Безконтачно полагане и възстановяване на тръбопроводи

Съдържанието на статията

• Безконтактни технологии
• Хоризонтално насочено сондиране
• Вибрационно пробиване
• Хидравлична повреда
• Накрая

В тази статия: каква е причината за необходимостта от безкопачни технологии; видове безкопачни технологии; технология за хоризонтално насочено сондиране; технология за вибрационно сондиране; технология за хидравлично счупване.

Полагането и ремонта на подземни комунални услуги, в съзнанието на много от нас, е свързано със сериозна работа – копаене на окопи, полагане на тръби в тях, последвано от запушване с пръст, запълване и уплътняване на чакъл, асфалтиране или бетониране. През лятото и пролетта прахът и калта и кишата са неразделна характеристика на работата по полагане на окопи, да не говорим за пълната невъзможност за използване на пътните платна в района на работната площадка. Въпреки това, окопният хаос с всички негови атрибути може да бъде напълно избегнат с помощта на HDD пробиване (хоризонтално насочено).

Безконтактни технологии

Ерата на индустриализацията промени градовете на Земята – разширяването им беше придружено от развитието на сложна система от надземни и подземни комуникации. И ако надземните надлези могат да бъдат поправени и заменени с минимални повреди, тогава подземните работи по подмяната на тръбите могат да се извършват по друг начин, освен чрез окопване. Преди 70 години проблемът с ремонта и възстановяването на херметични метални и чугунени тръби, които действат като надлези за топла и студена вода, природен газ, канализация и др., Беше по-малко остър, отколкото днес.

Тъй като може да се предвиди проблемът с масовото критично износване на подземните комунални услуги, през 1976 г. в Съединените щати е създадена Националната асоциация на канализационните услуги (NASSCO), чиято цел е да намерят и разработят технически решения в областта на безконтачния ремонт на подземните комунални услуги. С течение на времето подобни сдружения са създадени в редица страни и през 1986 г. са обединени в Международното дружество за безстопанствени технологии (ISTT), със седалище в Лондон (Обединеното кралство). Сред участниците в ISST има и руско представителство – NPO ROBT, сформирано през 1996 г. и реформирано през 2003 г..

По правило безконечното полагане на комуникации се извършва по следните методи:

• вибрация (пневматични удари). Използва се както за изграждане на нови тръбопроводи, така и за реконструкционни работи (разрушаване на стари тръби и замяната им с нови). Условието за използване на това оборудване е допустимостта на вибрационните товари на земята;
• хоризонтално насочено пробиване. Оборудването от този тип се използва само за полагане на нови тръбопроводи;
• хидравлично разрушаване. Най-често тази технология се използва за поправяне на износени комуникации.

На следващо място, нека разгледаме по-отблизо методите на производство и оборудването за безконечна работа..

Хоризонтално насочено сондиране

Този метод ви позволява да създавате подземни тръбопроводи с дължина от няколко метра до много километри, допустимият максимален диаметър на тръбата е над 1200 мм, те могат да бъдат направени както от стомана, така и от полиетилен с ниско налягане (HDPE).

Хоризонталната сондажна машина за насочване се състои от метална рамка и тяло, шаси на колело или гумичка. Тялото му съдържа водноелектрическа централа, дизелов двигател, бормашина за бормашина, система за подаване на прът и панел за управление на машината. HDD машините се различават помежду си по най-високата сила на издърпване на въдицата на пръта (измерена в тонове), огъването на струната на пръта (радиусът е даден) и скоростта на протичане на разтвора на бентонит (измерена в l / min).

HDD пробиването включва следните етапи: подготовка за пробиване; пробиване на пилотен кладенец; увеличаване на диаметъра на кладенеца; издърпване на тръбопровода през кладенеца; окончателни работи.

Подготовка за пробиване. Извършва се проучване на състава и характеристиките на почвата, диаграма на съществуващите подземни комунални услуги, изготвят се необходимите документи. За да се избере най-оптималната траектория за преминаването на кладенеца, работната зона се сондира на няколко места, в случай на близост на подземни тръбопроводи се полагат ями.

