ВЕВЕЛЕР Хайнрих Вильгельм РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ОРГАНИЗАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ РЕМОНТА И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВОДОПРОВОДНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

brief description

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры

На правах рукописи

ВЕВЕЛЕР Хайнрих Вильгельм

УДК 628.147.25

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ОРГАНИЗАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ РЕМОНТА И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВОДОПРОВОДНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Специальность 05.23.08 технология и организация

промышленного и

гражданского строительства

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор, Д.Ф. Гончаренко

Харьков 2010

2

СОДЕРЖАНИЕ

Введение............................................................................................................................................................................... 4

Глава 1. Состояние вопроса. Постановка задач исследования................................ 8

1.1 Конструктивные и технические решения внешних

водопроводных сетей............................................................................................................................................. 8

1.1.1 Основные требования, предъявляемые к материалам

конструкций и оборудованию водопроводных сетей........................................ 8

1.1.2 Материал и типы труб............................................................................................... 12

1.2 Состояние трубопроводов водоснабжения.......................................................... 25

1.3 Исследование в области ремонта и восстановления

водопроводных сетей. Постановка задач исследования.................................................. 30

Глава 2. Исследование факторов, снижающих эксплуатационную

долговечность трубопроводов. Существующие способы их ремонта............. 35

2.1 Факторы, влияющие на эксплуатационную долговечность сетей

водоснабжения.............................................................................................................................................................. 35

2.2 Исследование и анализ процессов внутренней коррозии,

инкрустации и биокоррозии водоводов............................................................................................ 47

2.3 Основные технологии очистки и ремонта трубопроводов

водоснабжения.............................................................................................................................................................. 59

2.3.1 Способы очистки поврежденных трубопроводов....................... 59

2.3.2 Способы ремонта и восстановления трубопроводов

водоснабжения.............................................................................................................................................. 67

Выводы.................................................................................................................................................................. 81

Глава 3. Применение труб из полиэтилена для строительства и ремонта

водопроводных магистралей........................................................................................................................ 82

3.1 Обоснование применения полиэтиленовых труб.......................................... 82

3.2 Исследование явления коррозии и деформации

полиэтиленовых труб............................................................................................................................................ 92

3.3 Теоретические расчеты деформации полиэтиленовых труб............. 106

3

Выводы.................................................................................................................................................................. 111

Глава 4. Разработка технологических и организационных решений

ремонта трубопроводов с использованием полиэтиленовых труб..................... 112

4.1 Теоретические и экспериментальные исследования для

определения размеров участков, заполненных раствором в межтрубном

пространстве.................................................................................................................................................................... 112

4.2 Разработка организационно-технологических решений ремонта

и восстановления водопроводной магистрали открытым и закрытым

способами........................................................................................................................................................................... 121

4.3 Технология заполнения раствором межтрубного пространства. 140

4.4 Реализация и эффективность выполненных исследований................ 150

Выводы.................................................................................................................................................................. 152

Общие выводы.............................................................................................................................................................. 153

Список использованных источников.................................................................................................... 155

Приложения..................................................................................................................................................................... 164

bibliography

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В диссертационной работе научно обоснована и разработана технология и организация ремонта и восстановления водопроводных трубопроводов с применением полиэтиленовых труб.

1. Основными причинами повреждений трубопроводов водоснабжения являются низкое качество труб, внутренняя и внешняя коррозия,

инкрустация труб, воздействие низких температур, напряжения, возникающие от воздействия транспорта.

2. Исследование существующих технологий ремонта и восстановления водопроводных трубопроводов показало, что наиболее эффективными,

особенно в условиях исторически сложившейся городской среды, являются бестраншейные технологии, а одним из основных метод «Релайнинга», который заключается в протягивании в поврежденную трубу трубы меньшего диаметра.

3.Анализ применения труб в Украине, странах СНГ и европейских государствах показал, что в последние годы для строительства и ремонта трубопроводов водоснабжения все большее применяются трубы из полимерных материалов, в том числе полиэтиленовые.

4. Результаты исследований труб из полиэтилена показали, что трубы из полимерных материалов растрескиваются под напряжением, стареют под действием света и тепла, часто подвержены диффузии углеводородов. Кроме этого, трубы из пластмасс не имеют достаточных свойств прочности к растяжению и механических свойств железосодержащих материалов.

Например, минимальная прочность стали на растяжение составляет 360 Н/мм2, полиэтиленовой трубы ПЭ 100 10 Н/мм2. Полиэтиленовые трубы в результате температурных воздействий подвержены значительной линейной деформации, а сосредоточенные и линейные нагрузки, вызванные плохим качеством обратной засыпки траншей, ведут к рискам разрушения в процессе их эксплуатации.

154

5. Проведенные испытания на выдергивание полиэтиленовой трубы из раствора, заполняющего межтрубное пространство между стальной трубой диаметром 155 мм и полиэтиленовой трубой диаметром 110 мм, показали,

что наибольшая деформация достигнута при среднем усилии 1050 кг. Длина испытываемых труб равна 1 м, прочность раствора соответствовала классу В 1,5.

6. Полученные в результате испытаний данные легли в основу разработанной методики определения предполагаемой деформации полиэтиленовых труб и установления необходимого количества неподвижных опор при ремонтно-восстановительных работах на водопроводных трубопроводах с использованием полиэтиленовых труб.

7. Разработанные технические, технологические и организационные решения ремонта и восстановления водопроводных трубопроводов

открытым и бестраншейным способом позволяют повысить эксплуатационную долговечность трубопроводов, снизить затраты,

связанные с их эксплуатацией.