Способы бестраншейной прокладки коммуникаций

Бестраншейная прокладка труб: способы и технологии проведения работ

Бестраншейная прокладка труб — это способ, который позволяет монтировать трубопроводные коммуникации без вскрытия грунта. Благодаря этому варианту прокладки исключается нарушение внешнего вида участка, целостности асфальтных дорог, уничтожение деревьев и т. д. На сегодняшний день этот способ включает в себя несколько возможных вариантов реализации.

Прокладка трубопроводов бестраншейным методом не требует проведения масштабных земляных работ

Преимущества бестраншейной прокладки трубопроводов

Наиболее распространённым методом прокладки трубопроводных конструкций считается траншейный. Однако этот вариант монтажа имеет свои недостатки, к которым относятся:

• перекапывание грунта влечёт за собой нарушение плодородного слоя;
• ликвидация деревьев и других насаждений;
• высокая стоимость монтажных работ;
• долгая подготовительная стадия.

Обратите внимание! При прохождении канала для трубопровода через дорожное покрыти не избежать разрушения асфальта, поэтому после работ дорогу придётся реконструировать. Кроме этого, если это довольно оживлённый участок дороги, то его перекрытие может быть затруднительно. В таких случаях на помощь приходит бестраншейная (закрытая) прокладка коммуникации.

Бестраншейный метод обладает следующими преимуществами:

• требуется меньше материальных ресурсов на проведение работ;
• высокая скорость выполнения монтажа;
• минимальное количество рабочих;
• безвредность для окружающей среды;
• возможность прокладки труб круглый год (монтаж труб открытым способом в зимнее время затруднителен из-за промёрзшей почвы);
• безопасность работ.

Для бестраншейной прокладки труб достаточно выкопать маленький котлован

Если монтаж трубы осуществляется на небольшом отрезке, например, под дорожным покрытием, то можно выполнить все работы без задействования специальной техники. Выполняется такая проводка довольно просто. Для неё необходим цилиндр нужного диаметра и наращиваемая штанга. Благодаря такому приспособлению появляется возможность удалять землю вручную, однако, перед этим выполняется работа по выкапыванию небольших котлованов с обеих сторон дороги. При закрытом монтаже на больших участках применяется специальные машины и агрегаты.

Способы бестраншейной прокладки

Закрытый способ замены труб используют для проводки различных коммуникаций. К ним относятся:

• проводка связного кабеля;
• монтаж различных трубопроводов (нефтяных, газовых, отопительных);
• проводка канализационных конструкций и систем водоснабжения (холодный и горячий водопровод);
• ремонт и замена труб.

На сегодняшний день существует несколько способов бестраншейной прокладки трубопроводов, некоторые имеют разные способы исполнения. Технология бестраншейной прокладки трубопроводов дифференцируется на такие варианты:

• замена старых труб на новые (санация);
• прокол грунта;
• продавливание грунта;
• горизонтально-направленное бурение (ГНБ).

Бестраншейным методом можно прокладывать новые магистрали и восстанавливать старые сети

Санацию проводят, когда требуется ремонт уже существующего трубопровода или его замена. В остальных случаях проходит непосредственная проводка трубопроводной конструкции. Бестраншейная прокладка труб является довольно распространённой и её использование позволяет избежать многих проблем, которыми отличается открытый вариант укладки.

Ремонт и прокладка трубопровода с помощью санации

Санация является закрытым способом проводки труб и выполняется с заменой старой коммуникации на новую. Она подразделяется на 2 варианта проведения работ:

В первом случае старая коммуникация сохраняется и служит капсулой для нового трубопровода. Перед началом прокладки старый трубопровод очищают от мусора и посторонних предметов. Далее в неё проводят новую линию меньшего диаметра. Трубы из современных материалов обладают прекрасными техническими характеристиками, а дополнительная защита из старой конструкции уменьшает шанс возникновения аварийной ситуации в системе.

Вариантов выполнения релайнинговых работ довольно много. К ним можно отнести втягивание труб, которое производится от конца старой коммуникации и проталкивание от начала трубопровода. При ремонте определённого отрезка линии производится его отключение от системы. Затем в этот старый отрезок вводят новую конструкцию, из современных материалов. Этот процесс может проходить с частичным разрушением старого трубопровода.

