Санация трубопровода методом нанесения цементно-песчаного покрытия

Реконструкция действующих трубопроводов

Одной из важнейших проблем водоснабжения является обеспечение надежной работы трубопроводных систем. Использование трубопроводов из металлических труб на протяжении долгих лет ведет к увеличению риска аварий на трубопроводах. Главной причиной неудовлетворительного состояния трубопроводных систем подачи и распределения воды является внутренняя коррозия металлических труб. Стальные трубы при контакте с водой подвержены коррозии, в результате которой, на внутренней поверхности трубы образуются отложения, препятствующие нормальной перекачке воды, требующие повышения напора и, соответственно, больших затрат электроэнергии.

Продолжительная коррозия приводит к последствиям в виде точечного или площадного уменьшения толщины стенки. Также вследствие процессов старения в соединениях трубопроводов, в их уплотняющих системах, или в результате внешнего воздействия, как повреждения, подвижки или сотрясения, могут возникать не герметичности и утечки в трубопроводных сетях. Последствия не герметичностей проявляются в виде повышенных издержек производства из-за понесенных убытков или в виде высоко затратных мероприятий по ликвидации заражения земляного грунта и подземных вод, вызванными негерметичными трубопроводами.

Помимо этой проблемы существует еще одна проблема - это качество питьевой воды, которая становиться непригодной к употреблению по санитарным нормам. Острой является задача увеличения долговечности труб, применяемых в коммунальном хозяйстве и теплоэнергетике, где срок их службы в зависимости от способа прокладки, условий эксплуатации, вида теплоизоляции в 3-5 раз ниже нормативного. Это приводит к значительным потерям энергоресурсов и огромным затратам на ремонт и прокладку трубопроводов, в десятки раз превышающим стоимость применяемых при этом труб. В практической деятельности важно найти наиболее экономичный и практичный путь решения указанных задач, т.е. определить возможности создания безопасных условий для трубопроводов при наименьших затратах на их осуществление.

Ранее для решения проблем применяли обычный ремонт или дорогостоящую замену труб, то на сегодняшний день используются технологии санации. Для систем хозпитьевого, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения наибольшее распространение получила технология внутренней цементно-песчаной облицовки труб, которая одинаково успешно применяется как при строительстве новых, так и при бестраншейной реконструкции действующих трубопроводов. Технология восстановления трубопроводов методом нанесения цементно-песчаного покрытия на внутреннюю поверхность труб является основным методом восстановления трубопроводов в мировой практике. Эта технология является удачной альтернативой дорогостоящей перекладки водопроводных сетей и позволяют работать без серьезных нарушений в дорожном движении, что в крупных городах может являться самым важным фактором при выборе методов производства работ. Технология восстановления изношенных трубопроводов методом нанесения цементно-песчаного покрытия обеспечивает значительную экономию времени и средств на выполнение работ, особенно в местах жилых построек и производственных территорий с развитой сетью подземных коммуникаций.

Сроки производства работ в 5-10 раз короче по отношению к новому строительству (перекладке). Продолжительность технологического цикла, в зависимости от местных условий, не превышает 2-4 дней. Стоимость работ по санированию изношенных трубопроводов не превышает 40% стоимости прокладки новых труб. При санации больших диаметров трубопровода эти затраты снижаются.

Цементно-песчаные покрытия являются надежным средством ликвидации различного рода дефектов на внутренней поверхности стальных и чугунных труб, а также антикоррозионным материалом.

Область применения метода ЦПП широка - диапазон диаметров санируемых трубопроводов могут быть от 325 до 3000 мм. Технология внутренней цементно-песчаной облицовки труб эффективно применяется при восстановлении работоспособности (санировании) изношенных подземных стальных и чугунных трубопроводов хозяйственно-питьевого, сельскохозяйственного, промышленного водоснабжения, горячего водоснабжения и напорной канализации для санирования старых, инкрустированных и корродированных труб, а также как защита от коррозии для новых труб и трубопроводов из стали и чугуна. Для трубопроводов горячего водоснабжения в цементно-песчаный раствор вводится специальные модифицирующие добавки, которые придают пластичность покрытию. Нанесение покрытия может производиться как на действующих трубопроводах, так и на вновь строящихся. Цементно-песчаное покрытие - является экологически чистым покрытием, и качество воды сохраняется в процессе транспортировки по трубопроводу. Проведенные работы по санации приводят к предотвращению коррозии внутренней поверхности трубопроводов минеральных отложений, биологических обрастаний. Восстановленный трубопровод методом цементно-песчаного покрытия увеличивает пропускную способность (улучшение гидравлических характеристик) действующих трубопроводов, а также увеличивается срок их службы.

Толщина слоя цементно-песчаного покрытия может составлять 4-13 мм в зависимости от типа трубопровода (сталь или чугун) и от диаметра.

Метод используется при любой глубине заложения труб (в грунте или непроходных каналах) и не зависит от типа грунтов, окружающих трубопровод.

Работы по нанесению цементно-песчаных покрытий должны включать проведение подготовительных технических мероприятий, а также подготовку и приготовление компонентов смеси. Работы по нанесению цементно-песчаных покрытий не производятся при установившейся среднесуточной температуре наружного воздуха менее 5°С.

