Доклад, представленный на международной конференции "NO-DIG - 2012". Авторы - Храменков С.В., Пахомов А.Н., Хренов К.Е., Богомолов М.В., Дудченко Т.О., Пронин А.А., МГУП «Мосводоканал», (Москва, Россия).
Канализационная система г. Москвы сегодня представляет собой совокупность сложных инженерных сооружений, в состав которых входят: самотечные и напорные канализационные сети, насосные станции и очистные сооружения. Ее надежная и эффективная работа является одной из важнейших составляющих санитарного и экологического благополучия города. Протяженность находящихся в эксплуатации самотечных канализационных сетей составляет около 7,5 тыс. км, напорных трубопроводов - более 650 км.
В период интенсивного развития системы канализации недостаточное внимание уделялось реконструкции существующих сооружений. Кроме того, в течение многих десятилетий сети создавались с изначальной экономией материалов, что сказывалось на качестве строительства. Негативные последствия такой технической политики выявились уже к 1990-м годам. Большая часть канализационных трубопроводов находилась за пределами расчетных сроков амортизации, значительная часть их оказалась в ветхом состоянии.
Возникшая ситуация потребовала, прежде всего, создания комплексной системы диагностики трубопроводов. Теледиагностика канализационных сетей позволяет оценивать внутреннее состояние действующих трубопроводов, степень воздействия газовой коррозии на конструкции и сооружения каналов и коллекторов, характер разрушений, выявлять их причины, оперативно принимать решения по дальнейшей эксплуатации, определять первоочередные задачи по профилактике и предупреждению аварийных ситуаций. В настоящее время объем работ по теледиагностике канализационных сетей составляет в среднем 250 км/год (3,3% общей протяженности), напорных трубопроводов – 50 км (7,7%). На основании полученных материалов обследования создана база данных и ведется кадастр, позволяющий учитывать и анализировать неисправности, а также прогнозировать их 2 возникновение по имеющимся деструктивным признакам, выбирать оптимальные методы реконструкции с минимальными экономическими затратами.
В современных городских условиях уплотненной застройки и затрудненного дорожного движения использование открытых методов реконструкции трубопроводов связано с большими трудностями, финансовыми затратами, либо вообще неприемлемо. Это привело уже в 1990-е годы к широкому распространению бестраншейных технологий. В последующие годы реконструкция трубопроводов с применением "пневмопробойника" стала возможна при диаметре труб 400 мм, а с помощью метода реновации стеклопластиковым "рукавом" и нанесения цементно-песчаного покрытия (на напорные трубопроводы) – при диаметре до 1400 мм. Однако данные технологии не подходили для каналов и коллекторов большего сечения. Основной проблемой таких трубопроводов является газовая коррозия. Внутренняя незащищенная поверхность канализационных каналов и коллекторов разрушается под действием серной кислоты, образующейся на незатопленных сегментах поверхности (шелыга) в процессе микробиологического окисления сероводорода, присутствующего в газовой фазе. В середине 2000-х годов произошел прорыв в области современных технологий реконструкции канализационных каналов и коллекторов большого диаметра. Были освоены и внедрены технологии:
- метод "труба в трубе" с использованием полиэтиленовых труб. Применяется для реконструкции самотечных и напорных трубопроводов, а также дюкеров диаметром до 2000 мм, построенных из любых материалов. При реконструкции данным методом сечение трубопровода уменьшается, но за счет меньшего коэффициента шероховатости материала (полиэтилен), компенсируется показатель пропускной способности трубопровода. Примером использования данной технологии на объектах Московской канализации является реконструкция дюкеров Юго-Западных каналов диаметром 1200-1400 мм (рис.1).
- применение композитных стеклопластиковых элементов. Метод используется для реконструкции самотечных каналов и коллекторов различного сечения диаметром до 3000 мм, построенных из любых материалов. При реконструкции данным методом сечение трубопровода уменьшается, но за счет меньшего коэффициента шероховатости материала (стеклопластик), компенсируется показатель пропускной способности трубопровода. Особенностью данной технологии является возможность восстанавливать участки трубопровода без снятия сточных вод. Характерным примером использования данной технологии является реконструкция кирпичного Люблинского канала шатрового сечения диаметром 1650 мм по высоте (рис. 2, рис. 3).
- технология "ЛокПайп" облицовка внутренней поверхности каналов поликварцитными модулями. Применяется для реконструкции самотечных каналов большого диаметра, подверженных воздействию газовой коррозии. При реконструкции данным методом сечение трубопровода незначительно уменьшается, что не сказывается на пропускной способности каналов большого диаметра. Особенностью данного метода является возможность восстанавливать канализационные каналы любого сечения, а также 50-ти летняя гарантия на материал от разрушения в результате воздействия газовой коррозии. Характерным примером использования данного метода является реконструкция Ново-Люберецкого канала диаметром 2800 мм (рис. 4, рис. 5)
- композитный стеклопластиковый "рукав". Применяется для реконструкции напорных трубопроводов и дюкеров диаметром до 1400 мм, построенных из различных материалов. Характерным примером использования данной технологии является реконструкция дюкера напорного трубопровода диаметром 1400 мм, проходящего от КНС "Саввинская" под р. Москвой и реконструкция напорных трубопроводов диаметром 1400 мм от КНС "Филевская" (впервые не только в практике МГУП «Мосводоканал», но и в Европе) (рис. 6).
В 2011 г. после изучения мирового опыта была освоена спирально-навивальная технология SPR для реконструкции самотечных канализационных каналов и коллекторов. Технология основана на принципе формирования новой трубы из ПВХ или полиэтиленового профиля в старом трубопроводе при помощи специальной навивальной машины и позволят выполнять реконструкцию трубопроводов диаметром от 150 мм до 5500 мм (рис 7).
Первым применением технологии SPR в г. Москве является восстановление участка коллектора от Ленинского стекольного завода. Коллектор принимает сточные воды от предприятий, расположенных в районах Бирюлево Восточное и Западное, был построен в 1975 году закрытым способом с использованием щитовой проходки =2,0м с и укладкой в нее рабочей железобетонной трубы =1000 мм. В соответствии с действующим справочником по классификации основных фондов, нормативный срок службы для железобетонных трубопроводов составляет 20 лет, фактически коллектор для Ленинского Стекольного завода эксплуатируется более 30 лет.
При обследовании коллектора с использованием технической диагностики выявлена прогрессирующая газовая коррозия железобетонных конструкций от воздействия газовоздушной среды канализационного коллектора: коррозия и разрушение арматуры, снижение прочностных характеристик бетона.
До начала выполнения работ по реконструкции участка коллектора был выполнен комплекс подготовительных мероприятий: трубопровод обследовался с использованием теледиагностики, все имеющиеся налеты и отложения удалялись при помощи комбинированной каналопромывочной машины. ПВХ профиль через существующий канализационный люк подается в навивочную машину, расположенную в существующем колодце. Навивочная машина придает профилю необходимую форму и соединяет его концы, образуя тем самым новую герметичную трубу. Далее навивочная машина передвигается по направлению к следующей камере (рис 8).
После завершения процесса навивания пространство между старым коллектором и новым трубопроводом заполняется специальным цементным раствором, обладающим высокой степенью текучести (рис. 9). В результате образуется статически устойчивая конструкция, состоящая из профиля, раствора и существующей трубы, которая способна воспринимать все внешние и внутренние нагрузки. Ввиду того, что внутренний слой конструкции, который контактирует со сточной водой, выполнен из некорродирующих материалов (ПВХ профиль), восстановленный трубопровод уже не будет подвергаться воздействию газовой коррозии.
В результате реконструкции внутренний диаметр коллектора составил 930 мм, т.е. сократился на 7%. Учитывая, что внутренняя поверхность ПВХ профиля по сравнению с железобетонной трубой имеет меньшую шероховатость, уменьшение живого сечения не отразилось на пропускной способности коллектора.
После успешного завершения работ по восстановлению участка коллектора от Ленинского стекольного завода было принято решение о широком применении технологии SPR при реконструкции самотечных канализационных каналов и коллекторов.
Опыт выполненных работ стал свидетельством широких возможностей применения современных материалов и технологий для реконструкции напорных и самотечных сетей водоотведения и позволит в целом повысить надежность работы такого важного звена инфраструктуры города, как система Московской канализации.
Выводы
1. В МГУП "Мосводоканал" освоены и внедрены самые современные технологии реконструкции самотечных и напорных трубопроводов канализации: метод "труба в трубе" с использованием полиэтиленовых труб; применение композитных стеклопластиковых элементов; технология "ЛокПайп"; композитный стеклопластиковый "рукав".
2. Успешно освоена и применена на практике для реконструкции самотечных канализационных каналов и коллекторов спирально-навивальная технология SPR. Принято решение о широком применении технологии SPR при реконструкции самотечных канализационных каналов и коллекторов.
Комментарии 0