410039, г. Саратов,

Крымский проезд, д.3

тел.: (845-2) 46-22-11

Новый век предпочитает новые технологии

Начало тысячелетия характеризуется устойчивым ростом городов и коттеджных посёлков, развитием предприятий базовых отраслей промышленности, строительства, транспорта и телекоммуникаций, что приводит к необходимости строительства новых коммуникаций электро- и газоснабжения, сетей обеспечения горячей и холодной водой, кабелей связи, а также обеспечения их нормального функционирования. Немаловажную роль играют системы отведения бытовых и промышленных стоков, поверхностных и фильтрационных вод.

С течением времени все коммуникации неизбежно стареют и требуют ремонта или полной замены. При этом следует отметить, что в силу особенностей климатических условий, связанных с резкими перепадами температуры в течение года Российская Федерация занимает одно из первых мест в мире по протяженности действующих подземных трубопроводов, при этом более половины из них проложены 20-50 лет тому назад, т.е. требуют реконструкции и обновления.

Что касается действующих водоотводящих трубопроводов, то их состояние в России достигло критической отметки и угрожает экологической безопасности страны. Большинство систем канализации эксплуатируется со степенью износа 70-80%, а об их состоянии говорят следующие цифры: из 400 тыс. км трубопроводов более 100 тыс. км требуют срочной замены, причем ежегодно протяженность аварийных и отслуживших нормативный срок сетей увеличивается на 8 тыс. км. По официальным данным по коммуникациям в целом, из 700 тыс. км действующих в России трубопроводов более половины поражены внутренней коррозией и другими дефектами, а 50 тыс. км коммуникаций находятся в предаварийном состоянии. К 2008–2010 гг., если не будут приняты экстренные меры по восстановлению коммуникаций, две трети действующих трубопроводов будут полностью разрушены, что приведет к нарушению нормальной жизнедеятельности городов.

В связи с этим, очевидно, что в настоящее время существует и в ближайшее десятилетие сохранится высокий потенциал роста капиталовложений в строительство, реконструкцию и ремонт подземных коммуникаций самого широкого назначения. Модернизация и реконструкция действующих и строительство новых трубопроводов зачастую проходят на территориях городов, действующих промышленных предприятий, в трудных геологических и географических условиях, при действии ряда технических, технологических и экологических ограничений. При этом трассы пересекают реки, болота, овраги, лесные массивы, автомобильные и железные дороги, другие трубопроводы, территории действующих предприятий. Очевидно, что производство работ традиционными методами с внешней экскавацией грунта в этих условиях сильно затруднено, либо зачастую невозможно.

Городские дороги от пригородных дорог отличаются тем, что под конструктивными слоями дорожной одежды на городских улицах и дорогах располагается достаточно большое количество подземных инженерных сетей и сооружений (водопроводы, канализационные сети, всевозможные кабели: силовые, телефонные и пр., газопроводы, тепловые сети и т. д.). Очень часто жители города спрашивают: «Почему зачастую так резко качество городских дорог отличается по своим показателям от пригородных автомобильных дорог?»

Надо признать, что, в действительности, показатели ровности пригородных дорог лучше, чем городских. И в первую очередь потому, что городские дороги и улицы после траншейного восстановления, восстановления шурфов и пр. вслед за работами по ремонту подземных коммуникаций, находящихся в зоне проезжей части дорог и тротуаров, не соответствуют требованиям ГОСТ Р 50597-93 по предельным значениям показателей эксплуатационного состояния. Это обстоятельство является основной причиной.

По данным Дорожно-мостового управления Комитета по благоустройству и дорожному хозяйству Администрации Санкт-Петербурга, количество зарегистрированных вскрытий в пределах красных линий с полной разборкой дорожной одежды, связанных с необходимостью ремонта либо прокладки новых подземных инженерных сетей, за 2005 год составило 4070, а за 2006 год по состоянию на 6 декабря – 4127. Причем аварийные вскрытия городских дорог составляют ежегодно около 70%, т. е. более чем в 2 раза выше плановых. Безусловно, проблема ремонта, замены и строительства новых коммуникаций является одной из наиболее актуальных проблем отрасли жилищно-коммунального хозяйства каждого города Российской Федерации.

При этом следует отметить, что разрытие в пределах дорожных покрытий и зеленых насаждений до истечения пятилетнего срока строительства, реконструкции или капитального ремонта, а на магистральных улицах городского значения, туристических и правительственных трассах независимо от срока работ приводит к нарушениям в работе общественного транспорта и ухудшает архитектурно-ланшафтный облик городов. Особо следует отметить культуру производства работ, связанных с вскрытием городских дорог и последующим их восстановлением. Зачастую при ремонте подземных сетей в пределах проезжей части стенки грунта и конструктивных слоев дорожной одежды не закрепляются, и происходит их разрушение. А учитывая уровень грунтовых вод и зону избыточного увлажнения в г. Саратове, разрушения дорожного покрытия достигают значительно больших размеров, чем размеры шурфов или траншей.

Не менее важным обстоятельством является и то, что на вскрытых участках дорог и тротуаров нарушается однородность показателей физико-механических свойств грунта и конструктивных слоев дорожной одежды, следствием чего и является появление через определенный промежуток времени после восстановления просадок, ухудшающих показатели ровности покрытия. А ведь в настоящее время существует целый ряд новых технологий, позволяющих закрытым способом (без вскрытия дорог) ремонтировать, а также прокладывать новые инженерные подземные сети и коммуникации без необходимости их ремонта несколько десятилетий.

Теперь все больше коммунальных служб городов при укладке подземных коммуникаций обращают внимание на возможность быстрого обнаружения дефектов, ремонта и замены коммуникаций при минимальном вскрытии земной поверхности. И тут на помощь приходит материал XXI века – полиэтилен. Полимерные трубы потеснили стальные, чугунные и бетонные своей дешевизной, долговечностью, легкостью обслуживания, высокой коррозийной и химической стойкостью, быстротой монтажа и возможностью многократного перемонтажа. Довольно значимым для сурового климата нашей страны оказалось снижение вероятности разрушения трубопровода при замерзании жидкости, так как при этом труба не разрушается, а увеличивается в диаметре, приобретая прежний размер при оттаивании жидкости. Гибкость полиэтиленовых труб и надежность соединений делают полиэтиленовые трубопроводы незаменимыми в сейсмически активных областях и в местах, где возможны подвижки почвы.

Рассмотрим кратко главные преимущества полиэтиленовых труб перед стальными:

• Дешевле (примерно на 30% дешевле оцинкованных стальных того же диаметра).
• Долговечны (гарантированный срок службы - 60 лет).
• Не требуют катодной защиты, и поэтому почти не нуждаются в обслуживании;
• Высокая коррозийная и химическая стойкость, не боятся контактов с агрессивными средами;
• Исключена возможность образования накипи на внутренней поверхности.
• Низкая теплопроводность, снижающая тепловые потери и уменьшающая образование конденсата на наружной поверхности труб.
• Снижение вероятности разрушения трубопровода при замерзании жидкости, так как при этом труба не разрушается, а увеличивается в диаметре, приобретая прежний размер при оттаивании жидкости.
• Небольшой вес, что облегчает монтажные работы, особенно в стесненных условиях.
• Полиэтиленовые трубы в 5-7 раз легче стальных, поэтому:
• Во-первых, небольшие перемещения их при монтаже не требуют грузоподъемных механизмов;
• Во-вторых, одно транспортное средство перевозит в 5-7 раз больше полиэтиленовых труб, чем стальных;
• Значительное снижение опасности гидроударов вследствие сравнительно низкого модуля упругости.
• Надежность сварных швов соединений в течение всего срока эксплуатации трубопроводов.
• Стыковая сварка полиэтиленовых труб значительно дешевле, проще и занимает меньше времени.
• Более низкие трудозатраты при проведении монтажных работ. Строительство и реконструкция сетей водо- и газоснабжения с применением полиэтиленовых труб дает экономию до 40% затрачиваемых средств по сравнению с традиционными методами.
• Полиэтиленовые трубы значительно длиннее металлических;
• Полиэтиленовая труба - это надежный щит от микроорганизмов и бактерий, ее внутренний слой не отдает воде никаких вредных примесей.

