Допустимая утечка воды на участке трубопровода длиной 1 км при окончательных испытаниях на герметичность

Наружный диаметр труб, мм	Допустимая утечка, л/мин, для труб
	с неразъемными (сварными, клеевыми) соединениями	с раструбными соединениями на уплотнительных кольцах
63-75	0,2-0,24	0,3-0,5
90-110	0,26-0,28	0,6-0,7
125-140	0,35-0,38	0,9-0,95
160-180	0,42-0,6	1,05-1,2
200	0,56	1,4
250	0,7	1,55
280	0,8	1,6
315	0,85	1,7
355	0,9	1,8
400-450	1,1-0,5	1,95-2,1
500-560	1,1-1,15	2,2-2,3
630	1,2	2,4
710	1,3	2,55
800	1,35	2,70
900	1,45	2,90
1000	1,5	3,0
1200	1,6	3,0

6. Бестраншейная прокладка трубопровода. Способ продавливания грунтов

В условиях уплотненной застройки, существующей инфраструктуры инженерных коммуникаций, наличия исторических памятников, объектов культуры - одна из важнейших проблем российских городов - реконструкция и ремонт изношенных инженерных сетей, а также строительство новых подземных коммуникаций. В современном строительстве и благоустройстве городских территорий, при прокладке подземных инженерных коммуникаций и восстановлении старых, отживших свой век трасс все более востребованными оказываются бестраншейные технологии.

Преимущества бестраншейной прокладки коммуникаций:

• существенное снижение затрат (в 2-3 раза по сравнению с традиционными методами);

• сокращение времени работ;

• сокращение количество обслуживающего персонала;

• повышенный уровень безопасности;

• экологичность, минимальный вред окружающей среде;

• обеспечение замены коммуникаций без разрушения благоустройства и полотна дорог;

• возможность проведения работ в зимних условиях;

• значительное увеличение сроков эксплуатации прокладываемых трубопроводов;

• мобильность.

Современные бестраншейные технологии позволяют вести работы быстро, качественно и экономично, не причиняя неудобства окружающим, это важно как для столицы, так и для таких областных или культурных центров, как Владимир с Суздалем.

Ускоренное внедрение бестраншейных технологий в строительство, ремонт и реконструкцию подземных коммуникаций признано стратегическим решением проблемы улучшения состояния инженерных сетей. Многие компании находят возможность приобретать современное высокотехнологичное оборудование, поскольку считают, что на уровне техники и технологий экономить нельзя.

Устойчивый рост промышленности, строительства, транспорта и телекоммуникационных технологий приводит к необходимости прокладки новых подземных коммуникаций различного назначения. Но насыщенность подземного пространства в городах и без того слишком велика (по данным специалистов, наша страна занимает одно из первых мест в мире по протяженности трубопроводов). Причем около 2/3 из них нуждаются в реконструкции и замене. Понятно, что ведение работ традиционными методами со вскрытием грунта в таких условиях связано с большими сложностями, а порой просто невозможно.

Более того, все чаще заказчики и строители при прокладке коммуникаций открытым способом даже на свободных территориях сталкиваются с серьезными организационными, техническими, технологическими и экологическими ограничениями (трасса пересекает реки, болота, автомобильные и железные дороги, другие трубопроводы, территории действующих предприятий).

Поэтому сегодня ускоренное внедрение бестраншейных технологий в строительство, ремонт и реконструкцию подземных коммуникаций стало особенно актуально, более того, оно считается стратегическим решением проблемы.

2/3 трубопроводов в России нуждаются в реконструкции и замене.

Что и как

Бестраншейные технологии (за границей их называют NO-DIG или TRENCHLESS TECHNOLOGIES) предполагают выполнение работ по подземному строительству без вскрытия грунта, благодаря чему они считаются максимально комфортными для окружающей городской и природной среды, не требуют от исполнителей проведения масштабных подготовительных восстановительных работ. Бестраншейные методы сокращают время производства работ и количество рабочего персонала, значительно повышают уровень безопасности работ. Считается, что общая экономия от применения данных технологий составляет 2–3 раза.

Эти методы применяются для прокладки коммуникаций практически любого назначения (нефте-, газо-, тепло- и водопроводов, канализации, кабелей связи, даже скважин и колодцев), в том числе при санации.

Сегодня широкое применение получили несколько методов бестраншейной прокладки, из которых основными принято считать продавливание (микротоннелирование), горизонтальное бурение и прокалывание. Отличаются они применяемым оборудованием и способом прокладки. Так, если в первом случае строится тоннель с помощью дистанционно уnравляемого проходческого щита диаметром до 2 метров с последующей прокладкой в нем труб, то при ГНБ специальными буровыми станками создается скважина, в которую протаскивается трубопровод. Метод прокола заключается в постепенном расширении горизонтальной скважины с одновременным затягиванием в них труб с помощью пневмопробойников или пневмоударных машин.

Только для больших?

Бестраншейные технологии однозначно считаются более экономичными по сравнению с открытой технологией. Но нельзя забывать про высокую стоимость такого оборудования.

Насколько удалось внедрить идеологию современных высокотехнологичных инженерных решений в повседневную практическую деятельность предприятий и организаций, занимающихся прокладкой инженерных коммуникаций?

Крупнейшие компании, специализирующиеся на прокладке инженерных коммуникаций, взяли это оборудование на вооружение сразу и всерьез. На их сайтах наличие установок для бестраншейной прокладки, в том числе санации, трубопроводов однозначно трактуется как возможность «поддерживать в высшей степени конкурентоспособные расценки на проведение работ и предоставлять существенные скидки при получении больших заказов».

Как пример можно привести ЗАО «СМУ-53», которое больше полувека занимается строительством и реконструкцией инженерных сетей канализации, водопроводов, теплотрасс, газопроводов; при участии предприятия построены самые известные производства и реализованы практически все крупные проекты региона. Компания, стремящаяся соответствовать требованиям времени, помимо ведения работ открытым способом при работе в стесненных условиях города, создании под реками, авто - и железными дорогами, а также проведении работ по санации трубопроводов активно использует бестраншейные методы, такие как прокол или продавливание.

Оборудование для бестраншейной разработки грунта способом продавливания

Прокладка трубопроводов продавливанием наиболее приемлема при устройстве переходов подземных коммуникаций диаметром более 800 мм под дорогами. При данном способе в результате разработки грунтов в забое и систематического его удаления из выработки и продвижения прокладываемой трубы преодолеваются усилия трения грунта по наружному ее контуру и врезания ножевой части в грунт. Способом продавливания ведут прокладку не только стальных труб, но и железобетонных коллекторов и тоннелей из элементов различной замкнутой по периметру формы.

Для продавливания труб или элементов коллекторов и тоннелей применяют нажимные насос-но-домкратные установки из двух, четырех, восьми и более гидродомкратов усилием 50—300 тс каждый с ходом штока 1,1—2,1 м. На практике для продавливания труб применяют установки с использованием гидродомкратов ГД-170/1150, ГД-170/1600 или ГД-500/600 и насосов высокого давления ЗШ-НВД, Г-17, ГБ-351 или Н-403. Количество домкратов в установке зависит от необходимого нажимного усилия для продавливания трубопровода, определяемого расчетом.

Нажимное устройство состоит из силовой установки и приспособлений, передающих усилие на продавливаемую трубу. Усилие от домкратов на торец трубы передается после ее продавливания в грунт на длину хода штоков домкратов через нажимные патрубки. Поскольку при продавливании железобетонных труб и элементов коллекторов непосредственная передача усилий на них не допускается, между нажимным патрубком и их торцом устанавливают нажимную раму, а в стыках — прокладки из мастики.

Работы по продавливанию трубопровода делятся на подготовительный и основной периоды. В подготовительный период усфаивают рабочий и приемный котлованы, ограждают их, монтируют упорную стенку и направляющие, продавливаемую фубу с нажимной установкой, а в основном периоде циклично выполняют работы по продавливанию фубы, включающие операции по продавливанию трубы в забой на длину штока домкрата, обратного хода штока и постановки патрубка. При подготовке следующей трубы к продавливанию нажимной патрубок отводят в конец направляющих до соприкосновения со штоком домкрата, подают в рабочий котлован следующую трубу, выравнивают на направляющих, сваривают и изолируют стык, опробывают нажимную установку. И таким образом цикл продавливания повторяют до полного продавливания всего фубопровода или всех секций коллектора.

Способ продавливания бывает с ручной разработкой грунта и механической (рис. 12.4, а, б).

Применение ручной разработки грунта при продавливании (рис. 12.4, а) малоэффективно, так как из-за неудобства удаления грунта из забоя снижаются производительность таких установок и общая скорость проходки. Поэтому для бестраншейной прокладки трубопроводов чаще всего применяют установки с механизированной разработкой и удалением грунта, в том числе установки типов СКБ Главмосстроя и ПУ-2 конструкции ЦНИИПодземмаша.

С помощью установки СКБ Главмосстроя (рис. 12.4, б) можно продавливать трубопроводы диаметром до 920 мм в грунтах I—III групп. Установка общей массой 13 т при давлении в гидросистеме 30 МПа (300 кгс/см2) и ходе штоков гидродомкратов 1,15 м позволяет достичь скорости прокладки 18 м в смену при общей максимальной длине трубопровода до 60 м.

Рис. 12.4. Установки для прокладки трубопроводов (кожухов) методом продавливания:

а — с ручной разработкой грунта в забое; б — установкой СКБ Главмосстроя с механизированной разработкой грунта; 1 — насосная станция; 2 — трубопровод; 3 — рабочий котлован; 4 — водоотводной лоток; 5 — трубопровод (кожух): б — лобовая обделка (нож); 7 — приемный котлован; 8 — приямок для сварки кожуха; 9 — направляющая рама; 10— нажимной патрубок; 11 — нажимная заглушка; 12— гидродомкраты; 13 — башмак; 14 — упорная стенка; 15 — затяжная канатная петля; 16 — ролики; 17 — совок; 18 — силовая ветвь каната; 19 — барабан-накопитель; 20 — уравнитель;

21 — нажимные штанги; 22 — траверса; 23 — поворотные фланцы; 24 — лебедка; 25 — рама; 26 — шпала

Установка состоит из силового агрегата (два гидравлических домкрата ГД-170/1150 с индивидуальными насосными станциями Н-403), устройства для передачи нажимных усилий на торец труб, трехбарабанной лебедки, предназначенной для отрезания грунтового керна и его транспортирования, ножевой секции с системой роликов, гидрораспределителя давления с контрольной аппаратурой.

Ножевую секцию длиной 930 мм с диффузором приваривают к переднему концу прокладываемой трубы. При вдавливании ножа в грунт он проходит через диффузор и поступает в телескопический ковш, который тросом извлекают из трубопровода через отверстие в траверсе, и после отсоединения от троса удаляют из котлована. Опорожненный ковш затем снова укладывают в корпус рабочего органа и с помощью каната подают в забой.

Установка ПУ-2 состоит из силового агрегата (два гидродомкрата ГД-170/1150, насосной станции, двухбарабанной лебедки с пультом управления), рабочего органа, устройства для передачи нажимных усилий и ножевой секции. С ее помощью можно продавливать трубопроводы диаметром 1220 и 1420 мм в таких же грунтах, что и установкой СКВ Главмосстроя, при скорости прокладки 8,4 м в смену и максимальной длине трубопровода 60 м.

Бестраншейную прокладку труб диаметром 1220 мм способом продавливания в сухих и увлажненных грунтах I—III групп можно производить также с помощью установки У-12/60 конструкции Гипронефтеспецмонтажа (рис. 12.5, а). Этой установкой, имеющей массу 12,7 т, при усилии продавливания 3400 кН и мощности приводных электродвигателей 18 кВт можно продавливать трубы указанного диаметра на длину до 60 м. Головку установки приваривают к продавливаемому трубопроводу для восприятия лобового сопротивления грунта. Грунт удаляется челноком, находящимся внутри головки.

Работа установки заключается в периодическом вдавливании прокладываемой трубы на длину хода домкратов (1000 мм) с последующим извлечением челнока из трубы и его разгрузкой. После каждого цикла надавливания производят операции по удалению нажимных патрубков, зачистке места установки челнока в головке, наращиванию или установке нажимных патрубков большей длины для последующего надавливания. Заполнение челнока грунтом обеспечивается вдавливанием трубы гидравлическим домкратом. Разгрузку челнока производят в отвал или на транспорт.

Рис.2.а. Установка У-12/60.

Рис. 2.

1 — гидропривод;

2 — упорный башмак;

3 — гидродомкрат ;

4 — нажимной патрубок;

5 — труба (футляр );

6 — головка;

7 — направляющая;

8 — лебедка;

9 — конусный наконечник;

10 — передвижная электростанция;

11 — корпус установки с расположенным внутри него вибромолотом горизонтального действия;

12 — электродвигатель;

13 — портальная рама;

14 — неподвижный блок;

15 — стакан;

16 — вибромолот с электроприводом;

17 — канаты для перемещения желонки внутри трубы (футляра);

18 —окно для разгрузки грунта

Виброударной установкой УВГ-51 (рис. 12.5, б) можно продавливать трубы (кожухи) диаметром 530—1020 мм, причем диаметром до 530 мм без эвакуации грунта из скважины, а диаметром до 1020 мм — с эвакуацией грунта. С помощью этой установки общей массой 6,3 т при массе ударной части 2,5 т и мощности электродвигателя 75 кВт можно прокладывать трубы на длину до 50 м. При прокладке труб способом виброударного прокола (диаметром до 530 мм) к забойному концу трубы (кожуха) приваривают глухой конусный наконечник и забивают трубу, нанося удары вибромолотом с дополнительной статической нагрузкой (до 50 т) или без нее.

При прокладке труб способом виброударного продавливания на забойном конце трубы наконечник не устанавливают, а приваривают сверху серповидную накладку для обеспечения зазора (10—15 мм) между скважиной и трубой, а в задней части трубы прорезают два боковых симметрично расположенных разгрузочных окна для удаления грунта. Внутрь трубы (кожуха) помещают виброударную желонку (рис. 12.5, в). При проходке труба (кожух) открытым концом внедряется в грунт на определенное расстояние (за-ходку), а затем желонка подается канатом к ее забойному концу, внедряется с помощью вибромолота в грунт, забирает его и с помощью каната перемещается к разгрузочным окнам, где под действием ударов вибромолота грунт высыпается через окна желонки в разгрузочные окна кожуха на дно траншеи.

Процесс проходки состоит из отдельных периодически повторяющихся циклов, в которых каждое внедрение в грунт трубы на 1—5 диаметров чередуется с выбором грунтового керна виброударной желонкой, причем при необходимости в забойной части кожуха всегда может оставаться фунтовая пробка длиной 1—3 диаметра, исключающая отбор лишнего грунта и тем самым возможность образования пустот в грунтовом массиве.

Иногда применяют также способы с разработкой грунта гидроразмывом и удалением его из забоя в виде пульпы. Возможно, также более простое по конструкции и надежно действующее устройство для продавливания труб домкратами с разработкой грунта в забое гидромонитором и удалением его с помощью шнека. С помощью такой установки можно прокладывать трубы диаметром 400—1220 мм на длину до 100 м при средней скорости 12—15 м в смену.

Железобетонные трубы и элементы коллекторов продавливают с помощью металлического ножа, опорное кольцо которого соответствует форме торца продавливаемых труб или указанных элементов. При разработке грунта в забое вручную или с помощью малогабаритных гидроэкскаваторов грунт убирают только в пределах выходного отверстия ножа, оставляя впереди грунтовую пробку. В пластичных грунтах в ножевую секцию встраивают решетку, разрезающую грунт на отдельные блоки, которые затем удаляют.

Для продавливания тоннельных коллекторных секций диаметром 2,5—3,5 м Главмосинжстроем предложен специальный комплекс оборудования, состоящий из металлического оголовка, нажимной колонки-сердечника, переходника, упорной вставки, кондуктора, силового агрегата, гидравлического вагоноопрокидывателя и опорной плиты. Непосредственно в грунт ножевую секцию с железобетонным кольцом вдавливают силовым агрегатом через переходник при общем нажимном усилии до 19,8 МН и давлении в гидросистеме 30 МПа.

Для устройства тоннелей и коллекторов по указанной технологии создан специальный проходческий комплекс УПК-3, применение которого, по данным треста № 2 Главмосинжстроя, повышает производительность труда в 2—3, снижает трудовые затраты и стоимость строительства в 1,5—2 раза и одновременно позволяет улучшить качество сооружаемых коллекторов, а также условия работы проходчиков.

