Основные методы бестраншейной замены и ремонта трубопроводов.

При помощи гидродомкрата.

Замена трубопровода при помощи гидродомкрата происходит по следующей схеме: в начале и конце заменяемого участка трубопровода выкапывается два приямка; во входном приямке в отверстие трубы вставляется насадка-расширитель с ножами, к которой прикреплен новый трубопровод. В выходном приямке монтируется гидродомкрат, к нему при помощи штанг, протянутых через заменяемый участок трубопровода, крепится насадка-расширитель. Под воздействием усилия гидродомкрата насадка-расширитель движется по заменяемому трубопроводу, разламывает его, втрамбовывает осколки в грунт и затягивает в образовавшуюся скважину новый трубопровод.

Подобный метод предлагается фирмами «МaxiBurst», «TractoTechnic», «Ditch Witch» и др. Благодаря мощному силовому воздействию гидродомкратов замена трубопроводов может осуществляться практически в любом типе грунтов, в любых сложных условиях. Но метод замены при помощи гидродомкрата является сложным по техническому исполнению и требует проведения земляных работ по устройству приямков. Скорость замены трубопровода данным методом весьма низкая. При длине заменяемого участка более 30-40 метров из-за высокой силы трения, возникающей на поверхности вновь укладываемых полиэтиленовых труб, происходит деформация их соединений. Так как исправить такое разрушение после укладки практически невозможно, то при монтаже необходимо предварительно протянуть на участке металлический футляр, в который затем устанавливается полиэтиленовая труба.

При помощи пневмопробойника.

При применении пневмопробойника замена трубопровода осуществляется следующим способом: во входном колодце размещается ударный механизм (пневмопробойник) со смонтированной специальной насадкой-расширителем. К пневмопробойнику присоединяется воздухопроводящий шланг от компрессорной установки и трос от пневматической лебедки, протянутый через заменяемый участок трубопровода. При движении по заменяемому трубопроводу пневмопробойник разламывает его, втрамбовывает осколки в грунт и затягивает в образующуюся скважину новый трубопровод, который наращивают секциями во входном колодце. Данная технология позволяет производить замену стальных, чугунных и неметаллических трубопроводов диаметром от 100 до 350 мм (в зависимости от применяемой насадки-расширителя) на пластмассовые трубы диаметром от 160 до 400 мм.

Реконструкцию трубопроводов при помощи пневмопробойников с некоторыми технологическими различиями осуществляют компании «G.U. Essig» и «TractoTechnic» (Германия), богатый опыт применения данной технологии накоплен в Институте Горного дела СО РАН и OOО НПК «Комбест» (Россия, г. Новосибирск). Оборудование, разработанное в г. Новосибирске, применяется в городах России, и по многим показателям превосходят зарубежные образцы.

Нанесение покрытий.

Метод «ZM» (Германия) применяется для восстановления стальных водоводов диаметром 100-250 мм. Цементный раствор под давлением подается в кольцевой зазор между опалубкой и внутренней поверхностью трубы. Таким методом за один проход можно восстановить участок трубопровода длиной до 50 м.

Метод «Taite» (Австралия, Великобритания) - восстановление стальных, чугунных, бетонных водопроводных и канализационных трубопроводов диаметром 75-600 мм. Цементный раствор подается в пространство между поршнем пресса и корпусом вкладыша (расширителя). При протяжке последнего по трубопроводу происходит плотное прижатие раствора к стенке трубы и сглаживание ее поверхности.

Метод «Preloud» (США) - восстановление чугунных, стальных, бетонных и керамических трубопроводов диаметром 600 мм. Представляет собой механизированный набрызг и разравнивание цементного раствора по внутренней поверхности трубы. За один проход можно восстановить участок трубопровода длиной от 100 до 300 м.

Протяжка рукава.

Метод «U-Liners» (Германия) представляет собой протяжку через существующий трубопровод высокопрочный полиэтиленовый трубы. Метод применим для чугунных, стальных водопроводных и канализационных труб диаметром 100-400 мм. За одну операцию может быть санирован участок трубы длиной до 600 м.

Полиэтиленовую трубу термомеханическим путем приводят в форму, сильно сокращающую поперечное сечение и наматывают на барабан для транспортировки. После втягивания с помощью лебедки в санируемый участок полиэтиленовая труба обрезается до нужной длины и с обеих сторон закрывается специальными задвижками. При подаче в этот трубопровод сжатой паро-воздушной смеси труба U-Liners расширяется до своей первоначальной формы и происходит ее плотное прилегание к стенкам старого водопровода.

Метод «Insuituform» (Великобритания) позволяет восстанавливать трубы из любого материала и любого диаметра на длину до 200 м.

Рукав, изготовленный из нетканого синтетического полотна, ламинированного синтетической пленкой, и пропитанный полимерной композицией холодного или горячего отвердения, вводится в дефектный трубопровод и проталкивается под давлением воды. Толщина материала рукава в зависимости от диаметра колеблется от 5 до 25 мм, и благодаря этому после отвердения полимерной композиции в трубе образуется жесткая самонесущая конструкция, не требующая обязательного приклеивания к стенкам трубы.

