она составляет 500 м, при диаметре 300 мм - 300м, при диаметре 900 мм - 100 м.

Метод используется при любой глубине заложения труб (в грунте или непроходных каналах) и не зависит от типа грунтов, окружающих трубопровод.

Метод эффективен при следующих видах повреждений:

·        трещины (продольные, поперечные, винтообразные),

·        абразивный износ, свищи (при отсутствии инфильтрации воды в трубу).

При других повреждениях (раскрытых стыках, смещении труб в стыках) необходима предварительная подготовка, обеспечивающая соосность труб в местах дефектов.

Ограничения метода «Феникс» - длина прочищаемого участка трубопровода не должна превышать 100 м, так как используемые стандартные шланги для гидравлической очистки имеют длину до 100 м. Профиль прочищаемого участка должен иметь постоянный уклон, обеспечивающий сток воды из трубопровода (работы проводят в абсолютно сухом трубопроводе).

При использовании данного метода исключается необходимость в разрытии траншей, достаточно выкопать котлованы на определенном расстоянии либо воспользоваться имеющимися колодцами. Это очень важно при проведении ремонта трубопроводов в городских условиях, где имеется большая насыщенность подземных коммуникаций, оживленных автомагистралей, железнодорожные и трамвайные пути и линии метрополитена. Значительный экономический эффект данный метод обеспечивает при капитальном ремонте подводных переходов трубопроводов (дюкеров).

МЕТОД "ТРУБА В ТРУБЕ" С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЛАСТМАССОВЫХ ТРУБ

Применяется для реконструкции самотечных и напорных трубопроводов, а также дюкеров диаметром до 2000 мм, построенных из любых материалов. При реконструкции данным методом сечение трубопровода уменьшается, но за счет меньшего коэффициента шероховатости материала (полиэтилен), компенсируется показатель пропускной способности трубопровода. Характерным примером использования данной технологии на объектах Московской канализации является реконструкция дюкеров Юго-Западных каналов диаметром 1200-1400 мм.

Для санации используются полиэтиленовые трубы на рабочее давление от 1,0 до 1,6 МПа по ГОСТу 18599-2001 (ПЭ 80 и ПЭ 100), поставляемые в бухтах или свариваемые в плети вблизи мест использования. При проведении работ на протяженных сетях трубопровод должен разбиваться на участки, длина которых принимается с учетом допустимой длины протягиваемой плети по условиям прочности (протягивание без разрушения), либо с учетом возможностей используемого способа и мощности тягового оборудования. В качестве тягового оборудования в зависимости от состояния старого трубопровода и выбранной технологии применяют пневмоударные машины, мощные лебедки или машины с наборными штангами. Примерная протяженность подлежащего восстановлению участка может составлять 100-150 м и более в зависимости от диаметра труб.

Достоинствами метода реконструкции «труба в трубе» с применением полиэтиленовых труб являются:

·        - небольшой объем земляных работ;

·        - возможность соединения труб в единую монолитную плеть длиной до нескольких сотен метров с ее последующим протаскиванием;

·        - достаточная гибкость и эластичность сваренной плети для прохождения изгибов и поворотов трассы трубопровода;

·        - высокая химическая стойкость и стойкость материала рабочей полиэтиленовой трубы к истиранию;

·        - низкая зарастаемость различными типами отложений;

·        - расчетный нормативный срок эксплуатации под давлением не менее 50 лет.

Недостатком данного метода реконструкции трубопроводов является уменьшение сечения трубопровода.

ТЕХНОЛОГИЯ COMPACT SLIMLINER

Метод разработан для восстановления трубопроводов диаметром от 75 до 300 мм. Технология включает пять основных этапов:

. Производится телеинспекционный контроль трубопровода, определяется его состояние, наличие боковых присоединений и посторонних включений, прямолинейность и эллипсоидность. На основании телеинспекционного контроля дается заключение о пригодности трубопровода к восстановлению данным методом.

. Прочистка трубопровода от внутренних отложений и посторонних включений, подготовку концов трубы к процессу протаскивания трубы Slimliner, подготовка барабана, присоединение втягивающей головки, установку направляющих вкладышей и фиксирующих колец для концевых фитингов.

