Водопроводната и канализационна инфраструктура и други комунални услуги

Водопроводната и канализационна инфраструктура и други комунални услуги представляват значителна инвестиция от страна на повечето общини. За над 100 години разпределителните мрежи за комунални услуги са били разположени в подземни тръби или канали. За полагане на нови тръбопроводи и комуникации и ремонтирането им се е използвал конвенционален метод, чрез разкопаване на повърхността. В градовете и градските райони, тези разпределителните мрежи са разположени под пътища. Това често ги прави трудно достъпи, особено в области, натоварени с трафик и сгради.

Когато тръбопровод инфраструктура не е добре поддържана тя спира да работи. Така например, в рамките на водопреносните системи, това може да доведе до изтичане и на възможен недостиг на вода. В канализационни системи, напукани и повредени тръби могат да причинят просмукване на отпадъчни води, което води до замърсяване на подпочвените води. Тези проблеми често водят до негативно влияние върху здравето и околната среда.

Най-старите подземни комунални системи, обикновено се намират в близост до повърхността. Системите инсталирани по-късно, най-често се срещат по-долу или преплетени с първоначалните инсталации. Конвенционалният метод за ремонт, чрез разкопаване на повърхността неизбежно нарушава трафика, бизнеса и други услуги. Това прекъсване има отрицателно въздействие върху околната среда по отношение на качеството на въздуха, шума и други замърсявания, както и на местната растителност и сгради. Това, от своя страна, намалява качеството на живот на местните жители. Осигуряването и поддържането на безопасни и ефективни комунални услуги изисква повече екологосъобразни технологии и подходи за осигуряване на обществена подкрепа.

Безизкопните технологии свеждат до минимум изискването за повърхностно разкопаване, могат значително да намали отрицателното въздействие което оказват монтажа, поддръжка и ремонт върху околната среда. Чрез минимизиране на изкопните дейности, задръстванията на движението са значително намалеиа, като по този начин се намалява и замърсяването на въздуха и шума. Освен това, безизкопните технологии могат да се възползват от съществуващите тръбопроводи и материали и може да сведат до минимум разрушенията причинени от изкопаната земна маса и повредите по пътната настила в следствие на разкопаването.

Технологични варианти за прекарване на нови комуникации (ВиК, Електро и др.) :
В момента са познати два основни начина за полагане на нови или подмяна на стари подземни комуникаци – конвенционален чрез разкопаване и безизкопен.
Конвенционалният метод се характеризират с големия обем физическа работа която трябва да се извърши за да бъдат положени или ремонтирани комуналните системи. Обикновено изкопаването на огромни количества земна отнема много време и средства, а последващото връщане на земната маса за засипване обикновено е доста скъп процес поради стойността на използваните материали за обратен насип. Освен това, голяма част от работата във всички четири етапа е трудоемка, включваща различни умения, които изискват координация между няколко фирми и властите. По този начин, един голям проект може да се удължи в продължение на дълъг период от време и да бъде много разрушителен в социални, икономически и екологични аспекти.

Безизкопните технологии също изискват изкопна работа, но тя е около 95% по-малко в сравнение с конвенционалния метод чрез изкопаване. Проектите за безизкопни технологии изискват внимателна преценка и проучване на съществуващото състояние на подземни тръби и наземни условия, за да изберете най-подходящата техника. Технологията и подхода трябва да се определят като се вземе в предвид възможността за направа на малък изкоп който се ползва за стартов.. Определянето на техниката която трябва да се използва, мястото на първоначалния изкоп и маршрута за нова тръба изисква първоначална проучване.
Безизкопни технологии са свързани с редица други уникални предимства. Така например, при полагане на нови тръбопроводи, инженерите могат да сондират в почти всякакъв тип почвени условия, независимо от дълбочината. За канализацията по-специално, безизкопните технологии могат да доведат до значителни спестявания, поради избягването на направата на големи изкопи и последващото им възстановяване.

Приложение на безизкопните технологии:
Полагане на нови тръбопроводи и комуникации
Различните методи за полагане на нови тръбопроводи и комуникации могат да бъдат категоризирани като Хоризонтално насочено сондиране (Horizontal Directional Drilling) или насочено сондиране (Guided Boring), Микротунелиране (Microtunneling) и Хоризонтално набиване (пневматични къртици, чукове и др.)

HDD се използва в целия свят, особено в Северна Америка, като набира все по-голяма популярност Това обикновено е операция от два или три етапа, първоначално да се създаде пилотен отвор (сондаж), който впоследствие се разширява с проширяване (райбероване) до желания размер. Обикновено сондажа започва от повърхността и през целия процес се използва сондажна течност съставена от вода, бентонит и полимери. Машините варират от компактни, мобилни машини за малки отвори в затворени пространства до много големи машини за големи диаметри и разстояния достигащи няколко километра. HDD е напълно управляем процес, но доскоро, степента на точност не беше подходяща за изграждането на гравитационни канализационни инсталации. Техниката в момента е доста усъвършенствана и позволява изграждането на канализационни мрежи с точност до 0.1%. Вече има няколко подобни изградени системи на територията на България. Техниката се използва широко за изграждането на водоснабдителни и кабелни мрежи, както и за газ и нефтопроводи.

Микротунелирането е по-точната форма на хоризонталното сондиране, с помощта на което може да се постигнат изключително точни резултати. Освен с точността този метод се отличава и с по-големите диаметри и дължини за които се използва. При микротунелирането се използва тунелираща машина TBM (Tunel Boring Machine) която се управлява от повърхността. Самата машина се придвижва посредством хидравлични цилиндри монтирани в стартовата шахта. Използват се специално проектирани тръби се закрепват зад машината и които служат за връзка между микротунелиращата машина и хидравличните цилиндри в стартовата шахта. Първоначално тази технология е използвана за големи бетонови тръби над 400мм, а към момента позволява монтажа на диаметри до 2500мм и по-големи на тръби от GRP, бетон, и др.

Пневматичните къртици бикновено се използват за по кратки преминавания под пътища и други съоръжения, както и за прекараването на сградни отклонения. Голямото преимущество е мобилността и бързото позициониране. Самото полагане може да се извърши в рамките на няколко минути, като точността и прецизността е доста задоволителна.
По-големите модели могат да се използват за набиването на обсадни тръби с диаметри до 2500мм. Този процес се извършва след като чука се закрепя към задната страна на полаганата тръба, след което започва да я набива в почвата. Самото набиване става изключително бързо и лесно, като по този начин не се уврежда околната среда.

Тръба в тръба е метод за подмяна на съществуващи тръбопроводи. Набиращ все по-голяма популярност поради вече доста остарялата инфраструктура и нуждата и от подмяна. Поради вече изградените комуникации около съществуващите тръбопроводи се оказва голямо предизвикателство да могат да бъдат подменени без повреждането на околната инфраструктрура. Този метод дава възможност тази подмяна да се извърше без никаква опастност за околните съоръжения. Този метод позволява и повишаване на диаметрите на подменяните тръби. Самата подмяна става чрез разрушаване на старата тръба и полагането на нова на нейно място.

Рехабилитация на съществъващи тръбопроводи е нов метод който се използва от сравнително кратко време. При него след почистване на стария тръбопровод и след установяване на повредите по него старата тръба се покрива с ново покритие което я подсилва и укрепва. Така напрактика се получава нова тръба в старата без значителна промяна в диаметъра. Дебелината на новото покритие зависи от изискванията на проектантие. Широко разпространено е за рехабилитация на стари канализации, защото се запазва същия капацитет на тръбата.

Всеки един от тези методи може да бъде обследван и документиран с помоща на CCTV. Това са мобилни камери които служат за обследване на стари и нови тръбопроводни системи. С тяхна помощ може да бъде направно щателно обследване което да гарнатира точността на безизкопното полагане. Също така могас да се използват за проверка на годността на стари тръбопроводи, тяхното техническо състояние, дебелините на стените им и т.н.