Выпуск № 29
(21 июня 2006г.)

Тема номера:
Бестраншейные технологии
1. Прокладка трубопроводов и другие гидравлические мероприятия с помощью техники горизонтального направленного бурения (ГНБ)
2. Специальное строительство подземных сооружений, фундаментостроение и геотехническое применение ГНБ
3. Бестраншеные технологии в России: целесообразность и экономическая эффективность

А также:
О кондиционерах доступно
4. Установка сплит-системы: что нужно знать заказчику, монтаж внутреннего и внешнего блоков
5. Особенности монтажа кондиционеров, работающих на HCF хладагентах

Главная > Архив статей рассылки >

Бестраншеные технологии
в России:
целесообразность и экономическая эффективность

При прокладке труб под дорогами и другими препятствиями возможны два основных способа производства работ - открытый и закрытый.

Традиционные методы прокладки трубопроводов до недавнего времени, независимо от их назначения, проводились так называемым "открытым" способом. Этот способ предусматривает вскрытие грунтов (рытье траншеи) на заданную глубину, проведение технических мероприятий по подготовке траншеи для прокладки трубопровода (как правило, это выравнивание дна траншеи), создание песчаной постели, прокладка трубопровода или кабеля, засыпка проложенных коммуникаций инертным материалом, окончательная засыпка траншеи и, наконец, восстановление растительного слоя или дорожного полотна.

При проведении работ в городе необходимо обеспечить безопасные условия их проведения на достаточно длительный период, что влечет за собой согласование с различными дорожными службами.
При работе в зоне железных дорог приходится проводить различные специальные мероприятия по укреплению железнодорожного полотна, ограничивать скорость движения составов.
При прохождении коммуникаций через водоемы требуется применение специального водолазного оборудования, специальной техники для рытья траншей по дну, специальных мероприятий по прокладке дюкера и специального же контроля его состояния в процессе дальнейшей эксплуатации.
Нельзя забывать про затраты на временные сооружения, необходимые во время проведения работ. Не поддается экономическому анализу ущерб, который наносится окружающей среде при проведении работ по прокладки коммуникаций открытым способом.

В то время как на сегодняшний день в передовой зарубежной практике 95% объема работ по прокладке и реконструкции подземных инженерных коммуникаций производится бестраншейными методами, что позволяет снизить затраты на проведение ремонта трубопроводов на 10-40% (в зависимости от их диаметра).
Более того, во многих крупных зарубежных городах прокладка инженерных коммуникаций открытым способом уже запрещена. Необходимо отметить, что в Европе постоянно растет число объектов, где находят применение методы бестраншейной технологии ремонта, реконструкции и прокладки коммуникаций. Этот рост носит более сиремительный характер, чем в США, поскольку крупнейшие европейские города были заложены, в основном, несколько столетий назад.
В нашей стране из-за отсутствия соответствующего оборудования и материалов ремонт и прокладка коммуникаций в последние годы производились преимущественно открытым способом, что приводило к резкому увеличению стоимости работ и сроков строительства объектов, а также к необходимости разрушения дорожных покрытий и перекрытию движения автомобильного и железнодорожного транспорта.

Как результат - помимо существенных убытков и ухудшения экологической обстановки - социальные проблемы: огромные автомобильные пробки, многочисленные неудобства для пассажиров, пешеходов, водителей. Выводы напрашиваются сами: технологии бестраншейной прокладки, получившие в последние десятилетия широкое распространение в зарубежной и отечественной практике, гораздо эффективнее в современных условиях, чем традиционные открытые методы.

Отмечая сложность и актуальность проблемы прокладки и замены трубопроводов городского хозяйства можно сослаться на мнение председателя Международного общества по бестраншейным технологиям и директора Центра по бестраншейным технологиям Технологического университета в Рустоне Рея Стерлинга: "Несмотря на то, что мы склонны к тщательному планированию поверхностей наших городов, мы исторически игнорируем подземное пространство. Возможно, всего лишь горстка городов в мире может похвастаться строгим планированием подземной части города. Из-за этого исторически отсутствующего планирования подземной части города мы платим очень высокую цену за то, что мы вынуждены делать там сейчас.
Если к качеству городской инфраструктуры предъявляются столь же серьезные требования, кажется странным, что архитекторы редко заняты в разработке, планировании и проектировании городской инфраструктуры. Лучшие из них уже сегодня возвышают городскую инфраструктуру до высот общественного искусства".

