Доклад, представленный на международной конференции "NO-DIG - 2008". Авторы - В.А. Григоращенко, Научно-производственная компания «Комбест» (Россия, Новосибирск), Ю.Н. Похил, МУП «Горводоканал» (Россия, Новосибирск), В.А. Харькин, ООО «Прогресс» (Россия, Москва).
Общая протяженность уличных и внутриквартальных водонесущих сетей диаметром 100 – 400 мм в РФ составляет 1550 тыс. км. Изношено и требует замены – 464,5 тыс. км. Ежегодно эта цифра увеличивается на 31 тыс. км, в то время как заменяется только 9-10 тыс. км. Последствия такого состояния трубопроводов не сулят ничего хорошего. По данным института гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана, повседневное нарушение герметичности трубопроводов водоснабжения весьма негативно сказывается на здоровье населения: практически во всех регионах России это приводит к вспышкам острых кишечных заболеваний, гепатита и тяжелым желудочным заболеваниям. Другой негативный момент заключается в огромных материальных потерях, которые из года в год несет Россия вследствие аварийного состояния подземных инженерных коммуникаций. По официальным данным статистики, неучтенные расходы воды в системах водоснабжения составляют в среднем по России 15% (3,4 млрд. кубометров) от всей подачи воды в год, а в ряде городов утечки достигают 30%. Помимо чисто экономической стороны, связанной с потерей питьевой воды, на производство и подачу которой затрачиваются очень большие средства, появляются экологические и другие проблемы. Утечки ведут к повышению уровня грунтовых вод и подтоплению городских территорий, что в свою очередь приводит к просадке зданий, сооружений и дорожных покрытий, существенному нарушению водного баланса, отчего страдают зеленые насаждения.
Традиционная технология замены водонесущих сетей сложная, громоздкая, не может быть использована в центральных районах крупных городов по причине невозможности перекрытия транспортных магистралей и нарушения нормального функционирования учреждений, предприятий и жилых массивов.
Решение проблемы, как по нашим оценкам, так и по оценкам зарубежных экспертов, видится в кардинальном расширении применения современных бестраншейных технологий, создании новых технологий и комплектов оборудования для эффективной замены отслуживших свой срок коммуникаций и прокладки новых, особенно из неметаллических материалов. Это позволило бы в ближайшие годы в значительной мере, а в перспективе полностью, исключить из практики проведение весьма трудоемких и дорогостоящих земляных работ, перекрытие магистральных дорог, улиц и проездов.
В 1992 – 1996 гг. во исполнение Государственной инновационной программы “Новое поколение технологий и комплектов оборудования для реконструкции подземных инженерных сетей” Институтом горного дела СО РАН и НПК “Комбест” разработана технология и оборудование для бестраншейной замены подземных канализационных трубопроводов. Технология и оборудование прошли широкую опытно-промышленную проверку на действующих объектах горводоканалов Москвы, Новосибирска и Омска. Сибирским государственным унитарным проектным институтом “Сибгипрокоммунводоканал” разработаны и переданы горводоканалам РФ технологические карты на бестраншейную технологию. С 1996 года комплекты оборудования серийно выпускаются новосибирским машиностроительным заводом ОАО “Сиблитмаш”.
Сущность технологии заключается в следующем (рис. 1).
Из действующего канализационного колодца в заменяемый участок трубопровода вводится рабочий орган, состоящий из мощного пневмомолота и режуще-расширительной насадки. Перемещаясь в направление к приёмному канализационному колодцу, рабочий орган разрушает старый трубопровод, вдавливает осколки в окружающий грунт, расширяет образующуюся скважину до нужного диаметра и затягивает в неё новую пластмассовую трубу, наращиваемую по мере необходимости. Таким образом, не требуется каких-либо земляных работ, а на поверхности ограждаются только входной и выходной колодцы. В состав комплекта оборудования (рис. 2), помимо рабочего органа, входит тяговая лебёдка с пневмомолотом, отклоняющий анкер, специальный и стандартный слесарно-монтажный инструмент. Источником питания для рабочего органа служит передвижной компрессор производительностью 8 -10 кубометров/мин.
Применение этой технологии позволяет не прерывать и не ограничивать движение транспорта и пешеходов, не повреждать дорожные покрытия и зелёные насаждения, не нарушать нормальный ритм деятельности близлежащих учреждений, предприятий жилых массивов. Техническая производительность одного комплекта в зависимости от конкретных условий составляет 150-200 м в месяц, в отдельных случаях достигая 500 метров. Стоимость замены одного погонного метра коммуникаций по сравнению с открытым способом снижается в 2-2,5 раза, в отдельных случаях до 5-7 раз.
В настоящее время эта технология довольно широко используется ремонтно-строительными организациями горводоканалов России, в т. ч. в г. Москве, С.- Петербурге, Новосибирске, Омске, Казани, Красноярске, Благовещенске, Владивостоке, Хабаровске и др. Ежегодно перекладывается 100-150 км канализации. Работа по созданию технологии и комплектов оборудования для замены канализационных трубопроводов удостоена премии Правительства РФ за 2000 г.
Работы по созданию комплекта оборудования для бестраншейной замены стальных трубопроводов были успешно выполнены на базе принципов, заложенных в ранее созданных технологиях и технических средствах для бестраншейной замены канализационных труб.
Технология замены водопроводных трубопроводов во многом схожа с технологией замены канализационных труб. Однако специфика водопроводных сетей требует решения дополнительных вопросов.
Прежде всего, необходимо соблюдение требований санитарных норм, предъявляемых к водопроводным трубопроводам. Как известно, сжатый воздух, питающий рабочий орган, содержит ряд примесей, попадание которых в водопровод недопустимо. В связи с этим конструкция пневмомолота подвергнута существенной переработке. В новой конструкции отвод отработанного воздуха осуществляется через передний торец молота и далее – в заменяемый трубопровод, минуя полость заменяющего трубопровода.
Важной особенностью водопроводных сетей являются большие (100-150м) расстояния между эксплуатационными колодцами, которые определяют длину воздухоподводящего шланга пневмомолота. Из-за значительных потерь давления в протяженном воздухоподводящем шланге возникают проблемы надёжности запуска пневмомолота в работу, а также наполнения его рабочих камер энергоносителем. Если достаточное наполнение рабочих камер молота легко достигается некоторым повышением давления в ресивере компрессора, то для решения вопроса надёжности запуска требуется создание специального средства. Для этого предназначен клапан принудительного запуска пневмомолота в работу. Клапан принудительного запуска встраивается в головную часть пневмомолота и приводится в действие натяжением троса лебёдки (рис. 3).
Следующей особенностью является высокое (до 1 МПа) давление воды в трубопроводе. В этой связи необходимо обеспечить прочное соединение труб между собой. Обычно плеть нужной длины сваривается на поверхности, затем через приямок или монтажную скважину подаётся в колодец. Для предотвращения повреждений заменяющего трубопровода при его перемещении на дневной поверхности были разработаны роликовые опоры, которые также включаются в состав комплекта. Для разрезания стенок заменяемого трубопровода разрушающая часть рабочего органа оснащена лезвиями (рис. 4). На рис. 5 приведен график зависимости скорости замены стального трубопровода от количества ножей.
Решены и специальные проблемы, возникающие после укладки пластмассового трубопровода. К ним относятся решение вопросов о компенсации продольных деформаций при перепаде температур (коэффициент линейного расширения пропилена низкого давления порядка 4·10-4 1/0C, т. е. при изменении температуры воды от 2 до 220 градусов Цельсия плеть длиной 100 метров должна иметь возможность удлиниться почти на метр); о проходке и замене местных криволинейных участков (обход различных местных препятствий при пересечении с другими коммуникациями и т. п.) и ряд других.
По исходным техническим требованиям, разработанным МУП «Горводоканал» г. Новосибирска и с учетом выше перечисленных особенностей специалистами НПК «Комбест» были разработаны опытные образцы ударных узлов для замены стальных трубопроводов на пластмассовые диаметром 100-500 мм с технической скоростью до 30 п.м./час. В рабочих органах (ударный узел и расширитель) реализованы выше перечисленные требования: выхлоп отработанного сжатого воздуха направлен в заменяемый трубопровод; запуск пневматического ударного узла производится натяжением троса лебедки.
Предлагаемые технологии отличаются принципиальной новизной, просты в осуществлении, обладают высокой экономической эффективностью, и не связаны с организацией длительных перерывов в движении транспорта. Отечественные разработки имеют более высокие технико-экономические показатели, чем у зарубежных аналогов (по производительности в 1,3 раза, по долговечности в 2,0 – 2,5 раза). Гарантийный срок службы отечественных комплектов составляет 1,5 года, окупаемость – 2-3 месяца.
Бестраншейные технологии, механизмы и оборудование защищены более 40 патентами РФ и стран ближнего зарубежья. Эта форма интеллектуальной собственности узаконена в Российской Федерации вместо утративших силу авторских свидетельств СССР. На право использования технологий и комплектов с российскими горводоканалами заключено 12 лицензионных соглашений, в том числе в Москве, Новосибирске, Омске, Одессе и других городах. Организации купившие лицензии, в течение оговоренного срока (обычно, это 3-5 лет) становятся обладателями права на данную технологию на своей территории.
Комплекты оборудования прошли достаточно широкую опытно-промышленную проверку на действующих сетях горводоканалов Новосибирска и Омска. На объектах города Новосибирска силами компании «Комбест» с положительным результатом выполнены работы по замене стальных трубопроводов на полиэтиленовые диаметром 160-315 мм общей протяженностью более 9 км.
Начиная со второй половины 2008 г. на ОАО «Сиблитмаш» планируется начать серийный выпуск 6 типоразмеров комплектов оборудования для бестраншейной замены стальных трубопроводов. Технологическая подготовка производства и организация серийного выпуска комплектов оборудования не потребует много времени, поскольку опыт изготовления аналогичных машин и устройств уже накоплен.
Комментарии 0