Способы реконструкции изношенных стальных газопроводов

Обновлено: 26.04.2024

Требования к заказчику. Газопроводы относятся к сооружениям повышенной опасности, поэтому при оформлении заказа на проектирование объектов реконструкции изношенных трубопроводов заказчик представляет в проектную организацию следующую документацию, согласованную с эксплуатирующей организацией:

техническое задание с указанием границ реконструкции;
исполнительную документацию на действующий изношенный газопровод в объеме, обеспечивающем точное определение положения подлежащего восстановлению газопровода и сооружений на нем;
справку о наличии и эффективности действия электрозащит- ных установок и акт по результатам последней проверки технического состояния газопровода приборными методами и с помощью шурфования (при необходимости);
схему действующего газопровода со всеми ответвлениями от него и указанием нагрузок по расходу газа на реконструируемый участок и ответвления, внутренних диаметров изношенных газопроводов, а также с указанием источников питания от одного или нескольких ГРП;
перечень потребителей, требующих бесперебойного снабжения газом, с указанием нагрузки.

Требования к проектированию. Проект реконструкции выполняется специализированными проектными организациями в соответствии с требованиями СНиП 42-01—2002, СП 42-103-2003.

Рабочие проекты реконструкции разрабатываются с применением апробированных технических решений в соответствии со СНиП 11-01-2003.

При разработке проектной документации для реконструкции (восстановления) изношенных подземных стальных газопроводов на территории городских и сельских поселений следует предусматривать:

при давлении до 0,3 МПа — протяжку в газопроводе полиэтиленовых труб с коэффициентом запаса прочности не менее 2,5 без сварных соединений или соединенных сваркой встык с использованием сварочной техники высокой степени автоматизации;
при давлении от 0,3 до 0,6 МПа — протяжку в газопроводе полиэтиленовых труб без сварных соединений, или с использованием соединений с помощью деталей с закладными электронагревателями, или сваркой встык с использованием автоматизированной сварочной техники с коэффициентом запаса прочности для газопроводов на территории поселений не менее 2,8 и вне поселений не менее 2,5. Пространство между полиэтиленовой трубой и стальным изношенным газопроводом (каркасом) по всей длине должно быть заполнено уплотняющим (герметизирующим) материалом (цементно-песчаным раствором, пенным материалом);
при давлении до 1,2 МПа — облицовку (по технологии «Феникс») очищенной внутренней поверхности газопроводов синтетическим тканевым шлангом на специальном двухкомпонентном клее при условии подтверждения в установленном порядке их пригодности для этих целей на указанное давление или в соответствии со стандартами (техническими условиями), область применения которых соответствует данному давлению.

Восстановление изношенных стальных газопроводов производят без изменения давления, с повышением или понижением давления по сравнению с действующим газопроводом. При этом допускается сохранять:

пересечения восстановленных участков с подземными коммуникациями без установления дополнительных футляров;
глубину заложения восстанавливаемых газопроводов;
расстояния от восстанавливаемого газопровода до зданий, сооружений и инженерных коммуникаций по его фактическому размещению, если не изменяется давление восстановленного газопровода или при повышении давления восстановленного газопровода до 0,3 МПа.

Восстановление изношенных стальных газопроводов с повышением давления до высокого допускается, если расстояние до зданий, сооружений и инженерных коммуникаций соответствует требованиям, предъявляемым к трубопроводам высокого давления.

Соотношение размеров полиэтиленовых и стальных труб при реконструкции методом протяжки должно выбираться исходя из возможностей свободного прохождения полиэтиленовых труб и деталей внутри старых стальных труб и обеспечения целостности полиэтиленовых труб. Концы реконструированных участков полиэтиленовых и стальных труб должны быть уплотнены.

Реконструкция участка газопровода

Особенности проектирования реконструкции участка газопровода

Реконструкция участка газопровода – это строительно-монтажные работы по частичному или полному переустройству участка газопровода, целью которых является улучшение его технико-экономических показателей и полезных свойств.

Реконструкция участка газопровода проводится согласно проекту, который должен быть разработан в соответствии с требованиями нормативно-правовых документов и норм. В этом документе обязательно указываются методы проведения всех необходимых работ.

Проект реконструкции участка газопровода – это пакет документов, которые определяют способы, используемые материалы, технологии проведения работ с подробным описанием каждого этапа.

Обычно в состав пакета проекта реконструкции газопровода входят:

Строительная часть.
План организации работ.
Пояснительная записка.
Профиль и схема участка газопровода.
Смета.

Проектная документация должна быть согласовано в законном порядке. На рабочих чертежах должны быть указаны коммуникации и различные сооружения, которые расположены рядом с реконструируемым участком. Если рядом с местом проведения работ находятся линии метро, железные дороги, автомобильные трассы, а также другие специальные объекты, то проектная документация должна быть согласована со службами, которые эксплуатируют эти объекты. При реконструкции участка газопровода должно обязательно учитываться его текущее состояние, с этой целью перед началом работ проводят телеинспекцию внутренней части газопровода (затраты на проведение данного мероприятия должным быть учтены в проекте реконструкции).

Пояснительная записка в проекте реконструкции должна содержать в себе информацию о необходимости использования защитных футляров; тип, количество и размер труб, которые планируется использовать при реконструкции участка; перечень подготовительных работ; технология защиты стальных участков участка газопровода; затраты на восстановление дорог и травяного покрова в месте проведения работ; метод сварки труб; описание участка.

Готовые работы на аналогичную тему

Проектное решение по реконструкции должно сдержать в себе план проведения работ, список используемого оборудования и т.п.

Причины и цели проведения реконструкции участка газопровода

Реконструкция участка газопровода является основным способом решения проблем по его модернизации. Задачей этого мероприятия является улучшение эстетических и технико-экономических качеств. Преимуществом реконструкции перед строительством участка с «нуля» заключается в ее меньшей стоимости. Основными целями реконструкции участка газопровода могут быть: улучшения качеств участка до соответствия современным нормам и требованиям, увеличение пропускной способности газопровода, уменьшение затрат на плановые и неплановые ремонтно-профилактические работы, внедрение средств автоматизированного управления процессом транспортировки природного газа, рациональное использование занимаемой территории, повышение качества и комфорта эксплуатации и т.п. Причинами проведения реконструкции могут быть:

Усиление фундамента участка газопровода из-за строительства рядом новых промышленных и гражданских объектов.
Физический износ участка.
Изменение стилистики (в очень редких случаях).
Разнообразные повреждения участка (коррозия, из-за климатических условий или после аварий).
Изменение планировки трубопроводной нити (например, присоединение еще одного ответвленного участка.
Увеличение объема поставок.
Смена функционального назначения участка (например, демонтаж перекачивающих станций).

Этапы проведения реконструкции участка газопровода

Весь процесс реконструкции участка газопровода состоит из пяти этапов.

Этап подготовки к реконструкции включает в себя ознакомление ответственных специалистов с пожеланиями заказчика и задачами. На этом этапе работники изучают особенности участка, проектную документацию, а также его текущее использование.

На этапе исследования на участок доставляется оборудование для сбора необходимых данных, проводится изучение конструкции участка газопровода, его техническое состояние и степень надежности. Также на этом этапе оценке подвергается состояние почвы и ее состав, определяется глубина залегания грунтовых вод.

После окончания данного этапа разрабатывается заключение, куда вносится вся информация об участке, результаты исследований и заключение экспертов и оценивается возможность и необходимость проведения реконструкции. В случае подтверждения необходимости ее проведения переходят к следующему этапу – проектирование и реализация. На основе всех ранее полученных данных составляется проект реконструкции, где отображается вся информация.

На четвертом этапе проводятся строительно-монтажные работы, которые должны продолжаться не дольше установленных проектом сроков.

Последним этапом реконструкции является его подготовка к эксплуатации. На этом этапе проводится сверка всех технических параметров с установленными показателями.

Организация работ при реконструкции стальных изношенных газопроводов

До начала производства работ специализированная строительно-монтажная организация должна получить от заказчика проектную документацию, выполненную на действующей геоподоснове и согласованную в установленном порядке. Проектная документация должна включать в себя следующие разделы: пояснительную записку; план и профиль газопровода с геологическими данными; проект организации строительства — ПОС; проект производства работы — ППР; сметы.

Реконструируемый стальной газопровод, находящийся в зоне действия источников блуждающих токов или высокоагрессивных грунтов, должен быть защищен от электрохимической коррозии, а имеющаяся активная защита должна быть сохранена. При отсутствии защиты или неэффективности ее действия активная защита определяется отдельным проектом и выполняется в плановом порядке.

Проект организации строительства (ПОС), кроме общих требований СНиП 3.01.01—85, должен включать:

план газопровода с указанием участков, не подлежащих восстановлению, а также мест присоединения этих участков к реконструируемому газопроводу;
перечень работ, выполняемых в период, не связанный с прекращением подачи газа, и работ, проводимых после отключения восстанавливаемого участка от действующей сети;
решения по защите отрытых котлованов от возможного затопления дождевыми водами; чертежи на отрываемые котлованы с указанием точных размеров проходящих рядом с ними инженерных сооружений и коммуникаций и привязкой котлованов к постоянным ориентирам;
решения о способе проведения прочистки, телеинспекции и удаления препятствий и посторонних предметов из внутренней полости реконструируемого газопровода или по разрытию дополнительных котлованов и вырезки катушек;
решения по защите мест открытого (вне стального газопровода) расположения полиэтиленовых труб и деталей (под проезжей частью улиц и др.).

В пояснительной записке ПОС указываются мероприятия по обеспечению безостановочной работы предприятий, попадающих в зону реконструкции (обеспечение подъездных путей и пожарных проездов, установка дорожных указателей и т.д.).

Необходимость и сроки прекращения подачи газа должны быть установлены проектом и согласованы с эксплуатирующей газовой организацией, руководством местного самоуправления, промышленных предприятий, производственно-жилищных служб и других заинтересованных организаций.

Кроме того, предусматриваются мероприятия по обеспечению пожаро- и взрывобезопасности, которые проводятся на протяжении всего срока выполнения работ по реконструкции, устанавливается контроль за концентрацией газа в местах проведения газоопасных работ в соответствии с требованиями «Правил безопасности в газовом хозяйстве» Госгортехнадзора России. Указываются особенности организации связи и оперативно-диспетчерского управления (ОДУ) строительством.

Состав и детализация проекта производства работ (ППР) устанавливаются строительной организацией, исходя из протяженности и степени сложности объекта реконструкции. В пояснительной записке к ППР уточняются сроки выполнения работ, потребность в рабочей силе, материалах и строительных механизмах. Строительный генеральный план с указанием схем движения транспорта, мест расположения и ограждения котлованов и сужения автодорог должен быть согласован с заинтересованными организациями в установленном порядке. На генеральном плане указывают места расположения временных дорожных указателей.

При разработке ППР определяются последовательность и сроки выполнения всех технологических операций, при необходимости составляют технологические карты на выполнение отдельных видов работ или используют типовые технологические карты.

В ППР указываются необходимые для производства строитель- но-монтажных работ следующие основные строительные машины, транспортные средства, механизмы, приборы и приспособления:

экскаватор — ЭО-3322А и ЭО-2621А с обратной лопатой;
бульдозер ДТ-150;
строительный кран КС 3577 «Ивановец» грузоподъемностью 12,5 т, с длиной стрелы 14 м;
сварочный агрегат СДУ-2Б;
передвижной компрессор ЗИФ-2Б;
каток самоходный;
автомобили-самосвалы КамАЗ;
грузовые автомобили КамАЗ;
асфальтоукладчик;
лаборатория по контролю сварочных стыков и изоляции Л КК-1;
установка для сварки полиэтиленовых труб встык (типа ЛАСС АО «Глобальные технологии» или зарубежного производства);
блок управления и комплект технологической оснастки для сварки полиэтиленовых труб с помощью муфт с закладными электронагревателями («Протва-2» ИФВЭ или зарубежного производства);
трубы и соединительные детали из полиэтилена, в том числе муфты с закладным электронагревателем, узлы соединений «полиэтилен — сталь»;
газоискатель ГИ, газоиндикатор высокочувствительный ГИВ-М;
электростанция передвижная;
комплект осветительной арматуры и предупреждающих знаков;
кабель электрический;
радиостанции переносные;
индивидуальные средства защиты.

Указанные машины и механизмы не являются обязательными для производства строительно-монтажных работ. Учитывая возможность модернизации, следует использовать имеющуюся в наличии строительную технику с указанием марок и технических характеристик в ППР.

На строительной площадке должны быть предусмотрены следующие временные сооружения:

Технология восстановления изношенных стальных газопроводов с использованием синтетических тканевых шлангов и специального двухкомпонентного клея

Работы по реконструкции газопроводов этим методом рекомендуется проводить при температуре наружного воздуха не ниже минус 15 °С и температуре грунта, прилегающего к восстанавливаемому участку газопровода, не ниже 5 °С. При отрицательной температуре наружного воздуха ввод в реконструируемый газопровод синтетического тканевого шланга со специальным двухкомпонентным клеем осуществляется с применением отапливаемых модулей (палаток).

Реконструируемый участок газопровода (за исключением подводной части дюкеров) до начала работ должен быть подвергнут внеочередному техническому обследованию приборными методами. Выявленные утечки газа следует устранить. Повреждения изоляционного покрытия должны быть устранены в случае, если данный участок газопровода находится вне зоны действия электрозащитных устройств. Результаты технического обследования и выполненных работ оформляются соответствующим актом.

В отдельных случаях при невозможности устранения неплотностей газопровода допускается применение указанного метода при наличии сквозных отверстий диаметром не более 3 см.

После вырезки и удаления из монтажного котлована части стальной изношенной трубы к концам реконструируемых участков газопровода привариваются технологические катушки из стальных труб длиной не менее 0,6 м, а на законцовочных участках, присоединяемых к действующему газопроводу, длина катушек должна быть, как правило, не менее 1 м. Приварка катушек обеспечивает полное восстановление изношенного стального газопровода синтетическим тканевым шлангом, а также позволяет установить усилительные муфты на сварных швах.

Стальные трубы для катушек должны отвечать требованиям СНиП 42-01—2002 и положениям СП 42-102-2004. Качество сварных соединений, попадающих в зону санирования, в пределах монтажных котлованов проверяется внешним осмотром в соответствии с требованиями СНиП 42-01—2002.

Перед началом работ по санированию изношенного стального газопровода синтетическим тканевым шлангом и специальным двухкомпонентным клеем проводится тщательная очистка от загрязнения и грата на сварных швах с помощью скребков, щеток, поршней и пескоструйной очистки с удалением продуктов очистки из газопровода. Способ очистки выбирается организацией, производящей работы. Очистка внутренней поверхности газопровода производится до металлического блеска.

После проведения работ по очистке внутренняя поверхность газопровода осматривается с помощью видеокамеры для оценки степени очистки и возможности восстановления всего участка газопровода.

Окончательная зачистка (пескоструйная обработка) участков газопровода протяженностью более 100 м (проходящих через водные или другие преграды, где невозможна раскопка дополнительных котлованов) проводится на длину 10—15 м с последующим контролем видеокамерой на величину, определяемую профилем газопровода.

Восстановление газопроводов в целях исключения появления гофр выполняется с углами поворота газопровода до 60°. Если при проведении контроля с помощью видеокамеры будут выявлены участки газопровода, мешающие процессу санации (наличие углов поворотов с радиусом более пяти диаметров трубы, конденсатосбор- ников, запорных устройств и т.д.), в проект должны быть внесены изменения, вскрыты дополнительные котлованы в местах углов поворота более 60°, мешающих процессу санации, с врезкой катушек с меньшим углом поворота.

Конденсатосборники и задвижки вырезают и при необходимости заново устанавливают в соответствии с проектом. После проведения этих работ проводят дополнительную очистку врезанных катушек с контролем видеокамерой степени очистки.

Для исключения помех при восстановлении всего намечаемого участка газопровода участки, мешающие процессу работ, могут быть переложены по решению проектной организации с внесением необходимых изменений в проектную документацию.

О проведенных работах по очистке газопровода должен быть составлен акт, который подписывается представителями заказчика и организации, выполняющей работы по восстановлению. Работы по восстановлению газопровода проводятся в соответствии с технологическими картами.

Применяемый тканевый шланг должен соответствовать, как правило, внутреннему диаметру газопровода, он разрезается на объекте на отрезки по длине восстанавливаемого участка газопровода с определенным запасом.

Компоненты клея должны перемешиваться на объекте в строго определенном количестве в соответствии с паспортными данными и заливаться в поднятый конец шланга в зависимости от диаметра и длины газопровода в следующем количестве:

Условный диаметр газопровода, мм

Потребное количество клея на 100 м газопровода, кг

Допускается подготовка шланга и клея с последующей заправкой в барабан реверс-машины на производственной базе строительной организации в тех случаях, когда объект реконструкции находится на расстоянии, при котором возможно прибытие реверс-машины до начала процесса полимеризации клея. При втягивании подготовленного шланга в барабан реверс-машины обеспечивается равномерное распределение клея по всей длине подготовленного шланга, что достигается подбором определенных расстояний между валками машины. Скорость подачи шланга в газопровод не должна превышать 2,5 м/мин. Процесс подачи шланга контролируется с помощью маркировки длины на внешней поверхности шланга.

После втягивания в реконструируемый газопровод тканевого шланга для инициирования процесса затвердевания клея внутрь шланга из парогенератора подается паровоздушная смесь при давлении 0,1-0,3 МПа с температурой 105 °С. Избыток пара на другом конце газопровода через регулирующее сбросное устройство сбрасывается в конденсационную емкость или атмосферу.

