подписка на электронный дайджест
         
Контакты +7 (812) 336-95-69
  • Сегодня, 21 марта

  • Ближайшие мероприятия

    Показать все ближайшие мероприятия
  • Сравнительная оценка продолжительности строительства Тебердинского магистрального группового водопровода из различных материалов

    О. А. Продоус, д. т. н., профессор, генеральный директор ООО «ИНКО-инжиниринг»

    Б. А. Джанбеков, президент ФСРНП «ЭЛЬБРУС»

    А. А. Мурлин, председатель совета директоров ООО «ИНКОНСТРОЙ»

    В. В. Иващенко, генеральный директор ООО «Аква-ИКС»

     

    Проведено сравнение продолжительности строительства магистрального водовода из труб диаметром 600 и 800 мм длиной 100 км из двух материалов: напорного полиэтилена диам. 800 мм, SDR11, PN16 и труб ВЧШГ с полиуретановым внутренним покрытием диам. 600 мм, PN25, имеющих сравнимые по величине внутренние диаметры труб. Доказано преимущество использования чугунных раструбных труб из ВЧШГ с полиуретановым покрытием, обладающих высоким гидравлическим потенциалом и не требующих затрат на подготовку основания под трубы.

     

    Ключевые слова: строительно-монтажные работы, продолжительность строительства, трубы, водоводы.

     

    Продолжительность строительства водовода большой протяженности и диаметра из любого вида материала труб зависит от следующих характеристик:

    — условий трассы водовода (равнина, пересеченная местность, горы, овраги) для использования строительной техники (экскаваторов, бульдозеров, трубоукладчиков), наличия автодорог, линий энергоснабжения, наличия питьевой воды и достаточно комфортных условий для проживания строительных бригад;

    — геологических и геодезических характеристик трассы водовода;

    — сложности местных условий;

    — глубины укладки труб в траншее;

    — уровня грунтовых вод на трассе водовода;

    — удобства производства строительно-монтажных работ при монтаже трубопровода;

    — технологии ведения строительно-монтажных работ (СМР) при сборке водовода в магистраль и др.

    32

    L — длины участков трассы водовода, км
    I, A, Б, B, Г, Д — разгрузочные емкости
    Рис. 1. Высотная схема водовода

    На рис. 1 приведена высотная схема водовода с разгрузочными емкостями в пяти точках трассы, обеспечивающих необходимые условия для снижения давлений в трубах, обусловленные перепадом высот на трассе водовода.

    Для строительства водоводов при сложном рельефе местности в сейсмических условиях с характеристиками сейсмичности, представленными в табл. 1 [1], могут использоваться следующие материалы труб: чугунные раструбные на резиновых уплотнительных кольцах и трубы из полимерного материала — полиэтилена, а также трубы из композитных материалов — стальные или чугунные с полимерным покрытием, например, полиуретановым внутри и снаружи [2, 3].

     

     

     

     

    Таблица 1. Характеристики сейсмичности по трассе водовода

    Точка на трассе водовода Характеристики по шкале МСК-64
    А (10%) В (5%) С (1%)
    г. Теберда 8 9 10
    г. Черкесск 8 8 9

     

    Такие трубы сочетают в себе свойства металлических и чугунных, выдерживают высокое давление и имеют минимальные потери напора по длине, определяющие величины эксплуатационных затрат при работе водоводов.

    Строительство такого самотечно-напорного, в условиях высокой сейсмичности, водовода с перепадом высот от отметки 1400 м до отметки 600 м над уровнем моря, согласно нормативному документу [4], возможно с использованием из расчета двух приведенных видов материалов труб: полиэтиленовых напорных по ГОСТ 18599-2001, а также чугунных раструбных с полиуретановым внутренним и наружным покрытием по EN 545-2010 [1, 2, 3, 4, 5].

    На примере Тебердинского магистрального группового водопровода рассмотрим технологическую последовательность его строительства из двух перечисленных материалов труб, в зависимости от сложности местных условий.

