CC BY
40
ПОДХОДЫ К ВЫБОРУ ОБЪЕКТА РЕНОВАЦИИ НА ТРУБОПРОВОДНОЙ СЕТИ, ВОССТАНАВЛИВАЕМОЙ ПОЛИМЕРНЫМ РУКАВОМ
В.А. Орлов, Е.В. Орлов, A.B. Пименов
МГСУ
В материале рассматривается подход к восстановление трубопроводов с применением полимерного рукава.
In a material the approach to restoration of pipelines with application of a polymeric sleeve is considered.
На сегодняшний день в условиях неудовлетворительного состояния большого количества трубопроводов систем городского водоснабжения и водоотведения предупреждение их старения и сохранение проектных параметров работы являются приоритетными задачами коммунальных служб [1].
Для организации четкого контроля за эффективной работой и эксплуатацией городских трубопроводных сетей на повестку дня часто встают вопросы определение первоочередного объекта реновации и определение наиболее эффективного метода оперативного ремонта с выявлением конкретных параметров его реализации. В целях упрощения решения поставленных задач рекомендуется использование автоматизированных программных комплексов поиска первоочередных объектов реновации, а в качестве оптимального варианта ремонта использование бестраншейного метода санации участка трубопровода полимерным рукавом.
Для комплексной оценки технического состояния наружных трубопроводов водопроводной и водоотводящей сети использован подход, основанный на учете внешних факторов, оказывающих наибольшее влияние на состояние и эффективность безаварийной работы трубопроводов. К этим факторам в первую очередь относятся материал и диаметры труб, грунтовые условия, глубина залегания трубопровода, наличие подземных вод над трубопроводами, величины давлений, качественные показатели транспортируемых вод и т.д. На основе составления математических моделей работы водопроводных и водоотводящих сетей, ранжирования превалирующих дестабилизирующих факторов и детальной паспортизации участков трубопроводной сети разработаны специальные автоматизированные программы выбора объекта реновации на водопроводной и водоотводящей сетях.
Сущность программного комплекса состоит в том, что по паспортам трубопроводов специалист может выявить наиболее неблагоприятный в техническом отношении участок сети, который может классифицироваться как потенциально-опасный. К потенциально-опасным (наиболее ущербным) относятся те участки сети, где фиксируется максимальный суммарный балл значимости по совокупности представленных показателей. Эти участки должны быть рассмотрены в первую очередь на предмет прекращения последующей эксплуатации и оперативной реновации. Конечным итогом работы по поиску потенциальных объектов реновации на напорной и безнапорной трубопроводной сети явились автоматизированные информационно-поисковые системы
ВЕСТНИК МГСУ
3/2010
планирования восстановления трубопроводов, которые являются основным инструментом пользователей (проектировщиков и эксплуатационников) для оценки ситуации на отдельных участках водопроводной и водоотводящей сетях с целью определения адресного списка участков по совокупности показателей ущербности. Необходимо подчеркнуть, что при этом предлагаемая информационно-поисковая система не претендует на роль «последней инстанции» в определении объекта планирования восстановления сетей, а является лишь советчиком инженера-эксплуатационника в выборе того или иного адресного объекта потенциального ремонта или реновации на трубопроводных сетях, помогая ему принять окончательное решение. Первые диалоговые окна двух программ представлены на рисунках 1 и 2
Рис. 1. Диалоговое окно одной из программ выбора объекта реновации на напорных трубопроводах
Рис. 2. Диалоговое окно одной из программ выбора объекта реновации на безнапорных трубопроводах
Конечным результатом работы программного комплекса являются итоговые распечатки, где представлена информация по каждому исследуемому участку с указанием его баллов ущербности. При этом все участки располагаются по списку с убыванием баллов значимости.
Для решения второй задачи, т.е. выявления оптимальных параметров санации полимерным рукавом трубопроводов из различных материалов, использовалась разработанная в МГСУ совместно с ГУП «МосводоканалНИИпроект» специальная автоматизированная программа «Санация» [2]. Программа позволяет выявить параметры реновации полимерным рукавом для нескольких альтернативных материалов напорных и безнапорных трубопроводов, в частности, «сталь + полимерный рукав», «керамика + полимерный рукав», «чугун + полимерный рукав», «керамика + полимерный рукав» и т.д. Кроме того, результирующие данные программы позволяют оценить ситуацию для двух эксплуатационных состояний: в случаях нарушения или ненарушения несущей способности трубопроводов, что предлагается пользователю в образцах диалоговых окон программы, которые приведены на рисунках 3 и 4.
Рис. 3. Первое диалоговое окно автоматизированного расчетного блока
Второе диалоговое окно (рисунок 4) позволяет проектировщику осуществить выбор режима работы (напорный или безнапорный) и эксплуатационных состояний.
Рис. 4. Первое диалоговое окно программы прочностного расчета асбестоцементных труб
В третьем диалоговом окне автоматизированной программы (рисунок 5) проектировщику предлагается указать диаметр трубопровода и сведения о глубине его залегания, высоты грунтовых вод над лотком трубы и рекомендуемом модуле упругости полимерного рукава.
ВЕСТНИК МГСУ
3/2010
Рис. 5. Второе диалоговое окно программы прочностного расчета асбестоцементных труб
По команде «выполнить расчет» появляются расчетные (в том числе промежуточные) данные, например по толщине полимерного покрытия dn > 0,00173 м и предлагается выдать распечатку в формате MS WORD (рисунок 6).
Рис. 6. Промежуточная информация о проведении расчета
Аналогично представленному выше описанию работы программы для безнапорных трубопроводов может быть представлена последовательность работы с другими диалоговыми окнами для вариантов расчета напорных сетей.
Отличительной особенностью напорного режима в отличие от безнапорного является внесение полной информации о ремонтном участке трубопровода, включая диаметр и толщину стенки трубы, сведения о которой отображаются автоматически в зависимости от принятого диаметра. Кроме того, указывается внутреннее давление воды, проектная толщина покрытия, модуль его упругости и значения трех понижающих коэффициентов деформации для исходного трубопровода.
Пример заполнения исходной информации для напорного железобетонного трубопровода диаметром 0,5 м представлен на рисунке 7.
* 'V-' м'ц—I »п «-
Рис. 7. Исходные данные для расчета и проектирования напорного железобетонного
трубопровода
В качестве основного вывода следует отметить, что результатом выполненных исследований по определению критериев выбора объекта реновации на трубопроводных сетях, а также параметров санации ремонтных участков полимерным рукавом для проектировщиков разработаны автоматизированные программы оптимизации выбора первоочередного объекта реновации и прочностного расчета двухслойных трубных конструкций «действующий трубопровод + защитное покрытие». Применение подобных представленным автоматизированных компьютерных программ и диалоговых систем для решения широкого круга задач оптимальной реновации напорных и безнапорных трубопроводных систем позволяет упростить процессы проектирования и ускорить принятие правильного решения.
Литература
1. Храменков C.B. Стратегии модернизации водопроводной сети. М. Издательство Строй-издат, 2005. - 400 с.
2. Орлов В.А. Защитные покрытия трубопроводов. М. Издательство Ассоциации строительных вузов, 2009. - 128 с.
Ключевые слова: бестраншейная технология, реновация, защитное покрытие, трубопровод, гидравлика, полимерный рукав.
Key words: trenchless technology, renovation, revetment, pipeline, hydraulics, polymeric sleeve.
Статья представлена редакционным советом «Вестник МГСУ»
E-mail автора: [email protected]
