ТЕХНОЛОГИЯ ТОЧЕЧНОГО (МЕСТНОГО) ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СМОЛ, ВСТАВОК, БАНДАЖЕЙ

Для местного ремонта трубопроводов применяется множество интересных и по-своему оригинальных способов. Ниже приведены некоторые технологии местного ремонта, наиболее распространенные в практике бестраншейного восстановления водопроводных и водоотводящих сетей.

Фирмой «Raven Lining System» (США) разработана технология нанесения в качестве облицовки внутренней поверхности труб эпоксидных смол с добавлением к ним заполнителя, например стекловолокна. Толщина защитной облицовки в месте повреждения трубы может достигать 0,5—7,5 мм (за один проход).

Английская фирма «Steve Vick International», специализирующаяся по устранению утечек в трубопроводах, применяет технологию локального ремонта «Foam Bag», по которой защитной оболочкой служит пена на основе смолы. Технологию можно использовать также на вертикальных трубопроводах, сужающихся участках и на трубах нестандартных размеров.

Французской фирмой «Егсапа» для кольматации (заделки) щелей в стенках трубопроводов и в местах их стыковки используются различные растворы и мастики (например, акриловая смола, полиуретановая мастика и др.). В состав смолы могут входить волокнистые добавки на основе стекла. Введение раствора в щели осуществляется специальными устройствами, а процесс контролируется телевизионными установками (рис. 18.1).

Для точечного ремонта стальных труб и их долгосрочной антикоррозионной защиты можно применять способ холодного оцинковывания, который реализуется посредством нанесения на внутреннюю поверхность трубопровода цинкового состава, производимого бельгийской компанией «Zinga Metall». Покрытие Zinga обеспечивает сочетание активной (катодной) защиты стали от коррозии, как при горячей оцинковке, и пассивной

Рис. 18.1. Точечный ремонт раструбного соединения с использованием акриловой смолы:

• 1 - направляющий ролик; 2 - лебедка; 3 - трос; 4 - автомобиль со вспомогательным оборудованием; 5 - шланг подачи смолы; 6 - самоходное устройство с насосом для нагнетания смолы; 7 - затвердевшая смола;
• 8 - поврежденный участок сети; 9 - телевизионная камера
• (барьерной), как у лучших цинкосодержащих красок. Покрытие тонкопленочное, с высокой чистотой (около 99,95%) используемой цинковой пудры и с малыми размерами частиц цинка (3—5 мкм), что отличает Zinga от красок вообще и от цинкосодержащих красок в частности. Толщина наносимого цинкового покрытия на трубопроводе может варьировать от 30—40 до 120—150 мкм и более. При многократном нанесении и независимо от времени нанесения на трубопровод цинковые слои образуют единое защитное покрытие, что позволяет увеличивать срок службы трубопровода в диапазоне pH транспортируемой воды 5—10.

В подземных трубопроводах малого диаметра покрытие Z/>?gtf наносится обычным распылением при широком диапазоне температур (от —20 до +60°С) и высокой влажности. Перед нанесением покрытия производится специальная подготовка внутренней поверхности стальной трубы для обеспечения непосредственного электрохимического взаимодействия металлов. Кроме того, должна быть обеспечена шероховатость внутренней поверхности 15 мкм для хорошего сцепления покрытия со сталью. Пуск трубопровода в эксплуатацию может производиться через 48 часов после нанесения покрытия.

Для точечного ремонта ООО «Комстек» совместно с ОАО НПО «Стеклопластик» разработана эластичная рукавная заготовка в виде трубчатого вкладыша слоистой структуры соответствующего диаметра. Заготовка вводится в ремонтный участок трубопровода к месту локального повреждения с помощью пакера и после операции отверждения связующего жестко закрепляется на внутренней поверхности трубопровода, образуя монолитное и герметичное ремонтное покрытие.

Специалистами канадской фирмы «Link-Pipe» разработан метод устранения местных повреждений водоотводящих сетей «Grouting sleeve», где в качестве основного элемента используется двухслойная ремонтная гильза цилиндрической формы (рис. 18.2). Внутренний слой гильзы выполняется из листовой нержавеющей стали, наружный — из листового полиуретана, который перед спуском гильзы в трубопровод промазывается клеевым составом на полиуретановой основе. Применяемые клеевые растворы обладают способностью к расширению в 3—7 раз в течение 18—20 минут, заполняя поры в прилегающей зоне и быстро затвердевая. Количество клея строго дозируется в зависимости от диаметра и длины гильзы.

Основные технологические операции по установке гильз «Grouting sleeve» представлены на рис. 18.3.

При монтаже ремонтные гильзы устанавливают на специальный пневмоцилиндр со съемными колесами и вводят через люк колодца в трубопровод. С помощью обычных лебедок пневмоцилиндр с

Рис. 18.2. Вырез прямолинейного ремонтного участка трубопровода с установленной в нем ремонтной гильзой на транспортном модуле

• а)
• б)
• в)

Рис. 18.3. Установка шарнирной тонкостенной облицовки «Grouting sleeve»

для трубопроводов диаметром 600-2800 мм: а - ввод сложенной гильзы в трубопровод; б - последовательное разжатие домкратами сегментові и В в - нагнетание полиуретановой мастики Р

гильзои, а также стандартная телекамера, контролирующая ход выполнения работ, протягиваются по трубопроводу до места установки гильзы. В пневмоцилиндр подается сжатый воздух под давлением, как правило, не более 0,25 МПа. После разжатия гильзы до требуемого состояния (до плотного прилегания ее к внутренней поверхности) пневмоцилиндр выводится за пределы гильзы. С помощью телекамеры оператор, находящийся в микроавтобусе на поверхности, следит за правильностью зацепления зубцов и качеством работы в целом. Фирма «Link-Pipe» изготавливает и поставляет ремонтные гильзы диаметром 150—1350 мм и длиной 300, 450, 600 и 900 мм.

Следует отметить, что при реконструкции подземных коммунальных трубопроводов возникает необходимость ремонта сооружений на сети, например колодцев. Опыт эксплуатации показывает, что восстановление водоотводящих трубопроводов для предотвращения инфильтрации грунтовых и эксфильтрации сточных вод может быть бесполезным, если смотровые колодцы недостаточно герметичны или протекают как решето.

Практике эксплуатации сетей известны два основных способа ремонта смотровых колодцев: герметизация смолой или раствором, инъецируемыми в швы, трещины и окружающий грунт, а также устройство внутренней обделки.

При герметизации используются те же материалы, что и для герметизации швов труб, т.е. полиуретановые или акриловые растворы, нагнетаемые через сопла, установленные в стенах камеры. Для ремонта стенок смотровых колодцев может использоваться метод впрыскивания (рис. 18.4).

Рис. 18.4. Точечный ремонт стенки смотрового колодца по методу впрыскивания по технологии фирмы «Per Aarsleff» (Дания): а - щель; б - впрыскивание полиуретановой смеси;в - образование затвердевшего герметика

Полиуретановые растворы взаимодействуют с водой и могут инъецироваться без применения катализаторов, если в окружающем грунте имеется свободная вода. При этом массив грунта, окружающий смотровой колодец, превращается в непроницаемую преграду, препятствующую инфильтрации и экс-фильтрации.

В зарубежной практике, в частности в Великобритании, применяют акриловые и полиуретановые растворы для как выборочной, так и сплошной герметизации смотровых колодцев и других подземных конструкций. Процесс включает бурение скважин по определенной схеме, через которые инъецируется раствор для создания наружной гибкой мембраны. Этот способ можно применять и в коллекторах, доступных для входа в них рабочих, а также в подвальных помещениях и насосных станциях. В качестве полиуретановых и цементирующих материалов используется однокомпонентная мягкая полиуретановая смола ТатРиЯ 150 для инъецирования в швы бетонных колодцев круглого сечения и смола ТатРиЯ 156, вступающая в реакцию с водой и создающая непроницаемый эластичный герметик. К цементирующим материалам относятся ТатЗеа/ 10 — водозащитное покрытие, наносимое на внутреннюю поверхность смотровых колодцев, а также ТатЗеаI ЮР — материал, создающий

водозащитную, усиленную акрилом мембрану, если требуется устройство эластичной защиты.

При ремонте смотровых колодцев с устройством обделки на месте, например обделки Регтаса81, которую предлагают фирмы

США, роботизированный аппликатор наносит специальный раствор на подготовленную внутреннюю поверхность колодца из кирпичной кладки, сборных бетонных или железобетонных блоков. За одну операцию устраивается плотная однородная обделка толщиной от 12 до 50 мм.

Обделка Poly Triplex (США) для восстановления смотровых колодцев представляет собой твердеющую на месте композицию, включающую стекловолокно и водонепроницаемую оболочку. Обделка подгоняется точно по размеру смотрового колодца перед пропиткой эпоксидной смолой. После очистки и обработки смотрового колодца обделка опускается в него и опрессовывается под давлением 0,021—0,049 МПа. Для завершения твердения, которое продолжается 1—2 часа, используется пар, нагревающий обделку примерно до температуры 120°С.

Подобная технология ремонта используется австрийской фирмой «Hobas». В восстанавливаемый колодец опускается труба, изготовленная по технологии центробежного литья из стекловолокна, полиэфирной смолы и песка. В образовавшееся узкое затрубное пространство подается тампонажный клеящий раствор, обеспечивающий жесткое сцепление с внутренней поверхностью старого колодца для придания требуемой устойчивости против выталкивания.

В практике МГУП «Мосводоканал» при нарушении герметичности раструбных соединений применяется метод внутреннего бандажирования (рис. 18.5). В основу этого метода положено использование профильных резиновых манжет, которые прижимаются к внутренней поверхности трубопровода расширяющимися кольцами из нержавеющей стали. Разжим колец осуществляется гидроцилиндром с ручным насосом. Перед установкой профильной манжеты на поврежденный раструб места ее контакта с трубой тщательно зачищаются ручной циклей, а раструбные щели заделываются смоляным канатом. В случае глубоких раковин на поверхности трубы, контактирующей с манжетой, производится нанесение специальной мастики. Данная технология позволяет реставрировать трубопроводы диаметром 600—2500 мм.

Основные преимущества метода внутреннего бандажирования: удешевляется ремонт по сравнению с традиционными методами; повышается оперативность проведения ремонтных работ. Кроме того, этот метод можно применять при любых видах локальных повреждений (разгерметизация соединений, трещины, пробоины

Рис. 18.5. Профильная резиновая манжета

и т.д.) и для производства работ не требуется устройство специальных котлованов, траншей, лебедок и другого оборудования.

Выбор конкретного метода восстановления трубопроводов и обоснование возможности его применения зависят от состояния трубопровода после прочистки и результатов теледиагностики, а также возможностей размещения и использования соответствующего оборудования и механизмов для реализации метода на месте производства работ.