|
 Канализационный дюкер через р. Оку
Одним из основных сооружений, входящих в комплекс наружных сетей канализации г. Нижний Новгород, является канализационный дюкер через р. Оку, расположенный в городской черте на расстоянии 80 м ниже по течению от Канавинского моста.
Назначение дюкера - подача сточных вод с левого берега на правый на станцию аэрации в объеме 455 тыс. м3/сут. Внутреннее рабочее давление в трубопроводах до 0,3 МПа.
Дюкер представляет собой систему из трех трубопроводов из стальных труб диаметром 1400 мм, протяженностью 900 м каждая. Существующие трубопроводы эксплуатируются с 1972 года, т. е. в течение 33 лет.
Приборно-водолазными обследованиями и экспертными оценочными расчетами было установлено аварийное состояние стальных трубопроводов дюкера и определен остаточный расчетный срок их службы, который составляет: для левой нитки -1 год; для средней нитки -1 год.
Правая нитка дюкерного перехода остаточного срока службы не имеет по причине уменьшения толщины стенки трубы с 12 до 2 мм, что не обеспечивает необходимой прочности трубы. Для выхода из создавшейся критической ситуации возможны два варианта:
Реконструкция существующего дюкера.
Строительство нового взамен существующего дюкера.
После технико-экономического анализа был принят вариант реконструкции дюкера методом протягивания в существующую стальную трубу диаметром 1400 мм полиэтиленовой трубы диаметром 1000 мм.
При инженерной подготовке строительно-монтажных работ, было необходимо решить несколько проблем:
Возможность осуществления нормального прохождения при протягивании полиэтиленовой
трубы внутри изгиба стального трубопровода, выполненного косыми стыками под углом до 150°. Задача
усложнялась тем обстоятельством, что в месте угла поворота стальной трубопровод сужался с диаметра
1400 до 1200мм.
Определение минимально возможного радиуса изгиба полиэтиленовой трубы (этот показатель не
нормируется производителями труб) при прохождении отвода до 150°.
Определение тяговых усилий, необходимых для протаскивания полиэтиленовой трубы, и сопоставление их
с прочностными характеристиками материала труб.
Определение оптимальной скорости протягивания полиэтиленовой трубы (при больших скорости
деформирования полиэтилена он может вести себя не как эластомер, а как хрупкое тело, что приведет к
разрушению трубы).
Технологические проблемы:
как протащить тяговый канат внутри стальной трубы, заполненной сточными водами, на расстояние 900 м;
какой должна быть конструкция прицепного устройства;
как решить проблему размещения каната длиной в 2000 м на тяговой лебедке;
другие более мелкие задачи.
Для выполнения расчетов были приняты следующие допущения:
жидкость из стального трубопровода не откачивается, трубопровод не осушается;
полиэтиленовая труба при протяжке плывет в жидкости (объемная масса полиэтилена составляет * 96-97 % от объемной массы воды);
полиэтиленовая труба при протяжке прижимается выталкивающей силой к своду стальной трубы с усилием 3-4 % от массы полиэтиленовой трубы.
Группой под руководством заведующего кафедрой строительства подземных сооружений Тульского государственного университета, доктором технических наук, профессором Булычевым Н. С. были выполнены оценочные работы по определению расчетного сопротивления протаскивания полиэтиленового трубопровода внутри стального.
Для подтверждения правильности методики расчета на базе ООО «СпецПромСтрой» был произведен эксперимент, моделирующий процесс протяжки с определением сопротивления протаскивания и сделан теоретический расчет по разработанной методике.
Сравнение экспериментальных и расчетных данных показало их достаточную сходимость, и было принято решение подбор технологического оборудования и разработку чертежей приспособлений выполнить на основе данных оценочного расчета. Было сконструировано и изготовлено необходимое эксклюзивное технологическое оборудование, разработаны технологические карты.
Организация работ :
Работы по протяжке полиэтиленовой трубы внутри стального трубопровода дюкера выполнялись в соответствии с разработанным «Проектом производства работ» в следующем порядке:
Вскрытие береговых участков дюкера, сооружение стартового и приемного котлованов.
Протяжка пилотного, промежуточного и тягового канатов.
Протаскивание калибра.
Протаскивание основной плети из полиэтиленовых труб.
Гидравлические испытания протянутого полиэтиленового трубопровода.
В марте 2005 года были произведены гидравлические испытания протянутой правой нитки дюкера. Результаты испытаний показали полное соответствие выполненных работ действующим строительным нормам и правилам.
К сожалению, не обошлось без неприятных моментов. Часть поставленных на стройку полиэтиленовых труб диаметром 1000 мм, изготовленных одним из российских производителей, по результатам анализа, проведенного аккредитованной лабораторией НПО «Пластик», г. Москва, оказалась не соответствующей ГОСТ 18599-2001, и их пришлось заменить. Сварочный агрегат для сварки полиэтиленовых труб не отвечал техническим характеристикам, заявленным при продаже.
Выявленные в процессе эксплуатации конструктивные недоработки устранялись дистрибьютером совместно со специалистами из Германии в рабочем порядке.
Вывод: экономически целесообразна и технически выполнима реконструкция дюкера любого диаметра и протяженности методом протаскивания трубы из полиэтилена внутри существующей стальной трубы.
|
О реконструкции канализационного дюкера через р.Оку в г.Нижний Новгород