Метод «Upex» разработан английской фирмой «Uponor» совместно с компанией «British Gas». При этом методе применяются стандартные полиэтиленовые трубы PЕ-80 и PЕ-100 средней и высокой плотности. Согласно имеющимся публикациям, чаще используются трубы с показателем отношения наружного диаметра к толщине стенки в диапазоне от 11 до 47. Этот показатель является важным критерием при выборе облицовочной трубы и в значительной степени зависит от прочности ремонтируемого трубопровода и величины рабочего давления внутри трубы. Если прочностное состояние трубы не требует ее структурного восстановления, то возможно применение полиэтиленовых труб с меньшей толщиной стенки. Полиэтиленовые трубы выбираются так, чтобы их исходный наружный диаметр был несколько больше, чем внутренний диаметр ремонтируемого трубопровода. После выполнения операций по временному уменьшению наружного диаметра полиэтиленовых труб они свободно протягиваются внутрь трубопровода на длину ремонтируемого интервала. При этом отдельные полиэтиленовые трубы предварительно свариваются между собой встык в единый став, на всю длину этого интервала. Метод «Upex» используется для ремонта трубопроводов малых диаметров. Полиэтиленовые трубы в результате пропуска через фильеру уменьшаются в диаметре примерно на 25 %. В таком виде они свариваются между собой встык и наматываются на барабаны для доставки на стройплощадку, где с помощью лебедок сматываются и затягиваются внутрь ремонтируемого водопровода. Облицовка нагревается изнутри теплым воздухом и расширяется до плотного прилегания к стенкам трубопровода.

Метод «Swagelining» (Великобритания, «British Gas») используется при ремонте водопроводных магистралей диаметром 500, 600, 800 мм и трубопроводов диаметром от 75 мм. При этом происходит протаскивание полиэтиленового трубопровода через отверстие обжимного устройства меньшего диаметра и затягивание трубы после обжатия внутрь ремонтируемого интервала трубопровода одновременно при помощи одной мощной лебедки. Номинальное усилие лебедки достигает 50 т.с. Скорость обжатия полиэтиленовых труб и соответственно их затягивания в ремонтируемый трубопровод обычно составляет 2-3 метра в минуту. В целях снижения усилия на канате обычно используют специальное гидравлическое устройство, проталкивающее полиэтиленовую трубу внутрь трубопровода, а также обмазку водной или масляной эмульсией после прохода трубы - облицовки через фильеру.

Метод «Rolldawn» (Великобритания, совместная разработка фирм «Subterra» и «SLP» на основе патента фирмы «Stewart`s and Lloyd`s plastic»). Его основное отличие от других методов заключается в том, что процесс обжатия наружного диаметра полиэтиленовой трубы и процесс затягивания ее в ремонтируемый трубопровод выполняются независимо друг от друга. Причем затягивание может производиться как сразу после обжатия, так и в течение двух-трех последующих дней, что делает график выполнения работ на объекте менее напряженным. Кроме того, этот метод предусматривает в дополнение к внутренним пружинящим свойствам полиэтиленовых труб процесс принудительного разжатия облицовки внутри трубопровода с помощью воды под давлением. При этом сначала торцевые участки полиэтиленовых труб разжимаются механически до плотного прилегания к телу трубопровода, заделываются торцы труб, а затем облицовка заполняется водой. Процесс разжатия происходит плавно на всей длине ремонтируемого интервала примерно в течение одного дня, обеспечивая плотное прилегание облицовки к телу трубопровода. Метод «Rolldawn» рекомендуется для ремонта трубопроводов в диапазоне диаметров 100-500 мм. При этом уменьшение диаметра старого трубопровода составляет до 10 % от первоначального размера.

Большое разнообразие существующих методов санирования обусловлено тем, что каждый из них имеет свои достоинства и недостатки и ни один не может быть использован, как универсальный. Различное назначение и конструктивное исполнение трубопроводных систем также диктует свои требования. Так, при очень хорошем результате санирования, методы, при которых в старый трубопровод втягивают пластмассовую трубу, не позволяют, например, проходить углы поворота и местные сужения труб. Следует отметить также, что изготовление пластмассовой трубы нужного диаметра часто затруднено или даже невозможно, так как сортамент трубопроводов, требующих ремонта, по диаметрам достаточно широк. Такие технологии применяются в основном для санирования трубопроводов диаметром до 400 мм.

Рукавные технологии допускают прохождение угла поворота до 90, а при специальных технологических приемах и несколько поворотов. Изготовление рукава менее трудоемко, чем изготовление пластмассовой трубы, поэтому возможно изготавливать рукав практически любого диаметра. В то же время не самонесущие конструкции рукава требуют очень тщательной очистки внутренней поверхности существующего трубопровода для обеспечения качественной приклейки рукава. В случае плохой очистки возможен срыв рукава и закупорка трубопровода.

Самонесущие конструкции не требуют такой тщательной очистки, что снижает стоимость работ по санированию. Кроме того, самонесущая конструкция позволяет санировать трубопроводы из любых материалов (сталь, чугун, асбоцемент, керамика и другие). Поперечное сечение канала при этом может быть круглым, эллипсообразным, квадратным и др. В тоже время такая конструкция требует большого расхода пропиточной полимерной композиции.

Как следует из приведенного обзора, большинство известных способов восстановления трубопроводов разработаны за рубежом. Поэтому их применение в России, наряду с очевидными достоинствами, сопряжено с определенными трудностями.

И.В.Ладыгин, ИГД СО РАН