Согласно докладу Рея Стерлинга, 3,5 млн. миль подземных коммуникаций коммунального хозяйства, газовые, электрические, водо-канализационные и телекоммуникационные линии находятся в ведении муниципальных органов США.

Это очень старая инфраструктура. С начала XX века она нерегулярно и редко подвергалась ремонтным и восстановительным работам. В течение многих лет инженеры предупреждали: значительная часть подземных коммуникаций изжила себя; но невнимание к этим предупреждениям приводило к "захватывающим" авариям: от прорывов водопроводной магистрали до крушений мостов.

Очевидно, полагают американские специалисты, вся система строительства инженерных коммуникаций сегодня должна быть изменена. "Если вы хотите, чтобы строение и та часть города, которая обслуживает это строение, были и в надежном состоянии, и с современным сервисом, хорошо работающим транспортом и с красивой окружающей средой, вы должны думать, как планировать и размещать всевозможные инженерные коммуникации под землей".

Иллюстрируют они свою мысль следующим образом: чем больше вы вскрываете дорог и улиц для ремонта, перестройки, модернизации подземных коммуникаций и т.д., тем хуже будет работа наземного транспорта и качество дорог. Довольно скоро новая дорога, запланированная на 50 лет эксплуатации, будет настолько разрыта и деформирована, что ее придется полностью переделывать уже через 15 лет.
Нью-йоркская компания по отливке бетонных конструкций "Форт Миллер Компани" создала термин "невидимое строительство" и доказала, что предпроизводственные технологии могут сделать замены фундаментов подземной инженерной инфраструктуры лучше, быстрее и дешевле.

Концепция проста:
- заранее заготавливать часть подлежащих замене деталей в контролируемом месте (лучше),
- устанавливать их за ночь (быстрее),
- выполнять работу за максимально короткое время (дешевле).
"Форт Миллер" использовала эту концепцию в большинстве всех строительных и восстановительных работ на дорогах и мостах, там, где движение не может быть закрыто надолго.
С развитием бестраншейных технологий, что по сути является "невидимым строительством", за последние 30 лет стало возможным устанавливать, поддерживать и инспектировать подземные инженерные коммуникации с частичным или полным отсутствием вскрытия земли.

То же самое можно сказать и о современном коммунальном хозяйстве в городских хозяйствах России.
Развитие современного городского хозяйства невозможно без нормального функционирования основных жизнеобеспечивающих систем - инженерных коммуникаций различного назначения. Существующие и прокладываемые подземные трубопроводы снабжают жилые дома, коммунальные и промышленные предприятия горячей и холодной водой, электроэнергией, газом и обеспечивают водоотведение бытовых и промышленных стоков, поверхностных и фильтрационных вод (таблица 1).

Таблица 1.

Основная доля затрат в структуре себестоимости работ по открытой перекладке сетей приходится на земляные работы и транспортные перевозки, которые в большей части связаны с транспортировкой грунта.

!!! Земляные работы при применении бестраншейной технологии, практически исключены.
!!! Бестраншейный метод позволяет избежать проблем и с экологией: окружающая среда не подвергается техногенному воздействию, связанному с уничтожением зеленых насаждений и травяного покрова при применении открытого способа.
!!! Затраты на их восстановление возмещают организации, ведущие открытую перекладку сетей.

Таким образом, реальная себестоимость прокладки или замены 1 м трубопровода бестраншейным способом ниже по сравнению с его прокладкой открытым способом.

В таблице 2 приведена расчетная стоимость ремонта аварийных участков канализационной сети открытым методом и фактическая стоимость ремонта при применении одного из бестраншейных методов в городе Санкт-Петербурге.

Таблица 2.

Важно отметить, что никто до настоящего момента не учитывал в расчетах косвенные финансовые потери, т.е. убытки граждан, предприятий и организаций, вызванные ведением работ по замене трубопроводов открытым способом, например отмену или изменение маршрутов городского пассажирского транспорта и др.

