МЕТОДЫ ПРОКЛАДКИ И РЕКОНСТРУКЦИИ ВОДООТВОДЯЩИХ СЕТЕЙ

В период строительства новых и развития старых городов и мегаполисов их подземная инфраструктура, в том числе и водоотводящие сети, строилась в основном открытым способом, при котором трубопроводы прокладывались на требуемых отметках в открытых траншеях с их последующей засыпкой вынутым грунтом. В последнее десятилетие рост протяженности водоотводящих сетей замедлился, что связано с переходом от экстенсивного периода развития городов к их более плотной и многоэтажной застройке, хорошо заметной на примере Москвы.

В этих условиях основной задачей становится не строительство новых водоотводящих линий, а обеспечение надежной эксплуатации уже существующих подземных коммуникаций, что неизбежно связано с заменой, перекладкой и реконструкцией отслуживших свой нормативный срок аварийных участков сетей.

Основными бестраншейными методами прокладки и реконструкции подземных трубопроводов являются:

  • • щитовая проходка;
  • • микротоннелирование;
  • • горизонтальное направленное бурение;
  • • прокалывание, пробивка и продавливание;
  • • раскатывание.

Щитовая проходка представляет собой закрытый способ прокладывания тоннелей механизированными щитами диаметром 1,5—3,6 м с последующей укладкой в тоннелях труб требуемого диаметра и забутовкой свободного пространства. При проходке щитов в водонасыщенных и слабоустойчивых грунтах требуется проводить дорогостоящие операции по водопонижению, замораживанию или химическому закреплению. В застроенных городских районах производство щитовой проходки неизбежно связано с необходимостью ограничения движения транспорта.

Микротоннелирование осуществляют с помощью дистанционно управляемых комплексов, позволяющих осуществлять 10—15 м проходки в сутки практически во всех горно-геологических условиях, в том числе водонасыщенных грунтах без водопонижения или закрепления грунтов. На рис. 5.14 приведен общий вид микрощитов. Фирма «Херренкнехт АГ» выпускает щиты для технологии микротоннелирования диаметром от 150 мм до 14,2 м, при использовании которых устраняется ручной труд в забое, механизируется процесс прокладки труб и все управление технологическим процессом осуществляет с централизованного пульта машинист. Допустимый зазор между прокладываемым трубопроводом и расположенными в земле коммуникациями при этом методе составляет не менее 1 м, отклонения от проектных отметок не превышают 10—20 мм.

Микрощиты фирмы «Херренкнехт АГ»

Рис. 5.14. Микрощиты фирмы «Херренкнехт АГ»

Схема направленного бурения гидроразмывом

Рис. 5.15. Схема направленного бурения гидроразмывом:

  • 1 — установка направленного бурения; 2 — земляное сооружение;
  • 3 — радиолокатор; 4 — проектная ось коммуникаций; 5 — струя жидкости;
  • 6 — буровая головка; 7 — лидерная скважина; 8 — штанга

Горизонтальное направленное бурение при прокладке труб до 150 мм ведется с использованием раствора на основе бентонита или полимеров (рис. 5.15). Трубы большего диаметра прокладываются с помощью установок горизонтального шнекового бурения. Малые установки шнекового бурения с тяговым усилием 4 т позволяют прокладывать трубы диаметром до 300 мм и длиной до 50 м. Установки с тяговым усилием 30 т используют для прокладки труб диаметром до 500 мм на расстояние до 400 м.

Прокалывание и пробивка заключаются в проходке горизонтальных скважин и затягивании в них труб (диаметром до 400 мм) с помощью пневмопробойников. Пневмопробойники имеют обтекаемый корпус, в котором размешены ударник и воздухораспределительный механизм, обеспечивающий как прямой, так и обратный ход пробойника. Проход пробойников происходит с достаточно высокой скоростью, их эксплуатация весьма проста.

Продавливание осуществляют путем забивки в грунт стальных трубопроводов диаметром 400—1400 мм с помощью пневмоударных машин.

Раскатывание используют для проходки и расширения существующих скважин за счет специальной раскатывающей головки, приводимой в движение буровым станком через наращиваемые буровые штанги. При вращении головки грунт вдавливается в стенки скважины и образуется устойчивая цилиндрическая полость, в которую затем при реверсе раскатчика затаскивается трубопровод. Соответствие оси раскатчика оси проектируемого трубопровода контролируют лазерной системой наведения.

Разработанные методы закрытой прокладки используют не только при строительстве новых трубопроводов, но и замене старых, аварийных участков сетей на новые. В России разработаны и серийно применяются пневмомолоты (табл. 5.2), которые используются вместе с расширителями (табл. 5.3) для разрушения подлежащего замене старого трубопровода.

Оборудование размещается в существующих колодцах и не требует устройства дополнительных шахт или котлованов.

