Бестраншейные методы санации трубопроводов

Удаление дефектов, подготовка поверхности. Процесс подготовки поверхности трубопровода предусматривает обработку дефектных мест струёй воды под давлением 30 000 фунтов/дюйм². При этом удаляются дефектная обделка и продукты коррозии. Удаление отложений в трубопроводе. После обработки водой на нижнем своде трубопровода остается шлам. Для его удаления при полной замене обделки применяется драглайн, а при частичной - ковшовый транспортёр. Пульпа удаляется с помощью вакуумно-промывочного устройства которое полностью очищает и осушает стенки трубопровода.

Устройство новой обделки. В случае полной замены обделки для её устройства используются традиционные способы, а там где необходимо частичное восстановление обделки, применяется метод торкретирования. При устройстве обделки применяется транспортное средство для нанесения раствора и транспортное средство для размещения оператора. Чтобы машина каждый раз после нанесения порции раствора не выезжала из трубопровода, специальное транспортное средство доставляет раствор к месту производства работ и заливает его в специальный бак.

Рассмотренные технологии и оборудование были опробованы на сотнях километров восстановленных трубопроводов диаметром 600 — 1400 мм и хорошо себя зарекомендовали. Отличительной особенностью этих технологии и оборудования является возможность их широкого использования.

Применение  полиэтиленовых труб. Ведущее предприятие в структуре ГГХ «ЛЕНГАЗ» уже несколько лет внедряет в Санкт-Петербурге новые технологии строительства и реконструкции газопроводов. Созданное 8 лет назад в Санкт Петербурге совместное российско-французские предприятие «СПбВЕРГАЗ» - мощная строительно-монтажная организация, оснащенная всей необходимой техникой и оборудованием, позволяющими выполнять все виды работ начиная с проектирования и заканчивая благоустройством.

Большой вклад специалисты СПбВЕРГАЗа внесли в реконструкцию газопроводов. На счету предприятия множество ответственных заказов -более шестидесяти объектов различной сложности по реконструкции изношенных стальных газопроводов методом протяжки в них полиэтиленовых труб диаметром от 32 до 315 мм в историческом центре Санкт-Петербурга. С 1995 г СПбВЕРГАЗ одним из первых в России начал применять на строительстве и реконструкции газопроводов полиэтиленовые трубы диаметром от 200 до 315 мм из полиэтилена марки ПЭ 100 5ВК 17,6.

Реконструкция подземных стальных газопроводов вызвана крайней необходимостью восстановления надежной работы большого количества ветхих газопроводов представляющих повышенную опасность в эксплуатации. Наиболее привычный метод ремонтно-восстановительных работ - это полная замена участка трубопровода новыми трубами. Такой способ требует больших трудозатрат, так как при этом вскрывается траншея по всей длине заменяемого трубопровода, что препятствует движению транспорта, пешеходов и нарушает эстетический облик города.

Процесс восстановления трубопровода полимерным рукавом

 

Рисунок - 4

Метод протяжки полиэтиленовых груб в стальные не требует закрытия движения транспорта и обеспечивает беспрепятственный проход пешеходов Полиэтиленовые трубы протягиваются в реконструируемом (отключенном от газа) стальном газопроводе, который является как бы готовой траншеей и, в то же время, защитным футляром от механических повреждении. При этом используются как длинномерные, намотанные на барабаны трубы, так и трубы мерной длины, сваренные в плеть сваркой встык. При использовании метода протяжки котлованы для монтажа полиэтиленового газопровода делаются в начале и конце реконструируемого участка. Длина такого участка может достигать 200 м.

Реконструированные методом протяжки газопроводы с использованием намотанных на барабаны длинномерных полиэтиленовых труб диаметром до 160 мм без сварных соединений обладают значительно более высокой по сравнению со стальными газопроводами надежностью. В связи с этим возможно применение данного метода при переходах через водные преграды и коллекторы, под автомобильными дорогами, железно-дорожными и трамвайными путями.

 

2. Восстановление трубопроводов  бестраншейным способом

    

Инспекционная проверка коллектора диаметром 1000 мм для подачи сточных вод на очистные сооружения Риги построенного 25 лет назад под проезжей частью улицы Erertataz из железобетонных напорных труб, показала полную их непригодность к эксплуатации на участке 800 м.

Анализ вариантов возможного применения различных технологий ремонта коллектора привел к принципиальному решению обновления аварийного участка методом протаскивания труб, который оказался самым экономичным с точки зрения затрат на строительство и позволял не ограничивать движение транспортных средств.

Устройство трубопровода

Рисунок - 5

При выборе материалов и типов труб для протаскивания сравнивались технические и стоимостные показатели труб двух фирм фирмы UPONOR - марки РN800, РN6 из полиэтилена высокой плотности и фирмы НОВАS - марки DН800, РN6, 5N5000 из композитного материала в результате сравнения предпочтение было отдано трубам фирмы НОВАS.

Трубы транспортировались из Германии в 12 и 13 метровых автофургонах.  Разгрузка производилась автопогрузчиком.

Трасса ремонтируемою трубопровода была разбита на четыре неравных участка с пятью котлованами. Два из которых предусмотрены в местах поворота трассы. Максимальное расстояние между котлованами, располагаемыми на середине проезжей части улицы, достигало 360 м.

Изношенный трубопровод был либо полностью демонтирован через котлованы, либо в нем вырезалась верхняя часть. В местах полного демонтажа изношенного трубопровода была сделана бетонная подготовка на песчаном основании толщиной 10 см.

Перед началом протаскивания труб через каждые 20 м были пробурены скважины для последующего заполнения пространства между старым и новым трубопроводами.

Протаскивание происходило  без ограничения транспортного движения. Трубы протаскивались с помощью лебедки и троса пропускаемого через старый трубопровод и протаскиваемые трубы. Трос крепился к специальной крышке на конце последней трубы.

Очередная труба с  муфтой подавалась в котлован краном с использованием мягких стропов и укладывалась либо на основание сырого трубопровода либо на деревянные подкладки. Передние резиновые кран муфты очередной грубы и конец последней протащенной трубы смазывались специальным мылом на ширину 5 см.  Торец очередной трубы центрировался с муфтой последней трубы, а конец протягиваемого троса крепился к крышке.

Задавливание муфты  очередной трубы на конец последней трубы производилось либо домкратом через крышку, либо лебедкой на малых оборотах. Затем осуществлялось Протаскивание лебедкой всей трубы.

При монтаже первых восьми труб на конце последней из них ставился стальной хомут для опоры и фиксации уже протащенного участка за края старого трубопровода.

На торце первой трубы монтировалось стальное кольцо для предохранения торца от повреждений, возможного загребания песка и центрирования троса.

На участке длиной 360 м протаскивание происходило с обоих концов. Сначала было протащено 250 м трубопровода с одного конца, после чего на участке 110 м трубопровод был протащен с другого конца и соединен внутри старого трубопровода без устройства котлована. Такой же способ был применен на сложном участке профиля длиной 300 м из одного из котлованов

Для проходки нескольких поворотов под углом были применены  укороченные трубы, т. е. уменьшено расстояние между муфтами, в которых возможно реализовать повороты.

После окончания монтажа трубопровода была проведена опрессовка давлением воздуха 6 атм. затем пространство между старым и новым трубопроводами заполнили специальным раствором.

Без учета затрат времени  на подготовительные работы скорость протаскивания трубы составила 72 м в день.

Адаптирующиеся  пробойники. В журнале РОБТ были опубликованы сведения об устойчивости пробойников оснащенных механизмами адаптации при работе в неоднородных грунтах.

В результат проведенных  специальных исследовании с экспериментальным  образцом механизма адаптации пробойников (МАП) было установлено, что его использование повышает стабильность курса пробойника более чем в 1,8 раза.

В связи с поступившими после публикации многочисленными  вопросами о конструктивных и  функциональных особенностях МАП а также о возможности их приобретения ниже приводится базовая информация о МАП.

1. Созданный МАП выполнен в виде оригинального грунтового руля, геометрия которого изменяются в зависимости от состояния грунта Изменение происходит автоматически без вмешательства оператора, а также без использования каких либо электронных и/или электрических элементов, т.е. МАП является самоуправляющимся (самонастраивающимся) механизмом.
2. Конструкция МАП обеспечивает легкий быстрый и удобный монтаж и демонтаж на головной части пробойника.
3. При движении пробойника с МАП в однородном грунте его геометрическая форма осесимметрична. При встрече с разноплотностным грунтом происходит направленное изменение геометрии МАП в результате которого возникают дополнительные силы реакции грунта частично компенсирующие воздействие его неоднородностей на пробойник и оказывающие стабилизирующий эффект на движение пробойника. Таким образом, использование МАП в автоматическом режиме обеспечивает повышенную (по сравнению с традиционными пробойниками) стабильность курса пробойника.
4. Адаптирующиеся пробойники представляют собой новое поколение этих машин. Следует отметить предыдущие поколение пробойников, приняв в качестве условного критерия их функциональные возможности при пробивке скважин.

Первое поколение - нереверсивные пробойники, передвигающиеся в грунте только в одном направлении. Они могут использоваться для пробивания только сквозных прямо линейных скважин. Управление таким пробойником сводится к реализации одного из двух режимов работы передвижения вперед (по курсу) или остановки.

Второе поколение - реверсивные пробойники, передвигающиеся в грунте в прямом и обратном (реверс) направлениях Они используются для пробивания как сквозных, так и глухих скважин. Управление реверсивным пробойником сводится к реализации одною из трех режимов работы передвижения вперед реверса или остановки.

Третье поколение - управляемые пробойники, положение в грунте которых контролируется с помощью специальных устройств. Такие пробойники обладают дополнительной возможностью - с их помощью можно осуществлять пробивание криволинейных скважин, что достигается управлением корпусом пробойников в радиальных направлениях.

Для рационального использования управления пробойником принципиально необходим контроль его положения в грунте. Управляемый пробойник без контроля его положения с технической точки зрения лишен практического смысла.

В качестве управляющего органа в пробойнике используется грунтовый руль, выполненный в виде лидера с косым срезом имеющего возможность вращения вокруг своей оси. В процессе движения в однородном грунте для сохранения прямолинейности трассы такой лидер необходимо вращать. При этом происходит бесполезное рассеяние в радиальных направлениях части энергии удара и соответствующее снижение производительности пробойника.

Кроме того, работа такого управляемого пробойника предполагает включение управляющего воздействия на участках корректировки курса для чего в свою очередь необходима информация о положении плоскости вышеупомянутого косого среза лидера относительно препятствия. Для решения этих задач необходимо сложное и дорогостоящее оборудование, а для работы с управляемым пробойником - специально подготовленный высоко квалифицированным персонал.

Адаптирующиеся пробойники лишены этих недостатков свойственных управляемым пробойникам.

Адаптирующимися пробойниками нельзя управлять по усмотрению оператора (как управляемыми пробойниками) в связи с чем они и предназначены для пробивания криволинейных скважин. Назначение адаптирующихся пробойников пробивание прямолинейных сквозных и глухих скважин.

Пневмопробойники. Мобильность пробойников, обусловленная ударной передачей энергии в сочетании с разнообразными технологиями выполнения работ по укладке новых коммуникации позволяет небольшой бригаде производить сложные операции без использования громоздких механизмов.

Например, применяя пневмопробойники ИП-65, ИП-80, ИП-115, ИП-145, оснащенные разнообразным оборудованием можно эффективно  выполнять:

• укладку трубопроводов из различных материалов диаметром от 65 до 426 мм;
• пробивку скважин (горизонтальных, наклонных, вертикальных) формирование свай в грунте и укрепление фундаментов;
• установку дорожных знаков;
• укрепление берегов откосов;
• очистку трубопроводов и многие другие виды работ.

 

 

 

Общий разрез геологической структуры, полученный с применением

георадара

 

 

1-дорожное покрытие, 2-насыпной  грунт, 3-коренной ненарушенный грунт, 

4-труба диаметром 900 мм