Главная  Свойства 

 

Методы прокладки и реконструкции водоотводящих сетей

 

Объем земляных работ подсчитывается в процессе проектирования и при производстве работ. Подсчет объемов сводится к определению объемов различных геометрических фигур, определяющих форму того или иного земляного сооружения. При этом делается допущение, что объем земли ограничен плоскостями и отдельные неровности действительной поверхности грунта не влияют значительно на расчетный объем.

 

В практике промышленного и гражданского строительства приходится главным образом рассчитывать объемы линейно-протяженных сооружений (траншей), котлованов и работ по вертикальной планировке площадок.

 

Для определения объемов каждого из этих видов земляных работ существует несколько различных методов и расчетных формул. Целесообразность метода подсчета объемов должна быть выбрана в каждом конкретном случае с учетом рельефа местности, размеров, конфигурации и других особенностей сооружений, способов производства работ,, а также требуемой точности подсчетов.

 

При производстве и подсчете объемов земляных работ отметки поверхности имеют следующие наименования: красная — проектная отметка, под которую необходимо спланировать площадку или земляное сооружение; черная — фактическая отметка поверхности земли до начала производства работ; рабочая — это разность между красной отметкой (проектной) и отметкой поверхности земли, рабочие отметки определяют глубину выемки или насыпи.

 

Подсчет объемов линейно-протяженных сооружений и котлованов. Основными исходными документами для подсчета объемов земляных р-абот служат продольные и поперечные профили сооружений, расположение отдельных фундаментов и зданий на плане с горизонталями.

 

В зависимости от вида земляного сооружения и исходных данных подсчетами объемов земляных работ уточняют размеры выемки и строят схему земляного сооружения.

 

Для составления схемы протяженных сооружений по плану трассы, заданной в горизонталях, вычерчивается продольный разрез сооружения. Потом с учетом показателя крутизны откоса вычерчиваются необходимые поперечные профили на пикетах или изломах продольного профиля, по которым затем ведется подсчет объемов работ.

 

Объем выемки (насыпи) на каждом участке между переломами профиля можно определить по формуле инж. Ф. Ф. Мурзо, м3

 

3.1 Разбивка территории

 

Ширина траншей по дну для укладки трубопроводов определяется в зависимости от размеров труб и способа их укладки.

 

При разработке грунта землеройными машинами наименьшая ширина траншей по дну должна соответствовать ширине режущей кромки рабочего органа машины с добавлением в песчаных и супесчаных грунтах 0,15 м; в глинистых и суглинках —0,1 м.

 

С помощью выведенных формул инж. Ф. Ф. Мурзо в зависимости от рабочих отметок составлены универсальные таблицы для вычисления объемов земляных работ (насыпей и выемок) протяженных сооружений при различных ширинах земляного полотна и склонах его откосов.

 

Подсчет объема земляных работ в котлованах, выемках и насыпях с основаниями многоугольного очертания можно подсчитать по формуле Н. Симпсона

 

Планировка площадей. Подсчет объемов земляных работ при вертикальной планировке на больших площадях может подсчитываться по трехгранным или четырехгранным призмам. Для этого планируемый участок с нанесенными на нем горизонталями разбивают на ряд квадратов со стороной Л ( III. 14,а), которые затем разделяются диагоналями на прямоугольные треугольники. Сторона квадрата в зависимости от рельефа местности и точности подсчета принимается для пересеченного рельефа 10—50 м, а для спокойного рельефа до 100 м.

 

В углах каждого квадрата интерполяцией по горизонталям определяются и проставляются черные отметки— отметки поверхности земли, которые принято обозначать буквой Н с числовым индексом. Первая цифра индекса означает номер горизонтального ряда, а вторая— порядковый номер отметки в горизонтальном ряду, например: #1Ь #I2, #i3 и т.д.

 

Рабочие отметки со знаком (+) указывают на необходимость срезки грунта, т.е. на устройство выемки, а отметки со знаком (—) на необходимость устройства насыпи. Треугольники с рабочими отметками одинакового знака называют одноименными, а разных знаков — переходными.

 

Общий объем земляных работ при планировке площадок определяется как сумма всех частных объемов.

 

Для подсчета объемов и правильного выбора способа производства работ составляется в виде таблицы б а-ланс грунта, который позволяет установить соотношение между объемами насыпей и выемок.

 

В этих условиях основной задачей становится не строительство новых водоотводящих линий, а обеспечение надежной эксплуатации уже существующих подземных коммуникаций, что неизбежно связано с заменой, перекладкой и реконструкцией отслуживших свой нормативный срок и аварийных участков сетей.

 

Из приведенных на 6.16 данных видно, что для крупнейшего мегаполиса Москвы 1090 км сетей, что составляет около 17%, старше 60 лет и нуждаются в перекладывании или реконструкции, тогда как строительство новых линий составило лишь около 400 км за последние 10 лет.

 

В период строительства новых и развития старых городов и мегаполисов их подземная инфраструктура, в том числе и водоотводящие сети, строились в основном открытым способом, при котором трубопроводы прокладывались на требуемых отметках в открытых траншеях с их последующей засыпкой вынутым грунтом. В последнее десятилетие рост протяженности водоотводящих сетей замедлился ( 6.1 , что связано с переходом от экстенсивного периода развития городов к их более плотной и многоэтажной застройке, хорошо заметной на примере Москвы.

 

6.1 Рост протяженности городской канализационной сети в г. Москве

 

По имеющимся данным следует, что из 400 тыс. км существующих в России канализационных сетей 108 тыс. км отслужили свой нормативный срок или находятся в аварийном состоянии и их ежегодный прирост составляет 8 тыс. км, в то время как ежегодно перекладывается лишь 2,2 тыс. км. Следовательно, вопросы перекладки сетей и поддержания их в работоспособном состоянии являются наиболее актуальными для коммунальных городских служб.

 

Основными бестраншейными методами прокладки и реконструкции подземных трубопроводов являются: щитовая прокладка; микротоннелирование; горизонтальное направленное бурение; прокалывание, пробивка и продавливание; раскатывание.

 

Однако в условиях современных городов, с их уплотненной застройкой, насыщенной подземной инфраструктурой и интенсивным движением автотранспорта, использование открытых способов прокладки трубопроводов становится не только затруднительным, но и практически невозможным. Аналогичная тенденция наблюдается в Европе и США, где в благоустроенных городах около 95% работ по прокладке и восстановлению подземных коммуникаций производится бестраншейным способом.

 

6.1 Удельный вес различных сроков постройки сети в г. Москве

 

Микротоннелирование осуществляют с помощью дистанционно управляемых комплексов, позволяющих осуществлять 10-15 м проходки в сутки практически во всех горно-геологических условиях, в том числе водонасыщенных грунтах без водопонижения или закрепления грунтов. На 6.17 приведен общий вид микрощитов. Фирма «Херренкнехт АГ» выпускает щиты для технологии микротоннелирования диаметром от 150 мм до 14,2 м, при использовании которых устраняется ручной труд в забое, механизируется процесс прокладки труб, и все управление технологическим процессом осуществляет с централизованного пульта машинист. Допустимый зазор между прокладываемым трубопроводом и расположенными в земле коммуникациями при этом методе составляет не менее 1 м, отклонения от проектных отметок не превышают 10-20 мм.

 

Щитовая проходка представляет собой закрытый способ прокладывания тоннелей механизированными щитами диаметром 1,5-3,6 м с последующей укладкой в тоннелях труб требуемого диаметра и забутовкой свободного пространства. При проходке щитов в водонасыщенных и слабоустойчивых грунтах требуется проводить дорогостоящие операции по водо-понижению, замораживанию или химическому закреплению. В застроенных городских районах производство щитовой проходки неизбежно связано с необходимостью ограничения движения транспорта.

 

6.1 Схема направленного бурения гидроразмывом с образованием лидерной скважины:

 

6.1 Микрощиты различных диаметров фирмы «Soltan»

 

Горизонтальное направленное бурение при прокладке труб до 150 мм ведется с использованием раствора на основе бентонита или полимеров ( 6.1 . Трубы большего диаметра прокладываются с помощью установок горизонтального шнекового бурения ( 6.1 . Малые установки шнекового бурения с тяговым усилием 4 т позволяют прокладывать трубы диаметром до 300 мм и длиной до 50 м. Установки с тяговым усилием 30 т используют для прокладки труб диаметром до 500 мм на расстояние до 400 м ( 6.2 .

 

6.1 Установка горизонтального шнекового бурения

 

1 установка направленного бурения; 2 земляное сооружение; 3 радиолокатор; 4 проектная ось коммуникаций; 5 струя жидкости; 6 буровая головка; 7 лидерная скважина; 8 штанга

 

Прокалывание и пробивка заключается в проходке горизонтальных скважин и затягивании в них труб (диаметром до 400 мм) с помощью пнев-мопробойников ( 6.2 . Пневмопробойники имеют обтекаемый корпус, в котором размещены ударник и воздухораспределительный механизм, обеспечивающий как прямой, так и обратный ход пробойника. Проход пробойника происходит с достаточно высокой скоростью, их эксплуатация весьма проста.

 

Продавливание осуществляют путем забивки в грунт стальных трубопроводов диаметром 400-1400 мм с помощью пневмоударных машин. На 6.22 представлены возможные функции пневмопробойников.

 

6.2 Схема направленного шискового бурения

 

6.2 Схема прохода (а) и расширения (б) скважин и продавливания (в, г) труб с помощью пневмопробойников

 

6.2 Общий вид пневмопробойников

 

Разработанные методы закрытой прокладки используют не только при строительстве новых трубопроводов, но и замене старых, аварийных участков сетей на новые. В России разработаны и серийно применяются пневмомолоты, которые используются вместе с расширителями для разрушения подлежащего замене старого трубопровода.

 

Раскатывание используют для проходки и расширения существующих скважин за счет специальной раскатывающей головки ( 6.2 , приводимой в движение буровым станком через наращиваемые буровые штанги. При вращении головки грунт вдавливается в стенки скважины и образуется устойчивая цилиндрическая полость, в которую затем при реверсе раскатчика затаскивается трубопровод. Соответствие оси раскатчика оси проектируемого трубопровода контролируют лазерной системой наведения.

 

Пневмомолоты сконструированы по беззолотниковой схеме, обеспечивающей устойчивую работу, надежный запуск, одновременно позволяющей сделать машину достаточно простой по конструкции и относительно дешевой при промышленном изготовлении. Все машины рассчитаны на рабочее давление сжатого воздуха 0,6 МПа, но устойчиво работают и при падении давления до 0,35-0,40 МПа.

 

6.2 Общий вид раскатчика скважин

 

Помимо рабочего органа, в комплект оборудования для бестраншейной замены канализационных трубопроводов входят тяговая лебедка и отклоняющий анкер.

 

Оборудование размещается в существующих колодцах и не требует устройства дополнительных шахт или котлованов.

 

Кроме того, были приняты во внимание такие вопросы, как единый вид энергоносителя (сжатый воздух), безопасность и др. Лебедка развивает тяговое усилие на барабане до 55 кН при скорости навивки каната до 0,03-0,04 м/с. Техническая производительность комплекта составляет 200-210 пог. м в месяц. Отпускная цена 180-200 тыс. руб. Стоимость зарубежного оборудования, использующего аналогичный принцип, с транспортными и таможенными расходами составляет 40-50 тыс. долл. США, т.е. в несколько раз выше. Средняя стоимость перекладки 1 пог. м трубопровода, в зависимости от конкретных условий, от 1400 до 200 руб., что в два раза ниже, чем стоимость замены традиционным открытым траншейным способом. На технологию и оборудование получен 31 патент, и она была использована при реконструкции канализации на территории Московского Кремля.

 

Важным составляющим элементом рабочего оборудования является конус-расширитель. Он состоит из 3-х элементов: расширительной втулки, которая насаживается на коническую головную часть корпуса пневмо-молота; удлинителя, шарнирно прикрепленного к передней части пневмо-молота и к тяговому тросу лебедки; конической втулки с ребрами-ножами, свободно посаженной на удлинитель и опирающейся задней частью в переднюю торцовую поверхность расширительной втулки. Удары пневмомо-лота через коническую поверхность корпуса передаются на расширительную втулку, а от нее через переднюю торцевую поверхность к конической втулке, которая разрушает старый трубопровод. Натяжение тягового троса обеспечивает надежный силовой контакт между всеми элементами рабочего оборудования. К расширительной втулке крепится первая секция заменяющей пластмассовой трубы.

 

Технология позволяет в сжатые сроки восстановить трубопроводы диаметром от 150 до 500 мм и увеличить срок их службы. Санацию производят без вскрытия грунта и остановки движения городского транспорта. Рукав транспортируют в дефектный трубопровод прямым протаскиванием (с помощью лебедки), отвердение рукава происходит под действием пара. Под давлением пластиковый рукав плотно прилегает к поверхности поврежденной трубы, равномерно покрывая ее высокопрочным армирующим составом. Труба становится гладкой и полностью герметичной. Процесс осуществляется с применением оборудования отечественного производства. Комплексный рукав изготавливают в ДГУП «Сант» из отечественного сырья и материалов. Высокая экономичность и простота восстановления городской канализационной сети привлекает как отечественных, так и зарубежных заказчиков. Метод хорошо зарекомендовал себя не только в Москве, но и во многих городах России.

 

В качестве привода лебедки используют аксиально-поршневой пневматический двигатель типа ДАР. Выбор двигателя определяется тем, что его механическая характеристика обеспечивает постоянство или даже возрастание крутящего момента при снижении угловой скорости, вплоть до полной остановки.

 

В крупных городах остро стоит проблема восстановления трубопроводов до 1000 мм с длиной захвата от 100 пог. м и выше. В настоящее время специалисты ДГУП «Сант» разработали технологии восстановления трубопроводов диаметром 400-1000 мм полимерным рукавом.

 

В МГП «Мосводоканал» разработаны и успешно применяются технологии восстановления канализационных трубопроводов диаметром от 150 до 500 мм и от 500 до 1000 мм полимерным рукавом. Современная технология бестраншейного ремонта подземных безнапорных трубопроводов диаметром до 500 мм успешно применяется дочерним государственным унитарным предприятием «Сант».

 

Однако эта технология имеет ограничения по выполнению санации трубопроводов большого диаметра и значительной длины, так как из-за большого веса очень сложно транспортировать рукавную заготовку в трубопровод прямым протаскиванием.

 

О высоком качестве применяемых в «Мосводоканале» технологий санации трубопроводов свидетельствует тот факт, что его предприятия провели санацию 2,5 км трубопроводов диаметром 200-400 мм в Германии.

 

По данной технологии внутрь ремонтируемого участка вводится предварительно пропитанный рукав, который продвигается по трубопроводу с помощью гидростатического давления, создаваемого водяным столбом высотой от 3 до 8 м ( 6.2 . Под действием давления воды пропитанный рукав равномерно и плотно прилегает к поврежденным стенкам трубопровода. Таким образом производится восстановление всех повреждений трубопроводов любой формы и материала, из которого они сделаны. Как только рукав введен в поврежденный трубопровод, начинается процесс постепенного нагревания воды внутри него за счет циркуляции через бойлерную установку.

 

6.2 Щитовой затвор на коллекторах

 

6.2 Схема восстановления трубопровода полимерным рукавом

 

При реконструкции, санации и ремонте канализации необходимо оперативно отключать аварийные участки самотечной сети. Для этого используют специально разработанные фирмой АРКО (г. Омск) эластичные надувные пневмозаглушки, а на крупных коллекторах используют щитовые аварийные затворы ( 6.2 .

 



Фундаменты на проса дочных грунтах. Кровли из асбестоцементаых плоских и волнистых листов. Кровли из мягких материалов. Крыши бань и саун. Легированные стали и твердые сплавы. Малярные работы. Материалы и изделия из горных пород.

 

Главная  Свойства 



0.0025