При релайнинге новую трубу меньшего диаметра вводят в старую, более широкую

Полезная информация! На время ремонта, как правило, на замену ремонтируемому сегменту конструкции устанавливают временные трубы. После окончания релайнинговых работ временные трубы удаляют и подключают к системе отремонтированный отрезок трубопровода.

Если релайнинг, по сути, является ремонтом старой коммуникации с использованием новых материалов, то реновация — это обновление линии, которое может происходить с изменением диаметра трубопровода. При реновации происходит разрушение старой конструкции путём ввода в неё новой линии. При этом обломки трубы остаются под землёй и создают уплотнительную оболочку для новой коммуникации.

Способ санации позволяет осуществить замену коммуникаций из любых материалов: керамики, бетона, металла и т. д.

Монтаж труб методом прокола

Грунты, в которых используют метод прокола трубопроводов, как правило, являются глинистыми и суглинистыми. Такой способ позволяет проводить трубы с сечением до 600 мм. Расстояние, на которое можно проложить конструкцию с помощью этого варианта, доходит до 60 м. В результате такой проводки почва уплотняется вокруг трубы в круговом направлении. Сила, которая необходима для осуществления прокола, равняется показателю от 150 до 3000 кН. Это усилие производится благодаря специальной технике. Наиболее распространён вариант осуществления прокола с помощью гидравлического домкрата.

В большинстве случаев для уменьшения трения и сопротивления в почве на трубу надевают конусообразный наконечник, основание которого выступает примерно на 2 см по отношению к самой трубе. Если трубопровод имеет небольшое сечение, то тогда применение такого наконечника необязательно. В таком случае прокол обеспечивается самой трубой.

Для прокола грунта на трубу надевается специальный наконечник

Обратите внимание! Если не использовать конусный наконечник — точность прокола будет выше. Это связано с тем, что при проникновении через грунт конус может наталкиваться на естественные препятствия и отклоняться от линии прокола.

Скорость прокола, как правило, колеблется от 4 до 6 м/ч. Она зависит от особенностей почвы и оборудования, которое применяется при этом варианте бестраншейной прокладки. В некоторых случаях для увеличения скорости движения трубы используют вибрацию, которая вместе с усилием домкрата позволяет продвигаться через грунт со скоростью от 20 до 40 м/ч.

Помимо этого, есть ещё один вид прокладки труб проколом, который используют в тех случаях, когда почва легко размывается водными потоками. Этот метод называют гидропроколом. Такая прокладка выполняется с помощью потока воды. Направленный поток разрушает почву и образует колодец, в который помещают коммуникацию.

Монтаж трубопроводов способом продавливания

Бестраншейная прокладка трубопроводов также может выполняться способом продавливания. В большинстве случаев такой способ используется для того, чтобы проводить трубы из стали с размерами сечения до 2000 мм. Продавливание очень похоже на прокол, однако, разница состоит в том, что оно осуществляется открытым концом трубы. В результате трубу достают и убирают из неё земляной столб.

Для создания достаточного усилия в этом случае используют гидравлические домкраты. Их устанавливают симметрично по всему сечению трубы. Грунты, в которых можно проводить эти работы, относятся к I–IV группам (глина, суглинок, пески и т. д.). Диаметр труб, которые можно использовать при таком методе, варьируется от 600 до 1720 мм. Расстояние прокладки, как правило, не превышает 100 м.

Для прокладки труб на небольшие расстояния применяют метод продавливания

Вначале выполняются работы по рытью котлована. Далее проходит установка упорной стены, на которую впоследствии крепят домкраты. Первое звено проводящей трубы соединяют с домкратами, располагающимися на плите. В результате конец трубы остаётся свободным.

Домкраты создают усилие, которое передаётся трубе, и она проникает открытым концом в грунт. При проникновении через почву внутри детали скапливается столб земли. Его удаление проводится с использованием лопат (с длинной и короткой рукояткой) и ударных приспособлений, в основе работы которых лежит пневматика.

Прокладка труб методом ГНБ

Горизонтально-направленное бурение является методом, по которому также выполняется бестраншейная прокладка труб. Особенность этого способа заключается в использовании буровых установок. Существует три основных этапа бестраншейной прокладки труб методом ГНБ:

• проводка скважины;
• расширение скважины;
• прокладка труб.

Бестраншейное горизонтальное бурение выполняется с использованием буровой техники, которая оснащена специальным наконечником. Такой наконечник стыкуется с гибкой штангой, которая позволяет ему менять направление при бурении. Это в первую очередь нужно для того, чтобы избежать столкновения с естественными препятствиями в почве. Наконечник имеет отверстия, которые необходимы для его охлаждения во время работы. Кроме этого, в нем расположен навигационный аппарат, который контролирует и корректирует траекторию бурения.

Расширение скважины выполняют, меняя буровой наконечник на расширитель. Для того, чтобы выполнить скважину с большим диаметром, расширение может производиться несколько раз.

Важно! Диаметр скважины должен иметь показатель, который на 30% превышает размеры сечения прокладываемого трубопровода.

На заключительном этапе производится протягивание трубопровода. Протягивают трубы таким образом: плеть коммуникации закрепляют к специальной штанге, а дальше машина ГНБ затягивает конструкцию в скважину. Для того, чтобы снизить показатель трения при протягивании трубопровода через горизонтальный канал, применяется бурильный раствор.

Бестраншейная прокладка труб для различных сетей – это современная методика, позволяющая экономить ресурсы. Благодаря нескольким способам реализации такой технологии можно подобрать самый оптимальный вариант для любой ситуации.

Источник

Методы и технологии бестраншейной прокладки коммуникаций

Существует большое множество методов и технологий бестраншейной прокладки коммуникаций. Все они так или иначе принадлежать к одной из следующих категорий: пневмопробойники, бурение с водой (в том числе ГНБ) и продавливание гидравлическими домкратами. К последней категории способов бестраншейной прокладки относятся – ручные проколы, шнековое бурение и микротоннелирование. Крупные авто- и железные дороги обычно прокалываются с использованием пневмопробойников или горизонтально направленного бурения (ГНБ).

ГНБ чаще применяется при пересечении рек и других крупных природных преград. Выбор той или иной технологии бестраншейной прокладки определяется главным образом диаметром трубопровода, длиной подземного перехода (прокола), геологическими и геотехническими свойствами грунтов, размерами и глубиной стартового и приёмного котлованов, и наличия места для их размещения, необходимостью и возможностью водопонижение или водоотведения. Состав и структура грунта в геотехническом смысле является определяющим фактором для выполнения любого метода бестраншейной прокладки. Поэтому перед принятием решения о выборе того или иного метода бестраншейной прокладки в первую очередь должны быть выполнены геологические изыскания.

Неуправляемый прокол

Эта технология бестраншейной прокладки коммуникаций заключается в задавливание в грунт обсадной трубы одновременно с выборкой грунта изнутри, как правило, шнеками, иногда путем размыва водой или сжатым воздухом. Этот метод бестраншейной прокладки может быть использован практически для любого вида грунта. Однако, необходимо принимать во внимание характеристики прилегающего грунта. Несвязанные грунты и наличие крупных камней может создать сложности; первые имеют тенденцию к обжиманию обсадной трубы, вторые могут блокировать продвижение вперед, в том случае если не будут разрушены конусным расширителем или буровой головкой.

Отрезки обсадной трубы могут иметь различную длину от 3 – 12 м которые последовательно свариваются между собой. Труба не должна быть овальной, чтобы не создавать дополнительного трения грунта о ее поверхность. Для снижения трения часто применяется подача смазки или бентонита. В стартовом котловане обсадная труба должны быть точно выставлена по оси прокола. Препятствия на пути продавливаемой трубы или смена твердости грунта по сечению трубы могут вызвать отклонение прокола от заданной оси. По этой причине для прокола часто выбирается труба большего диаметра, которая служит футляром для рабочей трубы меньшего диаметра. Зазор между ними позволяет нивелировать отклонения, возникшие при бестраншейном проколе. Межтрубное пространство затем заполняется пескоцементным раствором. В случае застревания обсадной трубы возможно выйти из положения встречным проколом со стороны приемного котлована.

Проколы обычно применяются в диапазоне диаметров от 200 до 1400мм. При больших диаметрах рациональнее применять метод микротоннелирования, по причине его большой точности. Меньшие диаметры целесообразнее выполнять конусными расширителями различного типа – такие как пневмопробойники и др.

