Розробка ефективних технологічних рішень ліквідації аварій в каналізаційних колекторах

Відмінна особливість (новизна) запропонованої льодогрунтової огорожі полягає в тому, що при відсутності водонепроникних грунтів не створюється штучне днище, так як його роль виконує не зруйнована газовою корозією лоткова частина тунельної обробки.

Льодогрунтова огорожа виконана в вигляді даху, обмеженого колонками зонального заморожування грунту. Відстань між осями заморожуючих колонок А і В 1-1, 1 м, а між осями колонок В і С – 0, 75 м (рис 2).

В даній главі розроблена технологія відновлення обробки каналізаційного тунелю діаметром 2960 мм. Залізобетонні кільця-вкладиші з внутрішнім діаметром 2660 мм виготовлені на заводі ЗБК з облицюванням

поверхні бетону ребристим поліетиленом, забеспечують корозійну стійкість конструкції і зменшують загальну шершавість колектора.

Після закінчення періоду утворення льодогрунтової огрожі (активного заморожування) і початку періоду підтримки мінусової температури замороженого грунту (пасивного заморожування) приступають до проходки завалу і спорудження вторинної обробки, використовуючи при цьому спосіб протиснення.

Розроблена технологічна схема протиснення включає (рис. 3) : просвердлювання через обвал горизонтальних свердловин і протягання через них стальних канатів; опускання через оглядовий шахтний стовбур залізобетонних кілець і протискуючих засобів, які транспортують з обох сторін до місця обвалу; послідовне ведення робіт з обох сторін обвалу.

Послідовне проведення робіт з обох сторін обвалу включає – розробку, навантаження і транспортування грунту, протискання залізобетонних кілець з використанням стальних канатів, які протягнені через обвал.

При цьому підземні відновлювальні роботи ведуть циклічно, заходками, відповідно довжині висунення домкратів. Після чергового циклу штоки гідродомкратів, повертаючись в початкове положення, підтягають траверси, а спеціальні затискачі на траверсах перекріплюють канати.

Розробку і виймання грунту виконують ручним способом з допомогою механізованого інструменту та малогабаритними машинами типу ПМЛ-4, ПМЛ-5. При наявності в ножовій частині горизонтальних площадок, грунт при протискуванні кілець, попадає в потік вторинної обробки, звідки забирається.

Для транспортування залізобетонних кілець, протискуючих пристроїв, вагонеток з грунтом та інших матеріалів і виробів використовуються акумуляторні автопогрузчики.

Після проходки обвалу і спорудження вторинної залізобетонної обробки виконують зачеканку стиків між залізобетонними кільцями з використанням швидкосхоплюючого розширюючого цементу, а в отвір за обробкою нагнітають цементно-піщаний розчин. Якість первинного нагнітання, тобто заповнення порожнин, перевіряють повторним контрольним нагнітанням цементного розчину. На заключному етапі робіт виконують зварювання стиків ребристого поліетиленового покриття поверхні бетону. Тривалість ліквідації локального обвалу тунельної обробки, що розглядається, складає 20 діб, із них 8 діб витрачається на буріння свердловин трьома буровими станками.

 

 

В результаті виконання досліджень розроблені технологічні рішення, які підвищують ефективність ремонтно-відновлювальних робіт при ліквідації аварій в каналізаційних тунелях. Результати дослідження мають важливе наукове і практичне значення і можуть впроваджуватись на підприємствах, які експлуатують каналізаційні мережі.

Аналіз літературних даних і проведені дослідження показали, що каналізаційні трубопроводи не витримують гарантований термін експлуатації і виходять зі строю раніше нормативного строку. Практично в усіх регіонах України 25% каналізаційних мереж знаходяться в аварійному стані. Аналіз факторів, які впливають на довговічність каналізаційних тунелів дає підставу зробити висновок, що головною причиною руйнування конструкцій і в першу чергу залізобетонних, являється газова корозія.

Проведений аналіз показав, що експлуатаційна надійність каналізаційних тунелів і мікротунелів забезпечується при дотриманні основної умови – межа міцності конструкцій повинна перевищувати величину гірського тиску і інших зовнішніх навантажень.

Дослідження показали, що зони нестійкого водонасиченого грунту, які пересікають тунелі і мікротунелі, потенційно являються аварійно-небезпечними зонами. Запропонована формула визначення можливого вивалу грунту.

Виявлено, що каналізаційні тунелі і мікротунелі в разі проведення ремонтних робіт на якій-небудь дільниці каналізаційної мережі працюють не тільки в безнапірному, але й в напірному режимах, тому для них можливі пошкодження, характерні для гідравлічних тунелів, які працюють в різних режимах.

Визначено вплив підземних будівельних і відновлювальних робіт на величину вертикальних деформацій поверхні землі. Деформація поверхні землі має мінімальні значення при невеликих розмірах поперечного перерізу і великій глибині закладення тунелю, високій швидкості проходки і своєчасному улаштуванні постійного кріплення виробки, при закладенні тунелю в міцних і стійких грунтах (природних або штучно зміцнених).

Виконані дослідження, дозволили виявити принципові відміни процесів відновлення зруйнованого тунелю від будівництва нового. Установлено, що при обвалюванні тунелю відбувається нестійка стабілізація вивалу, яка загрожує подальшими вивалами великих масивів грунту.

Відновлення локального обвалу тунелю при непередбаченій нестабільності масиву грунту являється небезпечним як для тунелю, що відновлюється, так і для будинків і споруд, які розміщені в зоні обвалу.

Це необхідно враховувати, приймаючи рішення по ліквідації аварії. Досліджено запірне обладнання, яке дозволяє відключити стічні води від місця аварії.

Розроблена методика розрахунку несучої здібності конструкцій тунелю дає можливість визначати зусилля і навантаження, які виникають в ньому в перед аварійних ситуаціях. Використання данної методики дозволяє приймати необхідні рішення по попередженню локальних завалів обробок тунелів. В результаті виконаних досліджень теоретично обгрунтована і розроблена технологія ліквідації локальних обвалів каналізаційних тунелів, які знаходяться в зоні водонасичених нестійких грунтів. Відзначною особливістю розробленої технології є подвійний захист масиву і поверхні грунту від зсувів і деформацій. З цією метою розроблені технічні і технологічні рішення спрямовані на улаштування захисту