Нанесение цементно песчаного покрытия на трубопровод
Обновлено: 14.05.2024
Нанесение цементно песчаного покрытия на трубопровод
жилищно-коммунального хозяйства РСФСР
от 26 августа 1983 г. N 403
ПО НАНЕСЕНИЮ ВНУТРЕННИХ ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНЫХ ПОКРЫТИЙ
НА СТАЛЬНЫЕ ВОДОВОДЫ
Содержатся основные рекомендации по технологии, организации и производству работ по внутренней цементно-песчаной облицовке уложенных водоводов, а также краткое описание необходимого оборудования.
Инструкция разработана НИИ коммунального водоснабжения и очистки воды Академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова.
В разработке и изготовлении комплекта оборудования по нанесению внутренних цементно-песчаных покрытий на отдельные водоводы принимали также участие ПКБ АКХ и завод "Коммунальник".
Инструкция предназначена для специализированных предприятий (участков), строительных организаций и производственных управлений по эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения.
НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНЫХ ПОКРЫТИЙ
ДЛЯ СТАЛЬНЫХ ВОДОВОДОВ ДИАМЕТРОМ 1200 - 1400 ММ
1. Цементно-песчаные покрытия предназначены для защиты внутренней поверхности металлических трубопроводов от коррозии и обрастаний и увеличения срока службы водоводов.
2. Защитное действие цементно-песчаного покрытия основано главным образом на создании высокощелочной среды ( pH = 12) на границе раздела металл - покрытие, в которой коррозия стали практически не происходит.
3. Цементно-песчаное покрытие является долговечным (срок службы - 50 лет и более), обеспечивает постоянство гидравлических характеристик трубопроводов, не ухудшает качества транспортируемой воды и исключает утечки воды из них при точечной сквозной коррозии наружной поверхности труб. Особенностью цементно-песчаного покрытия является то, что оно не требует перед нанесением тщательной очистки поверхности, обязательной для других типов покрытий.
4. Технико-экономические расчеты показывают, что даже при отсутствии явления коррозии расходы на облицовку окупаются в среднем в течение 5 лет эксплуатации. Экономическая эффективность от применения цементно-песчаной облицовки (при увеличении потери напора в 2 раза и выше) составляет более 6 тыс. руб. в год на 1 км водовода.
5. Рекомендуемые ниже технология и оборудование предназначены для облицовки водоводов диаметром 1200 - 1400 мм в процессе их строительства, а также действующих трубопроводов после очистки их от обрастаний.
При незначительных изменениях оборудование может быть использовано для облицовки водоводов диаметром от 1000 до 2000 мм.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБЛИЦОВКИ ВОДОВОДОВ
6. В состав комплекта оборудования входят: две облицовочные машины; электрическая лебедка с кабельным барабаном, устанавливаемая внутри трубопровода; тросовая лебедка; растворный узел; передвижная электростанция; вспомогательное оборудование.
7. Облицовочная машина (рис. 1 - здесь и далее рисунки не приводятся), управляемая оператором, обеспечивает облицовку водоводов путем нанесения слоя цементно-песчаного раствора при челночных передвижениях внутри трубопровода.
Принцип нанесения покрытий основан на центробежном способе набрызга раствора на внутреннюю поверхность труб. Цементно-песчаный раствор, находящийся в бункере машины, шнеком подается в трубу с продольными щелями на конце и, выжимаясь из них, попадает на лопатки вращающегося метателя, затем под действием центробежных сил отбрасывается к стенке трубы. Одновременно с помощью вращающихся подпружиненных лопаток осуществляется разглаживание нанесенного раствора. Процесс нанесения покрытия протекает при непрерывном передвижении машины по трубопроводу со скоростью, обеспечивающей получение покрытия заданной толщины.
8. Перестройка облицовочной машины с диаметра 1200 мм на облицовку труб диаметром 1400 мм осуществляется путем установки специальных проставок , обеспечивающих подъем центра машины по оси трубопровода, а также перестройки разглаживающего устройства на диаметр 1400 мм.
9. Машина, загруженная раствором, самоходно въезжает в трубопровод с транспортной скоростью около 30 м/мин. Облицовка трубопровода осуществляется при движении машины "на себя" с рабочей скоростью 1,4 - 1,8 м/мин. соответственно для диаметра труб 1200 и 1400 мм. Израсходовав раствор, машина с транспортной скоростью возвращается к месту вскрытия трубопровода для повторной заправки машины раствором, после чего цикл повторяется.
10. Лебедка с кабельным барабаном устанавливается внутри трубопровода и обеспечивает питание механизмов облицовочной машины. Кабельный барабан имеет две скорости намотки кабеля: рабочую - 2 м/мин. и транспортную - 35 м/мин. Синхронность скорости передвижения облицовочной машины и скорости намотки кабеля на лебедке обеспечивается при помощи фрикционного устройства.
11. Управление лебедкой осуществляется оператором, находящимся у вырезанной части трубопровода (окна), с помощью выносного пульта.
12. Для согласованных выполнений работ между операторами лебедки и облицовочной машины предусмотрена двусторонняя звуковая и световая сигнализация.
13. Тросовая лебедка обеспечивает страховку работы облицовочной машины при облицовке трубопроводов с уклоном более 5°; с ее помощью осуществляется также протаскивание очистного устройства при подготовке трубопровода перед нанесением цементно-песчаного покрытия.
14. Растворный узел, состоящий из бетономешалки лопастного типа, установленной на прицепе, и другого вспомогательного оборудования, обеспечивает приготовление раствора заданного состава на месте.
15. Подача раствора от растворного узла в бункер облицовочной машины осуществляется с помощью шнекового питателя и ленточного транспортера.
16. Вспомогательное оборудование состоит из устройства по очистке трубопровода от строительного мусора и воды, системы блоков, резиновых шлангов для промывки оборудования после окончания работы и др.
17. Электропитание комплекта оборудования осуществляется с помощью передвижной электростанции мощностью не менее 50 кВт.
18. Примерная схема расстановки оборудования на месте производства работ приведена на рис. 2.
ТЕХНОЛОГИЯ ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНОЙ ОБЛИЦОВКИ ВОДОВОДОВ
19. Облицовка водоводов осуществляется с помощью машины (п. 7) методом центробежного набрызга цементного раствора на внутреннюю стенку водовода и одновременного разглаживания поверхности покрытия.
20. Толщина покрытия должна составлять 10 - 12 мм и регулируется в указанных пределах путем изменения скорости передвижения облицовочной машины по трубопроводу.
21. Соответственно указанным в п. 20 толщинам покрытий скорость передвижения машины по трубопроводу может изменяться в пределах 1,4 - 1,8 м/мин.
22. Для облицовки должен использоваться цементно-песчаный раствор с соотношением по массе цемента и песка от 1:1 до 1:1,5.
23. Водоцементное отношение раствора должно находиться в пределах 0,33 - 0,38 с учетом влажности песка.
24. Контроль состава цементно-песчаного раствора осуществляется точным дозированием составляющих в процессе приготовления облицовочного раствора. Подвижность раствора может определяться по осадке конуса СтройЦНИИЛ , которая должна быть в пределах 6 - 7,5 см.
25. Цементно-песчаный раствор должен быть хорошо перемешанным и однородным. Время перемешивания раствора не менее 3 мин.
26. Выбор цемента для приготовления облицовочного цементно-песчаного раствора должен производиться с учетом качества транспортируемой по трубопроводу воды.
27. При транспортировании воды, отвечающей ГОСТ 2874-82 "Вода
питьевая ", для облицовки водоводов может использоваться портландцемент
выщелачивания цемента из покрытий трубопровода транспортируемой водой (при
содержании SO более 500 мг/л) могут использоваться пуццолановый и
сульфатостойкие цементы или их добавки в портландцемент.
28. Цемент не должен содержать комков, образующихся при длительном хранении.
29. Песок, используемый для приготовления облицовочных растворов, должен быть отсортированным и промытым. Содержание пылевидных и глинистых примесей должно быть менее 3% по массе.
30. Гранулометрический состав песка (рис. 3) должен соответствовать ГОСТ 8736-67 и удовлетворять следующим требованиям: содержание частиц крупнее 1,5 мм не более 3%; преобладающая часть песка (70 - 80%) должна состоять из фракций размером 0,3 - 1 мм.
31. Перед приготовлением раствора песок, удовлетворяющий требованиям п. 30 и доставленный к месту работ по облицовке навалом, должен быть пропущен через сито с размером ячеек 2 мм.
32. Для точного дозирования составляющих цементно-песчаного раствора целесообразно предварительно расфасовать цемент и песок в мешки по 50 кг.
33. Для приготовления цементно-песчаного раствора должна использоваться питьевая вода (ГОСТ 2874-82), не содержащая грязи, масел, нефти, органических и других вредных примесей.
34. Облицовка вновь строящихся водоводов, уложенных в траншею и засыпанных грунтом или действующих (после их очистки), должна осуществляться на участках трубопровода длиной до 150 м.
Допускается облицовка трубопровода с плавным изломом оси не более 5° при диаметре труб 1200 мм и до 10° - при диаметре труб 1400 мм. Облицовываемый трубопровод должен быть уложен в соответствии с требованиями СНиП III-30-74. Деформация (эллипсность) уложенных труб не должна быть более 5% от диаметра.
35. При новом строительстве целесообразно наносить цементно-песчаное покрытие на отдельные трубы или сварные секции из нескольких труб в базовых условиях. Необходимо обеспечить условия твердения покрытия и защиту труб от прямого солнечного нагрева.
Торцы труб или секций на длине до 200 мм оставляются без облицовки для выполнения монтажа (сварки) при их укладке. После укладки и монтажа (сварка) труб смонтированный участок трубопровода засыпается грунтом, а облицовку стыков осуществляют с помощью облицовочной машины или вручную с помощью специальных лопаточек.
36. Перед нанесением облицовки внутренняя поверхность трубопровода должна быть очищена от грязи, строительного мусора и обрастаний.
Очистка трубопровода от обрастаний осуществляется при помощи устрой ств дл я гидромеханической очистки типа ОГМТ.
37. В подготовленном для облицовки участке трубопровода не допускается наличие воды.
38. При облицовке трубопровода поверхность покрытия заглаживается вращающимися лопатками облицовочной машины. На разглаженной поверхности покрытия не должны быть пустоты и раковины.
39. В местах поворота трубопровода и наличия отводов покрытие трубопровода не разглаживается. Неразглаженная поверхность покрытия должна напоминать поверхность "корки апельсина". При необходимости допускается ручное выравнивание поверхности неразглаженной облицовки после 24-часового твердения.
40. На заглаженной облицовочной машиной поверхности покрытия допускаются спиральные выступы (следы от разглаживающих лопаток) высотой до 1,5 мм. В местах стыковых соединений труб допускаются выступы высотой до 3 мм.
41. Проверка качества поверхности покрытия осуществляется визуально осмотром и с помощью металлической линейки, прикладываемой к внутренней образующей труб параллельно ее оси. Контроль качества производится через 24 ч после облицовки.
42. Толщину покрытия контролируют измерительным щупом или штангенциркулем в четырех местах на концах труб в диаметрально противоположных сечениях. Толщина покрытия должна быть 11 +/- 1 мм. Допускается наименьшая толщина покрытия над сварными швами 3 мм.
43. Отдельные участки некачественной облицовки допускается дорабатывать вручную после 24-часового твердения покрытия с использованием такого же цементно-песчаного раствора, который использовался при облицовке.
44. Уход за покрытием должен начинаться немедленно после завершения облицовки. Облицованный участок трубопровода должен быть закрыт на концах щитами или полиэтиленовой пленкой. В нем должен поддерживаться температурно-влажностный режим за счет периодического увлажнения (поливки) покрытия.
45. Уход за покрытием должен осуществляться вплоть до момента полного заполнения трубопровода водой во избежание чрезмерного образования трещин в покрытии.
46. Полное заполнение трубопровода водой без давления допускается после суточного твердения покрытия.
47. Перед пуском в работу или опрессовкой облицованный водовод должен быть на одни сутки заполнен водой без давления.
48. Пуск в работу трубопровода допускается после выдержки покрытия в течение не менее 3 суток.
49. Перед пуском облицованного трубопровода в эксплуатацию осуществляются его промывка и дезинфекция в соответствии с п. 8.5.1 "Правил технической эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения населенных мест".
ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ ПО ОБЛИЦОВКЕ ВОДОВОДОВ
50. Перед началом облицовки водоводов должен быть разработан проект организации и производства работ, увязанный с применяемой технологией строительства трубопроводов на данном объекте.
51. Работы по облицовке действующего водовода осуществляются после его очистки от обрастаний с помощью очистных устройств.
52. При укладке вновь строящегося трубопровода из отдельных труб или секций облицовка может осуществляться сразу после монтажа и засыпки грунтом участка трубопровода длиной до 150 м с открытого (наращиваемого) его конца.
53. При укладке трубопровода плетью, сваренной на бровке траншеи, облицовка может осуществляться из незасыпанных через 150 м котлованов через специально вырезаемые в трубах окна (рис. 4).
54. Последовательность работ по облицовке уложенных водоводов должна быть следующей:
вырезка окон в трубопроводе размером в плане 1000 х 4000 мм (для осуществления осмотра, очистки и установки лебедки и облицовочной машины);
осмотр участка трубопровода изнутри, удаление случайно оставленных в нем предметов, срубка отдельных проваров, образовавшихся при сварке стыков труб высотой более 6 - 7 мм, и подготовка внутренней поверхности трубопровода для нанесения облицовки;
спуск заранее проверенной облицовочной машины и лебедки с кабельным барабаном в подготовленный для облицовки участок трубопровода;
проверка работоспособности всего комплекта оборудования на холостом ходу и пробный проезд облицовочной машины по всему участку трубопровода с целью проверки ее проходимости в местах излома оси труб и их стыков;
облицовка участка трубопровода при непрерывных челночных передвижениях машины;
демонтаж оборудования и его промывка;
уход за покрытием;
осмотр и оценка качества покрытия (после суточного твердения) и исправление вручную отдельных его изъянов;
установка на прежнее место и заварка вырезанной части трубы (после суточного твердения покрытия), которая затем облицовывается вместе с последующим участком трубопровода;
засыпка котлованов после проверки качества сварных швов заваренных окон;
перед пуском трубопровода в эксплуатацию осуществляется его хлорирование.
55. Работы по облицовке должны выполняться специально обученной бригадой под руководством мастера - производителя работ. Состав бригады по облицовке водоводов приведен в П рил. 1.
56. Эксплуатация и обслуживание всех механизмов и устройств, входящих в состав комплекта оборудования по облицовке водоводов, должны производиться в соответствии с инструкцией завода-изготовителя и с соблюдением соответствующих правил по технике безопасности (см. следующий раздел).
57. Вырезка окон в трубопроводе для ввода облицовочной машины должна производиться газовыми резаками. Необходимо учесть, что вырезанная часть трубы может деформироваться вследствие остаточных напряжений. Поэтому перед вырезкой окна необходимо на внутренней части вырезаемого окна (см. рис. 4 "б") приварить 4 - 5 стяжек, обеспечивающих ее жесткость, а при установке на прежнее место приваренные стяжки удалить и зачистить поверхность трубы от проваров.
58. При осмотре трубопровода перед нанесением облицовки следует обратить внимание на стыки труб, их овальность, качество устройства отводов и т.п. для определения мест, при прохождении которых оператор машины должен проявлять особую внимательность.
59. Спуск и подъем облицовочной машины в трубопровод должны осуществляться только краном при демонтированных разглаживающих лопатках и сидении оператора.
60. Монтаж разглаживающих лопаток, а также сидения оператора должен производиться после установки машины в трубопроводе.
61. Перед началом работ по облицовке трубопровода необходимо убедиться в правильности установки колес машины для труб данного диаметра, а также проверить соосность машины и труб с помощью линейки. Отклонение продольной оси машины от оси трубопровода не должно превышать 3% диаметра труб.
62. При облицовке труб оператор машины не должен допускать крена машины и ее отклонения от продольной оси трубопровода. В местах устройства отводов, резких изломов оси трубопровода разглаживающие лопатки необходимо плавно подтянуть во избежание их поломок.
63. После очистки трубопровода и удаления из него мусора не допускается входить в трубопровод в грязной обуви во избежание заноса глины, масел и т.п.
64. Свеженанесенное покрытие весьма чувствительно к вибрациям, поэтому в процессе облицовки не допускается движение тяжелых механизмов и машин в зоне над трассой трубопровода шириной 10 - 12 м.
65. Емкость бункера облицовочной машины составляет около 500 л, что достаточно для нанесения покрытия за один цикл на участок трубы длиной 12 - 13 м при ее диаметре 1200 мм или 10 - 11 м - при диаметре трубы 1400 мм.
66. При некачественной "стыковке" покрытия, нанесенного в предыдущий заезд машины, с вновь наносимым может образоваться местное утолщение. Поэтому оператор облицовочной машины должен с особой тщательностью продолжать облицовку после каждого нового заполнения бункера машины цементно-песчаным раствором.
67. Во избежание повреждения нанесенного покрытия при заварке окон в трубопроводе, через которые ведутся работы, облицовку следует прервать на расстоянии 0,3 - 0,5 м от края кромки окна.
68. После окончания облицовки участка трубопровода оборудование перевозится к следующему котловану, где вырезано окно.
69. Со следующего места расстановки оборудования облицовка начинается после заварки предшествующего окна в трубопроводе для обеспечения непрерывности покрытия (рис. 5 "а").
70. При схеме производства работ по облицовке уложенного водовода в одном направлении (см. рис. 5 "а") сменная производительность комплекта оборудования МФТ 1,2/1,4 составляет 150 м.
71. При разработке проекта производства работ может быть выбран вариант облицовки по 150 м в каждую сторону от котлована, где вырезается участок трубы (катушка) длиной 4 - 12 м (см. рис. 4 "а"). Вырезанная часть трубы облицовывается на поверхности земли, а заделка стыков при ее монтаже осуществляется с помощью специальных лопаток вручную после охлаждения сварочных швов.
72. При необходимости и условии непременного согласования с технической инспекцией профсоюза возможности кратковременного въезда облицовочной машины с оператором в трубопровод на расстояние до 300 м (для облицовки заваренного окна) можно сократить число вырезаемых окон с соответствующей экономией средств и времени.
73. При соблюдении требований п. 72 окна в трубопроводе можно вырезать через 300 м и облицовку трубопровода следует производить в следующем порядке (рис. 5 "б"):
в первый день из окна I облицовывается участок трубопровода 2, а во второй день участок 1;
после перестановки оборудования из окна II в первый день облицовывается участок 4, а во второй день заваренное окно I и участок 3;
после перестановки оборудования из окна III облицовывается участок 6, а во второй день заваренное окно II и участок 5. Далее цикл повторяется.
74. При проведении работ по облицовке трубопровода, кроме комплекта облицовочного оборудования, в распоряжении производителя работ необходимо иметь общестроительные машины и механизмы, указанные в П рил. 2.
75. При производстве работ по облицовке металлических трубопроводов цементно-песчаным раствором необходимо соблюдать "Правила техники безопасности при эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения населенных мест" (утверждены Минжилкомхозом РСФСР), ГОСТ 12.3.006-75 "Эксплуатация водопроводных и канализационных сооружений и сетей. Общие требования к безопасности", ГОСТ 12.3.003-75 "ССБТ. Работы электросварочные. Общие требования безопасности", ГОСТ 12.4.059-78 "ССБТ. Строительство. Ограждения защитные инвентарные", ГОСТ 12.1.013-78 "ССБТ. Строительство. Электробезопасность. Общие требования", ГОСТ 23407-78 "Строительство. Земляные работы. Общие требования".
76. Для каждого производственного участка по облицовке металлических трубопроводов должны разрабатываться инструкции по технике безопасности с учетом местных условий, утвержденные главным инженером и комитетом профсоюза.
Ответственность за соблюдение требований по технике безопасности и производственной санитарии при производстве работ на участке по облицовке металлических трубопроводов возлагается на старшего мастера (начальника участка). В случае несоблюдения утвержденных мероприятий по технике безопасности все работы должны быть приостановлены до устранения опасности.
77. К работе с комплектом оборудования для облицовки металлических трубопроводов, а также другого вспомогательного оборудования допускаются лица, сдавшие необходимый минимум по устройству и эксплуатации технологического оборудования и прошедшие инструктаж по технике безопасности.
78. Вновь поступающие рабочие могут быть допущены к работе только после прохождения ими вводного (общего) инструктажа по технике безопасности и практических занятий по работе и устройству оборудования:
рабочие комплексных бригад должны быть проинструктированы и обучены безопасным приемам по всем видам работ, выполняемых ими;
учитывая специфику работы участка по облицовке трубопроводов только в летний период (при положительных температурах воздуха), повторный инструктаж должен производиться для всех рабочих не реже одного раза в квартал.
79. На участке по облицовке трубопроводов должно быть помещение (бытовка), обеспечивающее санитарно-бытовые условия. В таких помещениях необходимо предусматривать гардеробные, умывальные, душевые, помещение для питания, устройство для сушки одежды, а также аптечку с медикаментами и средствами для оказания первой помощи пострадавшим.
80. Перед началом производства работ по облицовке трубопровода необходимо выполнять следующие мероприятия:
подготовку рабочей зоны, ее ограждение и расстановку оборудования;
заземление всего электрооборудования и проверку срабатывания устройства автоматического контроля изоляции (УАКИ);
внешний осмотр оборудования и проверку работы всех машин и механизмов на холостом ходу.
81. В процессе работы по облицовке водоводов запрещается:
нахождение посторонних лиц в рабочей зоне;
приступать к работе в случае появления признаков недомогания и слабости. При таких явлениях сообщить мастеру и прекратить работу;
использование временных рабочих, не сдавших необходимый минимум по устройству и эксплуатации технологического оборудования и не прошедших инструктаж по технике безопасности;
работать всем членам бригады без защитной каски;
производить работы по просеиванию песка, цемента и приготовлению раствора без защитных очков;
пуск облицовочной головки (метателя), не находящегося в трубе;
производить очистку, смазку, ремонт машин, механизмов и приборов электрооборудования во время их работы;
находиться в плоскости вращения метателя, производить очистку бункера машины (шнека), а также проведение очистки и промывки от раствора шнекового питателя и бетоносмесителя .
СОСТАВ БРИГАДЫ ПО ОБЛИЦОВКЕ ВОДОВОДОВ
1. Начальник участка - 1 чел.
2. Операторы облицовочной машины и лебедки с кабельным барабаном - 2 чел.
3. Оператор растворного узла - 1 чел.
4. Газоэлектросварщик - 1 чел.
5. Автокрановщик - 1 чел.
6. Электрик-моторист - 1 чел.
7. Подсобные рабочие - 3 чел.
8. Экскаваторщик <*> - 1 чел.
9. Бульдозерист <*> - 1 чел.
10. Водитель поливомоечной машины <*> - 1 чел.
<*> Не являются постоянными членами бригады.
ПЕРЕЧЕНЬ МАШИН, МЕХАНИЗМОВ И ОБОРУДОВАНИЯ
ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОБЛИЦОВОЧНЫХ РАБОТ
1. Автокран грузоподъемностью 5 - 10 т - 1 шт.
2. Экскаватор 0,25 - 0,4 куб. м - 1 шт.
3. Бульдозер - 1 шт.
4. Автосамосвал - 1 шт.
5. Поливомоечная машина - 1 шт.
6. Микроавтобус - 1 шт.
7. Электросварочный агрегат - 1 шт.
8. Бытовка - 1 шт.
Бесплатный круглосуточный доступ к любым документам системы.
Примеры наших ссылок и кнопок "ТЕХНОРМА.RU" для установки в блоге, на форуме или сайте.
Классификация методов бестраншейного восстановления трубопроводов
Основной способ бестраншейного восстановления (реконструкции и ремонта) подземных трубопроводов различного назначения — нанесение внутренних защитных покрытий (облицовок, оболочек, рубашек, мембран, вставок и т.д.) по всей длине трубопровода или в отдельных его местах.
Согласно современной международной классификации внутренние защитные покрытия могут выполняться в виде набрызговых оболочек, сплошных покрытий, спиральных оболочек, точечных (местных) покрытий.
Наиболее распространены следующие методы восстановления водопроводных и водоотводящих сетей бестраншейными способами:
- нанесение цементно-песчаных покрытий (ЦПП) на внутреннюю поверхность восстанавливаемого трубопровода;
- протаскивание нового трубопровода в поврежденный старый (с его разрушением и без разрушения) с помощью специальных устройств, например пневмопробойников;
- протаскивание гибкой полимерной трубы (предварительно сжатой или сложенной U-образной формы) внутрь ремонтируемого трубопровода;
- протаскивание сплошных защитных покрытий из различных полимерных материалов;
- использование гибких элементов из листового материала с зубчатой скрепляющей структурой;
- использование гибкого комбинированного рукава (чулка), позволяющего формовать новую композитную трубу внутри старой;
- использование рулонной навивки (бесконечной профильной ленты) на внутреннюю поверхность старого трубопровода;
- нанесение точечных (местных) покрытий и др.
Каждый из перечисленных методов восстановления отличается специфическими особенностями и имеет свои преимущества, определяющие область его применения. Целесообразность использования того или иного метода уточняется после детальных диагностических обследований и заключения технической экспертизы. В каждом конкретном случае рассмотрению подлежат состояние трубопровода, его размеры, вид транспортируемой среды, окружающая подземная инфраструктура, тип грунтов, наличие подземных вод и ряд других факторов, способных повлиять на выбор метода восстановления.
Представим краткое описание некоторых методов бестраншейного восстановления водопроводных и водоотводящих сетей.
Нанесение цементно-песчаных покрытий на внутреннюю поверхность трубопроводов (набрызговый метод). Использование набрызгового метода путем нанесения цементно-песчаных покрытий необходимо рассматривать в историческом аспекте,
Со временем в результате интенсивной эксплуатации труг бопровода возможно механическое или химическое разрушение защитного слоя. Механическое разрушение покрытия вызывается следующими факторами: избыточная проницаемость покрытия, которая исключается при его плотности 300-400 кг/м 3 ; появление трещин — в основном из-за нарушения технологии приготовления и нанесения покрытия (например, из-за несоблюдения водоцементного отношения, отсутствия специальных добавок-пластификаторов); эрозия, проявляющаяся при скорости течения воды по трубам более 4 м/с или при больших температурных перепадах.
В свою очередь, химическое разрушение покрытий может быть вызвано следующими причинами: агрессивность С02, воздействие сильных кислот высокие концентрации аммиака, сульфатов, сильных щелочей, а также биологическая коррозия с образованием сероводорода H2S. Перечисленные обстоятельства позволяют сделать вывод, что для водопроводных труб, защищенных цементно-песчаными покрытиями, наиболее характерными факторами разрушения являются механические, а для водоотводящих — как механические, так и химические, что во многом предопределяет целесообразность использования защитных цементно-песчаных покрытий в водоотводящих сетях, транспортирующих агрессивные к покрытиям сточные воды.
Следует отметить, что применение метода ремонта трубопроводов с нанесением цементно-песчаных покрытий не всегда возможно или неэффективно при разветвленной сети, включающей трубопроводы разного диаметра. В этих случаях при нанесении цементно-песчаных покрытий может произойти закупорка ответвлений (перемычек) с меньшими проходными сечениями.
С другой стороны, если имеется альтернатива использования двух способов реновации сети — прокладки нового трубопровода с ЦПП или ремонта старого с нанесением ЦПП на месте, то чаще предпочтение отдают второму. Дело в том, что избежать повреждения (в период транспортировки или укладки) новых трубопроводов с предварительно нанесенным ЦПП (т.е. в заводских условиях) очень трудно. Трубопроводы с нанесенным ЦПП могут быть подвергнуты нагрузке с радиусом изгиба не менее 500-кратного диаметра трубы (германские нормы DIN 2614).
В последнее время альтернативой нанесению цементно-песчаных покрытий на внутреннюю поверхность трубопроводов служит напыление быстро затвердевающих на воздухе специальных составов, стойких к агрессивным веществам, например по методу «Трайтон», разработанному фирмой «CUES» (США). В отличие от цементирования, при котором наносится достаточно толстый слой защитной оболочки и не исключено ее сползание под действием силы тяжести, облицовка «Трайтон», в состав которой входит более 20 различных веществ, имеет толщину 1 мм и застывает в течение 30 минут, тогда как цементно-песчаное покрытие твердеет 24 часа.
Набрызговые методы восстановления водоотводящих трубопроводов имеют еще одно преимущество. Оно проявилось лишь в последние годы при решении вопросов совмещения обновления водоотводящих коллекторов с прокладкой в них оптиковолоконных кабелей. Отверждаемая на месте обделка любого вида способствует надежному креплению в верхней части внутренней поверхности трубопровода специальных модулей с кабелями различного назначения. Таким образом, достигается двойной эффект: проводится экономичный бестраншейный ремонт трубопроводной сети и коммерциализация пустого пространства в верхней части трубопроводов.
Протаскивание нового трубопровода в поврежденный старый (с его разрушением и без разрушения). Основным достоинством данного метода является возможность восстановления сильно разрушенных трубопроводов путем прокладки нового, например полиэтиленового низкого давления (ПНД), на месте старого. Протаскивание нового трубопровода в старый наиболее перспективно в тех случаях, когда необходима полная замена ветхого трубопровода с увеличением диаметра сети.
В отечественной и зарубежной практике широко применяется метод разрушения старых труб по трассе между двумя колодцами с протаскиванием в освобождающееся пространство отдельных трубчатых модулей (рис. 1.26).