Управляемый прокол

Для корректировки направления движения обсадной трубы в грунте могут применяться отклонители. Обычно это стальные пластины, закреплённые снаружи в носовой части обсадной трубы, которые могут приподниматься под воздействием гидравлических цилиндров и таким образом корректировать направление бестраншейной прокладки.

Направленно шнековое бурение

Направленное шнековое бурение это наиболее современный вид бестраншейной прокладки методом прокола. Направленное шнековое бурение (Бурошнек) отличается от шнекового бурения, применением предварительного построения пилотной скважины. С помощью светодиодной мишени находящейся внутри скошенной буровой головки в передней части пилотной трубы и теодолита в стартовом котловане. Точно проложенные полые пилотные трубы служат направляющей для дальнейшего расширения скважины с помощью шнеков и обсадной трубы. (мм. раздел Бурошнек)

Пневмопробойники

Пневмопробойник – это эффективный, быстрый, легкодоступный и недорогой метод бестраншейной прокладки. Он применяется для проколов под улицами, железными дорогами и даже реками.

Пневмопробойник приводится в действие сжатым воздухом. Под воздействием кинетической энергии молота в передней части, пневмопробойник забивает в грунт открытую спереди стальную трубу диаметром до 4 м и длиной до 80м без применения гидравлических домкратов, в грунтах до 5 категории прочности. Благодаря прочной и простой конструкции может развиваться энергия удара до 40000 кН. Средняя скорость бестраншейной прокладки составляет 15 м в час. После завершения бестраншейного прокола труба очищается от грунта водой в сочетании с сжатым воздухом. До диаметра 500 м допускается выдавливание грунта только сжатым воздухом. Трубы большого диаметра могут очищаться вручную.

Преимуществами этой технологии бестраншейной прокладки являются:

• небольшое и транспортабельное оборудование;
• минимальные требования к подготовке строительной площадки;
• короткое время бестраншейной прокладки;
• отсутствие необходимости изготовления упоров для гидравлических домкратов;
• простая технология извлечения грунта;
• относительно высокая точность бестраншейной проходки.

Микротоннеллирование

Микротоннелирование — еще один метод бестраншейной прокладки без участия человека с полностью автоматизированными управлением.

Футляры (обсадные трубы) либо рабочие трубы могут быть изготовлены из различных материалов: железобетон, керамика, стекловолокно, сталь, чугун.

Первоначально микротоннелирование было разработано для выполнения бестраншейных проколов без участия человека на короткие расстояния – до 100м, но со временем метод был усовершенствован для выполнения проколов, гораздо больших диаметров на расстояния в несколько сотен метров. Типичное расстояние проходки без использования промежуточных домкратных станций составляет 100 – 250 м. Максимальное расстояние прокола зависит от материала труб (способна ли труба выдержать усилие на сжатие), вида грунта, мер по снижению трения о грунт и мощности рамы продавливания микротоннельного комплекса.

Горизонтально направленное бурение (ГНБ)

Когда заходит речь о применении такой технологии бестраншейной прокладки коммуникаций как ГНБ, в первую очередь приходят на ум бурение больших диаметров на гигантский расстояния. Однако, технология ГНБ также применима для коротких расстояний и трубопроводов диаметром всего несколько сантиметров. Практически любые материалы труб в особенности пластиковые трубы, но также стальные, чугунные и асбестоцементные трубы могут применяться для протяжки методом горизонтально-направленного бурения (ГНБ).

Направленное бурение это тот метод строительства который имеет наименьший отрицательный эффект на окружающую среду и природу по сравнению с открытой прокладкой. Технология горизонтально направленного бурения (ГНБ) применяется в случае, когда все другие известные методы прокладки коммуникаций невозможно либо возможно при огромных затратах. Также как и в случае других бестраншейных методов прокладки, диаметр и длина трубопровода, также как геологические и геотехнические условия играют важную роль. Буровая жидкость также играет очень важную роль при горизонтально направленном бурении. Она ответственна за поддержание разработанного грунта во взвешенном состоянии и выноса его на поверхность, охлаждения и смазки рабочего инструмента, а также для уменьшения трения при протяжке трубы. В настоящее время производится большое количество буровых установок различного размера и мощности для прокладки всего диапазона труб — различных диаметров, протяженности, материалов и функционального назначения трубопроводов.

Источник