Пробиване на пилотен кладенец. Пробивната глава, оборудвана с режещ инструмент, е инсталирана на HDD машината. Сондата за локализиране на системата, разположена вътре в главата, позволява проследяване на нейното положение, а скосяването на режещия инструмент – за извършване на контролирано пробиване. По време на работа сигналите от датчика на сондата се приемат от локализационния блок и се показват на монитора на оператора, който контролира хоризонталната посока на сондажната машина – данните за дълбочината и наклона на сондажната глава се показват в зависимост от времето. Освен това положението на сондажната глава се следи от оператор с ръчно локализиращо устройство, следвайки тренировката през зоната. Ако свредлото се отклони от изчислената траектория, операторът на такелаж спира въртенето на прътите и коригира ъгъла на наклона на главата на свредлото.

Гъвкав амортисьорен прът, въдица с пръчка със сондажна глава, изпълнява две задачи – намалява натоварването на пръта и спомага за контрола на свредлото. Накрайниците, с които е оборудвана сондажната глава, са проектирани да доставят бентонитов разтвор със специален състав – по време на сондажа той се подава в кладенеца през кухите пръти под налягане. Основните задачи на разтвора на бентонита са: отстраняване на скала от сондажа; охлаждане и смазване на свредлото и главата на свредлото; привеждане и поддържане на скалата в суспензия; стабилизиране на почвата около пръчката; ерозия на почвата (хидромониторинг).

Пробиването на пилотния кладенец завършва с пробивната глава, излязла на мястото на проектиране.

Увеличаване на диаметъра на сондажа. В изходната точка сондажната глава е изключена, на нейно място е прикрепена разширителна глава с по-голям диаметър, оборудвана също с дюзи за изхода на разтвор на бентонит, който се доставя непрекъснато по време на разширяването на кладенеца. Чрез въртене и издърпване на сила, разширителят се изтегля по сондажа в обратна посока, като същевременно се увеличава диаметърът му до необходимия – крайният диаметър на сондажа трябва да бъде с 30% по-голям от диаметъра на тръбопровода, който ще бъде вкаран в него. Етапите на пробиване и издърпване на разширителя се повтарят няколко пъти, с всеки нов етап диаметърът на главите се увеличава.

Издърпване на тръбопровода. Тръбите, предназначени за тръбопровода, са предварително заварени заедно. След финишния пропуск на сондажната глава (сондажът е разширен до необходимия диаметър), вместо него последователно се монтират разширителна глава, въртящ се (устройство, което избягва прехвърлянето на въртене от тетивата към тръбата), скоба (свързва въртящия се с захват) и захват към тръбата. Когато е готов, HDD модулът се стартира и той навлиза в тръбопровода в подготвения сондаж.

На последния етап изпълнителят подготвя и прехвърля на клиента документацията, съдържаща план-схема на позицията на тръбопровода в няколко равнини с позоваване на ориентири на работната площадка.

Предимства на хоризонтално насочено сондиране:

• полагане и ремонт на тръбопроводи под всякакъв терен, във всякакъв вид почва (включително плувци и скали), в различни зони за сигурност, в трудни градски условия;
• значително намаляване на броя на разрешителните и условията за получаването му, тъй като не е необходимо да се спира движението по магистрали по време на работата;
• използването на съвременни сондажни съоръжения позволява да се намали времето на работа;
• не изисква участието на тежко оборудване и голям брой работници, необходими за изкопаване;
• автономност на HDD машини, т.е. не се нуждаят от външни източници на енергия;
• нивото на подземните води не влияе на времето за завършване;
• минимално въздействие върху екологичния баланс и ландшафта на работната площадка.

Недостатъци на работата на твърдия диск:

• ако разстоянието на тръбопровода е по-малко от 2 m, тогава използването на този метод на пробиване ще бъде скъпо;
• контролът на HDD машината и процеса на пробиване може да се извършва само от професионалисти – всякакви грешки драстично увеличават цената на работата;
• процесът на безкопачна работа с помощта на HDD технология не може да бъде ускорен – работата може да се извърши само в очакваното време.

Вибрационно пробиване

За извършване на вибрационно сондиране се използва специален инструмент – пневматичен перфоратор, който позволява пробиване както на хоризонтални, така и на наклонени кладенци с определен диаметър в почвата. Вибрационното сондиране се използва при полагане на кладенци на разстояния до 15 м и диаметър на сондажа не повече от 203 мм – например те се използват за създаване на пробиви под пътища, без отваряне на пътното платно и без спиране на движението.

Пневматичният удар се състои от метално тяло във формата на конус, вътре в него има механизми за удар, обръщане и разпределение на въздуха. Сгъстен въздух се подава към пневматичния удар от компресора чрез гъвкав въздушен маркуч с диаметър 25 мм. Дължината на маркуча съответства на разстоянието, на което е пробит отворът на кладенеца, а диаметърът на тялото на перфоратора съответства на диаметъра на кладенеца. Пневматичните перфоратори се произвеждат с диаметър на капсулата от 44 до 203 мм.

Етапи на работа по време на вибрационно сондиране: подготовка на ями; добре пробиване; поставяне на комуникации в завършен кладенец; завършване на работата.

Подготовка на ями. Преди да започнете да пробивате дупка с пневматичен удар, трябва да изкопаете стартовата и приемащата яма – в първата ще бъде инсталирана капсулата на пневматичния удар, във втората ще излезе след пробиването на дупката. Ако необходимата дължина на кладенеца надвишава 15 м, тогава ще бъде необходимо да се отварят междинни ями на всеки 15 м – повечето от моделите на пневматични перфоратори работят на това разстояние. Дълбочината на ямите трябва да бъде десет пъти по-голяма от диаметъра на отвора, който трябва да бъде пробит, т.е. с необходим диаметър 44 mm, дълбочината на всяка яма трябва да бъде 440 mm или повече.

Пробиване на кладенец (неконтролируемо пробиване). На дъното на изходната яма се полага водач към приемната (междинна) яма, върху нея е монтиран пневматичен удар, към неговото тяло са свързани въздушни маркучи, свързващи капсулата с компресора. След задаване на посоката компресорът се стартира и пневматичният удар, под натиска на сгъстен въздух, започва импулсивно движение към приемната яма със скорост около 300 мм / мин, движейки се успоредно на земната повърхност. Капсулата на перфоратора не може да се отклони в никоя посока от зададения ход – дизайнът му го пречи. След преминаване на кладенеца пневматичният перфоратор излиза в приемната яма, след което компресорът спира, сгъстеният въздух се обезвъздушава и маркучите се изключват от капсулата, амортизират се и се изтеглят през кладенеца в посока на изходната яма.

Комуникационните линии се въвеждат в подготвения кладенец, за които е било предназначено – кабели или тръби, диаметърът на които трябва да бъде с 25-30% по-малък от диаметъра на кладенеца.

В последния етап кладенец с комуникации е изчертан на плана, с позоваване на забележителности в този район.

Предимствата на вибрационното сондиране:

• осигурява създаването на подземен хоризонтален кладенец (пункция), без да се повредят повърхностни покрития и комуникационни пътища;
• цената на работата е много по-ниска, отколкото при метода на изкопаване;
• значително по-ниски разходи за труд и пълно отсъствие на необходимостта от привличане на тежко оборудване;
• не е необходима опорна стена за работата на оборудването;
• малкият размер на оборудването прави възможно използването му в мазетата на сградите;
• използването на меки почви и плувки е позволено.
• по време на работа на пневматичния удар не може да се променя посоката на неговото движение;
• ограничена дължина на сондажа (не повече от 15 m) и диаметърът на сондажа (203 mm);
• необходимостта от стартови, междинни и приемащи ями.

В допълнение към създаването на нови кладенци, пневматичните перфоратори се използват за подмяна на тръби в съществуващите градски комуникации. Капсулата на пневматичния удар е инсталирана в пусковия кладенец, котващото устройство е инсталирано в приемния кладенец, от тръбата на комуникациите се изтегля стоманен кабел и се фиксира върху носа на капсулата на пневматичния удар. Под действието на сгъстен въздух и напрежението на кабела, капсулата се придвижва по износената тръба, разрушавайки я и разширявайки кладенеца, като едновременно с това затяга нови полиетиленови тръби, които са изградени една до друга чрез резбова връзка в стартовия кладенец. С помощта на пневматичен перфоратор можете да започнете нова тръба, изработена от полиетилен вътре в износена тръба – разбира се, диаметърът на новата тръба трябва да бъде по-малък от диаметъра на съществуващия.

Хидравлична повреда

С използването на хидравлични устройства се извършват два вида работа – форсиране на стоманени калъфи и разрушаване на тръби с подмяна с нови. Първият вид работа включва циклично пробиване на тръби с помощта на система от хидравлични крикове. Лентата за глава на първата тръба е снабдена с конусен нож, който прорязва през почвата, който се изкопва през кухата цев, образувана от прътовите тръби. Този метод ви позволява да пробиете в земята за тръби с диаметър 1-1,4 m и дължина до 50 m, независимо от препятствията, разположени над мястото на пробиване.

Вторият вид работа – хидравлично разрушаване – ще бъде разгледан по-подробно. За разлика от капсулите от пневматични перфоратори, използвани при вибрационно сондиране, разрушителният удар („мол“) е оборудван със специални ножове и се задвижва от хидравлична помпена станция. Най-големият диаметър на перфоратора е 1200 мм, максималната дължина на прохода е 50 m.

Етапи на работа: подготовка на фундаментни ями; монтаж на оборудване; унищожаване на съществуваща износена тръба; монтаж на нова тръба, изработена от полиетилен с ниско налягане.

Подготовка на ями. Стартовите и приемащите ями се откъсват до дълбочината на комуникациите, които трябва да бъдат заменени. Габаритните размери на приемната яма трябва да са достатъчни, за да се осигури свободното движение на монтираната тръба, размерите на изходната яма – за да се гарантира безплатния монтаж на хидравличния прекъсвач и влизането на прътите. Стените и дъното на изходната яма трябва да бъдат внимателно подравнени – центрирането на перфоратора спрямо тръбата, която трябва да бъде разрушена, трябва да бъде възможно най-точно. В долната част на изходната яма се изсипва чакълна подложка или се полага дъска – мярка за избягване на отклонението на разрушителната глава в случай на наводняване.

Монтаж на оборудване. Ударът за събаряне, монтиран върху метална рамка, се поставя в ямата и се центрира вътре в нея с помощта на кран. За да не се движи перфорираната рамка към разрушената тръба, е необходим вертикален стоп, направен от стоманена плоча 1200 mm на 2500 mm, дебелина най-малко 15 mm – задната сила на тягата на устройството е повече от 50 тона, а при липса на силно спиране неизбежно ще се изтегли в земята … Основната плоча е монтирана от едната страна с тесен разрез пред тръбата, който да бъде унищожен и заменен. След завършване на инсталацията маркучите са свързани към перфоратора от хидравличната станция, разположена извън ямата.

Унищожаване на стара тръба. На този етап режещата глава не е инсталирана, в канала на старата тръба се поставят само пръти, които се удължават с нови секции, докато краят им се появи в приемната яма. Гъвкавостта на прътите позволява 20 ° ъгъл на огъване на канала на тръбопровода, но не повече.

Инсталиране на нова тръба. След излизане на прътите в приемната яма, към края им е прикрепена режеща глава, чийто диаметър съответства на външния диаметър на новата тръба; с помощта на захващащ захват, тръбата, заместваща старата, е прикрепена към главата. Режимът на работа на перфоратора се превключва на противоположния, инсталиран е стоманен стоп. В процеса на движение главата разрушава старата тръба, притискайки нейните фрагменти в стените на канала. Процесът на подмяна на тръбите продължава до края на новата тръба да излезе в стартовата яма, след което стоп панелът се отстранява, прътите се демонтират и маркучите на хидравличната система се изключват, след което перфораторът се отстранява от ямата. Остава само да свържете новата тръба към комуникационната мрежа и целостта на тръбопровода ще бъде възстановена.

Предимства на безконечните хидравлични инструменти:

• произведени без увреждане на пътното платно;
• полагането на нова тръба се извършва в стария канал;
• еднократна подмяна на тръби със значителен диаметър (до 1200 мм) на участък над 50 m;
• позволява увеличаване на диаметъра на тръбопровода спрямо диаметъра на стария канал;
• в сравнение с окопните работи, които изискват участието на голям брой оборудване и значителна работна сила, работата по хидравлична технология за унищожаване се извършва с по-малко усилия и в много по-кратко време;
• – не изисква предварително промиване на стария тръбен канал;
• – няма вибрации по време на работа;
• – творбите не са придружени от никаква вреда за околната среда.
• – подготовка на ями е необходима;
• – по-висока цена на работа в сравнение с окопаването.

Накрая

Като се вземат предвид почти 90% от влошаването на съществуващите комунални услуги в Русия и страните от ОНД, без окопните технологии са единственият изход от тази ситуация. Безкрайното кръпка на изтичащите тръбопроводи с метода на изкопаване, обичайно практикуван от комунални услуги, отдавна надживява своята полезност..