Продолжительность затвердевания клея зависит от диаметра и протяженности восстанавливаемого газопровода и может составлять 4—5 ч. После затвердевания клея во избежание отклеивания шланга от внутренней поверхности газопровода он охлаждается подачей в газопровод воздуха с давлением не выше 0,3 МПа. Время охлаждения зависит от диаметра газопровода и температуры наружного воздуха и может составлять от 2 до 6 ч. Окончание охлаждения определяется при температуре 30 °С на дальнем конце восстановленного участка газопровода. По окончании охлаждения давление воздуха сбрасывается, производится обрезка шланга так, чтобы расстояние от сварного шва при последующей врезке катушек было не менее 300 мм.

Восстановленный газопровод продувается воздухом под давлением 0,3 МПа для удаления конденсата, скопившегося после подачи пара, если этот процесс не был совмещен с процессом охлаждения. Полное удаление конденсата осуществляется путем протяжки поролонового поршня в восстановленном участке газопровода.

После продувки восстановленного газопровода проверяется качество выполненных работ строительной организацией (фирмой или другим специализированным предприятием) в присутствии представителей эксплуатационной организации газового хозяйства. Проверка осуществляется с помощью видеокамеры.

При обнаружении любого видимого дефекта (разрыв тканевого шланга, его вздутие и др.) шланг извлекается из трубы следующим образом: испорченный шланг соединяется с тросом на одном конце и осторожно и медленно вытягивается лебедкой в другую сторону газопровода. Перед вытягиванием шланг по всей длине газопровода нагревается паром с температурой 100-105 °С, после чего процесс производства работ по восстанавливаемому газопроводу повторяется. По результатам проверки составляется акт.

Качественно выполненный участок санированного газопровода закрывается с обеих сторон заглушками, исключающими попадание внутрь посторонних предметов, грязи и воды. Заглушки сохраняются до момента проведения работ по соединению участков реконструированного газопровода.

Участки просанированного газопровода соединяются между собой и присоединяются к действующему газопроводу с помощью катушек (тройников, отводов), представляющих собой отрезки стальной изолированной трубы, отвечающей требованиям СНиП 42-01—2002, предъявляемым к стальным газопроводам.

Для проведения сварочных работ по сварке катушек между про- санированными участками газопровода с целью исключения повреждения тканевого шланга расстояние от концов газопровода до шланга должно быть не менее 300 мм. Сварные стыки вваренных катушек должны быть проверены физическими методами контроля в соответствии с требованиями СНиП 42-01—2002. В местах сварки катушек газопровод покрывается усиленным изоляционным покрытием.

Перед вводом газопровода в эксплуатацию должна быть проведена приборным методом проверка качества изоляционного покрытия. Для присоединения ответвлений к реконструированному синтетическим тканевым шлангом газопроводу используются специальные механические средства врезки, позволяющие осуществлять работы без снижения давления. Не допускается при резке трубопровода прямое воздействие пламени горелки на тканевый шланг восстановленного газопровода.

Современные методы реконструкции подземных газопроводов в условиях застройки г. Белгорода

Повышение надежности работы подземных газопроводов, предупреждение их старения и оперативная ликвидация последствий аварий на сетях газоснабжения и газопотребления является одними из главных задач служб эксплуатации газораспределительных организаций города. Данный вопрос в настоящее время приобретает особую актуальность в области, где старение подземных газопроводов и другого оборудования различного назначения достигли критических уровней.

Ключевые слова: бестраншейная прокладка газопроводов, замена изношенных газопроводов, бестраншейная технология.

По своим масштабам и социальной значимости газовое хозяйство РФ является одной из важнейших отраслей не только ТЭК, но и всей экономики страны. В кризисные годы для России газовая промышленность сыграла решающую роль в обеспечении устойчивого и надежного энергоснабжения страны, во многом способствовав предотвращению коллапса экономики [1].

С завершением строительства магистрального газопровода Шебелинка — Белгород — Москва в 1958 году природный газ пришел на Белгородчину. Началась газификация Белгорода и ряда других населенных пунктов западной части области. Ввод в эксплуатацию газовых магистралей Ставрополь — Москва и Острогожск — Шебелинка позволил газифицировать города Алексеевка, Валуйки, Старый Оскол, Новый Оскол и другие населенные пункты восточной части региона. В марте этого же года образован трест «Белгородгоргаз».

17 января 1964 года решением Белгородского облисполкома № 13 организован областной трест по эксплуатации газового хозяйства «Белгородоблгаз» областного отдела коммунального хозяйства. После первоначального становления, важной вехой стала разработка в 1966 году институтом «Ленгипроинжпроект» Генеральной схемы газоснабжения Белгородской области. Этот документ на многие годы дал основные направления в формировании региональной системы газоснабжения. Общая протяженность газораспределительной сети Белгородской области в настоящее время составляет более 22 тыс. км. газопроводов (табл. 1), из них в собственности ОАО «Белгородоблгаз» — 17,9 тыс. км., также эксплуатируется более 9000 шкафных газорегуляторных пунктов, 901 газорегуляторный пункт и 2800 катодных станций [2].

Анализ протяженности и структуры газораспределительных сетей Белгородской области

Наименование организации

Распределительные газопроводы

Подземные вводы, км.

Надземные вводы, км.

Всего протяженность газопроводов, км.

Высокого давления

Среднего давления

Низкого давления

ОАО «Белгородоблгаз»

Анализ возрастной структуры подземных газопроводов Белгородской области

Протяженность подземных газопроводов по материалам

% от общей протяженности

Полиэтилен, км.

Старше 31 года

При проведении работ в городе необходимо обеспечить безопасные условия их проведения на достаточно длительный период, что влечет за собой согласование с различными дорожными службами. При работе в зоне железных дорог приходится проводить различные специальные мероприятия по укреплению железнодорожного полотна, ограничивать скорость движения составов. При прохождении газопроводов через водоемы требуется применение специального водолазного оборудования, специальной техники для рытья траншей по дну, специальных мероприятий по прокладке дюкера и специального контроля его состояния в процессе дальнейшей эксплуатации. Нельзя забывать про затраты на временные сооружения, необходимые во время проведения работ. Не поддается экономическому анализу ущерб, который наносится окружающей среде при проведении работ по прокладке коммуникаций открытым способом. Важно отметить, что никто до настоящего момента не учитывал в расчетах косвенные финансовые потери (т. е. убытки граждан, предприятий и организаций, вызванные ведением работ по прокладке трубопроводов открытым способом), например отмену или изменение маршрутов городского транспорта, в том числе пассажирского и т. п.

Таким образом, необходимость проведения оперативных и качественных ремонтно-восстановительных работ на поврежденных участках трубопроводов газораспределительных сетей в современном городе обусловлена не только техническими, но и экономическим и социальными факторами [3].

Под бестраншейными технологиями понимаются технологии восстановления и прокладки, замены, ремонта и обнаружения дефектов в подземных газопроводах, с минимальным вскрытием земной поверхности.

«Труба в трубу» — протаскивание во внутреннюю полость ремонтируемого трубопровода новой плети трубопровода из полиэтилена.

«Труба в трубу — с разрушением» с увеличением диаметра на один сортамент, но с разрушением ремонтируемого трубопровода, что позволяет протаскивать или проталкивать новую полиэтиленовую плеть или отрезки большего размера, чем внутренний диаметр ремонтируемого трубопровода.

Санация — нанесение на внутреннюю поверхность ремонтируемого трубопровода предварительно очищенного и промытого, цементно-песчанного слоя различной толщины.

«Чулочная технология» — протаскивание внутрь ремонтируемого трубопровода, предварительно очищенного высоким давлением, синтетического чулка.

Технология « U -лайнер» — при которой внутрь предварительно очищенного ремонтируемого трубопровода протаскивается U -образная полиэтиленовая плеть с последующим ее распрямлением с помощью теплоносителя определенной температуры с последующим образованием нового цельного полиэтиленового трубопровода.

Основные способы бестраншейной прокладки трубопроводов, которые получили наибольшее распространение в России — это [5]:

а. Способ прокола. Прокол лучше применять для прокладки труб малых и средних диаметров (не более 400–500 мм) в глинистых и суглинистых (связных) грунтах, вследствие чего требуются значительные усилия. Длина прокола труб не превышает 60–80 м.

Прокладываемые в толще грунта способом прокола трубы для уменьшения сопротивлений, возникающих при деформации грунта, и снижения сил трения при вдавливании трубы в грунт снабжаются специальными конусными наконечниками. Разновидности конусных наконечников приведены на рис. 1, а–д. Иногда применяют расширительные пояса с заглушками (рис. 1, р–ф). При небольшой длине прокола трубы прокладывают открытым концом (рис. 1, к).

Рис. 1. Наконечники для бестраншейной прокладки труб способом прокола (рис.1.): а,6, в — конусные; г — конусный с эксцентриситетом; д — конусный со штырем; е, ж— конусный с щелевыми прорезями; з — конусный с усеченной вершиной; и — конусный с отверстиями для увлажнения грунта; к — открытый конец трубы; л — открытый конец трубы с кольцом; м — съемная заглушка; н — кольцевой нож с наружным скосом кромок; о — то же; п — с приварной заглушкой; р— кольцевой нож с внутренним скосом кромок; с — кольцевой нож клиновидной формы с внутренним скосом кромок; т— нож серпообразного сечения; у — то же, с приварной заглушкой; ф — кольцевой нож с направляющими пластинками.

Тип и количество вдавливающих устройств, способных развить требуемое усилие, выбирают в соответствии с необходимым расчетным усилием вдавливания, которое зависит от диаметра и длины прокладываемого трубопровода, а также вида грунта. Необходимое нажимное усилие для продвижения в грунте прокладываемой трубы определяются расчетом по формуле (1)

где R с — радиус сечения отверстия (скважины) в грунте; - коэффициент сопротивления грунта; — пористость грунта до прокалывания; — масса 1 м трубы (футляра), кг; — длина проходки (прокола), м; — коэффициент трения стали о грунт.

Гидропроколом трубы прокладывают с использованием кинетической энергии струи воды, выходящей под давлением из расположенной впереди трубы специальной конической насадки. Струя воды, выходящая из насадки под давлением, размывает в грунте отверстие диаметром до 500 мм, в котором прокладывают трубы. Удельный расход воды при этом зависит от скорости струи, напора воды и категории проходимых грунтов.

Бестраншейную прокладку трубопровода в несвязных песчаных, супесчаных и плывучих грунтах ускоряют способом вибропрокола. В установках для вибропрокола применяются возбудители продольно направленных колебаний.

Способом вибропрокола можно не только прокладывать трубопроводы диаметром до 500 мм на длину 35–60 м при скорости проходки до 20–60 м/ч, но и извлечь их из грунта.

б. Прокладка труб способом продавливания. Способ продавливания с извлечением из трубы грунтовой пробки или керна можно применять практически в любых грунтах I—IV групп, он пригоден для труб диаметром 800–1720 мм при длине прокладки до 100 м.

Бестраншейная прокладка труб продавливанием отличается тем, что прокладываемую трубу открытым концом, снабженным ножом, вдавливают в массив грунта, а грунт, поступающий в трубу в виде плотного керна (пробки), разрабатывают и удаляют из забоя.

Для продавливания труб применяют нажимные насосно-домкратные установки из двух, четырех, восьми и более гидродомкратов усилием по 500–3000 кН каждый с ходом штока 1,1–2,1 м, работающие от насосов высокого давления. Количество домкратов в установке зависит от необходимости нажимного усилия Р:

где q с — удельное сопротивление вдавливанию ножа в грунт, кН; l — периметр ножа, м;

— коэффициент бокового давления грунта; — масса 1 м трубы (футляра), кг; L — длина продавливания трубы, м; — коэффициент трения трубы о грунт; P 1 — вертикальное давление на 1 м длины трубы;

где — плотность грунта, т/м 3 ; D к — диаметр кожуха (футляра), м; t кр — коэффициент крепости грунта по проф. М. М. Протодьякову.

Приближенное необходимое усилие для продавливания трубы.

где I — сила трения грунта по поверхности трубы, равная 20–25 кН на 1 м 2 поверхности трубы, м; D тр — наружный диаметр трубы, м; L — общая длина продавливания трубы, м.

Способ продавливания бывает с ручной разработкой грунта (рис. 2) и механической.

Рис. 2 Установки для прокладки труб методом продавливания: с ручной разработкой грунта. 1 — насосная станция; 2 — трубопровод; 3 — рабочий котлован; 4 — водоотводный поток; 5 — трубопровод (футляр); 6 — лобовая обделка (нож); 7 — приемный котлован; 8 — приямок для сварки труб; 9 — направляющая рама; 10 — нажимной патрубок; 11 — нажимная заглушка; 12 — гидродомкрат; 13 — башмак; 14 — упорная стенка; 15, 18 — канаты; 16 — ролики.

в. Прокладка труб способом горизонтального-направленного бурения. Процесс бурения и прокладки звеньев трубопровода в скважину может быть раздельным и совмещенным. При раздельном вначале бурят скважину, а затем после извлечения из нее бурового инструмента, протаскивают трубопровод. При совмещенном методе одновременно с продвижением бурового инструмента прокладывают трубу. Горизонтальное бурение предусматривает опережающую разработку грунта в забое с устройством скважины в грунте большого диаметра, чем прокладываемая труба. Этим способом можно устраивать подземные переходы трубопроводов диаметром до 1720 мм на длину 70- 80 м. Однако способ этот недостаточно эффективен в обводненных и сыпучих грунтах.

Горизонтально-направленное бурение является одним из приоритетных способов прокладки газопроводов и представляет собой способ образования скважин с запроектированными характеристиками, непрерывным мониторингом процесса бурения и корректировкой трассы в процессе ее строительства и осуществляется по известной схеме в три этапа: бурение пилотной скважины, последовательное расширение скважины и протягивание трубопровода.

В настоящее время реконструкция газопроводов в Белгородской области ведется методом прокола и ГНБ, а ремонт — методом санации.

Выбор бестраншейного способа прокладки труб зависит от диаметра и длины трубопровода, физико-механических свойств и гидрогеологических условий разрабатываемых грунтов. Выбор способа также зависит от наличия в строительных организациях соответствующих трубопрокалывающих, продавливающих и бурильных агрегатов, установок и оборудования.

Бестраншейные технологии превосходного себя зарекомендовали, особенно в тех местах, где прокладка траншейным способом невозможна, особенно, когда это связано с разрушением природоохранных зон (парков, скверов, садов и т. п.). При закрытом способе разработки за счет точечного рытья котлованов, которые в последующем отделываются в виде колодцев или смотровых. Рытье траншей даже вблизи деревьев может нарушить их корневую структуру и зеленые насаждения погибнут, также это может произойти из-за понижения грунтовых вод, вызванных рытьем каналов, что вызовет засыхание окружающей флоры. Кроме того, в виду неравномерности засыпки траншеи, довольно часто на ее месте образуются провалы или бугры, особенно после годичных перепадов температуры и выпадения осадков. Засыпая траншею, часто невозможно использовать повторно тот же грунт и приходится использовать засыпку не соответствующую по своему составу окружающему грунту. Тем самым и нарушается равномерность.

Необходима научно-обоснованная программа реконструкции и модернизации инженерных коммункаций. Именно гибкая стратегия планово-профилактического ремонта и реконструкции сети, ориентированная на ее реальное состояние, является, по моему мнению, наиболее эффективным методом долгосрочного обеспечения требуемой надежности газоснабжения, поддержания должного технического уровня, состояния трубопроводов и оборудования сети.

Бестраншейный метод позволяет избежать большинства проблем с экологической безопасностью: окружающая среда никогда не подвергается техногенному воздействию, связанному с уничтожением зеленых насаждений и травяного покрова как при применении открытого способа.

Часто, когда сравнивают открытый и закрытый способ разработки, учитывают только прямые расходы, идущие на строительство, и совсем забывают о косвенных и социальных расходах. В основном, это дополнительные затраты на приведение в порядок участка, расходы за нанесение вреда транспортным движением (объезды, пробки, повышенная аварийность, остановка движения на загруженных участках), шум, грязь, загазованность. Любой траншейный метод, даже когда используется качественная засыпка, в конце концов «проявит» себя, если использовался для пересечения дорожного полотна. Но надо учесть и тот факт, если эти косвенные и социальные расходы не учитывать, то даже при прокладке трубопровода на глубине ниже 1,5 метров, бестраншейные технологии в большинстве случаев выигрывают и в прямых расходах.

На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы, что на ближайшую перспективу развития подземной инфраструктуры Белгородской области должен быть выработан новый подход, максимально ориентированный на использование бестраншейных технологий с научно-обоснованной стратегией восстановления и замены выходящих из строя трубопроводов, на базе выявленных и обоснованных приоритетов и однозначных критериев. Данный подход позволит значительно снизить обостряющуюся из года в год проблему последствий аварийных ситуаций, напрямую связанных с состоянием и содержанием подземных инженерных коммуникаций, сохранить существующую экологическую обстановку, значительно снизить техногенное воздействие подземных трубопроводов на геологическую среду и способствовать повышению уровня коммунального обслуживания населения.

Мартыненко, Г. Н. Анализ роли газовой отрасли в энергетике и экономике страны/Г.Н Мартыненко, О. С. Поддубная, С. Н. Гнатюк//Инженерные системы и сооружения. — 2012. — № 1. — С. 46–47.

Рыбаков А. П. Основы бестраншейных технологий (теория и практика)/ А. П. Рыбаков//Технический учебник-справочник. — М.: ПрессБюро № 1, 2005. — С.6–10, 276–284.

Агапчев В.И Восстановление изношенных трубопроводов путем введения в них пластмассовых труб./Прикладная синергетика и проблемы безопасности//В. И. Агапчев, Н. Г. Премяков: Сб. научных трудов. — Уфа: ГУП «Уфимский полиграфкомбинат», 2003, — С. 43–47.

Основные термины (генерируются автоматически): Белгородская область, грунт, ремонтируемый трубопровод, труба, высокое давление, газопровод, открытый способ, прокладываемая труба, способ продавливания, буровой инструмент.

Читайте также: