Несвоевременный ремонт изношенных напорных и безнапорных трубопроводов может привести к серьезным аварийным ситуациям и необходимости экстренного ремонта методом открытой перекладки. Особенно сложно проводить такие работы в городе с его плотной застройки и высокой насыщенностью инженерными коммуникациями. В этих условиях рытье котлована, большой объем извлеченного грунта, крупногабаритная землеройная техника и пути подъезда для нее усложняют и делают работы по замене трубопровода открытым методом невыгодными.

Обращаем Ваше внимание, что в нестабильных грунтах рытье и укрепление стенок котлована вырастает в отдельную и очень серьезную проблему. Частое отсутствие документации на давно проложенные трубы и кабели увеличивают риск повреждения чужих коммуникаций, либо означает полную невозможность проведения открытых работ.

Сегодня для эффективного решения задач по замене старых трубопроводов получает все большую популярность бестраншейная замена трубопроводов. Актуальность использования бестраншейной замены трубопровода в городских условиях подтверждается очевидными преимуществами данного способа.

Экономический аспект при замене коммуникаций:

• отсутствие затрат на вскрытие и вывоз грунта, на последующее восстановление асфальтового покрытия и благоустройство прилегающих территорий при применении бестраншейных технологий замены трубопроводов;
• значительное сокращение сроков проведения ремонтных работ;
• работы проводятся малым количеством рабочих;
• не требуется крупная землеройная техника;
• не нужно открытие ордера на проведение земляных работ.

Технологический аспект при замене трубопровода:

• снижается вероятность повреждения существующих коммуникаций, так как бестраншейная замена трубопроводов происходит по трассе старого трубопровода;
• пропускная способность нового трубопровода улучшается за счет увеличения диаметра трубы
• компактность используемого оборудования позволяет производить работы по бестраншейной замене коммуникаций в любых канализационных колодцах, в подвалах зданий и в труднодоступных местах;
• возможность проведения работ в нестабильных грунтах.

Социальный аспект при замене трубопровода:

• не нарушается движение общественного транспорта;
• не нужны временные пешеходные переходы над местом проведения работ;
• проведение работ в историческом центре города без риска повреждения старинных зданий;
• не вырубаются садово-парковые насаждения.

Методы бестраншейной замены канализационных труб

Метод разрушения старой трубы. Безнапорные канализационные трубопроводы из чугуна, керамики, асбоцемента или бетона заменяются на новые полиэтиленовые с сохранением или увеличением диаметра до 400 мм. Под действием сжатого воздуха, подаваемого из компрессора, пневмопробойник с разрушителем и расширителем движутся от стартового колодца к приемному. Направление движения поддерживается тяговым тросом, закрепленным на лебедке приемного колодца. За пневмопробойником образуется скважина увеличенного диаметра. В скважину одновременно затягивается труба состоящая из патрубков, скрепленных резьбовым соединением. Рабочая длина патрубка 48 см.

Метод санации без разрушения старой трубы. Новая труба протаскивается сквозь старую с уменьшением диаметра. Применяется для замены напорных трубопроводов, стальных и железобетонных коммуникаций. Используется для восстановления работоспособности водопроводных сетей и напорной канализации. При применении бестраншейных технологий протаскивание происходит с помощью специального трубопротягивающего устройства с пневмоприводом. Работы могут производится не только от колодца к колодцу, но и через наклонную скважину.

В каких случаях необходима замена трубопровода:

1 Дефекты трубы, расстыковка раструбных соединений, деформация, смещение и пролом трубопровода

2 Преждевременное разрушение трубы под воздействием агрессивных грунтов и веществ, сквозная коррозия и смещение грунтов

Позвоните в офис компании БТ-Спецстрой , чтобы получить дополнительную информацию по ремонту и замене трубопроводов.

Грамотно спроектированная и правильно собранная система канализации способна проработать очень долго. Но вечно это продолжаться не может, так как у каждой канализационной трубы есть свой срок службы. С течением времени в ней могут образоваться трещины, проломы или попросту она не будет справляться с возросшими нагрузками. В этом случае их придется заменить.

ООО ВодоКаналСервис предлагает клиентам из Москвы и Подмосковья услуги по бестраншейной замене трубопроводов канализации. Их можно заменить двумя способами:
1) путем раскопки грунта

Замена канализационных труб путем раскопа

Этапы проведения работ:

1) Разрушение асфальтового полотна (если оно имеется) и проведение раскопок грунта. Грунт извлекается с помощью специальной техники либо вручную (при малых объемах работ либо в случае если въезд техники не возможен)

2) Затем производится демонтаж старых труб и укладка на их место новых.

3) После укладки яму засыпают и если требуется производят восстановление асфальтового полотна и благоустройство территории.

Бестраншейная замена трубопроводов канализации

В настоящее время она приобретает все большую популярность. Она является оптимальным решением в условиях плотной городской застройки и высокой насыщенности инженерными коммуникациями.

Преимущества бестраншейной замены трубопровода

• отсутствие расходов на вскрытие и утилизацию грунта, а также восстановление асфальтового полотна и благоустройство территории;
• существенное снижение периода проведения работ;
• отсутствие помех для движения общественного транспорта;
• отсутствие повреждений садово-парковых насаждений.

Методы бестраншейной замены труб

• Посредством разрушения старого трубопровода (с увеличением или сохранением диаметра магистрали).

• Посредством санации без разрушения старой линии (прокладываются сквозь старую магистраль с уменьшением сечения потока).

Процедуры данного типа проводятся без обязательных земляных работ и не требуют согласования с коммунальными службами.

Наши специалисты чаще всего прибегают именно к методу санации, поскольку он позволяет провести обновление с помощью восстанавливающих процедур, а не радикально разрушающих. Это позволяет сэкономить ресурсы, а главное – ценное время, что особенно актуально в условиях современного цейтнота.

При этом, по характеру действий по отношению к старой линии метод санации условно разделяют на два типа:

• Реновация
• Релайнинг

Путем реновации подразумевается изменение диаметра потока (увеличение или уменьшение) с помощью уничтожения предшествующей конструкции. Интересно, что происходит полное обновление линии, а все обломки формируют защитный слой вокруг новых систем. Преимущество способа заключается в минимальном количестве отходов и мусора, который не выводится наверх.

Релайнинг считается довольно оригинальным, но не менее эффективным способом, с помощью которого осуществляется бестраншейная замена канализации. У него существует множество вариаций исполнения, и вот две самых распространенных:

• Проталкивание от исходной точки ремонта
• Втягивание с обратной стороны линий коммуникаций

Метод релайнинга требует того, чтобы реставрируемый сегмент был временно отключен от центральной системы канализации или водопровода. При этом, потоки будут временно перенаправлены по альтернативному маршруту. Новые трубы могут интегрироваться в систему как из исходной точки, так и из любого другого сегмента. Стоит заметить, что при релайнинге производятся некоторые разрушения старых коммуникаций, чтобы освободить место для проталкивания или втягивания.

Мы часто применяем такой способ, как санация, поскольку он одинаково эффективен в работе как со старыми, так и с новыми трубопроводами. Релайнинг и реновация отлично работают как с металлическими, так и с керамическими либо даже бетонными системами.

В случае любых сбоев именно такой способ помогает все уладить без ущерба поверхностным объектам – памятникам культуры и истории, растительности, плодородным покровам и оживленным транспортным магистралям. ООО «ВодоКаналСервис» ценит ваш комфорт и время, а потому выбирает самые оперативные и эффективные способы ремонта трубопровода.

Виды монтажа трубопровода

Итак, понятно, что бестраншейный вариант позволяет сэкономить время и деньги, выполнить работы в таких местах, где раскапывать не имеется возможности или не целесообразно, а даже там, где это сделать можно, все равно будет затрачено больше времени и понадобится больше копающей техники, а потому расходы увеличиваются. Мы сможем выполнить замену быстро, даже на большой глубине и больших расстояниях.

Рассмотрим еще более подробно новейшие виды монтажа трубопроводов, которые можно использовать в наше время:

Бурение горизонтально

Для этого понадобится установка для бурения, которая выкапывает отверстие нужного диаметра, при этом не нужно выкапывать целую траншею на всю длину трубопровода.

Метод прокола

Прокалывается поверхность с помощью специального наконечника. Чаще применяется для труб мелкого диаметра.

Продавливание

Применяется при больших диаметрах труб. Позволяет прокладывать магистрали на большие расстояния.

Санация

Т.е. замена труб без их выкапывания, это другое название бестраншейной замены. Бывает, как с разрушение старой трубы, так и с сохранением и прокладыванием трубопровода внутри нее.

Для того чтобы выполнить данные работы было возможно нужно учесть ряд факторов:

• Какой длины участок замены
• Какие материалы и параметры первоначальной трубы
• Какой тип грунта будет в рабочей зоне

Работы по прокладке новых или модернизации действующих подземных трубопроводов в условиях плотной городской застройки или вблизи транспортных магистралей всегда является серьёзной проблемой. Производить такие работы бестраншейным способом возможно только с использованием пневматических пробойников.

Принцип работы

Технология использования пневмопробойника заключается в следующем:

1. Через установленные промежутки (их длина определяется диаметром подземной траншеи и составом грунта) выполняются вертикальные скважины необходимой глубины и диаметра.
2. Ударное устройство, оснащённое приспособлением для затягивания труб, вводится в подготовленную скважину. Её называют лидирующей, причём диаметр скважины может равняться диаметру трубы, а может быть, и несколько меньше её.
3. Пневмопробойник, постоянно получая ударные импульсы от компрессора, постепенно продвигается по каналу вперёд, увлекая трубу за собой.
4. Для наращивания длины труб применяют соединительные муфты, после чего продолжают прокладку. В зависимости от условий прокладки и технических характеристик пневмопробойника может быть полностью подготовлен к монтажу и весь участок трассы.

Такой способ имеет ряд очевидных преимуществ:

• Сокращается общая трудоёмкость работ;
• Исключается потребность в прочих конструкциях (дополнительных механизмах, опорах и т. д.);
• Пневмопробойники обладают свойством реверсирования – изменения угла или направления прокладки трубопровода. Это даёт возможность использования рассматриваемой технологии на участках лесных массивов и уже имеющихся подземных коммуникаций;
• Все ударные нагрузки, которые возникают при работе устройства, полностью воспринимаются внутренней поверхностью траншеи и не воспринимаются другими предметами или объектами, расположенными в зоне прокладки;
• Устройства могут использоваться не только для прокладки, но и для извлечения из грунта заменяемых труб.

Существующие конструкции пневмопробойников позволяют эффективно использовать их для прокладки подземных трасс длиной до 60 метров в грунтах любой сложности, исключая скальные, насыщенные водой и мёрзлые. Важно, что в зимнее время технология вполне пригодна для работ, если глубина прокладываемой траншеи превышает глубину сплошного промерзания. Диаметр прокладываемых труб может находиться в пределах 70…450 мм, при этом материал труб – сталь или асбоцемент – значения не имеет. Меньшие диаметры труб соответствуют условиям пробивки глухих или сквозных скважин, а максимальные – работам по извлечению ранее проложенных участков труб.

Диаметр скважины может изменяться в ходе её прокладки, с этой целью пользуются специальными расширителями.

Устройство пневмопробойника

Устройство представляет собой перемещающийся в толще грунта сигарообразный механизм, который включает в себя следующие элементы:

1. Корпус, изготавливаемый из прочной конструкционной стали марок не ниже 35ГС или 40Г2.
2. Наковальню, которая состоит из двух частей – внутренней цилиндрической и ударной, заканчивающейся рабочей насадкой в виде конуса.
3. Ударник, воздействующий на наковальню.
4. Амортизатор, который изготавливается из высокоуглеродистой рессорно-пружинной стали, и воспринимает при работе пробойника все возникающие вибрационные нагрузки.
5. Обратный клапан, прикрепляемый к корпусу с противоположной от ударника стороны, и предназначенный для стравливания избытка воздуха в корпусе.
6. Шланг высокого давления, служащий для подачи сжатого воздуха во внутреннем рабочем пространстве корпуса.

Все конструктивные элементы пневмопробойника рассчитываются на ударные нагрузки до 1300…1500 кН∙м, при создаваемом внутри корпуса рабочем давлении до 6…8 атмосфер. Основные технические характеристики наиболее распространнённых типоразмеров пневмопробойников следующие:

• Внешний диаметр корпуса устройства, мм – 70…240;
• Предельный расход сжатого воздуха, м 3 /мин – 0,8…8,0;
• Частота ходов ударника, мин -1 – 400…200;
• Производительность при проходке скважин, м/ч – 40…60.

Кроме собственно пробойника, для практического применения рассматриваемого способа прохождения подземных траншей необходимы также стартовые устройства, которые создают необходимые условия для последующего внедрения ударника в грунт, и устройства для фиксации корпуса агрегата к стенкам траншеи. Функциональность пневмопробойника увеличивается, если в комплект к нему идут различные формы насадок и удлинителей. Они могут быть в виде усечённого конуса, с отверстиями для увлажнения грунта, снабжённые кольцевыми ножами, производящими подрезку грунта в местах его прокалывания, с приварными заглушками, которые исключают попадание грунта внутрь корпуса агрегата и пр. В комплект инструмента обязательно входит удлинитель – заострённая с одного торца штанга из прочной стали типа 60С2 или 50ХФА, которая обеспечивает точное направление прокладки траншеи, и корректирует направление перемещения пневмопробойника. Удлинитель вставляют в проколотое отверстие, когда его длина более чем вдвое превышает диаметр корпуса пробойника.

Как выбрать типоразмер пневмопробойника?

Исходными данными для расчёта служит значение усилия прокалывания грунта Р, которое устанавливается в зависимости от наибольшего радиуса поперечного сечения скважины R, предела временного сопротивления грунта σ в, степени пористости грунта u, массы одного погонного метра трубы М, и длины прокладываемого участка трубопровода L.

Для расчёта пользуются формулой

Р = 3,14R 2 σ в /u +(0,25…0,5)МL

Первая составляющая зависимости учитывает усилие для внедрения пневмопробойника в грунт, а вторая – сопротивление перемещению корпуса в пробитом канале. Для более тяжёлых, глинистых грунтов значение числового коэффициента перед второй составляющей устанавливают по максимуму.

В качестве ориентировочных данных можно принимать, что для труб диаметром 350…400 мм усилия внедрения пневмопробойника находятся в пределах 800…2000 кН, а для труб диаметром 200…300 мм – соответственно 300…900 кН.

Зная рабочее давление, развиваемое компрессорной станцией, длину шланга и его диаметр, можно подсчитать фактическое давление на грунт, которое будет оказываться работающим пневмопробойником, после чего выбрать подходящую модель агрегата.

Эффективность функционирования механизма усиливается, если при прокладке использовать нажимные насосно-домкратные установки. С этой целью в готовый под пневмопробойник котлован или приямок на общей раме устанавливают два гидродомкрата усилием не менее 60% от определённого по формуле, включают штоки перемещения попеременно, то на прямой, то на обратный ход. В результате получается стартовое углубление, в которое и вводится силовая головка пневмопробойника. После этого устройство можно эксплуатировать самостоятельно.

Организация работ с пневмопробойниками

Перед началом работ подготавливают рабочие котлованы. Их в идеале должно быть три: приёмный, конечный и контрольный (промежуточный). Последний потребуется для визуального контроля правильности перемещения пневмопробойника с трубами. При наличии тепловизора контрольный приямок можно не обустраивать.

Перекос пневмопробойника возможен при работе в мёрзлом грунте, при использовании искривлённого инструмента, а также при деформации наковальни относительно центра ударника. В этом случае возможно заклинивание устройства. В таких ситуациях работы приостанавливают, а извлечение пневмопробойника производят либо реверсированием подачи сжатого воздуха, либо временной (на несколько часов) приостановкой работ. За этот период напряжения в грунте релаксируются, а корпус механизма остывает, уменьшаясь в размерах. Силы трения ослабевают, и устройство, в зависимости от вида проблемы, можно либо извлечь из пробитой траншеи, либо запустить вновь, скорректировав направление перемещения ударника при помощи удлинительной штанги.

Указанные негативные явления не возникают, если проходка ведётся в диапазоне температур окружающего воздуха либо до -5 0 С, либо при отрицательных температурах ниже -15 0 С. Относительная влажность воздуха в районе применения пневмопробойника не должна быть более 80%.

• При диаметре траншеи до 130 мм – до 1,2 м;
• При диаметре траншеи до 200 мм – до 1,6 м;
• При диаметре траншеи до 300 мм – до 2,2 м;
• При диаметре траншеи свыше 300 мм – до 2,6…3,0 м.

Среди отечественных производителей пневмопробойников стоит отметить устройства, производимые компанией «Техмаш». Их размерный ряд и цены на агрегаты приводятся ниже.

• Модель ИП-4610 (энергия удара 15 Дж, диаметр 60 мм) – 155000 руб.;
• Модель СО-144А (энергия удара 46 Дж, диаметр 71 мм) – 195000 руб.;
• Модель ИП 4605 (энергия удара 110 Дж, диаметр 95 мм) – 300000 руб.;
• Модель ИП 4603 (энергия удара 250 Дж, диаметр 140 мм) – 390000 руб.;

Бестраншейная замена канализационных трубопроводов считается новой технологией, но это преувеличение. Любой метод, приводящий к значительным изменениям на рынке, за время продвижения на этот рынок становится новым лишь относительно - без рытья траншей трубопроводы меняли еще в прошлом веке.

В числе преимуществ метода отмечают отсутствие земляных работ и неприкосновенность ландшафта. В некоторых случаях это не совсем так - котлованы необходимы, если вблизи нет канализационных колодцев. Однако с траншеей два выкопанных колодца не сравнить.

Трудоемкий, длительный, грязный процесс замены канализационных труб традиционным способом с рытьем траншей

Для сравнения: работа через канализационный колодец

Есть два метода бестраншейной замены канализационных труб - санация и разрыв. Разрыв старой трубы - именно замена. Санация - ремонт трубопровода, хотя в итоге получают совершенно новую трубу внутри старой.

Технология бестраншейной замены канализационных труб

Суть технологии - замена старых чугунных, асбестоцементных, керамических, бетонных, то есть сделанных из относительно хрупкого материала, канализационных труб путем их разрыва и последующего протягивания в образовавшуюся полость новой трубы. Начиная с конца прошлого века, метод активно совершенствовали, и сегодня меняют таким образом даже металлические трубы.

Замена трубопровода с увеличением диаметра труб

Модуль новой трубы крепят к расширителю (конструкция сборная, соединение - резьбовое, длина отрезков зависит от диаметра колодца). Рабочий элемент, состоящий из пневматического молота и расширителя, двигаясь по старому трубопроводу, разрушает стенки, трамбует осколки в грунт, расширяет полость до нужного диаметра.

Новую пластиковую трубу затягивают в полость, наращивая длину по мере продвижения расширителя. Реактивные усилия пневматического молота и упругое воздействие грунта воспринимает тяговый трос. Через отклоняющий анкер трос выведен в выходной колодец, где наматывается на лебедку.

Оборудование получает питание от мобильного компрессора. Если на нужном участке есть два канализационных колодца, земляных работ не требуется. В случае отсутствия колодцев придется их выкопать.

Оборудование для бестраншейной замены труб

Для бестраншейной замены используют комплект оборудования, состоящий из:

• пневматического молота - компактной машины, сделанной с учетом размещения в канализационном колодце;
• расширителя - исполнительного устройства, состоящего из направляющей, разрушительного конуса, расширительной втулки;
• лебедки с пневматическим приводом;
• отклоняющего анкера;
• рукавов, проводящих воздух;
• тягового и страховочного каната.

В комплектацию также входит инструментарий для ТО оборудования и монтажа труб.

Схема бестраншейной замены труб канализации

Видео: бестраншейная замена канализационных труб

Видео иллюстрирует замену труб методом разрыва старых и продавливания новых. В ролике показана ситуация с проведением земляных работ - на нужном участке нет канализационных колодцев.

Преимущества бестраншейной замены канализационных труб

Первое очевидное преимущество - скорость:

• на сложных глинистых грунтах - от 0,5 до 0,6 м/час;
• на песчаных и супесях - от 20 до 25 м/час.

Никаким лопатами не вырыть за час 20-метровую траншею 2-метровой глубины. Усиление личного состава не поможет - рабочие попросту будут стукаться лопатами, но не выкопают.

Второе - время на работы: оно сокращается не только за счет скорости проходки, но и благодаря тому, что трубы не нужно извлекать.

Третье - цена. Но она в немалой степени зависит от оборудования, используемого подрядчиком. Еще в 1998-м РАН делала доклад в рамках реализации государственной программы «Новое поколение технологий и комплектов оборудования для реконструкции подземных инженерных сетей». Согласно этому докладу, стоимость бестраншейной замены труб путем разрыва старых коммуникаций как минимум в два раза дешевле традиционной.

Программа предусматривала разработку собственного метода и комплектов оборудования для его внедрения. Создание технологии и ее освоение заняли несколько лет и увенчались очевидным успехом - помимо снижения вдвое стоимости работ, цену оборудования также снизили вдвое относительно зарубежных аналогов.

Ремонт трубопроводов бестраншейным методом

Бестраншейным способом очищают от отложений внутреннюю поверхность труб, восстанавливают поврежденные участки трубопровода рукавным покрытием.

Применяют методы:

• гидродинамический,
• гидрокавитационный,
• гидрофрезерный,
• ударно-деформационный.

Предварительно делают телевизионное обследование магистрали. Используют цветную камеру, дающую исчерпывающую информацию о состоянии труб, включая даже мелкие трещины и посторонние предметы. Робот определяет точное положение дефекта и его характер. По результатам исследования принимают решение о нужных мерах - замене отрезка магистрали либо локальном ремонте.

Локальный ремонт: полимерный рукав «заштопал» сквозное повреждение трубопровода

Восстановление канализационных труб рукавным покрытием

Применяя так называемый метод чулка, восстанавливают работу трубопроводов (вне зависимости от сечения) диаметром 150–1400 мм, в том числе напорных (до 10 атм). Устраняют различные дефекты, в частности сквозные повреждения. Параллельно обеспечивают защиту от коррозии и воздействия абразивных частиц, присутствующих в стоках. В трубопровод вводят специальное покрытие, а затем подвергают его термообработке - образуется труба в трубе.

Схема установки оборудования для восстановления трубопровода рукавным методом

Толщина стенок полимерной трубы, образованной внутри поврежденного трубопровода, составляет 8–24 мм. Этот рукав плотно прилегает к стенкам старой трубы.

Очистка и санация участка напорного трубопровода требует вывода системы из эксплуатации и снятия запорной арматуры. На безнапорных трубопроводах ремонтируемый участок изолируют пневматическими заглушками. При наличии на территории канализационных колодцев земляных работ не проводят. В противном случае выкапывают всего два 3-метровых квадратных котлована.

Работы проводят поэтапно:

• очистка,
• обследование,
• пропитка,
• ввод рукава,
• полимеризация рукава,
• заключительное обследование.

Рукав состоит из нескольких слоев:

1. Герметизирующего, удерживающего связующее и исключающего проникновение воды в клеевой состав.
2. Впитывающего и удерживающего пластичный материал.
3. Армирующего, принимающего растягивающую нагрузку в процессе выворачивания и выполняющего функцию арматуры в процессе дальнейшей эксплуатации трубопровода.

На место работ рукав доставляют в сухом виде. В трубопровод его вводят под давлением (гидростатический столб воды). После ввода рукава запускают водогрейную установку - 8 часов непрерывно прогревают 90-градусной водой, циркулирующей через рукав и котел. Под воздействием температуры происходит полимеризация, и материал образует трубу - самостоятельную, способную выдержать 10 атм.

По завершении прогрева снова запускают робота с телекамерой - не только для получения представления о результате, но и для запечатления его на диск. Этот диск потом отдают заказчику как наглядную демонстрацию качества скрытых работ. На все уходит максимум 5 дней (при условии, что ремонтируемый участок не превышает 200 м).

Старые методы могут казаться выгодными в силу воздействия стереотипов. На самом деле они более затратные и длительные - это только кажется, что рытье траншей обойдется дешевле. Только копать (уродуя при этом территорию) будут столько времени, сколько уйдет на все работы по бестраншейной замене канализационных труб - в итоге получится вдвое дороже.