Технология нанесения ЦПП включает в себя:

Подготовительные работы

Перед началом работ по технологии нанесения ЦПП необходимо:
- получить письменное разрешение на производство работ;
- произвести контроль геодезической разбивочной основы с точностью линейных измерений не менее 1/500, угловых 21 и нивелирования между реперами
с точностью 50 мм на 1 км трассы;
- установить дополнительные знаки по оси трассы и по границам строительной полосы;
- разбить пикетаж по всей трассе и в ее характерных точках, установить дополнительные репера через 2 км по трассе;
- произвести работы по удалению любых жидкостей из трубопровода;
- разделить трубопровод на прямолинейные участки длиной от 100 до 170 м, участки должны быть одного диаметра по все длине, без арматуры, деталей трубопроводов и не иметь ответвлений;
- обозначить знаками места пересечений с действующими коммуникациями;
- построить временные дороги, водопропускные, водоотводные, а также осушительные сооружения на подъездах к трассе и вдоль нее, а также мосты и переправы через реки, ручьи и овраги;
- доставить в зону строительства землеройные машины, грузоподъемные механизмы и приспособления;
- подвезти и оборудовать передвижной прорабский пункт и т.д.

Земляные работы

До начала производства работ должны быть выполнены следующие операции:

- срезка плодородного слоя грунта и транспортировка его в отвал для временного хранения;
- расчистка, планировка и копка котлована;
- уточнение мест подземных сооружений и коммуникаций с установкой знаков.

Разработка котлованов выполняется одноковшовым экскаватором с обратной лопатой, планировка грунта и обратная засыпка траншеи бульдозером.

Рытье котлованов на криволинейных участках малого радиуса закругления производится экскаватором с обратной лопатой с уширением по отношению к прямолинейным участкам.

Засыпка котлованов производится после разрешения заказчика, вслед за монтажом облицованных ЦПП катушек или сегментов, бульдозером комбинированным способом с выполнением работ по рекультивации земель.

При наличии горизонтальных кривых на трубопроводе вначале должен засыпаться криволинейный участок, а затем остальная часть. Засыпка криволинейного участка начинается с его середины движением поочередно к его концам.

В местах пересечения проектируемого трубопровода с подземными коммуникациями рытье котлована производится вручную по 3 метра в каждую сторону от оси пересекаемого трубопровода.

Вырезка технологических катушек или сегментов

Перед началом операции вырезки наметить длину катушки (мелом, краской) или технологического сегмента. Концы труб должны быть обрезаны под прямым углом. Длина вырезаемой катушки или сегмента в зависимости от конструктивных особенностей трубопровода (переход, отвод, гнутая вставка и т.п.) и применяемого оборудования (очистной поршень, пневморотационная машина и т.п.) должна составлять от 2 до 4 м. Расстояние между катушками определяется длиной прямолинейных участков (от 100 до 170 м).

Очистить трубопровод в зонах реза от остатков грунта и наружного покрытия на ширину 200 мм.

При наличии жидкости в намеченном для вырезки катушки или сегмента участке трубопровода, предварительно вырезается технологическое отверстие, через которое жидкость откачивается насосом или мотопомпой.

Произвести вырезку катушки или сегмента газовой или механической резкой.

Механическая очистка внутренней полости трубопровода

Применение почти всех методов санации требует предварительной очистки и телеинспекции трубопроводов перед началом работ. Перед началом работ необходимо получить разрешение на право производства работ. Протяженность очищаемого участка должна быть в переделах от 100 до 170 м в зависимости от диаметра и условий пролегания трубопровода.

Механическая очистка трубопровода производится с помощью специальных ершей с металлическими и резиновыми вставками, которые посредством лебедки несколько раз протягиваются через существующую трубу до полной ее очистки и уничтожения инкрустации и отложений.

Достоинствами этого способа очистки являются:
- минимальный объем подготовительных работ;
- экологическая чистота и невысокая стоимость.

Технологический процесс механической очистки трубопровода включает следующие этапы:

- протягивание первичного каната;
- установку направляющих роликов;
- протаскивание рабочего каната;
- спуск очистного снаряда в котлован и закрепление его с рабочим канатом (очистной снаряд не должен иметь механических повреждений крепежных элементов, корпуса и скребков, а также должен соответствовать диаметру очищаемого трубопровода);
- установку очистного снаряда на конце отверстия доступа;
- протягивание очистного снаряда с помощью тяговой лебедки;
- прием очистного снаряда с противоположной стороны отверстия доступа;
- оценку качества очистки;
- перезаправку очистного снаряда в противоположную сторону;
- протягивание очистного снаряда в обе стороны до необходимой чистоты внутренней поверхности трубопровода;
- снятие и перемещение очистного снаряда на поверхность земли;
- выемку продуктов очистки;
- вывоз продуктов очистки к месту утилизации или захоронения.

Перед проведением очистки  предварительно оценить состояние внутренней поверхности трубопровода.

Направляющие ролики устанавливаются с обоих концов очищаемой трубы.

Протаскивание рабочего каната тяговой лебедки осуществлять лебедкой.

Спуск очистного скребкового снаряда осуществлять с помощью трубоукладчика.

С остальной последовательностью технологии можете ознакомится на нашем сайте