Журнал "Городское хозяйство", июнь 2007 г. Сенсация, реновация и "чулок" Слонимского водоканала

Наша страна покрыта обширной сетью рек, по дну которых проложены десятки километров дюкерных переходов трубопроводов различного назначения (канализационные, водопроводные, газовые дюкеры). Однако их объединяет то, что изготовлены они, в основном, из стали, и срок их эксплуатации превысил все возможные пределы. Некоторые дюкеры построены еще в 40-60-х годах прошлого века и нуждаются в срочном ремонте или замене. Многие трубопроводы изношены до такой степени, что в них имеются многочисленные сквозные отверстия, через которые вытекает перекачиваемая жидкость. В случае если это питьевая вода, речь идет о больших потерях воды и бесполезной трате электроэнергии на ее перекачку. Однако протечки, образовавшиеся в канализационном трубопроводе, ведут к постоянному загрязнению реки и переносу канализационных стоков на большое расстояние за короткий промежуток времени. До недавнего времени все изношенные дюкеры просто выводились из эксплуатации и рядом строились новые, при этом подводящие трубопроводы на берегах переключались на новый дюкер, что требовало строительства дополнительного соединительного трубопровода. Старый же дюкер оставался на месте и продолжал разрушаться, иногда становясь причиной дополнительного ущерба окружающей среде. Бывали случаи, когда дюкеры всплывали вследствие разрушения пригрузов или вымывания дюкера из траншеи на дне реки.

 Image

Прогрессивным шагом для решения проблемы ремонта трубопроводов стало применение метода «труба в трубе». При использовании этого метода в старый трубопровод протягивается новая полиэтиленовая труба меньшего диаметра. К сожалению, провести реновацию дюкера этим методом практически невозможно из-за сложного профиля дюкера - большого количества углов поворота и их геометрии: как правило, невозможно протащить полиэтиленовую трубу через 4 поворота (рис.1). К тому же, при этом методе внутренний диаметр нового трубопровода получается гораздо меньше диаметра старого. Например, при ремонте методом «труба в трубе» дюкерного перехода 1200 мм используется труба с внутренним диаметром 900 мм, что приводит к снижению пропускной способности нового дюкера. Естественно, все эти обстоятельства не позволяют широко применять данную технологию.

ImageВ настоящее время для ремонта дюкеров используется новый метод, основанный на известной технологии установки в существующий трубопровод мягкого полимерного рукава Aarsleff CIPP. На заводе изготавливается мягкий полимерный рукав, состоящий из нескольких слоев полиэфирного фетра, имеющий защитное полимерное покрытие на внутреннем слое. Затем рукав пропитывается составом, содержащим полиэфирные или эпоксидные смолы с различными добавками, упаковывается в контейнер со льдом, препятствующим началу процесса полимеризации (рис.8). Рукав доставляется на место установки в старый трубопровод, который предварительно прошел телеобследование и очистку, и протягивается в дюкер. После этого, в установленный «чулок-футляр» заводится второй рукав, в который подают воду, что заставляет его выворачиваться в «чулок-футляр». Через некоторое время рукав полностью выворачивается и достигает противоположного конца трубопровода. После этого вода, заполняющая рукав, нагревается при помощи бойлера и в течение необходимого времени - от 6 до 24 ч - ее температура поддерживается на уровне около 80 °С. ImageПо окончании процесса нагревания вода постепенно охлаждается и через некоторое время удаляется. В результате затвердения смолы, которой был пропитан рукав, он приобретает прочность, необходимую для восприятия внешнего и внутреннего давления. Таким образом, в результате восстановления получается новый самонесущий трубопровод, срок службы которого составляет не менее 50 лет, что доказано научными исследованиями и опытами по искусственному старению.

ImageВпервые технология санации дюкера с помощью мягкого полимерного рукава на территории Беларуси использована в ОАО «Слонимский водоканал» при реновации четырех ниток напорных канализационных дюкеров диаметром 500 мм через р. Щара. Стальные дюкера, введенные в эксплуатацию в 1969 году, полностью выработали свой ресурс и представляли собой немалую угрозу экологической безопасности региона.

Прежде чем приступать к работам по восстановлению дюкера, необходимо было убедиться в том, что это технически возможно, и при отрицательном результате, выбрать традиционный метод.

Image 

Сначала были изучены условия, которые должны удовлетворять следующим требованиям:

 диаметр от 150 до 2000 мм (ограничения накладываются в связи с тем, что рукав выпускается именно таких типоразмеров);

 протяженность от 50 м и более (санировать дюкеры меньшей протяженности нерентабельно и трудоемко);

 состояние старой трубы (труба не должна иметь сплошных разрывов);

 возможность отключения дюкера на время проведения установки рукава - если дюкер не может быть выведен из эксплуатации, то санирование невозможно.

 конструкционные особенности береговых сооружений - иногда подъездные пути к начальной и конечной точкам дюкера отсутствуют или затруднены. Именно так и произошло на Слонимском водоканале, где предварительно перед началом санации необходимо было укрепить подъездные пути. (рис. 2)

Ведь кроме установки вышки, необходимо было обеспечить подъезд и возможность работы тяжелого груженного транспорта (каналопромывочной машины, подъемного крана и обеспечить собственно подвоз полимерного «чулка», вес которого составляет без малого десяток тонн).

Image

После изучения условий о возможности санации дюкера и принятии решения о ее проведении, специалистами Aarsleff CIPP произвелся статический расчет трубопровода, на основании которого выбирается толщина стенки готового материала с тем, чтобы даже после полного разрушения старой трубы новая воспринимала все возникающие нагрузки.

После этого Слонимский водоканал непосредственно приступил к проведению работ.

ПОДРОБНОСТИ

На первом этапе работ производится очистка дюкера с целью удаления осадка и мусора, а также снятия жировых отложений. Она осуществляется сначала при потоке сточных вод, а затем сточные воды постепенно заменяются чистой водой. Для очистки применяются высокоэффективные гидродинамические промывочные машины с расходом воды 800 л/мин. и рабочим давлением 130 атм (рис. 3).

ImageОсобое внимание при очистке дюкера уделяется качеству его внутренней поверхности. За годы эксплуатации в дюкере скапливается не только большое количество осадка, но иногда и строительный мусор, обломки бетона и стальных конструкций и т. д. Все эти посторонние предметы, не будучи удаленными, могут привести к повреждению рукава.

Для определения эффективности очистки проводится телеобследование при помощи телеметрической установки, представляющей собой микроавтобус, где смонтирован пульт управления камерой, монитором и барабаном, на который наматывается провод, управляющий камерой-роботом и передающий сигналы от камеры на монитор. Сам робот - это миниатюрное шасси с четырьмя колесами и установленным на нем телеобъективом и мощными лампами освещения. Робот проезжает по трубе, и оператор видит состояние дюкера изнутри. (рис.4). Также при обследовании дюкера могут быть обнаружены сквозные дыры с зазубренными краями или торчащие острые предметы, которые в состоянии повредить рукав во время санации. При этом зазубренные края отверстий закругляются, острые предметы срезаются. Во время очистки также определяются длина дюкера и его диаметр, после чего заказ на изготовление рукава поступает на завод. Изготовленные и пропитанные рукава доставляются на место установки, и начинается непосредственно процесс санации.Image

В зависимости от типа трубопровода - безнапорный или напорный, канализационный или водопроводный - для пропитки рукава используются различные типы смол: для безнапорных канализационных трубопроводов - полиэфирные, для напорных - эластичные полиэфирные смолы. При этом дополнительного армирования рукава не требуется. В случае санации водопроводного дюкера состав для пропитки готовится на основе эпоксидных смол и рукав дополнительно армируется вкладышем из стекловолокна, позволяющим санировать трубопроводы с рабочим давлением до 10 Бар.

Для комплекса работ по санации дюкера применяется следующее оборудование:

1) гидродинамическая машина (рис.3);

2) лебедка для протягивания «чулка-футляра»;

3) телеметрическая установка на шасси микроавтобуса (рис.4);

4) бойлерная установка для нагревания воды (рис.6);

5) вышка для развертывания рукава (рис.5);

6) комплект шлангов (рис.5).

7) кран для подъема рукава (рис.7).

МЕТОДИКА РАБОТЫ

ImageВ существующий дюкер с помощью лебедки протягивается рукав, где полипропиленовый слой оказывается снаружи, а фетровый с пропиткой - внутри, затем в него выворачивается второй рукав фетровым слоем с пропиткой наружу, а полипропиленовым - внутрь. Этот процесс называется методом двойной выворотки.

Следует отметить то обстоятельство, что при прокладке по дну реки с одного берега на другой дюкер обычно имеет четыре поворота в вертикальной плоскости. Углы поворотов, как правило, не бывают более 45°, но иногда встречаются и большие углы - до 90°. На больших диаметрах (от 500 мм и выше) рукав способен проходить и такие повороты.