Иногда применяют также способы с разработкой грунта гидроразмывом и удалением его из забоя в виде пульпы.

Возможно также более простое по конструкции и надежно действующее устройство для продавливания труб домкратами с разработкой грунта в забое гидромонитором и удалением его с помощью шнека. С помощью такой установки можно прокладывать трубы диаметром 400-1220 мм на длину до 100 м при средней скорости 12-15 м в смену.

УГП –1-600 А

Установка для бестраншейной прокладки инженерных коммуникаций методом продавливания футляра из стальной трубы диаметром до 620 мм. с приводом гидросистемы от автономного двигателя внутреннего сгорания.

Смотреть другие фото

Установка предназначена для бестраншейной прокладки инженерных коммуникаций под существующими автомобильными дорогами, железнодорожными путями и другими инженерными сооружениями методом прокола или продавливания гильзы из стальных труб диаметром от 108 до 620 мм на длину от 70 до 20 метров.

Установка состоит из:

мощной стальной рамы, на которой смонтирован гидравлический домкрат с рабочим усилием 180 тн, гидрораспределительные устройства и силовой гидравлический агрегат с приводом от автономного двигателя внутреннего сгорания «Хонда».

трех опорных плит;

набора вставок длиной 1, 2, и 3 метра.

Габариты силового агрегата - 1625х800х1300 мм - позволяют использовать установку в небольших котлованах (при длине продавливаемой трубы 6 м котлован имеет размеры 9 м в длину и 3 метра в ширину), а автономный привод гидросистемы позволяет производить работы на любых участках не зависимо от наличия источника электроэнергии.

Вес силового агрегата - 1,5 тонны. Вес всего комплекта - 3 тн.

Для продавливания труб применяют нажимные насосно-домкратные установки из двух, четырех, восьми и более гидродомкратов усилием по 500-3000 кН каждый с ходом штока 1,1-2,1 м, работающие от насосов высокого давления. Количество домкратов в установке зависит от необходимого нажимного усилия Р:

где qc - удельное сопротивление вдавливанию ножа в грунт, кН; l- периметр ножа, м; dzetta0 - коэффициент бокового давления грунта; Мт - масса 1 м трубы (футляра), кг; L - длина продавливания трубы, м; tg[sigma] - коэффициент трения трубы о грунт; Р1 - вертикальное давление на 1 м длины трубы;

где Р - плотность грунта, т/м3 ; Dк - диаметр кожуха (футляра), м; tкр - коэффициент крепости грунта по проф. М.М. Протодьякову. Приближенное необходимое усилие для продавливания трубы.

Перспективы

Пожалуй, основные тенденции в приобретении и использовании оборудования для бестраншейной прокладки трубопроводов в Санкт-Петербурге совпадают с общероссийскими. Количество предприятий, использующих в своей работе технику и технологии бестраншейного строительства подземной инфраструктуры, неуклонно увеличивается, причем по всем параметрам (приобретение, аренда, использование услуг субподрядных организаций).

Растет число крупных и средних предприятий, развивающих одно из направлений бестраншейного строительства, в первую очередь ГНБ. Эти компании становятся локомотивами развития данной подотрасли строительного комплекса, именно через них проходит основной объем инноваций, новых технических и технологических разработок и самого современного оборудования для производства работ.

Растет число крупных комплексных предприятий, специализирующихся на бестраншейном строительстве, которые успешно применяют оборудование, реализующее различные методы и технологии прокладки новых и санации существующих трубопроводов и их телеинспекции. Эти предприятия добились гармоничного сочетания бестраншейных и традиционных технологий строительства трубопроводов различного назначения.

Очевидно, именно за такими предприятиями будущее.

Министерство образования Российской Федерации

Нижегородский государственный архитектурно-строительный

университет

Институт инженерно-экологических систем и сооружений

Кафедра водоснабжения и водоотведения

ОТЧЕТ

О ВТОРОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРАКТИКЕ

Студент гр. 424

ИИЭСиС Исланов С.С

Место прохождения

практики ООО «СМарт»

Отчет проверил

Руководитель практики

от предприятия

Руководитель практики

от университета Романов С.П.

Нижний Новгород 2009 год