Еще оин из интереснейших проектов - введенная в эксплуатацию подводная волоконно-оптическая линия связи, связавшая страны черноморского региона: Россию, Украину, Турцию, Румынию, Грузию и Болгарию. Строительство линии (международное название BSFOCS - Black Sea Fiber Optic Cable System) было задумано еще в 1993 году. Однако привлечь достаточный объем инвестиций его участники смогли лишь шесть лет спустя, а завершить реализацию проекта удалось лишь 1 сентября 2001 года. В состав консорциума вошли национальные операторы связи Греции, Кипра, Болгарии, Украины, Армении и других стран. Генподрядчиками по строительству были американская фирмы TSSL и французская компания "Alcatel Submarine". Общая протяженность подводного кабеля составила более 1200 км. В центре западной части Черного моря на глубине около 1400 м была установлена разветвительная муфта, с помощью которой реализована конфигурация типа "звезда", соединяющей береговые станции в пунктах Джубга (Россия), Каролина-Бугаз (Украина) и Святой Константин (Болгария). Прокладка и заглубление однобронного подводного волокно-оптического кабеля типа "SAL" (вес в воздухе 2,0 т/км, в воде - 1,4 т/км, диаметр 30 мм) осуществлялось в два технологических этапа. Первый этап - бурение скважины методом ГНБ, в которую затягивались две полиэтиленовые трубы диаметром 63 мм с барабанов, установленных на палубе большого гидрографического катера. Второй этап - протаскивание в одну из полиэтиленовых труб (вторая - резервная) подводного кабеля со стороны моря на берег.

В России постоянно развивается газотранспортная система. По сравнению с 2003 годом прогнозируется, что объем коммерческих перевозок к 2007 году возрастет на 7,6 - 12,5%. Объем перекачки газа по магистральному газопроводу возрастет к 2007 году на 8 - 13%.
Система газоснабжения России имеет чрезвычайно сложную многоступенчатую структуру. Она состоит из 5 тысяч газопроводов и множества сооружений. Российский распределительный трубопроводный транспорт значительно превосходит по протяженности магистральные трубопроводы. По разным оценкам, в стране более миллиона километров распределительных сетей.

В системе нефтепроводного и нефтепродуктопроводного транспорта за период 2003-2007 годов ожидается постепенное увеличение как объемов транспортировки (7,5 - 12,7% и 11,2%), так и грузооборота (19,8 - 25,6% и 7,6 - 8%).
Планируется расширение БТС (Балтийской трубопроводной системы) до 62 млн. тонн к 2006 году. Для обеспечения экспорта 62 млн. тонн нефти в год через порт Приморск необходимо расширение существующего резервуарного парка на 300 тыс. м3, реконструкция 4 НПС, строительство одной НПС, причала, объектов для приема с железнодорожных путей нефти и нефтепродуктов.
В 2007 году запланирован ввод первой очереди экспортного магистрального трубопровода "Второво-Ярославль-Кириши-Приморск" (проект "Север").
На Каспийско-Черноморско-Средиземноморском направлении планируется развитие маршрутов транзита нефти прикаспийских стран СНГ путем увеличения пропускной способности трубопровода Атырау-Самара до 25 - 30 млн. тонн нефти в год и нефтеналивных морских терминалов в Новороссийске и Туапсе до 59 млн. тонн нефти в год, а также достижение проектной мощности нефтепровода Каспийского трубопроводного консорциума (67 млн. тонн в год).
На Центрально-Европейском направлении планируется соединение трубопроводных систем "Дружба" и "Адрия" с целью поэтапного (5 - 10 - 15 млн. тонн в год) увеличения экспорта нефти из России и стран СНГ через нефтеперевалоч-ный терминал в порту Омишаль (Хорватия). Планируется также объединение трубопроводных систем Центральной и Восточной Европы в единую систему.

Развитие современного городского хозяйства невозможно без нормального функционирования основных жизнеобеспечивающих систем - инженерных коммуникаций различного назначения. Существующие и прокладываемые подземные трубопроводы снабжают жилые дома, коммунальные и промышленные предприятия горячей и холодной водой, электроэнергией, газом и обеспечивают водоот-ведение бытовых и промышленных стоков, поверхностных и фильтрационных вод.

В настоящее время в городах России находится в эксплуатации свыше 300 тыс. км систем водоснабжения и водоотведения, отслуживших нормативный срок, из которых свыше 85,2 тыс. км находятся в аварийном состоянии и требуют немедленной замены.

