Способ горизонтального бурения труб

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

ГНБ для «чайников»

1. Исходные данные для выполнения работ методом ГНБ

Вы — заказчик, и для заказа работ вам необходимо иметь следующие исходные данные:

Диаметр прокладываемого трубопровода и материал трубы

Для горизонтального направленного бурения используются полиэтиленовые (полиэтилен низкого давления — ПНД) и металлические трубы следующих основных диаметров:

для полиэтиленовых труб:
20, 25, 32, 40, 50, 63, 75, 90, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1200;

для металлических труб:
57, 73, 89, 108, 127, 159, 219, 273, 325, 377, 426, 530, 720, 820, 1020.

Назначение трубопровода

Также нужно сообщить подрядной организации является ли прокладываемый трубопровод рабочей трубой, рассчитанной на определенное давление, или футляром (гильзой). Если это футляр, то задача подрядной организации — протащить трубу под землей от точки входа до точки выхода. После завершения работ трубопровод должен остаться целостным и чистым. Если это рабочая труба, то при всех вышеперечисленных условиях она должна выдерживать необходимое давление. Персонал подрядной организации при этом несет ответственность за качество сварных швов.

2. Объемы проведения работ методом горизонтального бурения

Здесь нужно определить:

Точки входа и выхода трубы из грунта или длина бурения

Обычно длина бурения определяется не только шириной дороги или железнодорожного полотна, но и наличием по краям этой дороги пересекаемых коммуникаций, их глубиной и охранной зоной. Окончательная длина бурения обычно выясняется только после вызова представителей заинтересованных организаций, обслуживающих пересекаемые или параллельно следующие коммуникации.

Сколько труб нужно проложить в одном переходе за один раз

Иными словами количество труб в пучке. Количество труб, отличное от единицы, обычно встречается при прокладке футляров для электрокабеля или кабелей связи. Это вызвано правилами прокладки резервируемых кабельных линий в разных трубах. Естесственно, что для прокладки рабочего трубопровода самотечной канализации, количество равно единице. Если нет стесненности условий (расстояние между трубами в пучке не лимитируется), то подрядчик может несколько раз «прокалывать» одну и ту же дорогу, затаскивая каждый раз по одной трубе. В ряде случаев это бывает вызвано отсутствием у организации-подрядчика буровой установки необходимой мощности или тяжелыми грунтовыми условиями.

Длина каждой трубы (сваренной плети)

Длина прокладываемого трубопровода имеет большое значение для расчета стоимости выполнения работ и определения мощности необходимой установки ГНБ. Процесс проведения работ методом горизонтального бурения даже при прокладке самых незначительных длин трубопроводов требует достаточно серьезной подготовки (технической и организационной). Поэтому на «коротких проколах» стоимость работ по прокладке одного погонного метра трубы может повышаться в разы. При этом на совсем «длинных проколах» опять происходит увеличение стоимости прокладке одного погонного метра трубы вследствие увеличентия сложности работ, связанных с этим рисков, ростом объемов подготовительных работ и временных затрат. Обратим Ваше внимание, что для всех подрядных организаций понятия «короткие» и «длинные» проколы весьма различны.

3. Условия проведения работ методом горизонтального бурения

Определение условий выполения работ обычно спровождается выездом представителя организации-подрядчика на объект проведения работ (натурное обследование). При этом подрядную организацию обычно интересует следующее:

Место расположения объекта проведения работ

При расчете стоимости немаловажное значение имеет удаленность объекта от населенных пунктов и места базирования подрядной организации, а также близость к источнику водоснабжения, что позволяет быстро доставлять воду к месту проведения буровых работ для приготовления бурового раствора.

Разрешительная документация

Представитель подрядчика изучает проект трассы прохождения трубопровода, профиль прокола (если есть) с указанием всех приближенных объектов и коммуникаций. Подрядчик обязан проконтролировать наличие всех необходимых технических условий, согласований и штампов. Риск случайного повреждения при производстве работ имущества третьих лиц, не указанного в проектной документации или не согласованного с их владельцем, лежит на заказчике (исключение те случаи, когда подрядчик сам готовит или согласовывает проектную документацию). Ордер на проведение земляных работ (для разных регионов пакет разрешительной документации имеет отличие).

Возможность удобного размещения бурового комплекса

На этом этапе определяется наличие достаточного количество свободного пространства на поверхности земли, удобного для размещения установки горизонтального бурения и насосно-смесительного узла (хорошие подъездные пути, жесткий ровный грунт, отсутствие в месте начало бурения подземных коммуникаций как в точке захода буровых штанг, так и в месте анкерирования буровой установки).

Пересекаемый объект

При расчете стоимости работ подрядной организацией оцениваются характеристики пересекаемого объекта: это — автодорога с плотным потоком автомобильного транспорта и плотной сетью параллельно идущих коммуникации, железная дорога с курсирующими поездами или это — проезд между двумя деревенскими домами.

Объемы подготовительных работ и благоустройства территории

Объемы подготовительных работ (очистка территории, подготовка котлованов, шурфовка коммуникаций) всегда определяет организация-подрядчик, но выполнять подготовительные работы (из материальных соображений) может Заказчик. Чтобы все сделать грамотно заказчику необходимо знать основы техгологии прокладки трубопровода методом горизонтального направленного бурения. На этом этапе также определяется в каком виде Заказчику будет сдаваться объект.

Основы технологии ГНБ

Рассмотрим основы технологии горизонтально направленного бурения на примере одной из типовых схем.

Допустим, Вам нужно прожить трубопровод под автодорогой (Рис.1) для монтажа водопровода (футляр). Подрядчик опряделяет размер и местоположение стартового и приемного котлованов, а также входного приямка. На первом этапе буровые штанги (полые внутри трубы, диаметр котырых зависит от типа и мощности установки ГНБ) вводятся в грунт через входной приямок. Входной приямок служит для легкого забуривания и сбора использованного бурового раствора на первом этапе бурения. Углубившись до нужной отметки и выйдя на нужный уклон (или в горизонт) как того требует профиль бурения, колонна буровых штанг проходит нужное нам расстояние под дорогой и доходит до приемного котлована либо прямолинейно, либо с нужным нам искривлением (обходя коммуникации). Стартовый и приемный котлованы определяют длину прокола и служат для монтажа и демонтажа оборудования (расширители, захваты, серьги и т.п.). Как уже было сказано размеры и расположение котлованов определяются подрядчиком. В некоторых случаях колонна буровых штанг также может быть выведена прямо на поверхность. Дальняя сторона приемного котлована, расположенная со стороны прокладываемого трубопровода должа иметь уклон, необходимый для плавного подхода трубопровода к началу протаскивания и исключения недопустимого перегиба в точке А. Для стальных труб большого диаметра при небольших расстояних прокладки приемный котован может копаться на всю длину трубы или ее часть. На втором этапе конец подготовленного трубопровода в приемном котловане прикрепляется через расширитель буровой скважины к колонне буровых штанг и обратной протяжкой прокладывается через скважину в стартовый котлован. Трубопровод на месте! Его можно отсоединить от штанг в стартовом котловане, а оставшиеся буровые штанги вытащить на поверхность через входной приямок.

Приемка выполненных работ

Работы у подрядчика принимает прежде всего заказчик, поэтому он сам выдвигает нужные ему требования. На основание вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

Цена прокладки 1-го погонного метра трубопровода методом горизонтального бурения напрямую зависит от следующих параметров:

1. Диаметр трубы
2. Материал трубы
3. Количество труб в одном переходе
4. Длина бурения
5. Тип грунта
6. Расположение объекта
7. Преграда, под которой происходит бурение
8. Назначение трубопровода

На практике таких параметров гораздо больше (например — желание подрядчика работать на данном объекте, авторитетность заказчика и подрядчика и т.д.).

Источник