Таблица 5.2

Технические характеристики серийных пневмомолотов

Параметр

Модель молота

ЛГМ-125

ЛГМ-170К

МПС-62Б

МПС-65

Наружный диаметр корпуса, мм

129

170

185

240

Энергия удара, Дж

120+10

300+ 25

450 +30

550+ 50

Частота ударов, с-1

7,5 + 0,25

9,0+ 0,3

6,0 +0,3

7,5 +0,4

Расход сжатого воздуха, м/мин

3,0+ 0,25

7.5 +0,5

8,0 +0,5

14,0 +0,7

Длина, мм

1055

910

1080

995

Масса, кг

63

90

135

220

Таблица 5.3

Технические характеристики расширителей

Параметр

Модель расширителя

МПС-59

МПС-70

МПС-18

МПС-76

МПС-71

Наружный диаметр расширительной втулки, мм

210

265

262

360

360

Внутренний диаметр заменяемого трубопровода, мм

150

200-250

150-200

200-250

200-300

Прокладываемая труба

160-С

225-С

225-С

280-С

315-С

Пневмомолоты сконструированы по беззолотниковой схеме, обеспечивающей устойчивую работу, надежный запуск, одновременно позволяющей сделать машину достаточно простой по конструкции и относительно дешевой при промышленном изготовлении. Все машины рассчитаны на рабочее давление сжатого воздуха 0,6 МПа, но устойчиво работают и при падении давления до 0,35—0,40 МПа.

Важным составляющим элементом рабочего оборудования является конус-расширитель. Он состоит из 3 элементов: расширительной втулки, которая насаживается на коническую головную часть корпуса пневмомолота; удлинителя, шарнирно прикрепленного к передней части пневмомолота и к тяговому тросу лебедки; конической втулки с ребрами-ножами, свободно посаженной на удлинитель и опирающейся задней частью в переднюю торцовую поверхность расширительной втулки. Удары пневмомолота через коническую поверхность корпуса передаются на расширительную втулку, а от нее через переднюю торцевую поверхность к конической втулке, которая разрушает старый трубопровод. Натяжение тягового троса обеспечивает надежный силовой контакт между всеми элементами рабочего оборудования. К расширительной втулке крепится первая секция заменяющей пластмассовой трубы.

Помимо рабочего органа в комплект оборудования для бестраншейной замены канализационных трубопроводов входят тяговая лебедка и отклоняющий анкер.

В МГП «Мосводоканал» разработаны и успешно применяются технологии восстановления канализационных трубопроводов диаметром от 150 до 500 мм и от 500 до 1000 мм полимерным рукавом. Современная технология бестраншейного ремонта подземных безнапорных трубопроводов диаметром до 500 мм успешно применяется дочерним государственным унитарным предприятием (ДГУП) «Сайт».

Технология позволяет в сжатые сроки восстановить трубопроводы диаметром от 150 до 500 мм и увеличить срок их службы. Санацию производят без вскрытия грунта и остановки движения городского транспорта. Рукав транспортируют в дефектный трубопровод прямым протаскиванием (с помощью лебедки), отвердение рукава происходит под действием пара. Под давлением пластиковый рукав плотно прилегает к поверхности поврежденной трубы, равномерно покрывая ее высокопрочным армирующим составом. Труба становится гладкой и полностью герметичной. Процесс осуществляется с применением оборудования отечественного производства. Комплексный рукав изготовляют в ДГУП «Сайт» из отечественного сырья и материалов. Высокая экономичность и простота восстановления городской канализационной сети привлекают как отечественных, так и зарубежных заказчиков. Метод хорошо зарекомендовал себя не только в Москве, но и во многих городах России.

В крупных городах остро стоит проблема восстановления трубопроводов до 1000 мм с длиной захвата от 100 пог. м и выше. В настоящее время специалисты ДГУП «Сайт» разработали технологии восстановления трубопроводов диаметром 400—1000 мм полимерным рукавом.

По данной технологии внутрь ремонтируемого участка вводится предварительно пропитанный рукав, который продвигается по трубопроводу с помощью гидростатического давления, создаваемого водяным столбом высотой от 3 до 8 м (рис. 5.16). Под действием давления воды пропитанный рукав равномерно и плотно прилегает к поврежденным стенкам трубопровода. Таким образом, производится восстановление всех повреждений трубопроводов любой формы и материала, из которого они сделаны. Как только рукав введен в поврежденный трубопровод, начинается процесс постепенного нагревания воды внутри него за счет циркуляции через бойлерную установку.

Схема восстановления трубопровода полимерным рукавом

Рис. 5.16. Схема восстановления трубопровода полимерным рукавом

О высоком качестве применяемых в «Мосводоканале» технологий санации трубопроводов свидетельствует тот факт, что его предприятия провели санацию 2,5 км трубопроводов диаметром 200—400 мм в Германии.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >