Експлуатація водопровідних підземних інженерних мереж

ОСНОВИ ТЕХНІЧНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ПІДЗЕМНИХ ІНЖЕНЕРНИХ МЕРЕЖ

Контрольні запитання

1. У чому особливості передпроектної та проектної стадій?

2. Що включає у себе завдання на проектування?

3. Що включає у себе технічний проект?

4. Докладно охарактеризуйте проект організації будівництва.

5. Дайте докладну характеристику проекту виконання робіт.

6. У чому полягає організація підготовчих робіт?

7. Охарактеризуйте методи організації будівництва, що зазнали найбільшого поширення.

8. Назвіть особливості розробки й змісту календарного плану.

9. Перерахуйте особливості розробки й змісту будівельного генерального плану.

Література: [4, 11, 12, 16, 19, 25].

Лекція 6.

6.1. Експлуатація водопровідних підземних інженерних мереж.

6.2. Експлуатація каналізаційних підземних інженерних мереж.

До завдань технічної експлуатації мережі належать: спосте­реження за роботою й станом мережі та її устаткування; усунення виявлених дефектів, поточний ремонт стикових з’єднань і арматури; промивання й прочищення водопровідних труб; ліквідація аварій на мережі; приєднання нових ділянок мережі й домових відгалужень; відтавання замерзлих ліній; догляд за вуличними водорозбірними кранами.

Спостереження за роботою й станом мережі ведеться шляхом регулярного планового обходу мережі й огляду всіх колодязів та розташованої в них водопровідної арматури. Такий обхід робиться кілька разів на рік, але не менше двох разів – восени й навесні. При огляді перевіряють справність засувок і пожежних гідрантів, роблять підтяжку болтів на фланцевих з’єднаннях тощо. Виявлені несправ­ності негайно усувають.

Досить важливим питанням при експлуатації мережі є визна­чення причин витоку води з мережі та їхнє усунення. Витік звичайно, за винятком аварійних випадків, відбувається через недостатню щільність стикових з’єднань труб і неповного закриття водоро­збірних арматур (у внутрішніх водопроводах). Огляд водорозбірних кранів дозволяє встановити, що є основною причиною витоку: несп­равність арматури або незадовільний стан мережі. Для знаходження місця витоку води із зовнішньої мережі, що відбувається внаслідок пошкодження стиків або утворення тріщин у трубі, застосовують спеціальні чутливі слухові прилади (стетоскопи, аквафони). Установ­люючи ці прилади на землі поблизу передбачуваного місця витоку й пересуваючи їх уздовж лінії, можна без розкопки лінії за зміною сили звуку виявити місце витоку.

Останнім часом набуває все більшого розповсюдження внутріш­ня інспекція з метою діагностики стану водопровідних трубопроводів спеціальними роботами з телеконтролем.

Сучасні роботи можуть сполучати функції діагностики техніч­но­го стану трубопроводу й локального ремонту окремих його ділянок.

Нині використовуються такі телевізійні роботи:

– механізми, що протягуються повністю, з кутом бічного огляду 130°, призначені для оперативної діагностики механічного стану труб діаметром від 40 до 300 м на відстані до 100 м;

– дистанційно керовані телекамери з кутом бічного огляду 75°, призначені для діагностування стану труб діаметром 100-1200 мм на відстані до 1 км і постачені розніманнями для підключення персо­нальних комп’ютерів;

– дистанційно керовані камери із сателітами (додатковими камерами), що дозволяють одночасно інспектувати відгалуження, що приєднуються до основного трубопроводу, діаметром 100-200 мм на відстань 25-50 м;

– спеціалізовані механізми.

Європейськими й американськими фірмами запропоновано нові розробки. SinLine Pan (Великобританія) випускає обертові панорамні камери кольорового зображення із системою транспортування й спостереження на гусеничному ходу. Telespec (Великобританія) – на колісному ходу з убудованою системою освітлення й можливістю наїзду. HV25 (Франція) – мікрокамери для огляду трубопроводів малого діаметра (30-150 мм) з різкими вигинами й утрудненим доступом. Подібні системи виробляються американською фірмою Vemsi, англійською Telespec та ін. Малогабаритні камери Predator американської фірми Vemsi для труб діаметром 75 мм мають можливість переборювати вигини до 90°, а міні-телекамери фірми Shaser дозволяють робити інспектування трубопроводів діаметром
50 мм і більше.

Рисунок 6.1 – Телероботи

Роботи являють собою транспортні модулі, що переміщуються усередині трубопроводу, на колісному або гусеничному ході, полоз­ках, на яких розташовується телекамера, а також ремонтні головки що плавають (наприклад, ремонтна або бандажна). Апаратура керування й пост оператора знаходяться у спеціальному мікро­автобусі. Тут же розташовуються кабельний барабан, підйомники, пристрої очищення й зв’язку, генератор, бортовий комп’ютер, відеосистема та інше устаткування. Робот повністю герметичний і здатний працювати в частково заповнених водою трубопроводах, що надає йому переваги над іншими засобами діагностики.

Інспекція трубопроводів здійснюється кольоровою телека­ме­рою з високою розв’язною здатністю, що подає докладну інформацію про стан мережі. Телекамера здатна виявити навіть невеликі тріщини й течі, засмічення й сторонні предмети, визначити точне місце розташування й характер дефекту, стан трубопроводу навколо дефекту. Відеозйомка може здійснюватися цілодобово й незалежно від погодних умов.

Технологія зйомки полягає в такому. Оператор керує відеозйом­кою зі студії, розміщеної в автомобілі. На монітор виводиться чітке і ясне зображення внутрішньої поверхні труби. По краю зображення висвічується й фіксується інформація про замов­ника, а також дані про місце проведення робіт і вид трубопроводів. У нижній частині кадру записуються час зйомок і хід камери (відстань від вихідної точки руху). У місцях виявлення пошкоджень (дефектів) внутрішньої поверхні оператор зупиняє телеробот і докладно оглядає місце шляхом повороту об’єктива. Коментарі оператора разом із зображенням повинні записувати на відео. Потім запис передається замовникові й зберіга­ється в його відеоархіві. За результатами огляду повинен складатися письмовий звіт, у якому подається повний опис порушень стикових з’єднань, відгалужень і всіх дефектів внутрішньої поверхні: тріщин, прогинів, зламів, деформацій, задирок, зазублин і т.д. У закінченні звіту повинні міститися висновки про необхідність проведення відповідних ремонтних робіт і профілак­тичних заходів.

Виявлені в результаті телеінспекції дефекти можуть бути згруповані у дві основні категорії:

– дефекти структурні (мікротріщини, що викликають локальну фільтрацію, поздовжні й кругові тріщини, порушення стикових з’єднань у результаті старіння труб і т.д.);

– дефекти, викликані неякісним монтажем труб (наприклад, прокладанням з малим уклоном) і незадовільною експлуатацією (де­формація, утворення іржі, біонарощень і наносів на внутрішній поверхні труб, проникнення коріння рослин усередину трубопро­водів, передчасне руйнування матеріалу труб і захисних оболонок через агресивний вплив ґрунтів і т. ін.).

На практиці здебільшого досить важко визначити значущість і пріоритетність факторів, які визначають періодичність, послідовність і характер ремонтних робіт на мережах. Необхідно відзначити, що часовий фактор (руйнування труб через старіння) не завжди є пріоритетним при ухваленні рішення щодо організації робіт з відбудови трубопроводів. Поява дефектів залежить від ряду обста­вин, зокрема, агресивності ґрунту й глибини закладення трубопро­воду. Практика показує, що чим менша глибина закладання, тим раніше наступає старіння й з’являються тріщини й свищі. Наприклад, як результат динамічних навантажень (прохід транспорту, удари), а також вібрації. Певний вплив на частоту появи тих або інших дефектів може мати й співвідношення довжини трубопроводу до його діаметра. Так, при більших значеннях цього співвідношення найбільш імовірна поява кругових, а при малих – поздовжніх тріщин.

Виявлені несправності усувають шляхом відповідного ремонту.

Ремонтні роботи на мережі бувають двох видів:

1) поточний ремонт;

2) капітальний ремонт.

Поточний ремонт включає профілактичний ремонт, планова­ний заздалегідь за обсягом й часом виконання, і непередбачений ремонт, що виявляється в процесі експлуатації й виконуваний у терміновому порядку. До поточного ремонту, що здійснюється за рахунок експлуатаційних витрат, належать такі роботи: зачеканення окремих місць витоків у лініях мережі з установкою ремонтних муфт, хомутів або зварюванням; зачеканювання окремих розтрубів; пере­вір­ка на витік окремих ділянок мережі; ремонт дюкерів; ремонт коло­дязів; розбирання, чищення, змащення, фарбування засувок, гідран­тів, вантузів, водорозбірних колонок; ремонт будинкових уведень; видалення відкладень тощо.

Капітальний ремонт включає ті роботи, які пов’язані з розкоп­кою й перекладанням значних обсягів труб, а також ті, у процесі яких здійснюється заміна зношених конструкцій, вузлів і деталей або заміна їх на більш міцні й економічні. Капітальний ремонт здійсню­ється за рахунок амортизаційних відрахувань, призначених для цих цілей.

У водопровідній мережі в процесі експлуатації утворюються відкладення, які знижують пропускну здатність і викликають вторинне забруднення води.

Можливі причини утворення відкладень:

– незадовільне очищення води;

– корозійна активність води;

– біонарощення;

– карбонатні відкладення.

Залежно від ступеня заростання використовуються такі методи прочищення водопроводів:

– водяний або гідромеханічний – для труб діаметром 100 мм і менше за наявності неущільнених горбистих наносів;

– водо-повітряний – для трубопроводів діаметром 150-200 мм за наявності неущільнених горбистих наносів і довжиною оброблю­ваної ділянки за один цикл (прохід) до 500 м (рис. 6.2);

Рисунок 6.2 – Схема водо-повітряного прочищення трубопроводів:

1,5 – відповідно компресорна установка й цистерна для відстоювання;

2,4 – шланги (рукава) відповідно для подання стисненого повітря й відводу суміші; 3 – оброблюваний трубопровід; 6 – шланг для видалення відстою;
7 – водорозбірна колонка або гідрант.

– гідропрочищення з використанням високонапірних пристроїв з обертальними головками – для трубопроводів діаметром до 300 мм і довжиною оброблюваної ділянки за один цикл (прохід) до 1000 м, а також для очищення водовідвідних трубопроводів діаметром до 750 мм від коріння рослин (рис. 6.3, 6.4);

– використання циліндричних поршневих скребків з поліуре­тану, покритого ворсистим металевим патроном (рис. 6.5), – для трубопроводів діаметром 80-150 мм;

Рисунок 6.3 – Схеми обертальних головок

Рисунок 6.4 – Обертальна головка

– використання стрижневих пристроїв або спіралеподібних скребків (рис. 6.6, 6.7) для трубопроводів діаметром 100 мм і менше при щільних наростах відкладень та іржі;

Рисунок 6.5 – Схема прочищення трубопроводу за допомогою

циліндричного поршневого скребка: 1, 5 – камери з поршневими скребками;

2 – манометр: 3 – оброблюваний трубопровід;

4 – скребок з абразивною сорочкою; 6, 7 – запірна арматура

Рисунок 6.6 – Схема прочищення трубопроводу скребковим пристроєм:

1 – електронний детектор; 2 – рушій; 3 – трубопровід, що підлягає прочищенню; 4 – нарости на внутрішній поверхні труби;

5, 6 – відповідно передні й задні скребки; 7 – стрижень

Рисунок 6.7 – Скребки

– гідравлічний на основі використання реактивних головок або гідрокавітаційних сопів – для труб будь-якого діаметра з досягнен­ням дзеркального блиску й одночасним нанесенням протикорозій­ного захисного покриття;

– електрогідроімпульсний, що реалізується шляхом створення високовольтного розряду в рідині, при якому утворюється ударна хвиля, що руйнує відкладення на внутрішній поверхні трубопроводів, – для трубопроводів діаметром до 400 мм і довжиною до 300 м;

– метод гідрохімічного промивання для видалення залізоок­сидних і карбонатних відкладень на основі спеціально приготованих розчинів.

Механічна полягає в чищенні трубопроводів щітками або розпушувачами, частіше скребкового типу. Всі ці пристрої надають руху еластичним тросам лебідки.

При хімічному прочищенні трубопровід заповнюється 20-про­центним розчином інгібованої соляної кислоти на 15-20 год і потім, після видалення розчину, промивають водою протягом 2-2,5 год.

Для гідропневматичного прочищення беруть стиснене повітря в об’ємі 6 м³ на 1 м³ води й отриманою емульсією руйнують відкладення. Швидкість руху води при цьому повинна в 3-5 разів перевищувати нормальну експлуатаційну. Ділянка за довжиною має бути 100-250 м. При цьому варто враховувати, що щільні відкладення міцно зв’язані зі стінкою труби, такому виду промивання піддаються слабко.

Поршень уводять у трубопровід через арматури й під дією тиску води він рухається убік відкритого кінця ділянки, що промивається. Маючи еластичні властивості й здатність стискуватися поролоновий поршень вільно проходить на поворотах трубопроводу, у звуженнях (урізання, засувки й ін.), рухаючи поперед себе відкладення, що зустрічаються, і навіть окремі домішки (електроди, шматки дроту, дрібне каміння й ін.). При такому методі скорочується витрата промивної води й тривалість промивання, а також поліпшується її якість.

Після прочищення трубопровід промивають і дезінфікують хлорною водою (20-30 мг/л) з витримкою протягом доби, а потім промивають чистою водою до вмісту хлору 0,3 мг/л.

Необхідно відзначити, що, незважаючи на велику розмаїтість відзначених вище способів прочищення й засобів їхньої реалізації, вибір найбільш оптимального й ефективного для конкретного об’єкта являє собою складне завдання, тому що при виборі способу повинні враховуватися вік трубопроводу, можливості мінімізації робіт з демонтажу будь-якої арматури на мережі, матеріально-технічні можливості організацій тощо.

Крім того, необхідно враховувати появу згодом тих або інших недоліків, зокрема, щодо швидкого відновлення горбистих або інших відкладень, спровокованих порушенням сформованої роками струк­тури внутрішньої поверхні трубопроводу.

Особливе місце в експлуатації водогінної мережі займає ліквідація аварій. На водопровідних лініях можуть бути аварійні пошкодження як самих труб, так і встановленої на них арматури. Своєчасне виявлення й швидка ліквідація аварії на мережі або водоводах є винятково відповідальним завданням, оскільки при відключенні ушкодженої ділянки в мережі відбувається перерозподіл потоків води, падає тиск і порушується нормальне постачання водою споживачів. Крім того, при аваріях можливі більші втрати води й затоплення підвалів, тунелів і т. ін.

Причинами аварій можуть бути різні явища й події: гідравлічні удари, температурні деформації й випадкові механічні пошкодження. Порушення герметичності трубопроводу може відбутися внаслідок порушення міцності й герметичності стикових з’єднань, корозії матеріалу труб, розриву труб і фасонних частин. Статистичні дані щодо експлуатації водогінних мереж і водоводів показують, що найбільший відсоток пошкоджень доводиться на стики. У сталевих трубах значна кількість пошкоджень обумовлюється корозією металу.

Гідравлічні удари на напірних водоводах, що відбуваються в результаті раптової зупинки насосів при припиненні подачі електричного струму, є найбільш частою причиною пошкоджень водоводів. При цьому розриви труб можуть відбуватися далеко від насосної станції у тому місці, де абсолютне значення внутрішнього тиску при ударі виявиться найбільшим, або там, де мережа має меншу міцність.

Досить важливо виявити аварію якнайшвидше, щоб відклю­чити ушкоджену ділянку й припинити витік води. В умовах міста швидко виявити аварію дуже складно, тому що вода, що витікає в місці пошкодження, може поширитися під асфальтовим покриттям на значну відстань, перш ніж вийде на поверхню. Часто вода потрапляє в канали інших технічних служб міста (тепломережі, телефон і т. ін.).

Ліквідація аварій на мережі й водоводах входить в обов’язок аварійних ремонтних бригад служби мережі управління водопро­водом. Аварійна бригада, пов’язана з диспетчерським пунктом, ви­їжджає на місце за командою, маючи у своєму розпорядженні автомашину, обладнану всіма необхідними технічними засобами для відключення аварійної ділянки й найшвидшого ремонту ушкоджених труб і арматури.

Особливе місце в експлуатації водогінних мереж займає боротьба з різними видами корозії. При збігу корозії з відкладеннями на стінках трубопроводів, значно скорочується пропускна здатність водоводів. Крім внутрішньої корозії може бути й підземна, причиною якої є мікроорганізми, блукаючі струми та ін. При біологічній актив­ності ґрунту сталеві трубопроводи ізолюють покриттями на основі поліетилену, полівінілхлориду, епоксидної смоли й інших полімерів, або влаштовують катодний захист із мінімальним потен­ціалом не менше 950 мВ за мідносульфатним електродом порівняння.

Корозія блукаючими струмами значно інтенсивніше ґрунтової. Відомі випадки, коли при натіканні блукаючих струмів силою в сотні амперів наскрізні отвори в місцях пошкодження покриттів трубо­проводів утворюються протягом перших місяців експлуатації. Для запобігання корозії блукаючими струмами влаштовують електрохі­мічний захист підземних трубопроводів (катодну, електродренаж­ними установками з різними видами дренажу та ін.).

Таким чином, тільки своєчасне й обґрунтоване проведення комплексу заходів щодо технічної експлуатації може забезпечити нормативний строк служби водогінної мережі, її надійність, і зберег­ти відповідну якість води, що подається споживачеві.

Дата добавления: 2014-12-16