    7

    Рис. 2. Укладка труб в траншее

    Технологическая последовательность строительства водовода для перечисленных материалов труб следующая:

    —       геолого-геодезические изыскания трассы водовода, включая землеотвод;

    —       разработка проектной документации (стадии ПД и РД);

    —       согласование проекта в органах государственной экспертизы;

    —       поставка на трассу труб, арматуры и других комплектующих согласно разработанному проекту;

    —       поэтапное строительство водовода согласно утвержденному календарному плану работ;

    —       поэтапное гидравлическое испытание участков водовода;

    —       пусконаладочные работы и сдача водовода в эксплуатацию.

    Технологическая последовательность строительства водовода в большой степени зависит также от логистической составляющей, на которую оказывает влияние стоимость доставки труб и комплектующих на трассу водовода, и, в конечном счете, от чего зависит и продолжительность его строительства.

    Поверхностная прокладка ВЧШГ (1)

    Рис. 3. Наземная прокладка водовода с обваловкой разработанным грунтом

    Разнообразно пересеченная местность трассы водовода, наличие ручьев, оврагов, расщелин, валунов и т. п. должны обязательно учитываться при выборе способа проведения строительно-монтажных работ на трассе.

    На рис. 2 и 3 приведены две технологии укладки труб — в траншее и с наземной укладкой и обваловкой труб разработанным грунтом. Наиболее эффективная и реализованная в Сочинском регионе технология прокладки трубопровода в пересеченной местности с высокой сейсмичностью приведена на рис. 3.

    В табл. 2 приведены предлагаемые авторами значения величин коэффициентов сложности местных условий трассы в зависимости от способа (технологии) проведения строительно-монтажных работ на трассе.

     

    Таблица 2. Значения величин коэффициентов сложности местных условий трассы

    Коэффи-циент сложности местных условий трассы, Км

    Способы монтажа водовода

    открытая наземная прокладка с обваловкой трубопровода подземный на равнинной местности в траншее ниже глубины промерзания грунта подземный в пересеченной местности в траншее на большой глубине в стесненных условиях открытый на опорах, эстакадах, отдельно стоящих стойках с монтажом труб в тепловой изоляции
    1,0 1,1–1,2 1,3 1,4

     

    Способы (технологии) прокладки водовода характеризуются значением величин коэффициентов сложности местных условий и могут варьировать (сочетать) комбинации различных возможных способов. Например, традиционный в траншее Км = 1,2, плюс с открытой прокладкой на опорах с утеплением труб Км = 1,4.

    Значения коэффициентов сложности местных условий характеризуют темп проведения строительно-монтажных работ, который, в свою очередь, влияет на продолжительность строительства водовода и зависит от сложности местных условий. То есть продолжительность строительства водовода является функцией трудоемкости строительства 1 п. м трубопровода монтажной бригады, чел/час; уровня механизации строительно-монтажного процесса, маш/смена и сложности местных условий:

    Tст-ва = f (dвн., Pбр., Кмех., Км.),

    где:

    dвн. — внутренний диаметр труб, мм;

    Pбр. — трудоемкость строительства 1 п. м водовода, чел/час;

    Кмех. — затраты времени использования строительной техники (механизмов) на производство заданного объема работ, маш/см.;

    Км — коэффициент сложности местных условий (табл. 2).

    Так как монтаж трубопровода из рассматриваемых материалов является сложным технологическим процессом, зависящим от перечисленных характеристик, то определение продолжительности строительства водовода большой протяженности — это многофакторная задача, рассматриваемая только поэтапно.

    Для определения продолжительности строительства водовода из двух приведенных материалов рассмотрим для сравнения только две составляющих для каждого вида материала труб: стоимость доставки 1 п. м труб на трассу водовода и стоимость их монтажа. Результаты сравнения представлены в табл. 3. Для упрощения расчета принимаем, что доставка труб и их последующий монтаж осуществляется в точке Б на трассе водовода (рис. 1), а склад заказчика находится на расстоянии 30 км от места проведения строительно-монтажных работ (СМР).

    Таблица 3.

    Сравнение показателей СМР

    Тип трубы Способукладки труб Затраты, тыс. руб/1 п. м Производительность 1 бригады, п. м
    стоимость труб с доставкой на трассу стоимость монтажа труб с подготовкой траншеи или обваловкой всего в смену в год
    Трубы чугунные раструбные с полиуретановым покрытиемØ 600 мм поEN 545-2010,PN 25 В траншеена глубине промерзания 33,00 2,30 35,30 210 55 440
    Трубы чугунные раструбные с полиуретановым покрытиемØ 600 ммпо EN 545-2010,PN 25 Открытая прокладка с обваловкой трубопровода 33,00 2,90 35,90 210 55 440
    Трубы напорные полиэтиленовые по ГОСТ 18599-2001 Ø 800 мм, SDR 11, PN 16 В траншее на глубине промерзания 44,660 7,70 52,36* 24 6 336

     

    * С засыпкой песком по нормам с трамбовкой

     

    В табл. 3 приведены характеристики труб с близким по размеру внутренним диаметром, пропускающих одинаковый расход.

     

    Из характеристик табл. 3 видно, что:

    — общая стоимость труб из ВЧШГ диаметром 600 мм, включая подготовку траншеи или обваловку трубопровода местным грунтом, отличается всего лишь в 1,02 раза, то есть является практически одинаковой;

    — общая стоимость напорных полиэтиленовых труб диаметром 800 мм, укладываемых в траншею с засыпкой песком, в 1,48 раза дороже стоимости ВЧШГ-труб, так как для них не требуется песчаной подготовки основания под трубы;

    — общая стоимость труб из ВЧШГ диаметром 600 мм с открытой прокладкой и обваловкой трубопровода в 1,46 раза дешевле общей стоимости укладки напорных полиэтиленовых труб диаметром 800 мм.

    Сравнение продолжительности строительства для одного и того же способа, укладки в траншею одной нитки водовода длиной 100 км, приведено в табл. 4.

     

    Таблица 4. Продолжительность строительства

    Вид материала труб Способ укладки труб Производи-тельность1 бригады в смену, п. м Длина укладки труб в год, п. м Продолжи-тельность строительства водовода, лет
    Полиэтилен Ø 800 мм,SDR 11, PN 16 В траншее на глубине промерзания 210 55 440 1,8
    Трубы чугунные раструбные с полиуре-тановым покрытием В траншее на глубине промерзания 24 6 336 15,8

    Из табл. 4 видно, что при прочих равных условиях продолжительность строительства Тебердинского магистрального группового водопровода из труб ВЧШГ с полиуретановым покрытием в 8,8 раза меньше, чем продолжительность его строительства из более дорогих напорных полиэтиленовых труб.

    Сокращение продолжительности строительства двух ниток магистрального группового трубопровода с длиной трассы в 100 км, за счет использования сейсмостойких ВЧШГ-труб с полиуретановым покрытием, обеспечивает также коррозионную и электрохимическую стойкость композитного материала труб, что позволит увеличить продолжительность его эксплуатации.

     

    Литература

    1. СП 14.13330.2014 Строительство в сейсмических районах. // http://docs.cntd.ru/document/1200111003.
    2. Продоус О. А., Джанбеков Б. А. Трубы с полиуретановым покрытием для строительства Тебердинского магистрального группового водопровода. //Журнал ВСТ «Водоснабжение и санитарная техника» № 2, 2018. — С 61–63.
    3. Продоус О. А., Мурлин А. А., Иващенко В. В. Чугунные трубы с полиуретановым покрытием, снижающие затраты на строительство и эксплуатацию трубопроводов. // Научно-технический журнал «Инженерные системы» АВОК-Северо-Запад, № 4, 2017. — С. 50–53.
    4. СП 31.13330-2001 СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. // http://docs.cntd.ru/document/1200093820.
    5. Продоус О. А. Таблицы для гидравлического расчета труб напорных из полиэтилена. Справочное пособие. Издание 3-е — дополненное. // Санкт-Петербург, ООО «Свое издательство», , 2017. — 240 с. ил.

     

    Скачать статью в pdf-формате: Сравнительная оценка продолжительности строительства Тебердинского магистрального группового водопровода из различных материалов