Зниження трудомісткості заповнення розчином бетону простору між дефектною трубою та новою трубою під час ремонту водопропускних труб. Санація навивкою із забутівкою Заповнення міжтрубного простору у футлярі

При бестраншейной реновації старих трубопровідних мереж шляхом протягування в них нових, меншого діаметру, з полімерних та інших матеріалів перед проектувальниками ставляться завдання визначення навантажень на трубопровід, що протаскується, і перевірки несучої здатностідвошарової трубної конструкції «старий трубопровід + протягується», простір між якими заповнюється цементним розчином (ЦР).

Для визначення навантажень на трубопровід, що реконструюється, необхідно вирішити одну з класичних завдань гідростатики, тобто, визначити величину і напрям тиску рідин (розчинів різної консистенції) на криволінійну циліндричну поверхню труб.

Забутовка міжтрубного простору в основному необхідна для стійкості трубопроводу, що відновлюється, і підвищення міцності. будівельної конструкціїпісля ремонту бестраншейним методом, а також для запобігання можливим лінійним подовженням полімерного трубопроводу всередині старого під впливом температури навколишнього середовищата транспортованої рідини.

Вирішення задачі визначення тиску цементного розчину в міжтрубному просторі дозволяє з урахуванням характеристик міцностіі геометричних розмірів нових полімерних труб, що протягуються, виявити їх здатність протидіяти всім видам навантажень і, таким чином, гарантувати відсутність деформацій при забезпеченні несучої здатності і фізичної цілісності утвореної єдиної тришарової трубної конструкції «старий трубопровід + цементний розчин + полімерний трубопровід». При цьому на практиці для протидії навантаженням від ЦР можливий варіант попереднього заповнення. полімерної трубинаповнювачем, наприклад, водою.

На нижче схематично зображено фрагмент поперечного розрізу ремонтної ділянки тришарової трубної конструкції одиничної довжини (1 м).

Поперечний розріз ремонтної ділянки трубопроводу із забутуванням міжтрубного простору.

1 — старий трубопровід внутрішнім діаметром D вн, що підлягає реновації;
2 - новий полімерний трубопровід зовнішнім діаметром d нар і внутрішнім діаметром d вн; 3-цементний розчин (ЦР) у міжтрубному просторі.

На практиці завдання досліджень зводиться до визначення величини та напряму впливу тиску ЦР на циліндричну поверхню, за яку приймається гонка крайка полімерного трубопроводу по довжині кола діаметром d вн, за вирахуванням відповідного об'єму полімерного матеріалу між зовнішньою та внутрішньою стінками полімерної труби, тобто циліндричного кільця, укладеного між діаметрами d нар та d вн.

Загальний підхід до вирішення даної задачі полягає в тому, що визначаються горизонтальна та вертикальна складові сили тиску на осі координат і за правилами механіки знаходиться рівнодіюча цих сил, яка і є силою тиску на циліндричну поверхню. Нижче наведено варіанти вирішення задачі визначення навантаження на трубопровід для чотирьох характерних випадків:

• при рівномірному забутуванні міжтрубного простору ЦР з урахуванням товщини стінки та матеріалу виготовлення труби за відсутності наповнювача (води) у полімерному трубопроводі;
• те ж за наявності наповнювача (води) у полімерному трубопроводі;
• при нерівномірному забутуванні міжтрубного простору ЦР (наприклад, з лівого боку від полімерної труби) з урахуванням товщини стінки та матеріалу виготовлення труби за відсутності наповнювача (води) у полімерному трубопроводі;
• те ж за наявності наповнювача (води) у полімерному трубопроводі.

Зразки епюр виникають тисків на циліндричну поверхню полімерного трубопроводу представлені на рисунках нижче, де, для зручності та спрощення зображення тришарової трубної конструкції, видалені контури старого трубопроводу і відсутня горизонтальна штрихування, що відображає ЦР. При цьому необхідно відзначити, що для перших двох варіантів вирішення завдання як результуючий тиск розглянуті співвідношення між вертикальними складовими (різниця між позитивним і негативним тілами тисків), а горизонтальні складові, що рівномірно впливають з обох боків на циліндричну поверхню труби, однакові і підлягають взаємовиключенню.

Зліва епюри вертикальної складової результуючого тиску ЦР на циліндричну поверхню труби при рівномірній забутовці та відсутності води

Праворуч епюра тиску води на внутрішню циліндричну поверхню труби

Епюра тисків ЦР на ліву частину циліндричної поверхні труби при нерівномірній забутовці з координатами центру тиску T d вектором результуючої сили тиску і кутом її нахилу α

Згідно з малюнком вище (з урахуванням одиничної довжини трубопроводу, що розглядається), позитивним «+» V 2 тілом тиску ЦР на циліндричну поверхню (похила штрихування) є певний об'єм V AKLBM . Для визначення цього обсягу необхідно розрахувати обсяг V AKLBM за вирахуванням половини площі кола діаметром d вн. Для обліку тиску від маси верхньої частини полімерної труби (до горизонтального діаметра), необхідно від отриманого вище обсягу відняти об'єм циліндричного півкільця, обмеженого утворюють полімерної труби АМВВ"М"А". Після відповідних математичних викладок обсяг «+» V 2 складе:

З урахуванням того, що на утворюючу А"М"В" впливають різні за щільністю речовини (ЦР і полімерний матеріал), позитивна вертикальна складова сили тиску «+» P z на циліндричну поверхню буде виражена з урахуванням різних об'ємних ваг(щільностей) у вигляді добутку відповідних обсягів речовин на них об'ємна вага, Т. е. γ цр і γ пм:

У свою чергу, негативним «-» V 2 тілом тиску ЦР на циліндричну поверхню (вертикальна штрихування) є певний об'єм V AKLB плюс половина об'єму фігури з площею кола діаметром d за вирахуванням об'єму циліндричного кільця, обмеженого утворюють полімерної труби АМВСС"А"М" В". Після відповідних математичних викладок обсяг «-» V 2 становитиме:

З урахуванням різних об'ємних ваг негативна вертикальна складова сили тиску «-» Р z на циліндричну поверхню буде виражена у вигляді:

Результуюча вертикальна складова сили тиску на циліндричну поверхню після відповідних перетворень становитиме:

Знак «-» у результуючої сили тиску свідчить про те, що ця сила відповідно до прийнятої координатної сітки символізує силу, що виштовхує (архімедову).

У разі заповнення полімерного трубопроводу водою в період забутування міжтрубного простору виникає рівномірно розподілене навантаження, що протидіє результуючій силі, внутрішню поверхнютрубопроводу, що зменшує величину результуючої сили тиску Згідно з малюнком вище і наведеним вище міркуванням, позитивний об'єм тіла тиску води «+» W складається з деякого об'єму W A "NSB" і половини об'єму фігури з площею кола діаметром d вн:

З урахуванням об'ємної ваги води у позитивна вертикальна складова сили тиску води «+»Р на внутрішню циліндричну поверхню буде виражена у вигляді:

Тоді з урахуванням всіх реальних навантажень на циліндричну поверхню, виключаючи горизонтальні складові, що врівноважують один одного, з обох сторін трубопроводу, результуюча складова сили тиску складе:

Відносно напрямів результуючої сили необхідно відзначити, що для двох перших розглянутих варіантів рішень напрямку збігаються з вертикальною віссю, що проходить через центри кіл 0 і 0", і в залежності від конкретних значень величин, що входять до формули вище, можуть бути як позитивними, так і негативними.

Окремим випадком нерівномірного розподілу тисків при забутовке міжтрубного простору є заповнення простору ЦР з одного зі сторін, малюнок вище. У цьому випадку виникає горизонтальна складова сили тиску, що впливає з одного боку трубопроводу (наприклад, лівої) і досягає максимуму в момент початку переливу ЦР на інший бік (правий) циліндричної поверхні труби. В цьому випадку горизонтальна складова результуючої сили тиску на одиничну довжину трубопроводу визначається як площа епюри на вертикальну площину (а), помножена на об'ємну вагу ЦР:

P" x = (d нар 2/2) γ цр.

Величина вертикальної складової результуючої сили тиску на трубопровід визначається за формулою:

Іншими словами, величина вертикальної складової є половиною від величини, розрахованої за формулою вище. Представлена ​​формула вище справедлива для випадку порожнього полімерного трубопроводу.

Відповідно до правил теоретичної механіки, рівнодіюча сила тиску на циліндричну поверхню трубопроводу визначається з формули:

P рав = √ (P" x 2 + P" z 2)

Для випадку заповнення полімерного трубопроводу водою в період забутування міжтрубного простору рівнодіюча сила тиску визначається за формулою:

P рав = √ (P" x 2 + (P" z + P) 2)

Необхідно зазначити, що у формулі вище величина P z бралася зі своїм знаком, тобто «+» або «-» за конкретними результатами розрахунку.

Визначивши величини рівнодіючої сили, можна визначити точку застосування та напрямок сили, тобто кут її нахилу до горизонту. Кут α визначається з трикутника сил, побудованих за катетами P"z і P"х, наприклад, через тангенс кута за формулою:

tgα = P" z / P" х

Точка докладання рівнодіючої сили тиску T d (тобто центр тиску) для криволінійних поверхонь визначається за наступним правилам: горизонтальна складова Р" х проходить через центр тяжіння епюри ABC (рисунок вище) і згідно з правилами механіки для даного випадку знаходиться на відстані z = d нар /3 вгору від площини порівняння I-I. Вертикальна складова P" z повинна проходити через центр тяжіння поперечного перерізу тіла тиску Використовуючи правила механіки, для цього випадку (об'єму півкола), розраховуємо, що точка T d повинна лежати на відстані х = 0,212 d нар зліва від площини порівняння II-II. Таким чином, координати центру тиску становитимуть: х - 0,212d нар і z = d нар /3. Для отримання вектора рівнодіючої сили тиску точки координат центру тиску T d проводиться пряма під кутом α до горизонту.

Після визначення навантажень на полімерний трубопровід повинен проводитися розрахунок міцності, сутність якого полягає в перевірці несучої здатності нового трубопроводу в період проведення забутовки за декількома критеріями, зокрема, за умовою міцності на вплив внутрішнього тиску (I); умові гранично допустимої овалізації (деформації) поперечного перерізу труби (II); умові стійкості круглої формипоперечного перерізу трубопроводу (III)

Нижче розглянуто методичні підходи до розрахунків на міцність з різними варіантами проведення будівельних робітта переліком вихідних даних для проектування.

Вихідні дані:

Діаметри: D=0,4 м; d нар = 0,32 м; dвн = 0,29 м-коду.

Об'ємні ваги: ​​γ цр = 25 ТОВ Н/м 8; γ пм = 9500 Н/м 3; γ В = 9800 Н/м 3 .

Проектний внутрішній тиск речовини, що транспортується, відповідає наведеному розрахунковому напрузі σ пр = 0,8 МПа.

Як полімерні використовуються поліетиленові труби ПНД з проектованим терміном експлуатації 50 років.

Старий чавунний трубопровід знаходиться на глибині 10 м від поверхні землі та рівень ґрунтових водскладає Р гв = 10 м вод. ст. (ОД МПа); трубопровід має численні пошкодження у вигляді розбіжності в стиках розтрубів при збереженні кістяка труби.

Перевірка несучої здатності за умовою I

Новий полімерний трубопровід, що протягується в старий і забутий, спочатку повинен мати розрахунковий опір матеріалу R* більше повного розрахункового наведеного напруги σ пр:

R* > σ ін.

Розмір R* визначається за такою формулою:

R*=k 1 R н k y k c = 2,16 МПа,

де k 1 - Коефіцієнт умов прокладки, 0,8; R н - нормативний тривалий опір матеріалу стінки труби, МПа (при експлуатації 50 років та температурі 20 ° С R н = 5 МПа); k y - Коефіцієнт умов роботи, 0,6; k c - Коефіцієнт міцності з'єднань, 0,9.

Таким чином, умова дотримується: 2,16 МПа >> 0,8 МПа.

Перевірка несучої здатності за умовою II

Відносна деформація вертикального діаметра трубопроводу (Е, %) не повинна перевищувати гранично допустимої величини овалізації поперечного перерізу, яка для поліетиленових трубприймається рівною 5%.

Розмір Е визначається за такою формулою;

E = 100ςP пр θ / 4P л d нар ≤ [E]

де - коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження і опорної реакції основи, = 1,3; Р пр - розрахункова зовнішня наведена навантаження, Н/м, що визначається відповідно за формулами вище, для різних варіантівзабутування, а також відсутності або наявності води в поліетиленовому трубопроводі; Р л - параметр, що характеризує жорсткість трубопроводу, Н/м2:

де k e - Коефіцієнт, що враховує вплив температури на деформаційні властивості матеріалу трубопроводу, k e = 0,8; Е 0 - модуль повзучості матеріалу труби при розтягуванні, МПа (при експлуатації 50 років та напрузі в стінці труби 5 МПа Е 0 = 100 МПа); θ - коефіцієнт, що враховує спільну дію відсічі основи та внутрішнього тиску:

де Егр - модуль деформації засипки (забутовки), що приймається в залежності від ступеня ущільнення (для ЦР 0,5 МПа); Р — внутрішній тиск речовини, що транспортується, Р< 0,8 МПа.

Послідовно підставляючи вихідні дані в основні формули вище, а також проміжні отримуємо наступні результати розрахунку:

Аналізуючи отримані результати розрахунків для даного випадку, можна відзначити, що для зменшення величини Р пр необхідно прагнути до зниження до нуля величини Р" z + Р, тобто рівності по абсолютної величинизначень Р" z та Р. Цього можна досягти зміною ступеня наповнення водою поліетиленового трубопроводу. Наприклад, при наповненні рівному 0,95, позитивна вертикальна складова сили тиску води Р на внутрішню циліндричну поверхню складе 694,37 Н/м при Р" z = -690,8 Н/м, Таким чином, регулюючи наповнення, можна досягти рівності даних величин.

Підсумовуючи результатів перевірки несучої здатності за умовою II всім варіантів, слід зазначити, що гранично допустимих деформацій в поліетиленовому трубопроводі немає.

Перевірка здатності, що несе, за умовою III

Першим етапом розрахунку є визначення критичної величини зовнішнього рівномірного радіального тиску Р кр МПа, яке труба здатна витримати без втрати стійкої форми поперечного перерізу. За величину Р кр приймається менше значення, обчислених за формулами:

Р кр = 2√0,125P л E гр = 0,2104 МПа;

Р кр = P л +0,14285 = 0,2485 МПа.

Відповідно до розрахунків за формулами вище приймається менше значення Р кр = 0,2104 МПа.

Наступним етапом є перевірка умови:

де k 2 - Коефіцієнт умов роботи трубопроводу на стійкість, що приймається рівним 0,6; Р вак - Величина можливого вакууму на ремонтній ділянці трубопроводу, МПа; Р гв - Зовнішній тиск ґрунтових вод над верхом трубопроводу, за умовою задачі Р гв = 0,1 МПа.

Подальший розрахунок ведеться за аналогією з умовою II на кілька випадків:

• для випадку рівномірного забутування міжтрубного простору за відсутності води в поліетиленовому трубопроводі:

таким чином, умова виконується: 0,2104 МПа>>0,1739 МПа;

• те ж за наявності наповнювача (води) у поліетиленовому трубопроводі:

таким чином, умова виконується: 0,2104 МПа >>0,17 МПа;

• для випадку нерівномірного забутування міжтрубного простору за відсутності води в поліетиленовому трубопроводі:

таким чином, умова виконується: 0,2104 МПа >>0,1743 МПа;

• те ж за наявності води в поліетиленовому трубопроводі:

таким чином, умова виконується: 0,2104 МПа >>0,1733 МПа.

Перевірка несучої здатності за умовою III показала, що стійкість круглої форми поперечного перерізу поліетиленового трубопроводу дотримується.

Як загальні висновки необхідно відзначити, що виконання будівельних робіт із забутовки міжтрубного простору для відповідних вихідних параметрів проектування не позначиться на несучій здатності нового поліетиленового трубопроводу. Навіть в екстремальних умовах (при нерівномірній забутовці та високому рівніґрунтових вод) забутовка не призведе до небажаних явищ, пов'язаних з деформацією або іншими пошкодженнями трубопроводу.

Транспортний засіб для доставки навивальної машини та приладдя

Навивальна машина (транспортування вантажним автомобілем)

Гідравлічний агрегат для навивальної машини (транспортування вантажним автомобілем)

Генератор (транспортування вантажним автомобілем)

Колісний навантажувач вилковий

Інструмент:

Болгарка

Стамеска, долото, зубило

Забутувальний матеріал (фірмовий продукт Blitzd?mmer®)

Розріджувач (елюент) та пороутворююча добавка

2. Підготовка будмайданчика

Підготовка будівельного майданчика має на увазі під собою заходи щодо забезпечення безпеки дорожнього руху, забезпечення майданчиків для верстатів та складу для обладнання та матеріалів, а також підведення водопостачання та електроенергії.

Регулювання потоку

В ході процесу навивки в залежності від конкретної ситуаціїможна відмовитися від вживання заходів безпеки у разі заповнення колектора, що санується, водою до 40%.

Невеликий потік може бути використаний надалі для кращого руху труби в процесі навивки і для фіксації труби під час забутування.

Очищення колектора

Очищення колектора під час використання методу навивки здійснюється, як правило, за допомогою промивання під високим тиском.

До підготовчим роботамдля релайнінгу відноситься також усунення перешкод, таких як затверділих відкладень, інших комунікацій, піску і т.д. Їх усунення здійснюється за необхідності вручну за допомогою фрези, кувалди та зубила.

Врізання інших комунікацій

Гілки каналів, що впадають у колектор, що підлягає санації, необхідно заглушити перед початком відновлення.

Контроль якості та кількості матеріалів та обладнання

При доставці на будмайданчик необхідних матеріалівта обладнання здійснюється перевірка їх комплектності та якості. При цьому, наприклад, профіль перевіряється на відповідність даним згідно з сертифікатом якості для свого маркування, достатню довжину, а також можливі пошкодження, що виникли в результаті транспортування; фірмовий забутувальний матеріал Blitzd?mmer® у свою чергу перевіряється на достатню кількість та належні умови зберігання.

Перед монтажем навивальної машини може знадобитися часткове або повне видалення основи камери, щоб забезпечити співвісність між машиною і колектором, що санується. Видалення здійснюється, як правило, розтином основи камери за допомогою перфоратора або вручну за допомогою кувалди та зубила.

Навивка труби може здійснюватися як за течією потоку, так і проти течії залежно від розмірів камери колодязя та можливостей доступу до неї.

У нашому випадку навивка труби здійснюється проти течії, оскільки камера колодязя в нижчій точці має великі розмірищо значно полегшує процес монтажу навивальної машини.

3. Монтаж навивальної машини

Доставка навивальної машини

Використана в нашому прикладі навивальна машина з гідроприводом призначена для футерування трубопроводів з діаметром від 500 DN до 1500. Залежно від діаметра трубопроводу, в який навивається нова труба, використовуються коробки навивки різного діаметру.

Спочатку навивальна машина, розібрана на складові компоненти, доставляється до стартового колодязя. Вона складається зі стрічкопротяжного механізму та навивочного короба.

Опускання частин машини в шахту та монтаж навивальної машини

Складові навивочного короба опускаються вручну в стартову шахту і там монтуються.

Для діаметрів до 400 DN машина може опускатися у шахту у зібраному вигляді.

Перед опусканням стрічкопротяжного механізму з гідроприводом у стартову шахту необхідно зняти транспортувальні лапи стрічкопротяжного механізму.

Стрічка протяжний механізм з гідроприводом монтується на навивочний короб безпосередньо в стартовій шахті. При цьому приймальна частина навивальної машини повинна перебувати нижче рівня горловини колодязя для забезпечення безперешкодної подачі профілю в механізм протягування стрічки.

Монтажні роботи завершуються підключенням гідроприводу навивальної машини до гідравлічного агрегату, розташованого біля стартової шахти.

Потім необхідно перевірити співвісність навивальної машини і колектора, що санується, в іншому випадку в процесі навивки труба, що навивається, може зупинитися об стінки колектора або відчувати сильний опір з їх боку, що може негативно позначитися на довжині ділянки, що санується.

4. Підготовка профілю

Розмотування та нарізка профілю

Для того щоб перший виток труби, що навивається, знаходився під правильним кутомдо осі труби необхідно нарізати профіль за допомогою «болгарки» відповідно до діаметра труби. Для цього необхідно розмотати частину профілю зі котушки, розташованої на станині.

Подання профілю

Нарізаний профіль подається за допомогою направляючого ролика, закріпленого на стрілі маніпулятора або іншому пристрої, в стартову шахту.

Перший виток

Профіль подається в стрічкопротяжний механізм, проходить по внутрішній стороні навивочного короба (стежити за тим, щоб профіль потрапляв у пази на роликах; при необхідності поправити профіль вручну) і потім з'єднується між собою за допомогою так званого замка-заскочки (втрати в діаметрі за рахунок товщини профілю близько 1-2 см).

Профіль в наявності

Діапазон діаметрів від DN200 до DN1500.

5. Процес навивки

Невеликий потік піднімає трубу, що навивається, і зменшує тертя про нижню частинусанованого колектора.

Профіль, що утворює трубу, поступово подається з коробки навивки. обертальними рухамиу напрямку санованого колектора. При цьому необхідно стежити за тим, щоб труба, що навивається, не піддавалася сильному тертю об стінки старого каналу і не чіплялася за стики, врізки і т.д.

Подання клею.

Довгострокова водонепроникність труби, що навивається, досягається за рахунок подачі спеціального ПВХ-клею в замки-заскочки окремих витків профілю.

Технології замикання замків.

Клей подається в паз на одній стороні профілю, після чого відразу відбувається защіпка замка з іншого боку профілю і таким чином виникає надійне зчеплення обох частин замка-заскочки. Цей видз'єднання отримав також назву методу «холодного зварювання».

6. Забутовка/Перекриття міжтрубного простору розчином

Демонтаж машини та припасування труби.

Згідно з метражем, нанесеним на зворотній стороніпрофілю, можна розрахувати довжину навитої труби. Після навивки труби необхідної довжинислід перевірити, чи збігається відстань від кінця труби до приймального колодязя з довжиною труби, що виступає зі стартового колодязя.

Якщо вони збігаються, то навита труба обрізається в стартовому колодязі за допомогою «болгарки».

Навита труба, що підтримується потоком у колекторі, легко засувається двома робітниками зі стартового колодязя у бік приймального колодязя, так що краї труби точно збігаються з краями обох колодязів.

Дані дії дозволяють заощадити матеріал, так довжина навитої труби точно відповідає довжині санованого колектора з урахуванням частини труби, що виступає в стартовий колодязь і пізніше засувається в колектор.

Потім навивальна машина знову демонтується на окремі частини та витягується зі стартового колодязя.

Перекриття міжтрубного простору

Перекриття міжтрубного простору між старою трубоюі навитою трубою досягається за допомогою внутрішнього цементування цементним сульфатсодержащим розчином простору близько 20 см від краю колодязя. Залежно від рівня підземних воді діаметра труби може виникнути необхідність у більшій кількості патрубків для затоки розчину та випуску повітря.

Перекриття міжтрубного простору в вищій точці.

Спочатку проводиться перекриття міжтрубного простору у вищій точці (у даному випадку– це приймальний колодязь). Після заглушки міжтрубного простору та вставки патрубків для випуску повітря в основу та вершину цементного перекриття стічний потік тимчасово блокується (регулювання потоку), таким чином, роботи в камері колодязя можуть проводитися без впливу стічних вод. Стічна вода, Що ще знаходиться в міжтрубному просторі, стікає в напрямку нижчої точки, таким чином, міжтрубний простір спорожняється і готове до заливання цементним розчином. Після завершення робіт з перекриття міжтрубного простору стічна вода пускається по навитій трубі колектора, що санується.

Підвищення рівня води в навитій трубі.

У ході даного процесу також здійснюється регулювання стічного потоку, в ході якого навита труба закривається за допомогою так званого міхура з наскрізною профільованою трубою і трубою для регулювання рівня води в навитій трубі. Таким чином, здійснюється підвищення рівня води в навитій трубі і фіксація труби на підошві старого каналу в ході процесу двофазного заповнення міжтрубного простору. Тим самим гарантується збереження кута нахилу та виключається можливість перегину.

Перекриття міжтрубного простору в нижчій точці

Потім здійснюється перекриття міжтрубного простору в нижчій точці (у нашому випадку це стартова криниця).

За необхідності в склепіння перекриття монтуються труби для затоки розчину, а патрубки для відведення повітря у склепіння та підошву перекриття. Труба, інтегрована в міхур, має профільне зовнішнє покриття та не забезпечує повну герметичність, що дозволяє витікати певній кількості стічної води. За допомогою труби для визначення рівня води завжди можна контролювати рівень стічних вод у навитій трубі.
Перший етап забутування.

У нашому випадку забутування міжтрубного простору здійснюється з нижчої точки у два етапи. Для цього біля краю колодязя встановлюється резервуар для замісу забутувального матеріалу, до якого приєднується шланг для подачі розчину. Замішування фірмового забутувального матеріалу марки Blitzd?mmer здійснюється згідно з рекомендаціями виробника у спеціальних резервуарах різних обсягів.

Далі відкривається вентиль резервуара-міксера, розчин Blitzd?mmer без надання зовнішнього тиску вільно вливається в міжтрубний простір між старим каналом і новою навитою трубою. Стічна вода, що заповнила навиту трубу, перешкоджає її спливанню.

Процес замішування та подачі розчину триває доти, доки розчин не почне витікати з патрубка для відведення повітря, вмонтованого в підошву перекриття в нижчій точці.

Порівнюючи кількість використаного забутувального розчину з розрахунковою кількістю, можна перевірити, чи залишається розчин у міжтрубному просторі або йде в грунт через свищі в старому каналі. Якщо витрачена кількість розчину збігається з розрахунковим, процес забутовки продовжується, поки розчин не почне витікати з патрубка для відведення повітря, вмонтованого в склепіння перекриття нижчою точкою. Перший етап забутування вважається завершеним.

Другий етап забутування.

Затвердіння забутувального матеріалу триває 4 години, при цьому відбувається незначне осадження розчину в міжтрубному просторі. Після затвердіння розчину починається замішування забутувального матеріалу Blitzd?mmer для другої фази забутовки. Процес заповнення міжтрубного простору можна вважати завершеним, коли розчин починає витікати з патрубка відведення повітря, вмонтованого у склепіння перекриття у вищій точці.

Для контролю якості береться проба забутувального розчину, що з патрубка для відведення повітря в приймальному колодязі.

Потім здійснюється демонтаж патрубків для затоки розчину і патрубків, що відводять повітря в стартовому і приймальному колодязях. Наскрізні отвори в перекриття цементуються.

7. Заключні роботи

Відновлення підошви.

Частково зламана підошва камери колодязя відновлюється.

Роботи з інтеграції врізок у новий каналздійснюються роботом.

Контроль якості

Для контролю якості робіт із відновлення трубопроводу проводиться інспекція самого трубопроводу, а також випробування на герметичність згідно з DIN EN 1610.

Винахід відноситься до будівництва трубопроводів Спосіб призначений для усунення температурних напруг у трубопроводах типу «труба в трубі» в робочому герметичному стані внутрішнього трубопроводу (за відсутності надлишкового тиску міжтрубному просторі) без установки спеціальних компенсаторів всередині. Спосіб полягає в розміщенні в міжтрубному просторі вузлів ущільнювачів, виконаних у вигляді щільно навитих один до одного спіральних рукавів. Рукави виконують з еластичного непроникного для повітря матеріалу, намотують їх з невеликим зазором по кінцях трубопроводу типу «труба в трубі» внутрішній трубопровіду вигляді двох спіралей, кожна довжиною не менше внутрішнього діаметра трубопроводу. Заводять спіралі в міжтрубний простір, заповнюють рукави повітрям, кінці міжтрубного простору закривають кільцевими жорстко пов'язаними із зовнішнім трубопроводом заглушками, що забезпечують вільне переміщення зовнішнього та внутрішнього трубопроводів один щодо одного за відсутності надлишкового тиску міжтрубному просторі. Технічний результат винаходу - підвищення надійності захисту довкілля. 2 з.п. ф-ли.

Винахід відноситься до будівництва трубопроводів, переважно підводних переходів, і призначене для усунення температурних напруг у трубопроводах типу «труба в трубі» в робочому стані без установки всередині спеціальних компенсаторів і запобігання потраплянню рідких вуглеводнів, що перекачуються по внутрішньому трубопроводу, в навколишнє середовище у разі порушення .

Відомо спорудження трубопроводів типу «труба в трубі», при якому міжтрубний простір герметизують шляхом заповнення спіральних, нещільно навитих назустріч один одному по всій довжині внутрішнього трубопроводу рукавів цементним розчином, що твердне. Температурні напруги у внутрішньому трубопроводі гасять шляхом улаштування спеціальних компенсаторів у вигляді спірально навитих назустріч один до одного замкнутих металевих порожнин (А.С. СРСР № 1460512, кл. F16L 1/04, 1989).

Недоліком герметизації міжтрубного простору в цьому випадку є обов'язкова установка компенсаторів температурних напруг усередині трубопроводу типу труба в трубі, що істотно ускладнює і здорожує всю відому конструкцію трубопроводу типу труба в трубі.

Найближчим по суті технічним рішеннямє герметизація порожнини трубопроводів, при якій ущільнювачі виконують у вигляді щільно навитих по спіралі рукавів, заповнюють рукави наповнювачами, що не стискаються (патент РФ, № 2025634, Кл. F16L 55/12, 1994).

В цьому випадку не забезпечується повна герметизація простору при досить великому надлишковому тиску перед ущільнювачем. Такий тиск може бути перед ущільнювачем рукава, якщо його встановити в міжтрубному просторі. При пошкодженні (порушенні герметичності) внутрішнього трубопроводу системи «труба в трубі» рідина, що забруднює, може просочитися по спіральних зазорах між щільно навитими недеформованими під тиском круглими в поперечному перерізі рукавами з несжимаемим наповнювачем і потрапити в навколишнє середовище. Така герметизація порожнини трубопроводу має обмежену сферу застосування і може бути використана тільки при тиску перед рукавним ущільнювачем, близьким до атмосферного, тобто. тільки під час проведення ремонтних робітз усунення (вирізування) пошкоджених ділянок звичайних (не «труба в трубі») трубопроводів.

Мета винаходу - надійний захистнавколишнього середовища від розливів рідких вуглеводнів при порушенні герметичності внутрішнього трубопроводу системи «труба в трубі» та забезпечення компенсації температурних напруг у внутрішньому трубопроводі в робочому стані (без порушення його герметичності) за рахунок вільного осьового переміщення внутрішнього трубопроводу щодо зовнішнього у справному стані системи «труба в трубі».

Надійний захист навколишнього середовища досягається за рахунок того, що герметизацію міжтрубного простору виконують шляхом установки міжтрубний простір щільно навитих у вигляді спіралі рукавів з еластичного непроникного для повітря матеріалу, які заповнюють наповнювачем (повітрям). При порушенні герметичності внутрішнього трубопроводу надлишковий тиск у міжтрубному просторі підвищується, здавлює та щільно притискає спірально навиті рукави з повітрям до стінок зовнішнього та внутрішнього трубопроводів, забезпечуючи таким чином повну герметичність міжтрубного простору.

Забезпечення компенсації температурної напруги внутрішнього трубопроводу в робочому стані (за відсутності надлишкового тиску в міжтрубному просторі) досягається за рахунок того, що повітря в спірально навиті рукави подають під низьким тиском, близьким до атмосферного, при якому практично відсутні сили тертя між рукавами і стінками внутрішнього трубопроводу , що перешкоджають відносному поздовжньому переміщенню зовнішнього та внутрішнього трубопроводів у справному стані.

Спосіб реалізується в такий спосіб. Рукави виконують з еластичного непроникного для повітря матеріалу, намотують їх з невеликим зазором по кінцях трубопроводу «труба в трубі» на внутрішній трубопровід у вигляді двох спіралів кожна довжиною не менше внутрішнього діаметра трубопроводу, заводять спіралі в міжтрубний простір, заповнюють рукави повітрям, кінці міжтрубного закривають кільцевими жорстко пов'язаними із зовнішнім трубопроводом заглушкам, що забезпечують вільне переміщення зовнішнього та внутрішнього трубопроводів один щодо одного за відсутності надлишкового тиску в міжтрубному просторі. Для виключення температурних напруг у трубопроводі типу «труба в трубі» непроникні рукави, намотані у вигляді щільної спіралі на внутрішній трубопровід, заповнюють повітрям при тиску, що забезпечує вільне переміщення трубопроводів один щодо одного за відсутності надлишкового тиску міжтрубному просторі.

Для виключення мимовільного розмотування спіралей при заведенні в міжтрубний простір кінці спіралей з'єднують гнучким зв'язком або обмежують їх кінці кільцевими втулками.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб герметизації міжтрубного простору трубопроводів типу «труба в трубі», що включає розміщення в трубопроводах ущільнювальних вузлів, виконаних у вигляді щільно навитих один до одного спіральних рукавів з наповнювачами, який відрізняється тим, що рукави виконують з еластичного непроникного для повітря матеріалу, намотують їх з невеликим зазором по кінцях трубопроводу типу «труба в трубі» на внутрішній трубопровід у вигляді двох спіралей кожна довжиною не менше внутрішнього діаметра трубопроводу, заводять спіралі в міжтрубний простір, заповнюють рукави повітрям, кінці міжтрубного простору закривають кільцевими жорстко пов'язаними із зовнішнім трубопроводом переміщення зовнішнього та внутрішнього трубопроводів щодо один одного за відсутності надлишкового тиску в міжтрубному просторі.

2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що для виключення температурних напруг у трубопроводі типу «труба в трубі» непроникні рукави, намотані у вигляді щільних спіралей на внутрішній трубопровід, заповнюють повітрям при тиску, що забезпечує вільне переміщення трубопроводів відносно один одного за відсутності надлишкового тиску у міжтрубному просторі.

3. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що для виключення мимовільного розмотування спіралей при закладенні їх в міжтрубний простір кінці спіралей з'єднують гнучким зв'язком або обмежують кінці кільцевими втулками.

Після буріння свердловини в пухких піщаних ґрунтахнастає етап, спрямований зміцнення труб обсадної колони. Заодно слід захистити ствол від пошкодження, агресивного впливу ґрунтових вод, корозії та інших негативних явищ. Йдеться про такий процес, як цементування свердловин.

Виконати роботу із цементування самостійно досить складно, але можливо за наявності знань про технології проведення заходу. Ми розповімо вам про те, навіщо потрібно проводити цементування та на що потрібно звернути увагу під час виконання робіт. Для наочності, матеріал містить тематичні фотота відеоролики.

Цементування свердловини – процес, який слідує відразу після закінчення. Процедура цементування полягає в тому, що в затрубне або міжтрубне (якщо обсадна труба вміщена в свою чергу в поліетиленову ширшу трубу) вводиться цементний розчин, який згодом твердне, утворюючи монолітний стовбур свердловини.

Цементний розчину разі називається “тампонажный”, а сам процес “тампонуванням”. Складний інженерний процес, що називається технологією цементування свердловин, потребує певних знань та спеціального обладнання.

У більшості випадків джерела води можна тампонувати своїми руками, що коштує набагато дешевше, ніж залучення фахівців.

Цементування свердловин – комплекс заходів, спрямований на зміцнення затрубного простору та обсадної колони від руйнівного бічного тиску. гірських порідта впливу ґрунтових вод

Правильно проведене тампонування свердловин на воду сприяє:

• забезпечення міцності конструкції свердловини;
• захист свердловини від ґрунтових та верхових вод;
• зміцненню обсадної трубита захисту її від корозії;
• підвищення терміну експлуатації вододжерела;
• усунення великих пір, порожнин, зазорів, через які у водоносний горизонт можуть потрапити небажані частки;
• витіснення бурового розчину цементним, якщо перший використовувався при бурінні.

Від того, наскільки грамотно здійснено цементування, залежатиме якість води, що видобувається і експлуатаційні характеристикисвердловини. Також цементування проводиться для свердловин, що ліквідуються, які більше не будуть більше експлуатуватися.

Галерея зображень

Спосіб ремонту водопропускної труби під насипом

Автор: Вилегжанин Андрій Анатолійович

Винахід відноситься до області ремонту і, зокрема, до способів ремонту водопропускних труб. Метою винаходу є зниження трудомісткості заповнення розчином бетону простору між дефектною трубоюі новою трубою. Спосіб ремонту водопропускної труби під насипом включає тимчасове відведення водотоку, встановлення у внутрішній обрис дефектної труби із зазором нової труби. Труба оснащена контрольними трубками, що виступають через стельове перекриття труби міжтрубний простір з певним кроком. Заповнення бетонним розчиномміжтрубного простору та його контроль здійснюють через контрольні трубки з послідовним їх заглушенням. Заповнення міжтрубного простору бетоном здійснюють за допомогою гнучкого шланга, розміщеного в напрямних, встановлених з зовнішньої сторонизверху нової труби у міжтрубному просторі з переміщенням його назовні та видаленням у міру заповнення міжтрубного простору бетоном. Кожна секція нової труби утворена з кількох кілець, наприклад трьох, виконаних з металевого листового матеріалу, переважно гофрованого. 2 з.п. ф-ли, 6 іл.

Відомий традиційний траншейний спосібукладання та заміни водопропускних труб під земляними насипами (Стр-во мостів і труб. За ред. В.С.Кириллова. М.: Транспорт, 1975 р., с.527, рис.ХУ. 14, ХУ 15. Нестача способу полягає у тому, що для укладання водопропускної труби необхідно рити відкриту траншею.

Відомий спосіб реконструкції балкового мостуіз заміною його на одну або дві водопропускні труби (Зміст та реконструкція мостів. За ред. В.О.Осипова. М.: Транспорт, 1986 р., с.311, 312, рис.Х 14, Х 15, Х 16) . Такий спосіб повторює недоліки попереднього аналога, оскільки передбачає розбирання верхньої будови колії.

Відомий «Спосіб заміни водопропускної труби», наведений в описі до патенту UA 2183230. Спосіб передбачає прокладання зимовий частунелю поруч із дефектною трубою, витримку його до промерзання стінок, зведення кріплення, виконання вертикального отвору в дорожньому полотнідля заливки бетону, укладання нової труби в тунель, заливання бетону в простір між трубою та тунелем через вертикальний отвір. Після завершення робіт стару тубу заглушають. Однак спосіб передбачає можливість його реалізації лише у зимовий час.

Відомий патент RU 2265692 "Спосіб ремонту водопропускної труби під насипом". Спосіб включає тимчасове відведення водотоку, зведення тимчасової опори з верхньою плитою всередині дефектної труби в місці її дефекту та її фіксації та встановлення частин нової труби в дефектну трубу з двох її протилежних сторін до упору торців зустрічних частин нової труби один в одного. Для цього в обох частинах виконують звільнення під стійку тимчасової опори, потім об'єднання торців зустрічних частин нової труби між собою і з тимчасовою опорою, заповнюють бетонним розчином порожнини між дефектною і новою трубами і видаляють тимчасову опору. Однак у способі не розкрито те, яким чином виконується заповнення бетоном простору між дефектною та новою трубами.

Найбільш близьким за технічною сутністю до заявляється способу є "Спосіб ремонту водопропускної труби під насипом", наведений в описі до патенту RU 2341612.

Спосіб передбачає тимчасове відведення водотоку, встановлення секцій нової труби у внутрішній обрис дефектної труби із зазором та заповнення бетонним розчином міжтрубного простору.

У стельове перекриття секцій монтують з певним кроком контрольні трубки, що виступають у міжтрубний простір, роблять початкове заповнення бетоном міжтрубного простору через вікна, розташовані у верхній частині бічних стінок секції, до нижнього рівня вікон і заглушають вікна, виконують заповнення через стельову частину. трубку до виходу бетону в другій трубці, заглушають першу трубку і подають бетон через другу трубку до виходу його в наступній трубці та здійснюють послідовні аналогічні операції на всіх секціях.

Недолік способу полягає в порівняно високій трудомісткості, так як необхідно спочатку виконати бічні вікна для першого заповнення бетоном через них міжтрубного простору, а потім заглушити їх і далі проводити послідовне заповнення бетоном через труби стель.

Метою винаходу є зниження трудомісткості заповнення розчином бетону простору між дефектною та новою трубами.

Поставлена ​​мета досягається за рахунок того, що в способі ремонту водопропускної труби під насипом, що включає тимчасове відведення водотоку, установку у внутрішній контур дефектної труби з зазором нової труби, забезпеченої контрольними трубками, що виступають через стельове перекриття труби в міжтрубний простір з певним кроком розчином міжтрубного простору та його контроль через контрольні трубки з послідовним їх заглушенням, згідно винаходу заповнення міжтрубного простору бетоном здійснюють за допомогою гнучкого шлангу, розміщеного в міжтрубному просторі з переміщенням його назовні та видаленням у міру заповнення міжтрубного простору бетоном.

Нову трубу утворюють з декількох секцій, виконаних з листового металевого матеріалу, переважно гофрованого.

З зовнішнього боку вгорі нової труби встановлюють вертикальні напрямні у вигляді щитків для розміщення та пересування в них гнучкого шланга в міжтрубному просторі, причому вертикальні напрямні виконують з певним кроком.

Заповнення бетонним розчином міжтрубного простору здійснюють з одного кінця труби одним гнучким шлангом у напрямку іншого кінця труби або двома гнучкими шлангами зустрічно з двох кінців труби

Зазор між дефектною та новою трубами для заповнення бетоном міжтрубного простору встановлюють не менше 100 мм.

Крок між сусідніми трубками для контролю заповнення бетоном міжтрубного простору встановлюють залежно від габаритів водопропускної труби, що ремонтується, при цьому на кожній секції або через одну повинно бути не менше однієї трубки.

Висоту виступу трубок в міжтрубному просторі встановлюють з утворенням зазору між торцем трубки і стелею дефектної труби не більше 40 мм, при цьому на кожну контрольну трубку внутрішньої сторони стельового перекриттявстановлюють заглушку після виходу з неї розчину бетону.

Сутність винаходу пояснюється кресленнями, на яких зображено:

Фіг.1 - поздовжній переріз дефектної водопропускної труби до ремонту;

Фіг.2 - поперечний перерізводопропускної труби до ремонту (збільшено);

Фіг.3 - поздовжній переріз дефектної водопропускної труби на початку заповнення міжтрубного простору бетоном;

Фіг.4 - поздовжній переріз дефектної водопропускної труби наприкінці заповнення міжтрубного простору бетоном;

Фіг.5 - поперечний переріз водопропускної труби із встановленим шлангом (збільшено);

Фіг.6 - поперечний переріз водопропускної труби після ремонту (збільшено).

Спосіб ремонту водопропускної труби 1, що має дефекти 2, розташованої під насипом 3, включає тимчасове відведення водотоку, установку секцій 4 нової труби у внутрішній обрис дефектної труби 1 і заповнення бетонним розчином 5 міжтрубного простору 6. Для заповнення міжтрубного простору бетоном зазором Н між дефектною трубою 1 та секціями 4 нової труби величиною не менше 100 мм.

Секції нової труби виготовляють із листового металевого матеріалу, переважно гофрованого.

З зовнішнього боку вгорі секцій 4 нової труби встановлюють вертикальні напрямні 7 у вигляді щитків для розміщення та пересування в них гнучкого шланга 8 міжтрубному просторі 6, причому вертикальні напрямні виконані з певним кроком.

Крім того, в кожну секцію 4, або через одну, або через дві, в залежності від довжини труби, що відновлюється, попередньо встановлюють контрольні трубки 9, що виступають в міжтрубний простір 6. Трубки 9 встановлюють з утворенням зазору між торцем трубки і стелею дефектної труби 1 не більше 40 мм, при цьому кожна трубка 9 з внутрішньої сторони перекриття стель виконана з можливістю установки на неї заглушки 10.

Установку нової труби в дефектну проводять повністю шляхом попередньої складання секцій 4 в трубу і протягування її у внутрішнє обрис дефектної труби 1 або послідовною подачею секцій 4 всередину дефектної труби 1 і з'єднання там секцій 4 між собою в єдину трубу.

Протягування гнучкого шланга 9 міжтрубний простір 6 здійснюють після розміщення і складання секцій 4 в порожнині дефектної труби 1 або одночасно з подачею секцій 4 в порожнину дефектної труби 1, при цьому напрямні щитки 7 забезпечують орієнтацію гнучкого шланга 8 в міжтрубному проміжку.

Крім того, при великих довжинахдефектної труби 1 можливо зустрічне протягування двох гнучких шлангів 8 здійснювати з двох сторін труби (не показано).

Після розміщення секцій 4 у внутрішній порожнині дефектної труби 1 заглушують тампонами міжтрубний простір з відкритих кінців труби 1 (не показано).

Заповнення бетонним розчином міжтрубного 5 простору 6 здійснюють одним гнучким шлангом 8 з переміщенням його в напрямку від одного до іншого кінця труби до повного його видалення, або двома гнучкими шлангами 8 зустрічно з двох кінців труби.

Контроль заповнення міжтрубного простору 6 здійснюють по виходу розчину 5 бетону з чергової контрольної трубки 9. Після чого трубку заглушують заглушкою 10, а шланг 8 просувають назовні і здійснюють подальше заповнення розчином 5 бетону міжтрубного простору 6 до виходу розчину 5 наступної контрольної трубки трубку 9 заглушкою 10 і повторюють цикл.

Досягнутий технічний результат полягає в тому, що запропонований спосіб дозволяє знизити трудомісткість заповнення розчином бетону простору між дефектною та новою трубами, одночасно забезпечуючи надійний контроль повного заповнення міжтрубного простору.

Спосіб успішно пройшов перевірку на ремонт автомобільних доріг.