Прокол закрытый способ прокладки

Прокладка стальных футляров
Технологии закрытой прокладки защитных кожухов при бестраншейной прокладке трубопроводов

При прокладке трубопроводов под дорогами и другими препятствиями в принципе возможны два основных способа производства работ – открытый и закрытый. При открытом требуется отрыть поперек дороги траншею, разрушить дорожное покрытие и остановить движение транспорта на время прокладки труб. Все это сопряжено с рядом неудобств для транспорта, пассажиров и, кроме того, влечет за собой удорожание работ, поскольку приходится восстанавливать дорожное полотно и элементы благоустройства в месте перехода.

Более перспективным является закрытый метод прокладки труб под дорогами, не требующий выемки траншей. При прокладке труб бестраншейными способами вначале под дорогой устраивают защитные кожухи или футляры и затем в них прокладывают рабочие трубопроводы. Чтобы это стало возможным, диаметр кожуха (футляра) должен быть больше, чем диаметр прокладываемого трубопровода.

Для защитных кожухов (футляров) применяют стальные трубы: бесшовные горячекатаные, сварные прямошовные и спиральношовные. Горячекатаные трубы применяют только для кожухов переходов трубопроводов диаметром до 273 мм, а для трубопроводов большего диаметра используют обычно крупноразмерные сварные прямо- или спиральношовные трубы.

Длину кожуха определяют исходя из ширины дорожного полотна (или дорожной насыпи) и рекомендуемых нормативных расстояний. Защищают кожуха от коррозии асбесто- или песчаноцементными, асфальтоцементобитумными, эпоксидными или полимерными антикоррозионными покрытиями, наносимыми на их поверхность.

Закрытую прокладку труб кожухов (футляров) выполняют в основном способами прокола, продавливания, виброударными, горизонтального направленного бурения, а для прокладки коллекторов и тоннелей применяют щитовой и штольневый способы подземной проходки.

Прокол лучше применять для прокладки труб малого диаметра в глинистых и суглинистых (связных) грунтах. Ограничение диаметра прокалываемых труб обусловлено тем, что при этом способе массив грунта прокалывают способом «без удаления грунта из скважины», вследствие чего для прокола требуются значительные усилия. В связи с этим длина прокола труб не превышает 60…80 м. Эту технологию мы рассмотрим в следующей статье.

Способ продавливания с извлечением из трубы грунтовой пробки, или керна, можно применять практически в любых грунтах I…IV категорий. Он пригоден для труб диаметром 800…1720 мм при длине прокладки до 100 м.

Щитовой и штольневый способы применяют при необходимости устройства переходов трубопроводов, коллекторов и тоннелей значительного диаметра и длины.

При любом из бестраншейных способов прокладки труб вначале по обе стороны дороги отрывают рабочий и приемный котлованы, а затем монтируют соответствующие механизированные установки. Размеры рабочего котлована определяют в зависимости от диаметра прокладываемого трубопровода, глубины его заложения и конструкции направляющей рамы.

Основным оборудованием при проколе и продавливании труб являются направляющие рамы, гидравлические домкраты, нажимные патрубки, шомпола, наконечники, грунтозаборные ковши, пневмопробойники, насосы, компрессоры и др.

Выбор бестраншейного способа прокладки труб зависит от диаметра и длины трубопровода, физико-механических свойств и гидрогеологических условий разрабатываемых грунтов. Выбор способа также зависит от наличия в строительных организациях соответствующих трубопрокалывающих, продавливающих и буровых агрегатов, установок и оборудования.

Виброударный способ является наиболее современным методом прокладки стальных труб (футляров). Виброударный метод нашел широкое применение и за рубежом, и в России. Так, например, ИГД СО РАН (Россия) создал поколение пневмоударных машин для забивки в грунт труб, шпунта и выполнения ряда других специальных строительных работ. Созданы пневматические молоты «Тайфун», масса ударной части самого большого из них 1500 кг.

Одними из наиболее популярных в мире являются пневмоударные установки Grundoram производства немецкой фирмы TRACTO-TECHNIK. Фирма разработала большой диапазон машин для забивки труб диаметром от 150 до 4000 мм и длиной до 80 м в грунтах I…V категорий (а иногда даже в грунтах VI категории – легко разрушающаяся скала), под железнодорожными путями, шоссе, реками. Возможна также вертикальная забивка труб, например, для фундаментов. С применением специального адаптера возможно использование оборудования Grundoram и для забивки опор котлована. Есть возможность использовать Grundoram и для замены разрушенных трубопроводов.

Всего существует 12 типов машин с ударной силой до 20 000 кН. Полученная ударная сила распределяется оптимально по всей длине трубы. Забивка трубы происходит со скоростью 15 м/ч. Надежное соединение между трубой и машиной обеспечивают конус-насадка, ударные сегменты (состоящие из нескольких частей) и натяжные ремни. Через два отверстия специального очищающего кегля происходит предварительное удаление земли из трубы.

Технические и экономические преимущества по сравнению с другими способами

• Не нужны опоры по сторонам, сверху или снизу – сокращается время приведения в рабочее состояние.

• Рабочий котлован относительно небольшой (а также незначительное перекрытие землей).

• Земля вокруг забиваемой трубы уплотняется незначительно, обволакивает трубу и защищает ее.

• Забивка трубы возможна также во влажных и каменистых почвах.

Благодаря незначительному уплотнению окружающей почвы взбухание поверхности или нарушение покрова исключены.

Опишем процесс работы на примере установки Grundoram. Эта машина работает от давления воздуха. Установка надежно соединяется с трубой через кегель, ударный сегмент и/ или очищающий кегель (или адаптер). Во время забивки земля остается внутри трубы. При применении очищающего кегля или адаптера давление земли уменьшается, и происходит частичное освобождение (рисунок по месту). Полное освобождение происходит после окончательной забивки трубы под давлением воздуха, воды или их комбинации.

Так как удаление грунта из трубы может происходить только при достаточной толщине ее стенок, работать можно при минимальном перекрытии землей и минимальной глубине строительной площадки (примерно два-три диаметра трубы), не опасаясь вспучивания или просадки грунта по трассе прокладки футляра.

Приводимая давлением воздуха машина имеет цилиндрическую форму с конусом для соединения с насаживающимся кеглем. Мини-машины имеют также задний конус. При недостатке площади или длины строительного котлована передняя часть корпуса машины может быть вставлена в трубу до заднего конуса, так что лишь конец машины (примерно 50 см) будет виден из трубы. Grundoram обычно кладут на лафет и с помощью воздушной подушки точно устанавливают по центру. Корпус машины изготавливается из цельного стального проката, что означает отсутствие слабых мест. В корпусе находится специально закаленная колба, которая приводится в движение давлением воздуха. При этом развивается огромный напор: от 900 до 20 000 кН. Чтобы уменьшить трение трубы о грунт изнутри и снаружи, режущие коронки увеличивают диаметр среза. Забивку трубы можно также облегчить, используя смазывающие режущие коронки.

Полная очистка происходит после окончательной забивки трубы. При этом существуют следующие возможности:

• выдавливание земляного стержня как единого целого давлением воды;
• выдавливание земляного стержня как единого целого давлением воздуха;
• выдавливание земляного стержня как единого целого комбинированным давлением воздуха и воды;
• размельчение и вынос земли с помощью шнекового бурения, размывающей машины, струи воды под давлением или вручную.

Источник

Когда применяют метод прокола, а когда гнб

Для сохранения целостности ландшафта полотна асфальтированных и железных дорог, зданий и мостов при прокладке трубопроводов используется бестраншейная методика. Технология ее выполнения самая непродолжительная по времени, задействует минимум техники, финансов и рабочих рук. Наиболее рентабельными способами реализации методики закрытой прокладки трубопроводов являются бурение и прокол горизонтально-направленным способом.

Описание горизонтального направленного бурения ГНБ

Методика ГНБ предполагает бурение скважины с последующим увеличением ее ширины. Горизонтально-направленный способ проведения работ осуществляется буровой установкой с рабочей головкой. С ней соединена гибкая штанга, которая позволяет изменять направление для предотвращения встречи механизма с препятствиями в толще грунтовых масс.

Если нужно увеличить ширину скважины, то вместо наконечника бура устанавливают расширитель.Технология прокладки коммуникаций способом горизонтально-направленного бурения завершается процессом протягивания трубы. После фиксации сети коммуникации на предусмотренной для этой цели штанге труба втягивается установкой ГНБ в пробуренное отверстие.

Отличия горизонтально направленного прокола от ГНБ

Бурение и прокол горизонтально-направленным методом применяют схожую технологию. Отличия способа ГНП состоят в том, что ему для функционирования не нужен бур. Этот метод задействуют в условиях глинистых и суглинистых грунтов. Прокол продавливает толщу пород так, чтобы в ней образовалось отверстие проектируемых размеров.

Разница между методами ГНП и ГНБ состоит в том, что перед началом выполнения работ методом прокола возникает необходимость в разработке 2 котлованов для точек входа и выхода механизма. Грунт должен быть проколот строго горизонтально. Поверхность полученного в результате разработки грунта отверстия в породе отличается ровностью и прочностью.

Для прокладки труб горизонтально-направленным методом необходимость в котлованах не возникает – бурение проводится с поверхности грунта. Ввиду того что работы горизонтально-направленного бурения требуют применения раствора бетонита, необходимо оборудование систем дренажа для грунтовых вод и бетонита.

В отличие от прокола, технология ГНБ нуждается в применении целого ряда механизмов. От правильности их подбора зависит качество полученного в результате бурения отверстия в грунте. ГНП меньше времени отнимает для подведения трубопроводов.

ГНП выполняется под воздействием гидравлической нагрузки, поэтому необходимость применения бетонитового раствора, как при ГНБ, не возникает. На прокладку труб способом ГНП нужно меньше техники.

Технология проведения работ

Технология применения этих методов предполагает выполнение работ согласно схожему алгоритму:

• подготовка расчетов для обеспечения точности бурения;
• согласование проектов с административными органами и собственниками участков;
• проведение подготовительных вскрышных работ в месте, где планируется бурение;
• прокладка трубопровода с привлечением бурового инструмента;
• рекультивация котлованов, возвращение внешнего вида локации проведения работ.

Манипуляции ГНП характеризуются большей оперативностью по сравнению с прокладкой труб горизонтально-направленным способом или траншейным методом подведения трубопровода. Способ бестраншейной прокладки коммуникаций требует применения специального оборудования:

1. Гидравлический механизм, передающий прокалывающей игле многотонную силу.
2. Футляр из стали для продавливания грунта.
3. Зонды, эхолокационное оборудование для контроля за траекторией движения буровой системы.
4. Механизмы для разработки котлованов.

Техника для ГНП управляется оператором, легко перемещается, функционирует на дизельном горючем.

Выбор между методом прокола и ГНБ

Выяснив, в чем состоят оба способа прокладки трубопроводов, следует рассмотреть, когда применяют метод прокола, а когда – ГНБ. Прокладку трубопровода способом прокола применяют в следующих случаях:

• при разработке котлованов не только для новых инженерных коммуникаций, но и для замены старых сетей, что исключено при использовании бура;
• в условиях неустойчивых грунтов, т.к. произведение прокола не сопровождается риском обвала внутри отверстия;
• когда есть дефицит финансов или рабочей силы (для реализации работ по ГНП потребуется меньше ресурсов и бригада из 2-3 человек).

Горизонтально-направленное бурение используется, когда:

• требуется решить задачу по прокладке больших по протяженности трасс коммуникаций (при проколах можно протянуть трассу в 50 м);
• территория места проведения работ сложена грунтом с высокой плотностью и твердостью;
• необходимо получить отверстие с диаметром 1 м и больше (прокол ограничен диаметром в 50 см).

Из неоднородности грунтовых условий в большинстве районов прокладки сетей труб следует вывод о необходимости комбинирования способов ГНП и ГНБ. Компания Техсервис предлагает покупателям установки TS HDD, которые относятся к комплексной технике для строительства, а также установка ГНБ высокого качества DDW. У нас большой опыт продаж установок по всей России.

Источник

Преимущества прокладки труб методом ГНБ – как выполняются работы

Прокладывать трубопроводные коммуникации можно, не вскрывая грунт, а используя бестраншейные способы прокладки труб. Этот вариант не образует видимых нарушений участка, сохраняет целыми асфальтированные дороги, не уничтожает растительность. Реализовать такой способ сегодня можно применением одного из нескольких методов.

Преимущественные моменты прокладки труб без траншей

Чаще всего трубопроводные системы укладывают посредством вырытых траншей. Этот метод имеет некоторые существенные недостатки:

• Нарушение плодородного слоя вследствие вскрытия грунта.
• Удаление растительности, включая деревья и кустарники.
• Высокие тарифы на проводимые работы.
• Длительная подготовка.

Помимо этого канал, проходящий через дорожное полотно, невозможно проложить, не нарушив асфальтовое покрытие, что неизбежно приводит к реконструкции дороги по окончании работы. А перекрытие оживленного участка трассы может вызвать определенные трудности. Решением проблем в этом случае становится бестраншейную или закрытую прокладку коммуникационных линий, включая прокладку труб ГНБ.

Указанный метод имеет множество достоинств:

• Меньшие материальные затраты на выполнение процесса.
• Ускоренное выполнение монтажного процесса.
• Минимальные трудозатраты, включая число рабочих.
• Безопасность в экологическом плане.
• Всесезонное проведение работ (мерзлый грунт затрудняет открытую укладку труб при низкой температуре воздуха).
• Обеспечение безопасности проводимым работам.

Монтажный процесс, выполняемый на коротком участке, к примеру, под дорожным полотном, не требуют привлечения специальной техники. Процесс такой укладки достаточно прост. Для его выполнения требуется цилиндр определенного размера и штанга с элементами наращивания. Такое устройство позволяет вручную удалять грунт, но предварительно нужно выкопать небольшие котлованы по бокам дороги, то есть на входе и выходе трубы. Если монтаж предполагает работу на длинном участке, то необходимо привлечение специального оборудования.

Варианты закрытой прокладки

Бестраншейный способ прокладки труб используется при проведении разных коммуникационных систем:

• Кабели связи.
• Трубопроводы, транспортирующие нефть, газ и тепловые ресурсы.
• Канализация, а также холодное и горячее водоснабжение.
• Ремонтные работы на определенных участках трубопровода или замена отдельных участков трубы.

Закрытая прокладка трубопровода в настоящее время предполагает много способов исполнения. В частности выделяются следующие варианты:

• Замена устаревших трубных изделий новыми элементами (санация).
• Прокалывание грунта.
• Продавливание грунта.
• Горизонтально-направленное бурение.

Первый вариант (санация) используется при необходимости проведения ремонтных работ или требуется полная замена отдельных элементов трубопровода. Другие варианты подразумевают непосредственную укладку трубных элементов. Бестраншейная прокладка широко распространена, так как указанный способ помогает предотвратить множество проблем, возникающих при открытой укладке трубопровода.

Использование метода санации для ремонта и прокладки трубопроводов

Санация – это закрытая укладка труб, выполнение которого подразумевает замену старых элементов новыми трубными изделиями. Существует два способа выполнения процесса:

Релайнинг

Этот способ предполагает сохранение старой системы и ее использование в качестве капсулы для нового трубопровода. Перед проведением работы требуется предварительная качественная очистка трубы от лишнего мусора. Затем в нее вставляют новый трубный элемент, имеющий меньший диаметр. Несмотря на то, что современные трубы производятся из материалов с отличными качественными характеристиками, старая конструкция может выступить в роли дополнительной защиты, снижая риск возникновения аварий.

Релайнинговые работы можно выполнить несколькими способами, в частности втягивание трубы. Этот процесс начинается в конце старой коммуникации и до начала трубы. На время проведения работы участок отключается от общей системы, затем в ремонтируемую трубу на этом участке вставляется новый элемент, выполненный из более технологичных материалов. Релайнинг допускает небольшое разрушение некоторых участков старого трубопровода. Читайте также: «Какую трубу в канаву на заезд лучше выбрать – виды и особенности, правила укладки».

Проведение релайнинга требует обязательной замены ремонтируемого отрезка временными элементами. По окончании процесса временные элементы удаляются, а реставрированный участок подключают к системе.

Реновация

Если первый способ предполагает ремонт старых коммуникаций с частичным введением новых элементов, то в результате реновационного процесса выполняется полное обновление линий. В некоторых случаях допускается изменение диаметра трубопровода. Реновация подразумевает разрушение устаревших элементов в процессе введения новой линии. При этом обломившиеся части трубы, оставшиеся в земле, играют роль уплотнительной оболочки для новой системы.

Санация позволяет проводить замену коммуникаций из керамики, бетона и металла.

Монтаж труб методом прокола

Метод прокола используется чаше всего на глинистых и суглинистых почвах. Таким способом можно укладывать трубы диаметром не более 600 мм. Максимальное расстояние, на которое можно прокладывать трубы с использованием прокола грунта, составляет 60 метров. Такая проводка предполагает уплотнение почвы вокруг трубы. Выполнить прокол можно только с помощью специальной техники, так как для этого требуется сила в 3000 кН. Самым распространенным вариантом считается прокол и помощью гидравлического домкрата.

Чтобы уменьшить коэффициент трения и сопротивления в грунте, можно использовать наконечник в виде конуса. Основание этого элемента должно быть шире самой трубы на 2 см. Трубопроводы, имеющие небольшой диаметр, можно прокладывать без использования наконечника, прокол выполняется непосредственно трубой.

Использование конусного наконечника на трубе снижает точность прохождения. Так как при прохождении через грунт этот элемент может натолкнуться на препятствие и отклониться от намеченной линии прокола.

Прокол выполняется со скоростью 4-6 метров в час, в зависимости от сложности грунта и используемого оборудования. Увеличить скорость движения трубы при таком способе бестраншейной прокладки помогает вибрация. Совместно с усилиями домкрата она позволяет осуществлять движение через грунт со скоростью 20-40 метров в час. Читайте также: «Варианты бестраншейной прокладки труб – преимущества и недостатки способов».

Существует еще один вариант прокалывания грунта – гидропрокол. Он эффективен в том случае, когда почва поддается легкому размыву водой. При этом способе разрушение почвы проводится направленным водяным потоком. Результатом процесса становится колодец, в который проводится укладка коммуникационных систем. Читайте также: «Способы прокладки трубопроводов – открытый и закрытый, правила выполнения работ».

Метод продавливания грунта

Проведение трубопроводов бестраншейным способом также предполагает использование метода продавливания грунта. Этот вариант более эффективен при укладке стальных труб большого диаметра, до двух метров. Процесс аналогичен методу прокалывания, но продавливание выполняется открытым концом. Образующуюся в результате землю удаляют.

Необходимая степень усилия для продавливания создается гидравлическими домкратами, установленными по всей окружности трубы. Работы такого типа можно проводить на грунте с большим содержанием глины, суглинков и песка. Оптимальная величина диаметра используемых труб может лежать в пределах от 60 см до 172 см. Прокладывать трубопроводы продавливанием грунта можно на участках шириной не более 100 метров. Таким методом часто укладывается труба в канаву на заезд, так как это достаточно эффективный способ.

Продавливание грунта выполняется следующим образом:

• Вначале необходимо вырыть котлован.
• Затем устанавливается упорная стена, на которой крепятся домкраты.
• Соединяют один конец трубы и домкраты, расположенные на стене. Другой конец остается открытым.
• Усилия, создаваемые домкратами, переходят на трубу, ее свободный конец вдавливается в слой грунта.
• Движение детали в грунте приводит к образованию внутри земляного столба. Его удаляют с помощью лопат, имеющих длинную и короткую рукоятку, а также используя ударные пневматические приспособления.

Горизонтально-направленное бурение для прокладки труб

Бестраншейная прокладка труб также может выполняться горизонтально-направленным бурением (ГНБ) грунта. Прокладка трубы методом ГНБ выполняется с использованием буровой техники.

Бестраншейная прокладка труб с применением метода ГНБ выполняется в три этапа:

• Бурение скважины.
• Увеличение ширины скважины.
• Прокладка трубных элементов.

Выполнение прокладки труб методом горизонтального направленного бурения возможно только при помощи буровой установки, оснащенной специальным наконечником. Гибкая штанга, соединенная с наконечником, дает возможность изменять траекторию бурения. Это особенно важно в тех ситуациях, когда необходимо предотвратить столкновение бура с естественными препятствиями в грунте. Для периодического охлаждения наконечника в процессе работы на его корпусе имеются отверстия. Для контроля и корректировки траектории бурения наконечник оснащен навигационным аппаратом.

Ширина скважины увеличивается посредством расширителя, который устанавливается вместо наконечника. Расширение может выполняться многократно до получения необходимого диаметрального сечения скважины. При этом следует помнить, что этот параметр должен превосходить диаметр прокладываемой трубы на 30%.

Заключительный этап технологии прокладки труб методом ГНБ предполагает непосредственное протягивание трубы. Процесс заключается в следующем: на специальной штанге фиксируется плеть коммуникации и вся конструкция протягивается в скважину машиной ГНБ. Использование бурильного раствора облегчает протягивание трубных изделий по горизонтальному каналу, снижая коэффициент трения.

Проведение различных коммуникационных систем с использованием бестраншейных методов прокладки труб – это современная технология, с помощью которой можно существенно сэкономить ресурсы. При этом существует несколько способов ее реализации, которые позволяют выбрать подходящий вариант для определенного случая.

Источник