После разрушения старых трубопроводов их место могут занимать новые из различных материалов, как правило несколько большего диаметра, чем вышедшие из строя. Бестраншейный метод замены труб путем разрушения и протягивания новых имеет некоторые преимущества по сравнению с другими: увеличение диаметра трубы ведет к повышению ее пропускной способности; при реализации метода может использоваться трубопровод из полимерных материалов, который не имеет стыковых соединений и выдерживает большие нагрузки при сроке эксплуатации 50—100 лет. Кроме того, метод можно использовать в нестабильных грунтах при их минимальной разработке в период реконструкции.
Разрушение старого трубопровода и протаскивание нового из отдельных модулей с помощью пневмоударной машины
1 — пневматическая лебедка; 2 — компрессор; 3 — секции (модули) нового трубопровода; 4 — рабочий колодец; 5 — воздухоотводной шланг; 6 — пневмоударная машина; 7 — новый трубопровод; 8 — расширитель; 9 — заменяемый трубопровод; 10 — анкер; 11 — приемный колодец; 12 - трос лебедки
Протягивание нового трубопровода с параллельным разрушением старого может осуществляться с помощью пневмоударных машин или пневмопробойников, оснащенных разрушающими гильзами с соответствующими ножами (рис. ниже). Энергия, необходимая для передвижения устройства по трассе старого трубопровода, подается от компрессора. Взламывающий нож разрушает старую трубу и уплотняет осколки в окружающий природный грунт. Расширитель создает увеличенный профиль для новой трубы, которая затягивается в освобождающееся пространство одновременно с процессом разрушения.Комплект пневмопробойника фирмы «GRUNDOKRACK» с разрушающей гильзой и расширителем
1 — трос лебедки; 2 — направляющая штанга; 3 — разрушающая гильза-нож; 4 — расширитель; 5 — клеммы; 6 — шланг высокого давления
В последние годы в России на ряде объектов использовалась технология замены ветхих неметаллических трубопроводов после их разрушения полиэтиленовыми с помощью раскатчиков. Данная технология предусматривает использование специального рабочего органа — раскатчика с силовым приводом. Раскатчик устанавливается в рабочий котлован краном или вручную. Послеобеспечения соосности раскатчика и разрушаемого трубопровода осуществляется ввертывание раскатчика в трубопровод и вдавливание обломков разрушенной трубы в стенки образуемой скважины. При этом грунт вытесняется в радиальном направлении и вокруг скважины образуется уплотненная зона грунта. Практика показывает, что поверхностный слой грунта толщиной 10—15 мм в стенках скважины настолько спрессован, что его прочность сопоставима с прочностью бетонной трубы той же толщины. После выхода рабочего органа в приемный котлован и его отсоединения к концу приводных штанг подсоединяют полиэтиленовую трубу (цельную или отдельными секциями), которую затягивают в образовавшуюся скважину обратным ходом штанг.
Необходимо отметить, что основной недостаток этих двух методов протаскивания трубопроводов с помощью пневмопробойников и раскатчиков состоит в том, что в грунте возникают ударные волны, которые могут повредить коммуникации, расположенные в непосредственной близости от восстанавливаемого трубопровода, или нарушить грунтовый свод вокруг них, что впоследствии приводит к различным дефектам, вплоть до разрушения пересекающихся коммуникаций. Для исключения этих явлений должны быть детально изучены геологические условия местности и проведено предварительное шурфование, подтверждающее или опровергающее наличие соседних коммуникаций на безопасном расстоянии.
В настоящее время способы разрушения старых труб из асбестоцемента, чугуна, керамики и пластика широко применяются в ряде стран. На некоторых отечественных и зарубежных объектах реновации для разрушения стальных трубопроводов использовался разрушающий наконечник, действующий как консервный нож и разрезающий трубопровод на две половины. Средняя скорость передвижения установки с разрушающим наконечником — около 80 м/ч. Некоторое снижение скорости наблюдается лишь при прохождении наконечника через резьбовые соединения труб.
Бестраншейная замена старых трубопроводов на новые может производиться и без их разрушения; схема протаскивания нового полимерного трубопровода в старый представлена на рисунке ниже. В данном случае используется новый полимерный трубопровод, сматываемый с бобины (бухты, барабана) и протягиваемый с помощью пневмолебедки и троса через футляр и колодец в ветхий участок водопроводной сети. Учитывая предрасположенность полиэтиленовых труб к порезам случайными твердыми включениями в канале при протягивании, для снижения до минимума возможности повреждения наружной поверхности трубопровода могут применяться специальные короткие пластмассовые сегменты и рейки, которые надеваются на протягиваемый трубопровод через определенные интервалы.
Для предотвращения порезов наружной поверхности полиэтиленовых труб применяются следующие способы: нанесение в заводских условиях утолщенной внешней оболочки, чтобы возможные повреждения затронули только ее; использование полиэтиленовых труб со стойкой к механическим повреждениям наружной полипропиленовой оболочкой.
В некоторых городах России при восстановлении водоотводящей сети без разрушения и с разрушением широко применяют короткие трубные полимерные модули. При этом особое внимание при их использовании для бестраншейного восстановления уделяется конструкциям соединительных узлов. Например, соединение труб из поливинилхлорида (ПВХ) выполняется на раструбах с уплотнением резиновыми кольцами, а также склеиванием. Клеевые соединения имеют продолжительную по времени технологическую паузу (время между окончанием процесса и допустимостью приложения монтажных нагрузок для обеспечения соответствующей прочности): от 0,5 часа (при искусственном прогреве клеевого стыка) до суток (при формировании клеевого шва в естественных условиях, без подогрева).