. Протягивание трубы Slimliner в реконструируемый трубопровод.

. Закрытие концов трубы, подключение входной и вентиляционной линии. Завершается этап расширением трубы в результате наполнения ее водой или воздухом до давления 3 - 4 бар.

. Установка концевых фитингов, монтаж арматуры в колодцах, опрессовка и пуск линии.

С помощью данной технологии и ее модификаций в различных странах мира восстановлено свыше 800 км трубопроводов. Преимуществом технологии является то, что санация осуществляется с помощью тонких полиэтиленовых труб, которые позволяют восстановить сети практически без уменьшения сечения трубопроводов. Процесс восстановления трубопроводов состоит в том, что после операций прочистки внутренней поверхности подлежащего обновлению трубопровода в него втягивается полиэтиленовая труба сплющенной U-образной формы, называемая U-лайнером (U-Liner).

Под давлением пара труба приобретает круглую форму, плотно прилегая к внутренней поверхности трубопровода без образования кольцевого зазора. Диапазон диаметров санируемых трубопроводов по данной технологии 100-800 мм. Максимальная протяженность реабилитируемого участка до 600 м.

Основные преимущества:

·              обладают повышенными механическими свойствами;

·              снижение гидравлического сопротивления;

·              относительная дешевизна метода;

·              применим при любом техническом состоянии реконструируемого трубопровода.

Основные недостатки:

·              отсутствие методов диагностики (определение места аварии, трассы трубопровода);

·              тщательная подготовка внутренней поверхности реконструируемого трубопровода в связи с тем, что допустимые значения глубины повреждения протаскиваемой трубы должны составлять не более 10%, от толщины стенки (при толщине стенки 10 мм браком можно считать царапину в 1 мм.)

МЕТОД ПРОТЯГИВАНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБ С РАЗРУШЕНИЕМ ИЗНОШЕННОГО ТРУБОПРОВОДА

В начале и в конце участка реконструируемого трубопровода разрабатываются стартовый и рабочий котлован.

В рабочем котловане устанавливается гидравлическая машина с наборными штангами, предназначенная для разрушения изношенного трубопровода и протягивания через образовавшуюся скважину новой полиэтиленовой трубы.

Из рабочего котлована с помощью гидравлической машины в реконструируемый трубопровод проталкиваются соединенные между собой элементы наборной штанги до ее выхода в стартовый котлован.

В стартовом котловане к концу штанги монтируется конус, диаметр которого больше разрушаемой трубы. К хвостовику конуса присоединяется полиэтиленовая труба.

Разрушение трубопровода производится конусом при обратном ходе наборной штанги, приводимой в движение силовыми гидроцилиндрами с тяговым усилием до 80 т.

МЕТОД ВНУТРЕННЕГО БАНДАЖИРОВАНИЯ

Метод применятся при проведении локального ремонта участков чугунного трубопровода путем установки на место повреждения (раструба) внутреннего распирающего кольца с резиновым уплотнителем. Диаметр восстанавливаемого трубопровода при этом составляет в основном от 900 до 1200 мм.

Основным достоинством данного метода является возможность произвести ремонт чугунной трубы изнутри без раскопочных работ. Достаточно выполнить пролаз со стороны ближайшей камеры.

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИТНЫХ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Метод используется для реконструкции самотечных каналов и коллекторов различного сечения диаметром до 3000 мм, построенных из любых материалов. При реконструкции данным методом сечение трубопровода уменьшается, но за счет меньшего коэффициента шероховатости материала (стеклопластик), компенсируется показатель пропускной способности трубопровода. Особенностью данной технологии является возможность восстанавливать участки трубопровода без снятия сточных вод. Характерным примером использования данной технологии на объектах Московской канализации является реконструкция кирпичного Люблинского канала шатрового сечения диаметром 1650 мм по высоте.

ТЕХНОЛОГИЯ "ЛОКПАЙП"

Облицовка внутренней поверхности каналов поликварцитными модулями. Применяется для реконструкции самотечных каналов большого диаметра, подверженных воздействию газовой коррозии. При реконструкции данным методом сечение трубопровода незначительно уменьшается, что не сказывается на пропускной способности каналов большого диаметра. Особенностью данного метода является возможность восстанавливать канализационные каналы любого сечения, а также 50-ти летняя гарантия на материал от разрушения в результате воздействия газовой коррозии. Характерным примером использования данного метода на объектах Московской канализации является реконструкция Ново-Люберецкого канала диаметром 2800 мм;

СПИРАЛЬНО-НАВИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ SPR.

Технология основана на принципе формирования новой трубы из ПВХ или полиэтиленового профиля в старом трубопроводе при помощи специальной навивной машины. Применяется для реконструкции трубопроводов диаметром до 5500 мм. При реконструкции трубопроводов по данной технологии не требуется устройство стартовых котлованов, работы выполняются с использованием существующих канализационных колодцев. Характерным примером использования данной технологии на объектах Московской канализации является реконструкция коллектора от Ленинского стекольного завода диаметром 1000 мм.

ПРОЧИСТКА ТРУБОПРОВОДОВ.

Перед санацией трубопроводов должна проводиться их эффективная чистка, исключающая повреждение внутренней поверхности трубы и заделку стыковых раструбных соединений (например, при ремонте чугунных и других труб).

В зависимости от степени зарастания живого сечения трубопроводов можно использовать следующие основные методы чистки трубопроводов:

· водяной, или гидромеханический; применяется для труб диаметром 100мм и менее при наличии неуплотненных бугристых наносов;

· водовоздушный; применяется для трубопроводов диаметром 150-200мм при наличии неуплотненных бугристых наносов при длине обрабатываемого участка за один цикл (проход) до 2000 м;

· гидропрочистка с использованием высоконапорных устройств с вращательными головками; применяется для трубопроводов диаметром до 300 мм и при длине обрабатываемого участка за один цикл (проход) до 1000 м ;

· очистка с использованием цилиндрических поршневых скребков из полиуретана, покрытого ворсистым металлическим патроном; применяется для диаметров трубопроводов 80-150мм. Данный способ прост в применении, не требует высококвалифицированного персонала и сложной техники. Недостатки - необходимость резки трубопровода, значительный расход воды, а также возможное нарушение качества воды в трубопроводе, из которого подается вода для промывки. Кроме того, возможно разрушение или блокировка очистного устройства в трубе, а его обнаружение и извлечение являются сложными и дорогостоящими операциями;

· очистка с использованием стержневых устройств или спиралевидных скребков; применяется для трубопроводов диаметром 100 мм и менее при плотных наростах накипи и ржавчины:

· гидравлический метод очистки на основе использования реактивных головок или гидрокавитационных сопел; применяется для труб любых диаметров, при этом достигается зеркальный блеск поверхности и одновременно наносится антикоррозийное защитное покрытие;

· электрогидроимпульсный метод реализуемый путем создания высоковольтного разряда в жидкости, при этом образуется ударная волна, разрушающая отложения на внутренней поверхности трубопроводов; применяется для трубопроводов диаметром до 400 мм и длиной до 300 м;

· гидрохимическая промывка для удаления железооксидных и карбонатных отложений на основе специально приготовленных растворов (разработана в АКХ им. П.Д. Памфилова).

5. Гидравлический расчет восстанавливаемого участка

Составной частью тактики реновации водопроводных и водоотводящих сетей является создание условий максимального обеспечения эффективной совместной работы старых и восстановленных участков. Поэтому требуется обязательная проверка восстановленных и действующих участков напорных и самотечных трубопроводов на гидравлическую совместимость. Для водопроводных сетей это обеспечение и поддержание требуемых проектом потерь напора в кольцевых контурах независимо от ремонтного материала и диаметра используемых труб, а для безнапорных обеспечение и поддержание определенных величин скоростей течения сточной жидкости от участка к участку по направлению движения потока, которые должны возрастать от участка к участку.

По результатам экспериментов на напорных трубопроводах получены эмпирические зависимости изменения потерь напора h от расхода Q для четырех видов трубопроводов: