Публикации »

Бестраншейные технологии — новые перспективы ЖКХ

Жилищно-коммунальное хозяйство уже сегодня со всех трибун называют «черной дырой» российской экономики. Однако год от года проблемы в этом секторе всё нарастают. Как известно, массовое строительство инженерных систем жизне-обеспечения городов и поселков развернулось в нашей стране в 1950–1960-е гг.,и учитывая, что нормативный срок использования подземных стальных трубопроводов не более 30 лет, мы подошли к техногенно опасной ситуации столь же массовой выработки их эксплуатационного ресурса. Надо ли говорить, к чему это может привести, особенно в сфере тепло- и газоснабжения!

Локальными ремонтами и заменами отдельных участков проблему катастрофического износа трубопроводов не решить. Нужно фактически строить новые сети, и здесь на помощь эксплуатирующим их предприятиям приходят бестраншейные технологии ремонта и прокладки трубопроводов и долговечные трубы нового поколения — из полимерных материалов. О том, какими преимуществами обладают бестраншейные технологии, и о перспективах широкомасштабного их применения в ЖКХ рассказал корреспонденту нашего журнала руководитель лаборатории эксплуатации коммунальных сетей ФГУП СПб НИИ КХ, профессор, д. т. н. Олег Александрович ПРОДОУС.

Полимеры, надежные как сталь

«Разговор о современных бестраншейных технологиях и оборудовании, пожалуй, уместно начать именно с труб из различных полимерных материалов, уникальные свойства которых и позволили внедрить новые способы прокладки и ремонта трубопроводов, — говорит Олег Александрович. — Прежде всего это трубы изготовленные из полиэтилена, полипропилена и других полимерных материалов. Такие трубопроводы служат значительно дольше металлических».
Производители труб нового поколения гарантируют их безаварийную эксплуатацию в течение 50 лет, но этот срок во многом обусловлен лишь тем, что подземные водопроводные и газовые сети из этих материалов начали строиться на Западе примерно с 1950-х гг. По мере накопления опыта нормативный срок службы полимерных трубопроводов, по мнению их производителей, должен составить не менее 100 лет. Впрочем, уже сегодня такие производители труб из полимеров, как «Упонор», по целому ряду своей продукции устанавливают именно столь долгий гарантированный срок эксплуатации.
Стальные же трубопроводы могут эксплуатироваться не более 30 лет, а дальше, по нормативам, требуется их полная замена. В отличие от них, трубопроводы из полиэтилена, полипропилена и других полимерных материалов не подвержены коррозии, не боятся контактов с водой, агрессивными средами, химически активными веществами и практически не нуждаются в обслуживании, например, в устройстве электрохимической защиты.

При одинаковом диаметре пропускная способность трубопроводов из полимерных материалов по сравнению со стальными на 25–30 % выше благодаря большей гладкости внутренних стенок. Со временем их пропускная способность практически не изменяется. Следует отметить, что вода, замерзшая внутри полимерной трубы, не причинит вреда, поскольку пластичные свойства материала позволяют ему без изменения качества пластмассы растягиваться до 2–3 % длины. Благодаря этим свойствам полимеры позволяют избегать серьезных аварий, например при просадке фундамента дома, которая неминуемо вызвала бы разрушение подводящих трубопроводов из металла.

В ряде стран с высокой сейсмической активностью, в частности в Японии, прокладка подземных коммуникаций из полиэтилена установлена в законодательном порядке. И во время последних землетрясений в Токио (в 1995 и 2001 гг.) разрушено было практически все, кроме трубопроводов из полимерных материалов.

Экономические и эксплуатационные преимущества полимерных труб очевидны на всех стадиях прокладки инженерных сетей любого назначения. Так, в отличие от металлических, они выпускаются длинномерными отрезками, а их сварка значительно дешевле, проще, занимает меньше времени и не требует обычных для сварки по металлу расходных материалов — электродов и изоляции. Применение автоматической стыковой сварки полиэтиленовых труб практически полностью исключает человеческий фактор и, соответственно, необходимость ультразвукового контроля качества стыков.

Причем сварка на трубопроводе из полимерного материала может идти без остановки его прокладки. А если стыки стальных труб являются наиболее уязвимым их местом, то на полимерных трубопроводах прочность стыков в несколько раз выше прочности самих труб. Кроме того, их значительно меньше: чтобы сварить, например, 800 м трубопровода диаметром 90 мм, потребуется всего 2 стыка (вместо 60–80 стыков у стальных труб).

Еще одним преимуществом полиэтилена является значительное облегчение работ по монтажу трубопровода. Полиэтиленовые трубы в 2–4 раза легче стальных, и их небольшие перемещения при монтаже не требуют специальных механизмов. Двое рабочих могут взять «на плечо» и самостоятельно отнести к месту производства работ 12-метровую полиэтиленовую трубу диаметром 110–160 мм, а транспортировка аналогичной трубы из металла потребует задействовать подъемный автокран. Кроме того, если стальные трубы большого диаметра можно прокладывать только прямыми участками, то высокая эластичность полиэтиленов позволяет «вписывать» трассу в рельеф местности.

Конечно, полимеры боятся солнечных лучей и низких температур, под воздействием которых они теряют свои эластичные свойства. В связи с этим при монтаже трубопроводов из полимерных материалов в зимний период необходимо контролировать температуру окружающей среды, производить сварку стыков в специальной обогреваемой палатке. Находясь под землей, трубопроводы из полимерных материалов надежно прослужат не менее столетия. Они легко соединяются с трубами из других материалов. Для этого компаниями-производителями выпускаются специальные переходники, например «сталь/полиэтилен», «чугун/полиэтилен» и др.

Кстати, о производителях. По словам Олега Александровича Продоуса, на сегодняшний день только зарубежные компании, такие как «Упонор», «КВХ-пайп», «Вавин», способны поддерживать качество своей продукции на неизменно высоком уровне. К сожалению, в России нет стандартов, позволяющих осуществлять эффективный контроль сырья, которое идет на производство трубы, и выходной контроль готовой продукции. У многих российских производителей качество труб может меняться от партии к партии, и это пока не позволяет рекомендовать их продукцию к расширенному применению в ответственных системах.

На самом деле, если на одну чашу весов поставить качество и долговечность, гарантии на годы, а на другую — небольшую разницу в цене и несравнимо меньшие обязательства производителя, то на сегодня отечественные трубы просто  не могут составлять конкуренцию западным материалам и технологиям. Можно ли считать существенной разницу в стоимости в 100 руб.? Сегодня один метр трубы на давление 10 кг/кв. смпри диаметре 110 мм от отечественного производителя стоит 240 руб., от западного (например, компании «Упонор») — 340 руб. Выводы напрашиваются сами…

Основные способы бестраншейного ремонта подземных сетей

В настоящее время общепризнанными являются шесть технологий (или способов) бестраншейного ремонта инженерных сетей (см. табл.), каждый из которых имеет ряд методов для решения какой-либо задачи по ремонту конкретного объекта инженерии. Кратко перечислим эти технологии.

Способ «труба в трубе» — технология протаскивания во внутреннюю полость ремонтируемого участка (после гидродинамической очистки) новой (предварительно сваренной) плети полиэтиленовых труб с максимально близким по диаметру размером.

Способ «взламывание» — технология принудительной протяжки полиэтиленовой плети труб с помощью пневматических или гидравлических механизмов, предварительно разрушающих старую трубу.

Способ «чулок» — технология протаскивания во внутреннюю полость ремонтируемого участка сети (после гидродинамической очистки) специального синтетического чулка с его последующим технологическим восстановлением по внутреннему периметру ремонтируемого трубопровода.

Способ «цементно-песчаной облицовки» — технология центробежного нанесения на внутреннюю, предварительно очищенную, поверхность труб цементно-песчаного слоя фиксированной величины.

Способ «лайнер» — технология протаскивания во внутреннюю полость ремонтируемого участка сети (после гидродинамической очистки) специальной пластмассовой плети труб U-образной формы с их последующим технологическим восстановлением по внутреннему периметру ремонтируемого трубопровода.

Способ «локальный ремонт» — технология устранения отдельных дефектов труб с помощью специальных самоходных роботов (после предварительной TV-оценки с применением специализированных телевизионных камер).

«До настоящего времени отсутствовала какая-либо классификация способов бестраншейного ремонта, что приводило к путанице в терминологии или к замене одних понятий другими, — отмечает Олег Александрович. — Это порой приводило даже к использованию труб, непригодных для проведения ремонта на конкретном трубопроводе».

Предложенная классификация способов бестраншейного ремонта инженерных сетей (см. табл.) позволит специалистам, занимающимся эксплуатационной деятельностью (в том числе и ремонтом), говорить на одном, понятном всем, инженерном языке и убедительно обосновывать предлагаемые технические решения.

Классификация способов бестраншейного ремонта инженерных сетей

Область применения

 

Способы (технологии) бестраншейного ремонта

 

«Труба в трубе»

 

Принудительная протяжка полиэтиленовой плети с помощью механизмов

 

«Чулок»

 

«Цементно-песчаная облицовка»

 

Водоснабжение

 

Длинные плети. «Лайнер»

 

Со «взламыванием» старой трубы или без разрушения (трубы меньшего диаметра)

 

Да

 

Да

 

Канализация

 

Длинные плети. Короткие вставки. «Флексорен». «Лайнер»

 

Со «взламыванием» старой трубы или без разрушения (трубы меньшего диаметра)

 

Да

 

Нет

 

Технологические трубопроводы

 

Длинные плети. Короткие вставки. «Лайнер»

 

Со «взламыванием» старой трубы или без разрушения (трубы меньшего диаметра)

 

Да

 

Нет

 

Если говорить в целом о технологиях бестраншейного ремонта трубопроводов, то по сравнению с затратами на традиционную разработку котлована для замены или прокладки труб они позволяют сэкономить до 50–70 % капиталовложений на одних только земляных работах и последующем восстановлении благоустройства. Нормативный срок службы металлических труб под землей не превышает 30 лет, а для трубопровода из полиэтилена, полипропилена или другого полимерного соединения полимеров и 50, и 100 лет — не предел.

На основе многолетнего опыта использования различных способов бестраншейного ремонта в разных странах и в России можно выделить четыре критерия, руководствуясь которыми заинтересованные специалисты, в том числе и проектировщики, смогут сделать первый шаг при выборе способа бестраншейного ремонта:
 -  технология достижения конечного результата;
 -  сроки получения конечного результата;
 -  используемые материалы;
 -  удельные затраты.

Анализ должен стать главным условием для начала финансирования каждого проекта.

Не менее важным вопросом является и объективный подбор конкретного способа бестраншейного ремонта.
Следующим шагом должно быть обоснование подбора конкретного технологического оборудования для проведения ремонта и обоснование выбора материала и диаметра труб. Этот вопрос самый трудный, потому что поставленная задача является многофакторной, с обязательным наличием нескольких неизвестных. Например, стальные вставки в чугунном трубопроводе, подлежащем ремонту, при использовании механизмов («пробойников») для динамического виброударного «взламывания» старых чугунных труб приводят к преждевременному выходу из строя такого оборудования.

Доверьте выбор оборудования профессионалам

«В каждой конкретной ситуации выбор оборудования для проведения ремонтов требует тщательного анализа многих факторов, — утверждает Олег Александрович. — По-хорошему, без помощи инженеров-консультантов, которые специализируются в данной сфере, жилищно-коммунальным предприятиям и другим эксплуатирующим инженерные сети организациям не обойтись. Однако не лишними будут общие рекомендации по выбору производителей оборудования из числа ведущих компаний и соотношению цена/качество на их изделия: это «Упонор» и «КВХ-пайп» (Финляндия), «Вавин» (Дания) — производители полиэтиленовых труб; «Ротенбергер» и «Хюрнер» (Германия)  — производители машин для стыковой и электромуфтовой сварки полиэтиленовых труб; «Вретмашин» (Швеция) — производитель TV-камер для диагностики трубопроводов; «Инпайп» (Швеция) и «Пер Аршлеф» (Дания) — производители оборудования для чулочных технологий, и многие другие.

Отдельного внимания требует строительство новых трубопроводов. В числе наиболее распространенных бестраншейных технологий прокладки инженерных коммуникаций стал способ направленного горизонтального бурения. Наиболее эффективно данную технологию позволяют реализовывать машины компаний «Вермеер», «Дич-вич» и «Тракто-техник».

Американские компании «Вермеер» и «Дич-вич» выпускают различную подземную спецтехнику наряду с бульдозерами, экскаваторами и другими строительными машинами и механизмами, а немецкая компания «Тракто-техник» специализируется исключительно на производстве машин для прокладки подземных трубопроводов и их ремонта бестраншейным способом.

Выпускаемые ими машины для направленного бурения способны «самостоятельно» ориентироваться под землей и обходить встречающиеся преграды (валуны, воду, существующие инженерные коммуникации). Проходку можно одновременно контролировать с поверхности земли: машина сканирует окружающий ее грунт и в режиме мониторинга отправляет информацию на компьютер оператору, который видит на экране геологический разрез проходимого ею участка.
Ориентировочная стоимость такой машины составляет в среднем 12–15 млн. руб.(в зависимости от комплектации). Но для переходов под железными и автомобильными дорогами, водными преградами, а также в черте населенных пунктов, где есть риск пересечься с другими подземными коммуникациями, она просто незаменима.

«В целом, современный рынок наполнен большим объемом продукции со сходными свойствами, — подчеркивает О. А. Продоус. — Поэтому очень важно, чтобы организации начинали осваивать применение бестраншейных технологий в своей производственной практике вместе с консалтинговыми фирмами, которые взаимодействуют с зарубежными производителями специального оборудования и представляют их интересы в нашей стране. Это важный нюанс хотя бы с точки зрения гарантийного и постгарантийного обслуживания достаточно дорогостоящей техники.

Обращу внимание еще на одно весьма важное обстоятельство: можно купить очень дорогую машину и использовать не более 10 % ее возможностей, а можно подобрать более дешевую (за счет менее широких условий применения, а не за счет снижения качества), но которая оптимально подходит для ремонта конкретных сетей, находящихся в эксплуатации у конкретного заказчика.

Автор: по материалам редакции
Дата: 29.04.2006
Журнал Стройпрофиль 3-06
Рубрика: бестраншейные технологии




«« назад