Применение полиэтиленовых труб позволяет существенно уменьшить аварийность, опасность загрязнения питьевой воды и, кроме того, значительно облегчает монтаж и позволяет использовать т.н. бестраншейные технологии. Тенденции последних лет указывают на то, что коммунальные службы городов-мегаполисов различных стран все большее внимание уделяют вопросам использования перспективных бестраншейных технологий восстановления (санации) и прокладки водопроводных и водоотводящих сетей, под которыми понимаются технологии прокладки, замены, ремонта и обнаружения дефектов в подземных коммуникациях различного назначения с минимальным вскрытием земной поверхности. В передовой зарубежной практике сейчас 90% объема работ по замене и восстановлению подземных коммуникаций производится именно бестраншейным способом.

Эти и целый ряд других факторов обуславливают особую актуальность ускоренного внедрения в нашей стране бестраншейных технологий в строительстве, ремонте и реконструкции подземных коммуникаций в нестандартных, зачастую экстремальных условиях. Одним из приоритетных видов бестраншейной прокладки сетей является горизонтальное направленное бурение (ГНБ) - способ образования скважины с запроектированными характеристиками, непрерывным мониторингом процесса бурения и корректировки трассы в процессе ее строительства.

Высокие характеристики точности, а также возможность корректировки трассы в процессе ее строительства обуславливают очевидность применения технологии горизонтального направленного бурения при бестраншейной прокладке, ремонте и санации сетей в экстремальных условиях:
- под реками, озерами, оврагами, лесными массивами, сельскохозяйственными объектами;
- в специфических грунтах (скальные породы, плавуны и пр.);
- в охранных зонах высоковольтных воздушных линий электропередач, магистральных газо-, нефте-, продуктопроводов;
- в условиях плотной жилищной застройки городов при прохождении трассы под автомагистралями, трамвайными путями, скверами, парками;
- под действующими железными и автомобильными, взлетно-посадочными полосами аэропортов;
- на территории промышленных предприятий, включая ввод коммуникаций в производственные корпуса в условиях действующего производства.

Процесс бестраншейной прокладки трубопроводов с помощью технологии направленного горизонтального бурения проходит в три основных этапа:

1. Этап. Бурение пилотной скважины.

Это особо ответственный этап работ в бестраншейной прокладке сетей, от которого во многом зависит конечный результат. Оно осуществляется при помощи породоразрушающего инструмента - буровой головки со скосом в передней части и встроенным излучателем. Буровая головка соединена посредством полого корпуса с гибкой приводной штангой, что позволяет управлять процессом строительства пилотной скважины и обходить выявленные препятствия в любом направлении в пределах естественного изгиба протягиваемой рабочей нити.

Буровая головка имеет отверстия для подачи специального бурового раствора, который закачивается в скважину и образует суспензию с размельченной породой. Буровой раствор уменьшает трение на буровой головке и штанге, предохраняет скважину от обвалов, охлаждает породоразрушающий инструмент, разрушает породу и отчищает скважину от ее обломков, вынося их на поверхность. Контроль за местоположением буровой головки осуществляется с помощью приемного устройства локатора, который принимает и обрабатывает сигналы встроенного в корпус буровой головки передатчика.

На мониторе локатора отображается визуальная информация о местоположении, уклоне, азимуте буровой головки. Также эта информация отображается на дисплее оператора буровой установки. Эти даные являются определяющими для контроля соответствия траектории строящегося трубопровода проектной и минимизируют риск излома рабочей нити. При отклонении буровой головки от проектной траектории оператор останавливает вращение буровых штанг и устанавливает скос буровой головки с нужном положении. Затем осуществляется задавливаение буровых штанг устанавливается скос буровой головки в нужном положении с целью коррекции траектории бурения. Строительство пилотной скважины завершается выходом буровой головки в заданной проектом точке.

2. Этап. Расширение скважины.

Расширение скважины осуществляются после завершения пилотного бурения. При этом буровая головка отсоединяется от буровых штанг и вместо нее присоединяется риммер - расширитель обратного действия.
Приложением тягового усилия с одновременным вращением риммер протягивается через створ скважины в направлении буровой установки, расширяя пилотную скважину до необходимого для протаскивания трубопровода диаметра.

Для обеспечения беспрепятственного протягивания трубопровода через расширенную скважину диаметр должен на 25-30% превышать диаметр трубопровода.

3. Этап. Протягивание трубопровода.

На противоположной от буровой установки стороне скважины располагается готовая плеть трубопровода. К переднему концу петли крепится оголовок с воспринимающим тяговое усилие вертлюгом и риммером. Вертлюг вращается с буровой нитью и риммером, и в тоже время не передает вращательное движение на трубопровод. Таким образом буровая установка затягивает в скважину плеть протягиваемого трубопровода по проектной траектории.

При производстве работ с помощь технологии направленного горизонтального бурения значительно сокращаются сроки и объемы организационно-технических согласований перед началом работ в связи с отсутствием необходимости остановки движения всех видов наземного транспорта, перекрытия автомобильных и железных дорог, а также сроки производства работ за счет использования высокотехнологичных буровых комплексов большой скоростью проходки. Отсутствует необходимость в привлечении значительного количества тяжелой техники и рабочей силы, а также во внешних источниках энергии при производстве работ в связи с полной автономностью буровых комплексов.

Возможность обхода препятствий по трассе трубопровода и формирование траектории скважины практически любой конфигурации в пределах естественного изгиба буровых штанг и отсутствие необходимости производства работ по водопонижению в условиях высоких грунтовых вод уменьшает риск возникновения аварийных ситуаций и, как следствие, повышает гарантию длительной сохранности трубопроводов в рабочем состоянии.

С финансово-экономической точки зрения прокладка коммуникаций с помощью метода горизонтального направленного бурения способствует уменьшению сметной стоимости строительства трубопроводов за счет значительного сокращения сроков производства работ, затрат на привлечение дополнительной рабочей силы и тяжелой землеройной техники минимизации затрат на энергообеспечение буровых. Отсутствуют затраты на восстановление поврежденных участков автомобильных и железных дорог, зеленых насаждений и предметов городской инфраструктуры, сокращаются эксплуатационные расходы на контроль и ремонт трубопроводов в процессе их эксплуатации.

Сохраняется природный ландшафт и экологический баланс в местах проведения работ, исключается техногенное воздействие на флору и фауну, отсутствует размывание берегов и донных отложений водоемов, а также снижается ущерб сельхозугодьям и лесным насаждениям, что немаловажно в связи с постоянно ухудшающейся экологической ситуацией.

Однако до сих пор описанные технология не нашла своего полномасштабного применения в жилищно-коммунальном хозяйстве. В силу недостаточной информированности многие предприятия продолжают использовать устаревшие технологии, что не только приводит к длительным срокам строительства и увеличению экономических затрат, но и наносит ущерб окружающей среде и ланшафтно-архитектурному облику городов. Надеемся, что данная статья окажется полезной специалистам компаний, выполняющих работы по строительству трубопроводов и проектным организациям в г. Саратове и Саратовской области.

Другие статьи

Еженедельник "Аргументы и Факты" № 32 07/08/2013

Технологии нового века в Саратове

Назад


 
 
Продвижение сайтов в Саратове от веб-студии "Дион"

© 2014 год. ООО «Технологии нового века»
410039, г. Саратов, Крымский проезд, д.3 тел.: (845-2)
46-22-11, 77-66-56, 77-64-74
При полном или частичном использовании материалов сайта гиперссылка обязательна.