Эксплуатация изношенных трубопроводов ухудшает социальную и экологическую обстановку в городах Российской Федерации (ежегодно на каждые 100 км коммуникаций приходится 45 аварий), поскольку утечки приводят к подтоплению территорий, просадке дорожных покрытий, зданий и сооружений, загрязняют подземное пространство городов промышленными и бытовыми стоками.

На территории России значительно подтоплены 809 городов и 478 поселков городского типа, что не в последнюю очередь вызвано утечками из водопроводных и канализационных сетей. Если не будут приняты срочные меры по планомерной реконструкции подземных коммуникаций, то в ближайшие годы вышеперечисленные проблемы будут представлять серьезную угрозу для населения многих крупных городов России. Для того, чтобы в течение 10 лет заменить аварийные сети, необходимо ежегодно реконструировать 15 - 17 тыс. км подземных коммуникаций. Выполнение этого объема работ традиционными (траншейными) методами требует значительных затрат, что совершенно нереально в текущей экономической ситуации.

Кроме того, ведение работ траншейными методами в таких крупных городах, как Москва, С.-Петербург, Екатеринбург, Новосибирск и т.д., невозможно из-за большой глубины залегания трубопроводов (до 12 м), пересечений с другими подземными коммуникациями (электрическими и телефонными кабелями, газопроводами, линиями метрополитена и т.д.), из-за необходимости прекращения движения городского транспорта и разрушения дорожных покрытий.

Столицу России, население которой превысило 11 млн. человек, питают сети водоснабжения длиной около 10 000 км (из них 72% - стальные, 26% - чугунные, 1% - поливинилхлоридные, 0,4% - железобетонные, 0,4% - асбестоце-ментные, 0,2% - полиэтиленовые трубы). Москвич, по статистике, потребляет воды в 3-5 раз больше, чем европеец. По оценкам Госкомстата утечки воды в различных городах достигают 30% и более. Специалисты "Мосводоканала" считают, что в столице этот показатель равен 12%. Зарастанию внутренней поверхности подвержены 75% ныне действующих водопроводов, из-за этого снижаются эксплуатационных характеристики, в 3 раза увеличивается расход электроэнергии на перекачку и - самое неприятное - питьевая вода подвергается вторичному загрязнению. Износ водопроводов - главная причина их аварийности: ежегодно на каждые 100 км сетей приходится 70 аварий (в Москве - 50).
Таким образом, необходимость проведения оперативных и качественных ремонтно-восстановительных работ на поврежденных участках трубопроводов водопроводной и водоотводящей сетей в современном городе обусловлена не только техническими, но и экономическими и социальными факторами.

Бестраншейные технологии позволяют:
- резко повысить темпы работ по новому строительству и ремонту изношенных коммуникаций, более эффективно использовать финансовые и материальные ресурсы;
- соблюдать экологические нормы, практически исключить ведение земляных работ, ликвидировать угрозу повышения уровня грунтовых вод и загрязнения грунтовых массивов бытовыми и производственными стоками;
- обеспечивать бесперебойное движение транспорта в районе проведения работ.

Бестраншейные технологии характеризуются высоким уровнем механизации, почти стационарным режимом работы и, в отличие от траншейного способа, меньшим объемом ручных работ. Контакт с поверхностью грунта и асфальтобетонным покрытием либо полностью исключен (при работе по методу "из колодца в колодец"), либо происходит только на начальном и конечном этапах работ. Кроме того, бестраншейная технология позволяет отказаться от транспортных операций. Другими преимуществами являются легкость пересечения уже существующих коммуникаций и возможность отказа от водоотливных мероприятий.
Что касается техники безопасности при бестраншейной замене трубопроводов, то круг вопросов, связанных с ней значительно отличается от аналогичных лишь умением обращаться с комплектом оборудования для бестраншейной замены.

СПОСОБЫ УСТРАНЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ

Способы устранений повреждений делятся на три основные группы (рис.1):
- приведение в рабочее состояние,
- санация,
- замена.

Рисунок 1. Способы устранения повреждений трубопроводов

"Основы бестраншейных технологий" - технический учебник-справочник
материал публикуется с разрешения автора А.П.Рыбакова