Ремонт и реконструкция наружных сетей водоснабжения и водоотведения

В статье рассмотрены вопросы по технологии строительства при ремонте и реконструкции наружных сетей водоснабжения и водоотведения

В зависимости от особенностей, степени повреждений канализационной сети, системы водоснабжения и очистных сооружений, а также от трудоемкости ремонтных работ производят техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонты и реконструкцию.

Техническое обслуживание

Техническое обслуживание – это комплекс операций по поддержанию работоспособности оборудования при его эксплуатации, при ожидании (если оборудование в резерве), хранении и транспортировании. В техническое обслуживание включен следующий комплекс работ:

• поддержание в исправном (или только в работоспособном) состоянии оборудования;
• очистка, смазка, регулировка и подтяжка разъемных соединений, замена отдельных составных частей (быстроизнашивающихся деталей) в целях предупреждения и прогрессирующего износа, а также устранение мелких повреждений.

В объеме технического обслуживания могут выполняться работы по оценке технического состояния оборудования для уточнения сроков и объемов последующих обслуживаний и ремонтов. Результаты технического обслуживания заносятся в Журнал технического обслуживания, находящийся на рабочем месте ответственного за безопасную эксплуатацию очистных сооружений, систем водоснабжения и канализации.

Реконструкция

Реконструкция водопроводов должна производиться с помощью машин, оборудованных специальными устройствами и приспособлениями (барабаном реверс-машины, реверсивной головкой, валиками, баком для воды, скоростным парогенератором, электрогенератором и распределительным устройством).

Перед началом работы внутренняя поверхность предварительно отключенного участка водопровода должна подвергаться тщательной очистке. После продувки подлежащий ремонту участок должен быть тщательно обработан с целью ликвидации отложений с внутренних стенок и сварочного грата (для стальных труб) с помощью скребков, щеток, поршней и пескоструйной очистки с последующим удалением загрязнений из внутренней полости трубопровода.

Следует помнить, что производить реконструкционные работы с использованием синтетических материалов при температуре ниже 5 °C не допускается.

Тканевый шланг, соответствующий внутреннему диаметру подготовленного участка водопровода, поставляется на стройплощадку на специальном барабане, закрепленном на оси тележки. Клей и катушки (барабаны) со шлангами при хранении должны всегда находиться в отапливаемом помещении. Синтетические шланги следует защищать от воздействия солнечного излучения, которое может снизить их качество. Заготовка тканевого шланга должна соответствовать длине реконструируемого участка водопровода.

На объекте ремонта в приподнятый конец тканевого шланга заливается предварительно подготовленный смешиванием на стройплощадке клей в количестве, зависящем от диаметра и длины трубопроводного участка. Компоненты клея должны перемешиваться в строго определенных пропорциях (в соответствии с паспортными данными). Конец шланга надежно завязывается и прикрепляется к ленте, с помощью которой, проходя между двух валиков, он будет втягиваться в барабан реверс-машины. Защитную оболочку на синтетическом шланге следует предварительно удалить. При втягивании в барабан реверс-машины подготовленного шланга должно быть обеспечено равномерное распределение клея по всей его длине, что достигается подбором определенных расстояний между валиками машины. Конец намотанного на барабан реверс-машины шланга прикрепляется к реверсивной головке с подключением ее к барабану реверс-машины. Реверсивная головка, используя сжатый воздух от компрессора, обеспечивает процесс инверсии вводимого в трубопровод покрытого клеем шланга. Скорость подачи шланга в трубопровод не должна превышать 2,5 м/мин, что обеспечивается поддержанием соответствующего давления воздуха в барабане и контролируется с помощью маркировки длины на внешней поверхности шланга.

После втягивания в реконструируемый водопровод шланга для инициирования процесса отверждения клея внутрь него насосом из парогенератора подается паровоздушная смесь под давлением 0,1–0,3 МПа и при температуре 105 °C. Избыток пара на другом конце трубопровода через регулирующее сбросное устройство отводится в конденсационную емкость или атмосферу. Продолжительность отверждения клея зависит от диаметра и протяженности восстанавливаемого участка и может составлять от 4 до 5 часов. После отверждения клея, во избежание отклеивания шланга от внутренних стенок водопровода, он должен быть охлажден подачей в трубопровод воздуха под давлением не выше 0,3 МПа. Время охлаждения зависит от диаметра и температуры наружного воздуха и может составлять от 2 до 6 часов. Окончание охлаждения определяется температурой, измеренной на дальнем конце восстановленного участка водопровода. Она должна составлять 30 °C.

В завершение процесса отверждения клея температура пара должна быть постепенно снижена примерно до 30 °C. После этого отключается парогенератор и производится продувка воздухом под давлением 0,3 МПа и при температуре 30 °C на удаленном конце восстанавливаемого участка с целью удаления из водопровода основного объема конденсата.

Восстановленный водопровод после продувки проверяется на качество выполненных работ строительной организацией в присутствии представителей эксплуатационной организации. Проверка осуществляется при помощи видеокамеры. При обнаружении любого видимого дефекта (вздутие и/или разрыв тканевого шланга, наличие гофр и др.) шланг извлекается из трубы.

Используются следующие технологические процессы. К одному из концов испорченного шланга присоединяется трос от лебедки; шланг по всей длине нагревается паром при температуре 100–105 °C и затем медленно вытягивается лебедкой из трубопровода. После этого повторяется весь процесс реконструктивных работ. Полное удаление конденсата может быть осуществлено в процессе промывки восстановленного участка водопровода. После испытания, промывки и приемки восстановленный трубопроводный участок подключается к действующей системе водоснабжения.

В рассмотренных технологиях используются технологические процессы (подготовка внутренней поверхности ветхого трубопровода и процесс отверждения клеевой композиции в условиях пропаривания), качество выполнения которых трудно контролировать. В то же время от их качественного выполнения зависят как прочность самой оболочки, так и адгезионная связь со стенкой восстанавливаемого водопровода. Для обеспечения долговременной эксплуатации (как заявляют разработчики – 50 лет) обязательным является использование прочностного ресурса труб.

Для реконструкции водопроводов, которые сильно изношены, и на прочностной ресурс которых в длительной перспективе нельзя рассчитывать, и/или для которых имеется острая необходимость в увеличении их пропускной способности, следует применять другие бестраншейные технологии.

Применение для реконструкции метода протягивания возможно только при условии, когда наружные размеры нового трубопровода меньше минимальных размеров поперечного сечения полости старого водопровода. Поэтому полимерные трубы выбирают из действующих сортаментов по максимальным значениям средних наружных диаметров. Учитывают также габариты соединений, которые предполагаются к использованию: при сварке встык – максимальные размеры получаемого грата с внешней стороны сварного шва; при сварке враструб и склеивании – наружный диаметр раструбов; при соединении раструбами на резиновых кольцах – наружные диаметры желобков.

Выбранные по типу и диаметру полимерные трубы проверяют гидравлическим расчетом на соответствие реконструированного участка действующей водопроводной сети другим участкам. При необходимости увеличения пропуска расходов по реконструированному участку повышают напор в водопроводной сети, если прочность остальных ее участков достаточна для восприятия увеличенного сверх проектной величины напора. Выбор труб по длине (в отрезках или бухтах) связан с принимаемым к реализации технологическим способом прокладки нового трубопровода в старом.

Выбор типовых технологических схем производства реконструктивных работ на ветхих водопроводных сетях, на базе которых должны разрабатываться конкретные технологические схемы, определяется принятыми способами размещения новых трубопроводов в старых.

Ширина котлованов (траншей) принимается в зависимости от диаметра протягиваемых труб: должны быть обеспечены нормальные условия для удобной установки опорных и прижимных направляющих роликов.

При больших глубинах заложения трубопроводной сети, а также в стесненных условиях и на поверхности земли применение способа прокладки трубных плетей не всегда возможно из-за отсутствия свободного достаточного пространства для размещения плетей, оборудования и оснастки и невозможности создания надлежащих условий для манипулирования с ними. В таких случаях для проведения работ по реконструкции трубопроводов следует использовать другие типовые технологические схемы, связанные с прокладкой длинных труб.

Использование таких технологических схем предполагает сборку нового трубопровода непосредственно в котловане. При этом применяют трубы длиной, определяемой условиями промышленного изготовления, либо специально заготовляемые на некотором отдалении от места проведения реконструктивных работ секции, включающие две-три трубы и более. В котлован (траншею) трубы (секции труб) подаются вручную с помощью подъемного крана, автокрана, трубоукладчика и т. д. в зависимости от их массы.

Перед началом проведения восстановительных работ необходимо также осуществить диагностирование камер переключения, выявить наличие просадок, смещений, а затем по возможности определить наличие и место обвалов, просадок труб и т. д. При подготовке к проведению диагностирования, которое выполняется из камер переключения, прекращается подача воды и разъединяются задвижки и тройники.

В случае сильного обрастания стенок водопровода изнутри перед проведением собственно реконструктивных работ производят очистку его внутренней полости методами, выбираемыми в зависимости от размеров трубопровода и видов отложений на его стенках.

Для ведения реконструкции по схемам, основанным на технологических способах прокладки трубных плетей и длинных труб, обычно разрабатывают два котлована – входной и приемный. Входной котлован служит для обеспечения ввода протаскиваемой плети в старый трубопровод или для ведения работ по сборке нового трубопровода. Через приемный котлован организуется тяжение нового полимерного трубопровода. Если позволяют местные условия, тяжение можно осуществить через камеру переключения – в этом случае приемный котлован не разрабатывается.

Место для разработки котлованов выбирают с учетом конкретной обстановки: застроенности территории, наличия подземных и надземных инженерных и транспортных коммуникаций, удобства расположения оборудования и размещения протаскиваемых труб, а также с учетом состояния элементов восстанавливаемого водопровода.

С целью уменьшения объемов земляных работ котлованы следует разрабатывать в местах наименьшего заглубления водопроводов либо в местах, где имеются просадки на сети. При разработке котлованов с вертикальными боковыми стенками, в неустойчивых грунтах, а также при глубине больше 1,5 м в любых грунтах должны устанавливаться крепления стенок котлована. В местах, где имеются хорошие условия для производства работ, допускается разработка стенок котлованов с углами естественного откоса.

Окончание статьи читайте в следующем номере журнала.

Вопросы реконструкции систем водоснабжения и водоотведения (стр. 1 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Вопросы реконструкции систем водоснабжения

Инженерное жизнеобеспечение современного города предназначено для создания необходимых санитарно-гигиенических условий и высокого уровня комфорта жителям городов. Городские инженерные сети обслуживают промышленность и культурно-бытовые предприятия. Все это представляет собой комплексную систему, состоящую из инженерных коммуникаций, сооружений и специальных устройств.

В крупнейших городах система инженерного обеспечения – сложная отрасль городского хозяйства, удельный вес стоимости объектов и сооружений которой превышает 30% общей стоимости городской застройки.

Инженерное обеспечение города состоит из систем водоснабжения, канализации, электро-, газо — и теплоснабжения. Кроме того, в отдельную систему выделяют организации сбора, переработки, транспортировки и обезвреживания твердых бытовых отходов (ТБО). Перечисленные выше системы, хотя и не исчерпывают перечень имеющихся в городах сетей и устройств (не рассматриваются телефонные и радиолинии, пневмосистемы, продуктопроводы и т. д.), но формируют до 90% всех затрат по инженерному обеспечению объектов.

На выбор стратегии реконструкции городской застройки большое влияние оказывают инженерные системы. Их технические параметры, в частности физический износ, мощность и пропускная способность, предопределяют допустимую степень трансформации и модернизации объектов без кардинальной перекладки этих сетей.

Вместе с тем и сама система инженерного обеспечения нуждается в постоянном развитии и совершенствовании. Необходимость в реконструкции инженерных сетей и сооружений возникает в следующих принципиальных ситуациях:

· при проведении ремонтно-восстановительных работ на сетях или сооружениях в ряде случае эффективнее оказывается реконструкция с применением новых материалов, технологий и оборудования и в результате получения нового качества в системах инженерного обеспечения, чем просто ремонт и латание дыр;

· при изменении характера представляемых услуг населению или предприятиям, например, отказ от газа и переход на электричество;

· при изменении функционального состава застройки территорий и как следствие новых требований к инженерному обеспечению;

· при строительстве объектов или сооружений, а также реконструкции имеющихся с изменением объемов или требуемого качества инженерного обеспечения.

Основная сложность проведения реконструктивных мероприятий заключается в значительной изношенности сетей и сооружений инженерных систем в городах, а также отставании мощностей и пропускных способностей от потребностей. Так, дефицит мощностей водопровода в целом по городам России составляет около 15%, дефицит мощностей в энергетике – 40%. Уровень надежности работы инженерных сетей в 2,5-3 раза ниже, чем в странах Восточной Европы. Срок службы наружных трубопроводов горячего водоснабжения из-за ускоренной коррозии в 2-4 раза ниже нормативного. Велики утечки воды в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения. Только 3% твердых бытовых отходов перерабатываются промышленными методами. Износ основных фондов систем инженерного обеспечения достигает 60%, и в условиях недостаточного финансирования он продолжает увеличиваться.

По данным Госстроя в России, на начало 1999 г. около 50 тыс. км инженерных сетей требуют безотлагательного капитального ремонта. Положение осложняется тем, что в течение десятков лет питьевая вода, газ, электроэнергия и горячая вода для населения стоили так мало, что по существу никаких ресурсосберегающих технологий не внедрялось.

Комплекс жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) городов, существовавший на дотации из государственного бюджета, также не был по-настоящему заинтересован в рациональном использовании имеющихся мощностей и налаживании эффективного экономического механизма реализации оказываемых населению услуг. Сегодня в ЖКХ сосредоточено ¼ основных фондов страны, потребляется ⅓ общего объема всех российских энергоресурсов. Большинство предприятий ЖКХ являются монополистами на соответствующих рынках услуг, что затрудняет развитие конкурентной среды, а следовательно, повышение качества представляемых ими услуг и снижение производственных издержек. Это не в последнюю очередь обусловило техническое отставание инженерного оборудования, сетей, сооружений от мирового уровня.

Новые экономические отношения, принятие Гражданского и Водного кодексов Российской Федерации, новое законодательство в области охраны окружающей среды и природопользования создали благоприятные условия для обеспечения потребителей качественной питьевой водой, как одного из факторов санитарно-эпидемиологического благополучия населения; охраны окружающей среды от загрязнения недостаточно очищенными сточными водами; повышения эффективности, надежности работы систем и сооружений коммунального водоснабжения и канализации; улучшения организации управления и эксплуатации этих систем.

Появилось много новых технологий водоподготовки и очистки сточных вод, позволяющих получать очищенную воду более интенсивными методами, чем раньше. Одновременно повысились требования к надежности сооружений и трубопроводов.

Несовершенство проектирования и технологии строительства очистных сооружений и сетей водоснабжения и водоотведения, низкое качество используемых строительных материалов, строительство без учета влияния реального состава вод приводят к преждевременному разрушению инженерных конструкций и ухудшению их эксплуатационных характеристик.

Для сохранения работоспособности инженерных систем при нормативном сроке службы трубопроводов водоснабжения и водоотведения 25-30 лет требуется высокая степень технической подготовленности технического персонала при эксплуатации, реконструкции трубопроводов и интенсификации работы очистных сооружений.

Глава 1. Особенности Реконструкции наружных водопроводных и водоотводящих сетей

1.1. Срок службы трубопроводов. Виды повреждений

Поддержание высокой работоспособности систем водоснабжения и водоотведения (т. е. своевременное и эффективное техническое обслуживание, ремонт и реконструкция трубопроводов и оборудования) остается для городских коммунальных служб приоритетным.

Находящиеся в эксплуатации водопроводные и водоотводящие трубопроводы подвергаются как естественному старению, так и преждевременному износу, что требует их восстановления или санации. Восстановление предполагает проведение ремонтных работ на всем протяжении поврежденного участка трубопровода, а санация – проведение пространственно ограниченных ремонтно-восстановительных работ на отдельных участках трубопроводов, включая сооружения и арматуру на сети (колодцы, задвижки и т. д.). В результате санации участку трубопровода придается требуемая механическая прочность, полное восстановление структуры (отсутствие дефектов по длине труб и в местах стыковок) и соблюдение проектной пропускной способности (установленных гидравлических параметров). В свою очередь, под восстановлением структуры трубопровода следует понимать ликвидацию дефектов:

структурных (например, свищей, сквозных отверстий, микротрещин и других повреждений, которые провоцируют эксфильтрацию и инфильтрацию);

вызванных некачественным монтажом труб при их укладке в траншеи (например, деформаций труб);

вызванных временными факторами (например, старением) и неудовлетворительной эксплуатацией системы водоснабжения и водопроводных сетей (например, появлением ржавчины на внутренних стенках труб, биообрастаний, бугристых наростов в виде уплотненных окислов железа, марганца и извести, инородных включений, проникающих в трубопроводы при любом вмешательстве извне – сварке, ремонте и замене запорно-регулирующей арматуры и т. д.).

Старение подземных трубопроводных коммуникаций различного назначения приводит:

к потерям напора и снижению пропускной способности из-за зарастания труб;

ухудшению физико-химических показателей транспортируемой питьевой воды (например, цветности) по причине коррозии;

возможности повторного заражения вод (в результате свищей, трещин, нарушения стыковых соединений в случае старения сетей питьевого водоснабжения);

загрязнению подземных и поверхностных вод, почв, атмосферы (в случае старения нефтяных и газовых коммуникаций, водоотводящих сетей бытовой, дождевой и производственной канализации). Утечки воды из трубопроводов, вызванные их старением, являются также причиной поднятия уровня грунтовых, что может привести к интенсивному разрушению действующих зданий и сооружений.

Срок службы водопроводных и водоотводящих трубопроводов зависит от материала, из которого он изготовлены. Например стальные водопроводные трубопроводы должны эффективно эксплуатироваться в течении 20, а чугунные – 60 лет. Однако старение коммунальных сетей водоснабжения и водоотведения, снижение их пропускной способности может наступить и в более ранние сроки (через 5-10 лет после прокладки) из-за влияния отдельных или совокупности ряда следующих факторов: несоответствия материала труб условиям эксплуатации, нарушения условий прокладки трубопроводных систем в соответствующих грунтах, агрессивного характера вод, коррозии стенок, избыточных напоров, резких сезонных перепадов температур и других факторов.

Основными видами повреждений (дефектов), вызывающих аварии на водопроводных сетях являются: для стальных труб – сквозные проржавления, свищи (до 70% по опыту Московского водопровода); для чугунных труб – нарушение герметичности раструбных соединений (до 12%) и переломы труб (16%). Преобладающее количество повреждений приходится на трубы малых диаметров (до 200 мм), что составляет около 75% их общего количества.

Тенденции последних лет указывают на то, что коммунальными службами городов-мегаполисов различных стран все большее внимание уделяется вопросам использования перспективных бестраншейных технологий восстановления (санации) и прокладки водопроводных и водоотводящих сетей, что является альтернативой открытому способу реконструкции и прокладки трубопроводов.

Под бестраншейными технологиями понимаются технологии прокладки, замены, ремонта, инспекции и обнаружения дефектов в подземных коммуникациях различного назначения с минимальным вскрытием земной поверхности.