Бестраншейные технологии ремонта трубопроводов

Технология ремонта трубопроводов без вскрытия грунта

Главная страница » Технология ремонта трубопроводов без вскрытия грунта

Интересный метод восстановления повреждённых труб (канализации, ливневых стоков и других) был придуман в 70-80 годах 20 века инженерами Европы, Японии, Америки. Технология ремонта носит название «CIPP — Cured-in-place pipe», что в близком переводе означает – «ремонт труб на месте». Техника восстановления канализационных и других труб на месте без вскрытия грунта действительно видится уникальной методикой. Однако этот метод представляется достаточно опасным для здоровья людей и окружающей среды. Возможно, поэтому технология Cured-in-place pipe – ремонт трубопроводов на месте, не нашла широкого применения в России.

Что такое Cured-in-place pipe (CIPP)

Реабилитация, восстановление, вулканизация повреждённых сетевых трубопроводов разного назначения – это метод, который всегда рассматривался в Европе и США одним из практичных, наиболее эффективных, популярных.

Ремонт трубопровода промышленных стоков при помощи простой, но эффективной технологии горячей вулканизации труб непосредственно на месте

Так называемая бестраншейная технология ремонта магистральных трубопроводов по сей день успешно применяется на Западе для реконструкции повреждённых рукавов диаметром 0,1 – 2,8 м. Чаще всего методика восстановления повреждённых участков используется:

• на водопроводных магистралях,
• в системах ливневой канализации,
• на газовых магистралях,
• на трубопроводах химического назначения.

Система реконструкции труб без вскрытия асфальта, плитки, брусчатки, поддерживает несколько вариантов организации работ. Технология обеспечивает получение на ремонтном участке трубных стенок разной толщины в зависимости от конкретных потребностей.

Но вместе с тем, методика вулканизации — Cured-in-place pipe предъявляет определённый набор требований, которые необходимо соблюдать в процессе исполнения работ.

Технологический принцип ремонта труб по CIPP

Главным рабочим элементом методики CIPP выступает трубчатая вставка (вкладыш). Этот элемент делается на основе различных материалов:

Основное требование к материалу вкладыша – он должен иметь пористую структуру, способную пропитываться эпоксидной (полиэфирной) смолой.

Вот так — простым внедрением вкладыша на участке повреждённого трубопровода, выполняется полная реконструкция повреждённой структуры. Сохраняются все свойства и технические параметры

Такой вкладыш, предварительно пропитанный эпоксидной смолой, внедряется внутрь поврежденной трубы. Процесс внедрения обычно выполняется через верхнюю точку доступа (сервисный люк или раскопанный участок грунта незначительной площади).

Работа с трубчатой вставкой

Подвижка трубчатой вставки (вкладыша) осуществляется за счёт давления воздухом или водой, взятых от внешних источников (сосудов, компрессоров).

Процесс отверждения эпоксидной (полиэфирной) смолы активируется горячей водой, паром или ультрафиолетовым излучением. Так образуется герметичная, бесшовная, коррозионно-стойкая ремонтная вставка.

На трубах больших диаметров повреждённые стенки восстанавливаются изнутри с помощью роботизированных устройств. Иногда работы ведутся ручным способом.

Меньшие диаметры труб (до 100 мм) можно обрабатывать дистанционно, при помощи небольших приспособлений для восстановления, предназначенных под трубопроводы малого диаметра.

Схема ремонта по технологии cipp: 1 — воздушный компрессор; 2 — паровой котёл; 3 — инверсионный барабан; 4 — поток пара и воздуха

Технический люк, вырезанный для производства работ, запечатывается материалами, специально разработанными под технологию CIPP.

Вулканизационная химия для ремонта труб

Как правило, в качестве вулканизационной химии используются два вида пропитывающих составов:

1. Полиэфирные смолы (для восстановления магистральных трубопроводов).
2. Эпоксидные смолы (под ремонт отводных участков централизованных линий).

Поскольку все виды смол обладают (в той или иной степени) свойствами усадки, их достаточно сложно применять в системах канализации. Канализационные сети обычно имеют значительные жировые, масляные отложения на стенках внутри труб.

За счёт такой смазки, между вкладкой CIPP и корпусом ремонтной трубы неизбежно образуется кольцевое пространство. В таких случаях применяются дополнительные меры, что несколько усложняет ремонтный процесс.

Герметизация кольцевого пространства и проверка

Вообще-то кольцевое пространство образуется в любом случае применения технологии вулканизации труб на месте (Cured-in-place pipe). Просто в разных условиях каждой отдельной инсталляции образуется кольцевое пространство разного объёма.

Вид ремонтного трубопровода на срезе: 1 — надувной пузырь; 2 — существующий трубопровод; 3 — материал внутренней облицовки

Имеется несколько путей герметизации кольцевого пространства:

• использование гидрофильных материалов,
• футеровка места соединения прокладками,
• точечное уплотнение по срезам главной трубы и по боковинам.

Традиционно ремонтируемые участки труб проверялись на степень проницаемости закрытыми камерами внутреннего видео-наблюдения (CCTV).

Однако в настоящее время рекомендуются для проверки более совершенные устройства – фокусируемые электроды утечки (FELL).

Преимущественные стороны CIPP технологии

Главное преимущество бестраншейной технологии ремонта трубопроводов – здесь, как правило, не требуется вести раскопки, чтобы добраться до повреждённого участка.

Правда, иногда конструктивные особенности магистралей заставляют выполнять раскопки (не более 1,5 м в диаметре). Но чаще ремонтная гильза внедряется через сервисный люк либо иную точку доступа.

Большинство случаев производства работ по горячей вулканизации на системах канализации и ливнёвки позволяют выполнять все необходимые действия через сервисные люки

Ремонтный вкладыш протягивается непосредственно к месту ремонта сразу после смачивания смолой. Ремонт боковых соединений канализационных линий также возможен без раскопок.

Исполнение работ по реконструкции боковых линий осуществляется с помощью дистанционного управляемого устройства. Таким устройством сверлится отверстие в прокладке, в точке бокового соединения.

Горячая вулканизация трубопроводов по технологии CIPP (Cured-in-place pipe) в конечном итоге даёт результат в виде гладкого ровного интерьера, без формирования швов.

Наконец, метод позволяет ремонтировать участки трубопроводов, уложенных изгибами. Поэтому способ ремонта с малыми организационными издержками остаётся пока что самым эффективным из всех существующих.

Недостатки вулканизации труб на месте

За исключением широко распространенных размерных шаблонов, трубчатые вкладыши обычно изготавливаются специально под каждый новый ремонт. Применение CIPP требует организации обходного потока для ремонтного участка на время инсталляции вкладыша.

Отверждение смол может занимать по времени 1 — 30 часов, в зависимости от диаметра трубы и применяемой техники отверждения (пар, вода, ультрафиолет).

Внутренняя область трубопровода должна быть полностью свободна от препятствий. Окончательный результат горячей вулканизации тру тщательно проверяется.

Примерно так выглядит результат проверки выполненной работы по восстановлению, полученный с помощью видеокамеры. Здесь проверка показала безупречное качество

Стоимость применения технологии Cured-in-place pipe, примерно, сопоставима ​​с аналогичными методами:

• торкрет-бетон (shotcrete),
• термоформованная труба (thermoformed pipe),
• закрытый трубный фитинг (close-fit pipe),
• спиральная труба (spiral wound pipe).

Одним из выраженных недостатков технологии горячей вулканизации видится остаток химических веществ, используемых в процессе реакции, необходимой для восстановления труб. Эти химические вещества опасны для здоровья и окружающей среды.

Материал, традиционно применяемый под изготовление гильзы для стандартного размера диаметра труб — это обычно войлок. Сделанная из войлока гильза с трудом проходит трубные изгибы, морщинится, нередко застревает в области скруглённых углов.

После завершения работ требуется чистка внутренней области ремонтного участка методом гидроструйной обработки под высоким давлением.

Видео пример использования технологии ремонта

Видеороликом ниже демонстрируется технология описанного ремонта. Визуальный модельный просмотр позволяет более чётко понять принципиальный подход к решению задачи, прежде чем эта задача будет реализована на практике:

Источник

Бестраншейная замена канализационных труб: способы и технологии

Лет 10-15 тому назад прокладка трубопровода сопровождалась перекрытием движения, выкапыванием глубоких траншей, из-за чего жители мегаполисов сталкивались с большими неудобствами. Но инженерные коммуникации не вечны, поэтому требуется капитальный ремонт трубопроводов, а нередко и их замена. И что, опять ломать асфальт, рыть «противотанковые рвы»? Нет, сегодня существует достойная альтернатива. Заключается она в бестраншейной прокладке трубопроводов.

Бестраншейная прокладка труб — это современный метод, позволяющий быстро создать водопроводную, газовую или отопительную магистраль без рытья траншей

Современные методы

Такая технология позволяет сэкономить много времени при замене инженерной коммуникации на новую, избежать неудобств и решить задачу проведения трубопровода под дорогами и автомагистралями с оживлённым движением. Теперь рабочие могут достаточно быстро осуществлять прокладку труб на значительные расстояния и на большую глубину без выкапывания траншей.

В настоящее время монтаж и ремонт трубопроводов проводятся с применением следующих видов бестраншейной технологии:

1. Горизонтальное бурение. Выполняется бурение с помощью буровой установки. Причём само отверстие может иметь диаметр, гораздо больший, чем сечение прокладываемой трубы. Такое техническое решение позволяет рабочим корректировать при выполнении работ маршрут бура, чтобы обойти препятствие.
2. Прокалывание. Грунт прокалывается с помощью специальной трубы, оснащённой наконечником, выполненным в виде бура. Прокалывание производится на небольшое расстояние. Такой метод применяется для трубопровода с малым диаметром.
3. Продавливание. Для магистралей гораздо большего сечения применяется продавливание. Данная технология позволяет прокладывать без траншей трубы уже на значительное расстояние. Она нашла наибольшее применение при замене стальных трубопроводов, а методика поведения работ вполне соответствует её названию.
4. Санация – это именно бестраншейная замена канализационных труб.

Для прокалывания грунта на трубу крепят специальный наконечник

Прокладка инженерной коммуникации без траншеи предусматривает учёт таких факторов:

• расстояние предполагаемой прокладки трубопровода;
• материал изготовления самой трубы и её диаметр;
• характер грунта в месте прохождения канализационной либо иной магистрали.

Эти факторы влияют на выбор одного из вышеуказанных способов прокладки системы канализации. А вид подходящего бура определяется на основе анализа характера грунта.

Преимущества современной технологии

Даже человек, род деятельности которого не связан с прокладкой трубопроводов, без труда может понять все достоинства бестраншейной технологии.

• проходящие вблизи трубопровода коммуникации не подвергаются риску потери работоспособности, в то время, как при рытье траншей неоднократно фиксировались порывы соседствующих сетей.
• необходимость в последующем ремонте асфальта или укладки тротуарной плитки отсутствует.
• сохранность ландшафта, зелёных зон.
• прокладывать и проводить ремонтные работы можно зимой.
• быстрота проведения работ.
• окружающей среде наносится минимальный вред.
• аварийные ситуации практически не возникают.

Важно! Такая технология экономически очень выгодна. Ведь подключать рабочую силу и дополнительную технику для земляных работ, а также для обратной засыпки траншеи не нужно.

Бестраншейный способ безопасен, он позволяет сохранить постройки, насаждения, асфальтовое покрытие дорог и тротуаров вблизи проведения работ

Кроме того, бестраншейный ремонт канализационных трубопроводов обладает ещё одним немаловажным преимуществом, заключающимся в отсутствии необходимости проведения специальных земляных подготовительных работ. Например, укладка труб из полиэтилена в траншею выполняется обычно с использованием экскаватора с последующим обустройством на дне амортизирующей подушки, представляющей собою смесь песка с гравием. На завершающей стадии производится обратная засыпка траншеи ветки магистрали, при этом грунт уплотняется и трамбуется. Закрытый способ прокладки коммуникации требует только грамотно составленного проекта работ, продуманного оптимального маршрута без поворотов и изгибов, соблюдения уклона трубопровода и глубины его залегания.

Технологии бестраншейной замены канализационных трубопроводов

Лучшим решением, позволяющим избежать проведения ремонта системы отвода бытовых стоков, является её профилактика. Но если всё-таки неприятность случилась, и трубопровод начал протекать, выручит профессионально выполненная санация.

Релайнинг. Краткое описание это процедуры формулируется так: внутренняя полость повреждённого участка трубопровода канализации заполняется гибким полимерным рукавом путём его протягивания. При этом старая труба может и разрушиться. Чтобы не допустить этого явления, прежде чем начать протягивать новую трубу нужно изучить состояние полости старой, поскольку там могут присутствовать посторонние предметы и другие непреодолимые препятствия.

Часто применяется метод, при котором прокладка новой трубы производится при одновременном разрушении старой

Если необходимо сохранить либо увеличить диаметр трубопровода, используется метод статического взламывания. Выполняется эта процедура в такой последовательности:

• роется приёмный котлован размером 2×3 метра;
• с его стороны пропускаются штанги через разрушаемый трубопровод;
• в ранее вырытом стартовом котловане на конце штанг крепится расширительный нож. Он соединён с протягиваемой трубой ПНД типа через вертлюг;
• на раме, расположенной в приёмном котловане, монтируются гидравлические домкраты. В них затягиваются штанги;
• каретка, на которой крепятся штанги, приводится в движение домкратами. Чтобы рама лучше фиксировалась, в котловане предварительно устанавливается упорная плита;
• полимерная труба протягивается до полного выхода расширительного ножа в приёмный котлован;
• во время протягивания штанги (их длина 1,5 метра) периодически вынимаются.

В ходе вышеописанной процедуры старая труба разрезается ножом, расширяется и в её полость затягивается новая пластиковая труба.

Есть и нюансы релайнинга. Домашние мастера, выбирая метод ремонта трубопровода, как правило, отдают предпочтение именно данному способу по причине его экономичности. На подготовительном этапе диаметр протягиваемой ПНД трубы подбирается с таким условием, чтобы он идеально подходил размеру сечения реставрируемой ветки инженерной коммуникации. Трубы длиной порядка 10-12 метров предварительно свариваются, после чего вводятся в подлежащий ремонту участок системы отвода продуктов жизнедеятельности человека.

Важно! Максимальная протяжённость сваренного трубопровода – 700 метров.

Перед укладкой отрезки труб свариваются специальной машиной

Производительность релайнинга – величина производная от диаметра труб. Ремонт магистральных трубопроводов с использованием этого способа позволяет в течение суток заменить до 250 метров канализационной системы.

Необходимо помнить, что стыковая сварка сопровождается образованием в месте соединения труб бурта высотой до 1,5 см. Проводя замер зазора между новой ПНД трубой и внутренней поверхностью реставрируемого трубопровода, этот нюанс в обязательном порядке должен быть учтён. Здесь следует принять во внимание такой фактор: при уменьшении диаметра ремонтируемой трубы пропускная способность магистрали, если и станет меньшей, то совсем незначительно. Это обусловлено низким гидравлическим сопротивлением вставляемой ПНД трубы.

И ещё один момент. Санация с помощью релайнинга разрешается лишь в случаях, когда изменение диаметра трубы допустимо в небольших пределах, либо если оно компенсируется повышением пропускной способности новой магистрали.

Бестраншейная замена трубопроводов, при которой происходит разрушение старого элемента инженерной коммуникации, после чего осуществляется протягивание новой трубы, будет полезен, когда релайнинг не продуцирует необходимый напор при реставрации линии сети. Строительные организации отдают предпочтение этому методу, если:

• работы проводятся в непростых гидрогеологических условиях;
• вблизи ремонтируемого трубопровода находятся иные коммуникации или постройки.

Реновация магистрали. Данный метод санации предполагает полное разрушение старой трубы с одновременной укладкой на её место новой. Применяется он в следующих двух случаях:

• недостаточная пропускная способность существующей ветки инженерной коммуникации;
• срок эксплуатации труб закончился.

При этом диаметр прокладываемой линии может изменяться в сторону его увеличения, либо уменьшения.

Санация подобного типа осуществляется, как правило, двумя способам:

• при помощи разрушителя трубопроводов;
• замена эксплуатируемого участка на пластиковую ветку, состоящую из ПНД труб, соединённых резьбой.

Для прокладки новой трубы размер тоннеля может быть увеличен при помощи специального устройства

При реновации разрушение старого трубопровода осуществляется взламыванием статическим методом. Его участок, на котором была обнаружена неполадка, сначала разрезается роликовыми ножами. Затем специальный расширитель увеличивает диаметр тоннеля. Завершающий этап замены трубопровода — протягивание нового сегмента.

Бестраншейная санация по технологии Примус-Лайн

Этот метод применяется для восстановления работоспособности водо-, газо- и нефтепроводов. Он основан на применении гибкого высоконапорного рукава и специально разработанной для данной системы соединительной техники. Многослойная структура рукава и незначительная толщина стенок придают конструкции гибкость и высокую прочность. Внутренний слой выбирается в зависимости от транспортируемой рабочей среды, в то время, как слой внешний в любом случае изготавливается из устойчивой к истиранию разновидности полиэтилена. Роль статически несущего слоя играет присутствующая между этими слоями бесшовная арамидная ткань.

Рукав втягивается в изношенный трубопровод через небольшие котлованы. Такое техническое решение не требует вскрытия дорожного полотна. Элемент Примус-Лайн со старым трубным изделием не склеивается и в кольцевом пространстве он является самонесущим. К существующим трубам (из ПЭ, стали, чугуна и т.д.) и, тем самым, к сети рукав стыкуется посредством специальных высоконапорных соединителей. Специально для водопроводов, осуществляющих подачу питьевой воды под низким давлением, была спроектирована система Примус-Лайн, условный диаметр которой колеблется в диапазоне мм.

Важно! Соединительная техника новой системы подверглась модификации так, что конечный продукт способен выдержать необходимое рабочее давление.

В конструкцию соединителя входят формованная внутренняя втулка и наружная гильза. На внутренней стороне последней имеется деформируемая стальная оболочка. Создание длительного герметичного соединения происходит путём запрессовывания смолы с помощью насоса через вентиль внешней гильзы. В результате стальная оболочка, а вместе с ней и Примус-Лайн, проталкивается в контуры вышеуказанной внутренней втулки. Когда смола затвердеет, получится надёжное и прочное, не допускающее возникновения протечек соединение.

Бестраншейная санация способом U-Liner

Данная технология была разработана специалистами всемирно известной немецкой компании REHAU. Её суть такова: свёрнутая специальным образом пластиковая труба вставляется в проблемный чугунный трубопровод, затем осуществляется её протяжка. Следующий этап – подготовка данного полимерного изделия к процессу трансформации сечения из U-образного, которое было получено при его свёртывании, в круглое.

С этой целью трубу с обеих сторон закрывают, а в её полость нагнетается горячий пар, вырабатываемый специальным агрегатом.

На заметку! Можно было бы предположить, что подаётся пар под высоким давлением, уровень которого способен изменить конфигурацию свёрнутой трубы. Но это не так. Именно высокая температура активизирует специфические свойства материала, благодаря которым пластик принимает свою изначальную форму – в данном случае круглую.

Необходимо отметить следующий момент. Несмотря на то, что такой бестраншейный ремонт канализационных трубопроводов рассчитан, преимущественно, на городские коммунальные предприятия и водоканалы, его можно с высокой степенью эффективности использовать также в частном секторе.

Разработка REHAU существенно выигрывает у традиционного траншейного способа. Это утверждение подкрепляется следующими цифрами: санация трубопроводов таким методом выполняется раз в 10-14 быстрее, а экономия с учётом конкретных условий объекта составляет 10-30 процентов.

Кроме того, монтаж и ремонт трубопроводов по технологии U-Liner, практически, не вызывает снижение пропускной способности магистрали. Обусловлено это тем, что коэффициент шероховатости внутренней поверхности полимерных труб приблизительно равен 0,01 мм. Таким образом, в полости инженерной коммуникации не образуются отложения, а трение рабочей среды о стенки минимально. Процесс восстановления трубопровода не зависит от степени его износа – он может быть даже в аварийном состоянии. Причина кроется в том, что элемент U-образной конфигурации, приняв округлую форму, становится самонесущей трубой, воспринимающей все рабочие нагрузки.

Несколько слов о типах рукавов. Наибольшее распространение получили следующие модели:

• TUBETEX (Тюбтекс). Для изготовления такого рукава используются полиэфирные высокопрочные нити с круговым плетением. На одном из этапов производства на них наносится слой полиэтиленового покрытия. Минимальное растяжение – вот основное достоинство рукава с круговым плетением. Это свойство позволяет перекрыть внутри трубы все образовавшиеся во время её эксплуатации неровности.
• COMBILINER (Комбилайнер). Применение рукава данного типа – отличное решение, кода требуется бестраншейная замена сильно изношенных труб большого диаметра. Комбилайнер объединяет привлекательные свойства фетрового и тканого рукава. Хорошо противостоит наружному и внутреннему давлению. А благодаря тому, что он становится самонесущей конструкцией, наружный трубопровод испытывает меньше деформирующих воздействий.

И в заключение одна из рекомендаций экспертов. В условиях мегаполиса отдавать предпочтение бестраншейным технологиям восстановления трубопроводов следует, когда подлежащие ремонту сети проложены ниже иных подземных сооружений.

Источник