Ремонт трубопровода под дорогой

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

Прокладка новых и ремонт существующих инженерных сетей под действующими автодорогами

Для современного мира характерен бум строительства, при котором постоянно возводятся микрорайоны и жилые комплексы, расширяются территории городов и реконструируются промышленные предприятия.

Такие стремительные темпы строительства приводят к высокой потребности на обустройство новых инженерных сетей, а также к необходимости проведения реконструкции и ремонта по отношению к существующим и действующим коммуникациям. Особую сложность представляют ситуации, когда строительные или ремонтные работы при обустройстве инженерных сетей проводятся под эксплуатируемыми автомобильными дорогами, поскольку они проводятся в условиях жестких временных ограничений и требуют неукоснительного соблюдения существующих строительных норм и требований безопасности.

Кто выступает инициатором проведения работ?

Прокладка новых и ремонт существующих инженерных сетей под действующими автодорогами производится по инициативе собственника коммуникаций или служб, отвечающих за их обслуживание.

В некоторых ситуациях инициатива на проведение работ может исходить от сторонних заинтересованных организаций, но в этом случае на месте проведения строительно-ремонтных мероприятий в обязательном порядке должен присутствовать представитель дорожных служб. Когда задачи выполняют коммунальные службы, то их представители разрабатывают карту проведения работ и согласовывают ее в ОАТИ и ГИБДД. Для сторонних компаний предусмотрен такой же порядок согласований.

Координация действий в обоих типах инстанций обязательна, поскольку взаимодействие с ОАТИ позволит точно выявить местоположение других коммуникаций, пролегающих в месте проведения работ, и упредить возможность их повреждения, выбрав оптимальную технологию и правильно рассчитав ресурсы и материалы, требуемые для ее реализации.

Взаимодействие с ГИБДД позволит разработать наиболее подходящий маршрут для объезда ремонтируемого участка, выявить оптимальные пути для подвоза материалов и подъезда техники, установить местоположение оградительных конструкций и дорожных знаков, зону нанесения временной разметки.

Обеспечение безопасности

Одним из ключевых моментов при проведении дорожных работ является создание максимально безопасных условий для работников и всех участников дорожного движения, поэтому по окончанию согласований во всех необходимых инстанциях проводится ряд подготовительных мероприятий.

В числе главных мер для обеспечения безопасности при прокладке или реконструкции инженерных коммуникаций под дорогой, находящейся в эксплуатации, можно выделить следующее:

• Установка временного дорожного ограждения.
• Монтаж осветительных гирлянд и прожекторов (в случае, если работы будут проводиться более одного дня).
• Установка предупреждающих знаков и нанесение временной разметки в соответствии с планом, прошедшим согласование в ГИБДД.
• Возведение и оснащение бытовки. В помещении должна быть аптечка, запас питьевой воды, тара для спецовки и чистой одежды.

• Организация безопасных и удобных путей подъезда для спецтехники и подвоза материалов.
• Проведение инструктажей, медицинских осмотров и оценка технического состояния используемого оборудования и машин, осуществляемых ежедневно.

Соблюдение всех установленных мер безопасности является обязательным, поскольку только так можно исключить угрозу для работников и участников автодорожного движения.

Основные принципы размещения подземных инженерных сетей

Само понятие инженерные сети объединяет в себе достаточно широкий спектр коммуникаций.

Под дорогами прокладывают водо- и газопроводы, канализацию, протягивают оптические и телефонные кабели и монтируют другие типы коммуникаций.

Главные принципы, используемые при их обустройстве:

• Монтаж коммуникаций осуществляется на определенном расстоянии от строительных сооружений и зданий, что регламентируется СНиП 2.07.01-89.

• Прокладка инженерных сетей в большинстве своем осуществляется через зеленые технические полосы. Также допустима установка коммуникаций непосредственно под проезжей частью при условии обустройства тоннелей.
• В соответствии с назначением инженерных систем определяется минимальная глубина их закладки. Расстояние определяется по соответствующим СНиПам и зависит не только от назначения сети, но и от других параметров, в числе которых глубина промерзания грунта и создание необходимых условий для обеспечения внешних нагрузок. Дополнительно обязательно учитывают особенности рельефа, гидрогеологические данные и технология реализации работ.
• На новых или ремонтируемых магистральных дорогах инженерные сети предпочтительно обустраивать в общих коллекторах.
• Монтаж коммуникаций не осуществляется под скоростными трассами, магистралями общегородского типа и дорогами районного значения.

Способы и технологии прокладки подземных инженерных сетей

При обустройстве новых коммуникаций применяют два способа прокладки:

• Раздельный. До недавнего времени этот вариант пользовался наибольшей распространенностью, но постепенно он уступает место более современным технологиям, поскольку при значительных масштабах строительства раздельная прокладка невыгодна с экономической и технической точки зрения. При обустройстве инженерных сетей по отдельности существенно увеличиваются объемы земляных работ и сроки проведения строительства.
• Совмещенный. Монтаж коммуникаций в одной траншее экономически выгоден, минимизирует стоимость строительства и продлевает срок службы коммуникаций. Прокладка может выполняться как непосредственно в грунте, так и в коллекторах.

Строительство инженерных сетей под автодорогой может быть выполнено несколькими способами.

• Открытый (траншейный). Предполагает необходимость предварительного снятия дорожного покрытия для проведения работ и его последующего восстановления по их завершению.
• Закрытый (бестраншейный). Этот способ объединяет целый ряд технологий, при которых обустройство новых коммуникаций осуществляется без снятия дорожного покрытия и с минимальным нарушением структуры грунта.

Траншейная технология

Использование этой технологии при обустройстве новых или восстановлении уже существующих сетей в современных условиях менее распространено, поскольку при таком способе осуществляется снятие дорожного покрытия и происходит существенное вмешательство в структуру грунта, требующее последующего проведения работ по его восстановлению.

В числе других недостатков технологии можно выделить увеличение материальных затрат

и сроков проведения работ в силу высокой сложности и трудоемкости процессов. Невзирая на определенные недостатки, траншейная технология прокладки и по сегодняшний день достаточно востребована, а в некоторых ситуациях даже является единственно возможным решением.

Например, при прорыве водопроводных труб происходит размытие грунта, поэтому в процессе ремонта необходимо восстанавливать не только саму магистраль, но и проводить ряд работ по воссозданию нормальных параметров грунта и его уплотнению.

В ходе проведения работ по восстановлению поврежденного грунта определяются максимальные границы вымывания, после чего на этом участке снимают верхнее покрытие и все слои дорожных одежд.

Заниматься ремонтом коммуникаций могут как дорожные, так и коммунальные службы. Однако в любом случае помимо сотрудников от организации на месте проведения работ должен дополнительно присутствовать уполномоченный представитель от дорожных или коммунальных служб.

Бестраншейные технологии

Одной из наиболее эффективных методик при обустройстве новых инженерных систем и реконструкции старых является применение бестраншейных технологий. Такой способ приведения работ отличается многочисленными преимуществами:

• Минимальное вмешательство в структуру грунта, отсутствие значительных разрушений ландшафта и повреждений зеленых насаждений.
• Возможность прокладки коммуникаций через сложные участки, пересеченные автодорогами, железнодорожными путями и прочими элементами, при которых использовать траншейный способ проблематично или невозможно.
• Бестраншейные технологии актуальны для любых типов грунтов, включая чрезмерно обводненные участки.
• Высокое качество строительных и ремонтных процессов.
• Возможность проведения ремонта или строительства без снятия дорожных одежд и нарушения целостности верхнего покрытия.
• Меньшая трудоемкость выполнения работ.

• Существенное снижение материальных затрат на производство работ.
• Повышение производительности труда.
• Минимизация сроков выполнения задач.

В числе наиболее распространенных способов бестраншейной прокладки можно выделить:

• Горизонтально направленное бурение (ГНБ).
• Микротоннелирование.
• Технологии прокола и продавливания.
• Санация.

Горизонтально направленное бурение

Использование этого способа закрытой прокладки коммуникаций оптимально при протяжке инженерных сетей на значительные расстояния, а также в тех ситуациях, когда необходимо обустроить небольшой отрезок трубопровода в непосредственной близости от культурно-исторических объектов и строительных сооружений с минимальным риском их повреждения. При использовании этой технологии в толще земли бурится скважина, в которую закладывают коммуникации.

Микротоннелирование

Эта технология реализуется в полностью автоматическом режиме, а подготовка места для прокладки инженерных сетей осуществляется посредством специальной проходческой машины — щита. С домкратной станции, расположенной в шахте, на щит передается поступательное движение, что обеспечивает его прохождение в толще грунта. В зависимости от выбранного типоразмера щита в грунте можно проложить микротоннель с глубиной до 30 метров и диаметров в диапазоне от 250 до 3000 мм. Способ подходит для формирования микротоннелей в грунте любого уровня сложности.

Технология прокола и продавливания

Способ прокола позволяет получить отверстие в грунте за счет формирования скважины путем уплотнения. Для выполнения прокола применяется труба с цельным наконечником, имеющим форму конуса. Этот наконечник с силой вдавливается в грунт, в результате чего происходит его уплотнение и формирование скважины, длина которой может достигать 30-50 метров. Технология прокола применима при прокладке пластиковых и стальных труб с диаметром в диапазоне 50-500 мм.

Методика прокалывания оптимальна при необходимости прокладке труб с диаметром в диапазоне от 600 до 1720 мм при общей длине магистрали до 100 метров. Продавливание выполняется при помощи трубы, открытый конец которой укомплектован лезвием. По мере вдавливания из полости трубы постепенно удаляется грунт.

Санация

Такая бестраншейная технология применяется при необходимости восстановления поврежденного трубопровода. Наиболее распространенным вариантом является санация релайнингом, при которой выполняется протяжка полимерных труб в существующий трубопровод. Второй разновидностью технологии является реновация, предполагающая полное разрушение старого трубопровода с одновременной прокладкой новой магистрали.

Используемое оборудование

При реконструкции или прокладке инженерных коммуникаций закрытым способом применяется обширный спектр различной спецтехники: бульдозеры, бурильные и проходческие машины, лебедки и многое другое.

Что же касается траншейной технологии, то здесь помимо применения тяжелой спецтехники также могут потребоваться различные типы мобильного дорожно-строительного оборудования и вспомогательных материалов:

Источник