Доклад, представленный на международной конференции "NO-DIG - 2010". Авторы - Е.В.Орлов, А.В.Пименов, ,Московский государственный строительный университет, Россия, Москва.
Представленная проблема, в основе которой лежит предупреждение старения трубопроводов, состоит в решении двух актуальных задач, с которыми постоянно сталкиваются коммунальные службы эксплуатации водопроводных и водоотводящих сетей. Во-первых, это определение первоочередного и потенциальных объектов реновации на трубопроводных сетях городов и во-вторых – определение метода реновации с выявлением конкретных параметров его реализации для эффективной последующей работы всей трубопроводной системы в целом.
Учитывая глобальный характер представленных задач, выбран упрощенный вариант, где в качестве результатов решения первой задачи рассматриваются итоговые наработки по созданию и эксплуатации автоматизированных программных комплексов поиска первоочередных и потенциальных объектов реновации, а для второй задачи в качестве оптимального принят перспективный бестраншейный метод санации участка трубопровода полимерным рукавом.
Для решения первой задачи, т.е. выявления иерархической последовательности: первоочередной, потенциальный и перспективный участки реновации, необходима комплексная оценка технического состояния наружных трубопроводов водопроводной и водоотводящей сети на базе учета внешних факторов, оказывающих наибольшее влияние на их состояние и эффективность безаварийной работы. К этим факторам в первую очередь относятся материал и диаметры труб, грунтовые условия, глубина залегания трубопровода, наличие подземных вод над трубопроводами, величины давлений, качественные показатели транспортируемых вод и т.д.
На основе составления математических моделей работы водопроводных и водоотводящих сетей, ранжирования превалирующих дестабилизирующих факторов и детальной паспортизации участков трубопроводной сети разработаны автоматизированные программы выбора объекта реновации на водопроводной и водоотводящей сетях.
Сущность программного комплекса состоит в том, что по паспортам трубопроводов специалист может выявить наиболее неблагоприятный в техническом отношении участок сети, который может классифицироваться как потенциально-опасный. К потенциально-опасным (наиболее ущербным) относятся те участки сети, где фиксируется максимальный суммарный балл значимости по совокупности представленных показателей. Эти участки должны быть рассмотрены в первую очередь на предмет прекращения последующей эксплуатации и оперативной реновации.
Конечным итогом работы по поиску потенциальных объектов реновации на напорной и безнапорной трубопроводной сети явились автоматизированные информационно-поисковые системы планирования восстановления трубопроводов, которые являются основным инструментом пользователей (проектировщиков и эксплуатационников) для оценки ситуации на отдельных участках водопроводной и водоотводящей сетях с целью определения адресного списка участков по совокупности показателей ущербности. Необходимо подчеркнуть, что при этом предлагаемая информационно-поисковая система не претендует на роль «последней инстанции» в определении объекта планирования восстановления сетей, а является лишь советчиком инженера-эксплуатационника в выборе того или иного адресного объекта потенциального ремонта или реновации на трубопроводных сетях, помогая ему принять окончательное решение.
В итоговых распечатках, являющихся конечным звеном работы автоматизированной информационно-поисковой системы, по запросу выводится адресная информация о всех рассматриваемых участках сети с указанием баллов для всех имеющимся в паспорте участка позициях.
Результатом работы программ являются итоговые таблицы со списком участков по убыванию баллов значимости.
Для решения второй задачи, т.е. выявления оптимальных параметров санации полимерным рукавом трубопроводов из различных материалов, использовалась разработанная в МГСУ совместно с ГУП «МосводоканалНИИпроект» специальная автоматизированная программа «Санация».
Программа позволяет выявить параметры санации полимерным рукавом для нескольких альтернативных материалов напорных и безнапорных трубопроводов, в частности, «сталь + полимерный рукав», «керамика +полимерный рукав», «чугун + полимерный рукав», «керамика + полимерный рукав» и т.д. Кроме того, результирующие данные программы позволяют оценить ситуацию для двух эксплуатационных состояний: в случаях нарушения или не нарушения несущей способности трубопроводов, что предлагается пользователю в образцах диалоговых окон программы.
Второе диалоговое окно позволяет проектировщику осуществить выбор режима работы (напорный или безнапорный) и эксплуатационных состояний.
В третьем диалоговом окне автоматизированной программы проектировщику предлагается указать диаметр трубопровода и сведения о глубине его залегания, высоты грунтовых вод над лотком трубы и рекомендуемом модуле упругости полимерного рукава.
По команде «выполнить расчет» появляются расчетные (в том числе промежуточные) данные, например по толщине полимерного покрытия dп > 0,00173 м и предлагается выдать распечатку в формате MS WORD.
Аналогично представленному выше описанию работы программы для безнапорных трубопроводов может быть представлена последовательность работы с другими диалоговыми окнами для вариантов расчета напорных сетей.
Отличительной особенностью напорного режима в отличие от безнапорного является внесение полной информации о ремонтном участке трубопровода, включая диаметр и толщину стенки трубы, сведения о которой отображаются автоматически в зависимости от принятого диаметра. Кроме того, указывается внутреннее давление воды, проектная толщина покрытия, модуль его упругости и значения трех понижающих коэффициентов деформации для исходного трубопровода.
В качестве основного вывода следует отметит значимость представленных разработок для проектировщиков, т.к. результатом выполненных исследований по определению критериев выбора объекта реновации на трубопроводных сетях, а также параметров санации ремонтных участков полимерным рукавом разработаны автоматизированные программы оптимизации выбора первоочередного объекта реновации и прочностного расчета двухслойных трубных конструкций «действующий трубопровод + защитное покрытие». Применение подобных представленным автоматизированных компьютерных программ и диалоговых систем для решения широкого круга задач оптимальной реновации напорных и безнапорных трубопроводных систем позволяет упростить процессы проектирования и ускорить принятие правильного решения.
Список литературы
1. Храменков С.В., Примин О.Г., Орлов В.А. Бестраншейные методы восстановления трубопроводов. – М.: Прима-Пресс-М, 2002. – 284 с.
2. Орлов В.А. Строительство и реконструкция инженерных сетей и сооружений. – М.: Академия, 2010. – 304 с.
3. Храменков С.В., Орлов В.А., Харькин В.А. Оптимизация восстановления водоотводящих сетей. – М.: Стройиздат, 2002. – 160 с.
Комментарии 0