Восстановление участка ветхой водопроводной сети без разрушения с помощью полимерных труб
Пластмассовые сегменты и рейки фирмы ОАО «Метафракс» для защиты трубопроводов при протягивании
Основной способ соединения труб из полиолефинов — контактная сварка встык. Для получения качественного соединения также требуется продолжительная технологическая пауза (20 минут). На рис. ниже показана установка для сварки труб диаметром 900 мм в плеть в полевых условиях.
Для раструбных соединений с резиновыми уплотнительными кольцами не требуется технологической паузы. Однако существенным недостатком таких соединений являются их внешние размеры. При затягивании нового трубопровода в полость, образованную при разрушении стенок заменяемого трубопровода, требуется мощное оборудование (например, пневмоударные машины), так как используется больший по размерам и мощности расширитель. Кроме того, наличие на поверхности нового трубопровода раструбных выступов, соразмерных с осколками разрушенных труб (например, острых керамических), может способствовать их захвату и неконтролируемому волочению вдоль поверхности пластмассовых труб, что вызовет появление порезов на поверхности трубы. Такие дефекты для безнапорных трубопроводов не так опасны, как для напорных. Тем не менее при расположении глубоких продольных порезов вблизи шелыг пластмассовых труб возможна их овализация под действием грунтовых и транспортных нагрузок, что, в свою очередь, может привести к преждевременному выходу трубопровода из строя.Фрагмент подготовки полимерных труб для сварки
Для бестраншейной сборки труб из полимерных материалов используются замковые и резьбовые соединения. Им, так же как и раструбным, не требуется технологическая пауза. Резьбовые соединения могут быть различны как по сечению (треугольные, прямоугольные, трапециевидные, округленные), так и по размерным характеристикам составных элементов резьбы и соединения в целом (высота, длина и шаг, количество витков, наличие сбега и заходной части и место ее расположения).
Основное достоинство описанных методов восстановления путем протаскивания труб — их достаточно высокая производительность при относительной простоте операций. Однако недостатком метода протаскивания без разрушения ветхого трубопровода является уменьшение его внутреннего диаметра после ремонта.
Следует отметить, что при выборе для бестраншейной реновации сетей метода протягивания и закрепления в предварительно разрушаемом трубопроводе полимерных оболочек или труб возникает необходимость тщательной диагностики состояния и структуры грунта вокруг ремонтного участка сети.
Протаскивание деформированных полимерных труб и защитных оболочек внутрь ремонтируемого трубопровода. При нанесении на внутреннюю поверхность трубопровода оболочек в виде деформированных (профилированных, сплющенных) полимерных труб обеспечивается не только герметичность стенок, но и их высокая сопротивляемость динамическим нагрузкам. Введение в трубопровод и закрепление в нем защитной оболочки может достигаться двумя способами.
Первый способ — протаскивание бесшовного полимерного материала, например пластиковой профилированной трубы, поперечное сечение которой имеет U-образную форму, на всю длину ремонтного участка между двумя колодцами с последующим прижатием ее к внутренней стенке путем подачи под давлением теплоносителя (например, водяного пара, горячей воды), в том числе для принятия покрытием круглой формы. Данная технология разработана фирмой «Preussag» и названа «Слип лайнинг». С помощью этой технологии и ее модификаций восстановлено свыше 800 км трубопроводов в разных странах мира. Преимущество технологии состоит в том, что при реновации используются тонкие полиэтиленовые трубы, которые позволяют восстановить сети практически без уменьшения живого сечения трубопроводов.
Фрагмент ввода профилированной трубы в колодец (а) и ее расположение в трубопроводе(б)
Второй способ — введение в старый трубопровод предварительно сжатого по всему сечению (деформированного) нового полимерного трубопровода, имеющего «термическую память» принятия необходимой формы с течением времени (технология «Свейдж лайнинг»). Ремонт выполняется путем сварки секций полиэтиленовых труб друг с другом и протяжки их через пуансон или специальную сужающую матрицу с меньшим диаметром, чем диаметр полимерной трубы (рис. выше). После этого плеть вводят в старую трубу с помощью троса и лебедки, установленной в следующем по ходу движения трубы колодце.
Со временем сжатая труба распрямляется до естественного состояния и прилегает к внутренней поверхности восстанавливаемого трубопровода (рис. ниже). Полимерная труба расширяется до тех пор, пока ее внешний диаметр не достигнет размера внутреннего диаметра старого трубопровода и не образует с его стенкой плотного соединения. При этом отпадает необходимость применения цементного раствора или специальных отвердителей.
Протаскивание сплошных защитных покрытий из различных полимерных материалов. На санируемые трубопроводы систем водоснабжения и водоотведения могут наноситься защитные внутренние покрытия (оболочки, мембраны, рукава), которые обеспечивают полную герметичность стенок, а также их высокую сопротивляемость динамическим нагрузкам.
Читайте также: