Инновационная технология бестраншейного ремонта самотечных коллекторов в потоке:
По статистическим данным одной из главных угроз для инфраструктурного развития городов и населенных мест является высокая степень изношенности действующих подземных коммуникационных трубопроводов различного назначения, включая безнапорные водоотводящие сети.
Городские канализационные коллекторы диаметрами до 3500 мм, построенные 40–50 лет назад, в основном из железобетонных или стальных труб, требуют особого внимания и постоянного мониторинга их технического состояния. Агрессивность бытовых и промышленных стоков в последние годы значительно увеличилась. При этом средний срок безаварийной эксплуатации коллекторов в России, по данным исследований, не превышает 15–18 лет.
Анализ аварийности коллекторов показывает, что в 70% случаев причиной их повреждений является микробиологическая и газовая коррозия бетона в сводной части трубопровода, которая приводит к потере несущей способности и обрушению.
 |
 |
Фото 1. Коррозия железобетонных труб в коллекторах сточных вод.
Выход из строя канализационного коллектора нередко ставит под угрозу экологическую и техногенную безопасность населенного пункта и наносит значительный ущерб окружающей среде и региональному бюджету.
В большинстве случаев реконструкция самотечного железобетонного канализационного или ливневого коллектора происходит на последней стадии износа, когда его сводная часть из-за коррозии практически полностью утратила несущую способность и наступила критическая угроза обрушения. Кроме того, к этому времени существенно ухудшаются гидравлические характеристики трубопровода: снижаются скорость потока и пропускная способность. Это происходит из-за заиливания участков трубопровода, образования наростов и отложений, увеличивающих неровность и шероховатость внутренней поверхности труб, и повышенной турбулентности потока в лотковой части коллектора, подверженной абразивному износу, особенно на стыках железобетонных труб.
 |
 |
Фото 2. Небольшая трещина свода железобетонной трубы коллектора осенью превратилась в серьезный провал с обрушением конструкции трубы летом следующего года.
При восстановлении коллекторов на аварийной стадии износа должны применяться материалы и способы, полностью обеспечивающие несущую способность и при этом не снижающие его пропускную способность после реконструкции. Конструктивные элементы, используемые при реконструкции, должны выдерживать нагрузки грунта на глубине залегания коллектора, обладать хорошими гидравлическими характеристиками и быть невосприимчивыми к агрессивным канализационным стокам.
Группа компаний «Кера Групп», в своей работе, использует самый передовой способ реконструкции самотечного коллектора, при котором полностью восстанавливается его несущая способность, и продлевается срок службы минимум на 50 лет, а пропускная способность при этом не уменьшается - это санация спиральновитыми резьбовыми трубами.
Реконструкция коллектора проводится с помощью спиральновитых резьбовых труб без остановки стоков, то есть в «живом потоке». Коллектор при этом полностью не вскрывается и не выводится из эксплуатации, что позволяет избежать нарушения привычного городского ритма и значительных затрат, связанных с земляными работами и организацией байпасных линий. В основном это единственный способ реконструкции, когда невозможно организовать перекачку стоков.
 |
 |
Фото 3. Ремонт коллектора спиральновитыми трубами в потоке.
Вскрытие коллектора производится на небольших участках, как правило, рядом с колодцами, где организуются компактные котлованы, через которые и производятся восстановительные работы. При невозможности обустройства котлованов работы проводятся через действующие колодцы или камеры.
Для реконструкции подбираются резьбовые модули с кольцевой жесткостью от SN2 до SN8 с учетом расчетных нагрузок на глубине заложения коллектора. Длина резьбовых модулей выбирается в зависимости от размеров колодцев или рабочих котлованов и может быть любая – от 1 до 13,5 метров.
Весь процесс восстановления коллектора можно разделить на несколько этапов:
Техническое обследование коллектора:
Специалистами изучается имеющаяся проектная и исполнительная документация по строительству коллектора. Проводится видеодиагностика внутреннего состояния свода трубопровода, обследуется трасса прохождения коллектора и выбираются места, удобные для обустройства стартовых котлованов. В некоторых случаях перед проведением видеодиагностики возникает необходимость проведения механической или гидродинамической прочистки. Работы по видеодиагностике могут проводиться в потоке, остановка и осушение коллектора в этом случае не требуется. Фиксируется состояние внутренней поверхности, несоосность труб, наличие посторонних предметов, оценивается возможность обрушений.
 |
 |
Фото 4. Видеодиагностика коллектора
По результатам проведенных работ составляется отчет, в котором описывается общее техническое состояние коллектора и даются рекомендации по реконструкции.
Разработка проекта производства работ
Так как речь идет о текущем ремонте коллектора, при котором не меняется его планово-высотное расположение и технические характеристики, не возникает необходимости в дорогостоящем и продолжительном проектировании. Разрабатывается проект производства работ, который включает в себя:
-пояснительную записку;
-схемы организации строительных площадок;
-схемы всех этапов производства работ и схемы организации котлованов.
Строительно-монтажные работы:
На этом этапе после получения всех необходимых разрешений на производство работ организовываются стартовый и приемный котлованы, в которых вскрываются своды железобетонных труб и подготавливается оборудование для механической очистки лотка коллектора.
 |
 |
Фото 5. Вскрытие сводов самотечных коллекторов.
Очистка производится специально подготовленным металлическим приспособлением, которое с помощью лебедок, установленных в стартовом и приемном котлованах, протягивается по лотку коллектора и за несколько проходов собирает отложения и крупный мусор.
Далее производится калибровка участка трубы. Для этого один из резьбовых модулей (калибр) протягивается по трубопроводу в потоке – от стартового к приемному котловану. Калибр проверяется на наличие недопустимых повреждений. При их отсутствии приступают к протяжке ремонтной трубы из резьбовых модулей.
В стартовом котловане в рабочем потоке устанавливается и фиксируется при помощи распорок первый резьбовой модуль. Опускается второй модуль, фиксируется соосно к первому. Модули свинчиваются при помощи специальных приспособлений. Полученная плеть протягивается внутрь ремонтируемого трубопровода при помощи лебедки на длину резьбового модуля. Далее поочередно опускаются и накручиваются остальные резьбовые модули.
 |
 |
Фото 5. Резьбовое соединение труб. Справа – вид места стыка после свинчивания
В дальнейшем место соединения заиливается. Так как резьбовое соединение является своеобразным вариантом лабиринтного уплотнения, то через небольшое время утечки практически исчезают.
1, 5 – трубы; 2 – внутренняя резьба; 3 – заиливание полости; 4 – наружная резьба
После окончания протяжки ремонтной трубы от стартового до приемного котлованов производится подготовка к заполнению межтрубного пространства (тампонированию) цементно-песчаным раствором с добавками, обеспечивающими повышенную пластичность и замедленное начало схватывания.
Нагнетание раствора в межтрубное пространство осуществляется по направлению сверху вниз, начиная с торца трубопровода в стартовом котловане. Устанавливаются заглушки межтрубного пространства: в стартовом котловане – тампонажная, а в приемном котловане – глухая, с установленными патрубками уровня. Для предотвращения отрыва ремонтной трубы от лотка коллектора тампонирование производится в два этапа. Сначала межтрубное пространство заполняется раствором на высоту 60% от внешнего диаметра резьбовых модулей. После схватывания раствора производится полное заполнение межтрубного пространства.
 |
 |
Фото 6. Цементирование межтрубного пространства и восстановление конструкции старой трубы, разобранной при подготовке монтажного котлована.
После набора раствором 50% прочности (ориентировочно через двое суток) приемный котлован подготавливается к засыпке, а стартовый котлован становится приемным для следующего участка реконструкции.
В приемном котловане демонтируется вспомогательное оборудование. Устанавливается опалубка вокруг существующей железобетонной трубы, в лотке которой находится ремонтная труба, свинченная из резьбовых модулей. Над трубой производится бетонирование свода коллектора с применением арматурной сетки.
Производится обратная засыпка котлована с послойным уплотнением. Далее процесс повторяется на следующем участке.
Реконструкция коллектора с помощью спиральновитых резьбовых труб решает следующие задачи:
- Для реконструкции применяются резьбовые модули, обладающие собственной (без учета остаточной прочности существующего коллектора) кольцевой жесткостью, необходимой для сопротивления нагрузкам на проектной глубине залегания. За счет этого полностью восстанавливается несущая способность коллектора на весь срок последующей эксплуатации.
- Восстановленный с применением полиэтиленовых резьбовых модулей трубопровод не восприимчив к агрессивным канализационным стокам, не подвержен газовой и микробиологической коррозии и имеет высокую устойчивость к абразивному износу. Общий срок службы коллектора продлевается не менее чем на 50 лет.
- Герметичность стыков резьбовых модулей достигается за счет заполнения межтрубного пространства тампонажным раствором. Таким образом, решаются проблемы попадания в почву агрессивных канализационных стоков и размыва грунта вокруг коллектора, а также инфильтрации грунтовых вод.
- За счет восстановления гладкости внутренней поверхности и хороших гидравлических характеристик полиэтиленовой ремонтной трубы пропускная способность коллектора не снижается, даже несмотря на незначительное уменьшение внутреннего диаметра.
Группой компаний «Кера Групп» при помощи данной технологии были успешно восстановлены коллекторы на АО "Мосводоканал", ЗАО «Челныводоканал», МУП «Брянский городской водоканал», ОАО «ОмскВодоканал», Новокуйбышевское МУП «УКС», ОАО «Кингисеппский Водоканал» и др.