Вода, которая находится внутри рукава, нагревается, что приводит к полимеризации и твердению пропиточного состава в обоих рукавах, а также их склеиванию друг с другом. Затем склеенный рукав приобретает необходимую прочность. После нагревания вода в рукаве охлаждается медленно, что необходимо для предотвращения растрескивания полимеризованного слоя. Затем концы рукава обрезаются заподлицо с кромкой старого трубопровода и устанавливаются распорные кольца из нержавеющей стали для плотного примыкания рукава к старой трубе. Далее осуществляется телеобследование. В заключение проводятся гидравлические испытания, промывка и хлорирование (в случае водопроводного дюкера), монтаж патрубков, соединяющих дюкер с подводящими трубопроводами. Дюкер готов к вводу в эксплуатацию. Весь процесс от начала санации до установки распорных колец занимает до трех суток.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА

ImageДанным методом можно восстанавливать дюкеры диаметром от 150 до 2000 мм и протяженностью до 1000 м. В случае санации дюкеров, больших по протяженности и диаметру, вес пропитанного рукава может превысить максимальную разрешенную к перевозке грузоподъемность транспортных средств (20 т груза). В этом случае заказывается спецтранспорт и получаются необходимые разрешения для провоза груза. Иногда общий вес транспортного средства и пропитанного рукава может превышать 40 т.

Также возможен вариант раздельной доставки сухого рукава и смол непосредственно на строительную площадку и организации его пропитки на месте. Для этого на стройплощадке монтируется мобильная пропиточная линия, состоящая из роликовых столов, тентов-укрытий, смесителей, дозаторов, вакуумных устройств и других вспомогательных элементов.

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ

Следует отметить технико-экономический эффект от применения данного метода. Сравнительный анализ стоимости работ по прокладке нового дюкера и санации старого показывает: обычно санация обходится на 10-20% дешевле традиционных методов. И это при том, что при прокладке нового дюкера к затратам на его строительство следует прибавить расходы на утилизацию старого дюкера, строительство новых подводящих и отводящих трубопроводов, и благоустройство территории.

 

ОНТ. Впервые в Беларуси трубопровод прокладывают по дну реки без экскаваторов.

1.06.2007

  

Новая технология не только эффективна, но и экологически безопасна. Теперь её будут использовать по всей стране. Всего четыре специалиста – и самая современная техника. Впервые в Беларуси прокладывают трубопровод по уникальной датской технологии. Под рекой Щара.

Дмитрий Дунай, мастер СООО «Белремтрубсервис»: «Мягкий рукав сложен вдвое, протягивается через существующую старую труб. Под действием водяного столба она принимает форму. Потом эта же вода нагревается до 96 градусов и за счет того, что этот полимер пропитан специальными смолами, твердеет и принимает форму трубы».

Вместо металлических - трубы полимерные. Так трубопровод прослужит дольше. Металл подвергается коррозии и требует частого ремонта. Более того, трубы, уложенные новым способом, прослужат, как минимум, пятьдесят лет.

Главное достоинство новой технологии – это скорость работы. К примеру, в Слониме двести метров трубопровода под рекой Щара проложили за две недели. Если бы строители работали традиционным способом, им пришлось бы вызывать бригаду водолазов и вырывать целый котлован. Этот процесс растянулся бы на год.

Новая технология позволяет добираться до самых трудных мест – и при этом трубопровод работает, не останавливаясь. К примеру, во время прокладки канализационных труб под Щарой в Слониме вся система водоканала работала в обычном режиме.

Василий Васильевич Шкодов, директор ОАО «Слонимский водоканал»: «Река Щара – это канал Огинского – связан с Неманом и Балтикой. Здесь бы штрафные санкции в случае экологической катастрофы будут колоссальные. Открытым способом нельзя – здесь много коммуникаций, сложные условия. По предварительным подсчетам, стоило бы в три раза дороже».

Немец Йонис Рюкман специально приехал в Слоним контролировать весь процесс. Такие же трубы и таким же способом вместе с коллегами он укладывал под парижским Лувром и московским Кремлем.

Йонис Рюкман, специалист предприятия “PerAarsleff” (Германия): «У нас в Германии такие трубы укладывают уже несколько лет. Это идеальный вариант при работе в историческом центре города и в трудных местах. В центре Гамбурга мы не вырыли ни одной ямы. Работали только через канализационные люки».

Уже через неделю по такой же технологии будут менять трубопровод в Минске под железнодорожным вокзалом. Специалисты обещают: укладка труб ни как не повлияет на расписание движения поездов.

http://akvaslonim.by/ http://www.grodno-kbp.by/

Сайт обновлен 15.10.2018