Способы прокладки водопроводных труб

Методы прокладки наружных трубопроводов

Различают два основных метода прокладки новых наружных трубопроводов:

• открытый способ (со вскрытием грунта);
• закрытый (бестраншейный) способ.

1. Открытый способ укладки труб

Во многих российских населенных пунктах из-за отсутствия необходимого оборудования для бестраншейной прокладки труб укладка коммунальных трубопроводов производится преимущественно открытым способом. Основными недостатками этого способа являются высокая стоимость работ, разрушение дорожных покрытий и ландшафта с последующей необходимостью их восстановления, нарушение деятельности предприятий в зоне строительства и движения на автомобильных дорогах.

Открытый способ монтажа водопровода и канализации реализуется путем рытья траншей на необходимую глубину, подготовки и укрепления траншей и прокладки труб.

Основные этапы укладки трубопровода включают следующие действия:

• выравнивание дна траншеи;
• защита стен траншеи от осыпания;
• отсыпка подушки для трубопровода из песка;
• прокладка труб;
• укрывание труб инертным материалом;
• засыпка траншеи;
• восстановление дорожного полотна и ландшафта.

На рис. 1 показана укладка полипропиленовой канализационной трубы.

Выполнение всех технологических этапов при открытом способе монтажа трубопроводов приводит к большим материальным и трудовым затратам. Эти затраты значительно возрастают при сложных геологических и гидрогеологических условиях. В связи с вышесказанным очевидны преимущества бестраншейных технологий укладки трубопроводов. Данные методы не нарушают движение транспорта и жизнедеятельность населенных пунктов, сохраняют окружающую среду, а кроме того, сокращают сроки строительства и уменьшают финансовые затраты.

Рис. 1. Укладка канализационной полипропиленовой трубы в траншее

2. Закрытые (бестраншейные) способы прокладки труб

Закрытые технологии являются перспективными для строительства инженерных коммуникаций внутри городов, а также применяются и при прокладке трубопроводов за пределами населенных пунктов. Закрытым способом осуществляется укладка труб под водными объектами, под рельефами, где работы открытым методом невозможны (болота, овраги, каньоны), в охраняемых природных зонах.

Бестраншейная прокладка труб — это высокотехнологичный процесс, осуществляемый при помощи современного оборудования — буровых комплексов.

Среди закрытых способов выделяют следующие методы:

• метод горизонтально направленного бурения;
• метод бурошнекового бурения;
• метод прокола;
• метод продавливания;
• метод «труба в трубе»;
• метод «чулка».

Метод горизонтально направленного бурения

Этот метод включает в себя:

• бурение пилотной скважины, направление которой придается с помощью навигационного оборудования;
• увеличение диаметра пилотной скважины до размера, достаточного для протягивания трубы;
• прокладывание трубы в скважине.

Бурение пилотной (экспериментальной) скважины самый ответственный этап бестраншейной технологии, от которого зависит весь результат. Оно выполняется при помощи буровой головки со встроенным излучателем. Буровая головка соединяется с гибкой приводной штангой, что позволяет управлять процессом прокладки пилотной скважины, и имеет отверстия для подачи бурового раствора охлаждающего и уменьшающего трение, а также предохраняющего скважину от обвалов и очищающего от обломков породы. Положение буровой головки контролируется с помощью локатора, который принимает и обрабатывает сигналы, поступающие от передатчика, встроенного в головку. Оператор буровой установки с помощью изменения положения буровых штанг регулирует угол наклона буровой головки и определяет направление бурения в соответствии с проектной траекторией (рис. 2).

Метод горизонтально направленного бурения отличается высоким уровнем автоматизации работ, требует точных расчетов и качественного оборудования.

Рис. 2. Установка горизонтально направленного бурения

Метод бурошнекового бурения

Бурошнековое бурение — технология прокладки труб с помощью шнековых буровых машин. Бурение производится из рабочего котлована в приемный, без выхода на поверхность.

Метод позволяет прокладывать стальные, бетонные и полиэтиленовые трубы диаметром от 100 до 1600 мм длиной до 100 м.

Прокладка трубопровода получается очень точной (отклонение от заданного направления не более 30 мм) и ровной, без провисания рабочей трубы. Это необходимо прежде всего при прокладке канализации самотечного типа, в зоне подключения коммуникаций к зданиям, а также прокладке труб под железной дорогой.

Метод прокола

Прокол — это образование отверстий за счет радиального уплотнения грунта при вдавливании в него трубы с коническим наконечником.

Существуют несколько методов прокола:

• вибропрокол;
• гидропрокол;
• прокол с помощью грунтопрокалывателя;
• прокол механический с помощью гидравлического домкрата;
• пневмопробивка с помощью пневмопробойника.

При работе этим методом применяются различные по форме наконечники, наиболее распространенные из них в виде прямого кругового конуса, при использовании которых создается минимальное сопротивление грунта проколу. От угла заострения наконечника существенно зависит усилие прокола.

Метод «продавливания»

При использовании метода продавливания прокладываемую трубу с открытым концом, снабженную «ножом», вдавливают в массив грунта, а грунт, поступающий в трубу в виде плотного керна (пробки), разрабатывают и удаляют из забоя. При продвижении трубы преодолевают усилие трения грунта по наружному ее контуру и врезания ножевой части в грунт.

Для продавливания труб применяют нажимные насосно-домкратные установки из двух, четырех, восьми и более гидродомкратов усилием в 50–300 т каждый с ходом штока в 1,1–2,1 м, работающие от насосов высокого давления.

Метод «труба в трубе»

Метод прокладки «труба в трубе» применяется в тех случаях, когда необходимо восстановить старый изношенный трубопровод (релайнинг), либо когда требуется разрушить старый трубопровод и проложить на его месте новый.

Релайнинг — один из вариантов прокладки новых труб в старом трубопроводе. Это бестраншейный метод санации и восстановления трубопроводов, когда новый трубопровод прокладывается внутри существующего без демонтажа старого трубопровода. Новый трубопровод имеет меньший диаметр и при этом меньшее сопротивление за счет более гладкой внутренней поверхности.

Метод прокладки с разрушением старой трубы можно применять для замены стальных, железобетонных, керамических, чугунных трубопроводов систем водоснабжения и канализации. В этом случае режущий нож с расширителем тянется штангами из приемного котлована в стартовый и тянет за собой новую трубу такого же или большего диаметра. На рис. 3 показан режущий нож с расширителем.

Рис. 3. Режущий нож с расширителем

Метод «чулка»

В этом случае в предварительно прочищенный старый трубопровод протягивается гибкий полимерный рукав (чулок), который состоит из слоя полиэфирного войлока, армированного стекловолокном, и из полиэтиленового покрытия.

Перед установкой гибкий рукав пропитывается смолой и после ввода в трубу выворачивается потоком воды, при этом обеспечивается плотное прилегание клеющей поверхности рукава к внутренней поверхности старой трубы. Далее производится тепловая полимеризация, и внутри старой трубы образуется новое гладкое и прочное покрытие. Метод используется для восстановления как напорных, так и безнапорных трубопроводов даже больших диаметров. За сутки может быть восстановлено несколько сот метров труб.

Источник

Способы прокладки трубопроводов – открытый и закрытый, правила выполнения работ

Необходимые материалы

Выбор материала труб — весьма ответственная задача. Если подойти к ней недостаточно тщательно, то в дальнейшем это скажется на эксплуатационных качествах трубопровода. Чаще всего для их прокладки используются металлы и полимеры. Хорошо проявляет себя сталь и чугун. Еще демонстрирует высокие показатели качественная медь. Это то, что относится к металлам. Среди полимерных материалов выбор гораздо шире: множество видов полиэтилена, полипропилен и так далее. Определенной популярностью пользуются укрепленные стекловолокном и алюминием трубы.

У всех из представленных материалов имеются определенные особенности, благодаря которым они и стали популярными. На отечественном рынке наиболее востребованы стальные трубы для монтажа трубопровода. Связано это с низкой стоимостью материалов. Но у нее ряд недостатков: такие трубы подвержены коррозийному воздействию, требуют покраску, монтаж отличается своей сложностью.

Как уже было упомянуто выше, медные трубы также используют в трубопроводах. Данный материал отличается долгим сроком эксплуатации, но еще и дороговизной. Медные трубы устойчивы к коррозии, зарастанию сечения, переносят высокие и низкие температуры, а также их перепады. Такой трубопровод прослужит очень долго, но и затраты на него будут соответствующие.

Среди полимерных материалов чаще всего выбирают полипропилен. Такие трубы стоят относительно дешево, при этом обладают высокими эксплуатационными характеристиками и долговечные.

Существует два используемых сейчас типа прокладки трубопроводов наружного устройства: открытый (вскапывание земли) и закрытый (его еще называют бестраншейный. Он реализуется проколами, продавливанием, бурениями или проходкой. Рассмотрим их все более подробно.

Бестраншейная замена канализационных трубопроводов

При необходимости проведения ремонта трубопроводов открытым способом возникает множество проблем, связанных с необходимостью вести открытую перекладку в условиях, когда на участке проведения работ имеются другие инженерные коммуникации, также требуется перекрытие трассы, если трубопровод проходит через дорогу.

Бестраншейная замена трубопроводов в этом отношении – лучший вариант. Его использование в коммунальной, производственной сфере всегда эффективно как с экономической, так и с технической точки зрения.

Стоимость подобного проекта при использовании такого метода снижается за счёт выполнения работ:

• с минимальным количеством рабочих;
• без мощной землеройной техники;
• в сжатые сроки;
• без ордера на земляные работы;
• без затрат на вскрытие траншеи, вывоз земли, восстановление асфальта, благоустройство территории.

Именно поэтому при бестраншейном ремонте трубопроводов цена проекта будет существенно ниже в сравнении с использованием открытой технологии.

Открытый способ прокладки трубопроводов

В основном открытый метод прокладки трубопровода применяется в обстоятельствах, когда отсутствует необходимое оборудование для реализации закрытого. Поскольку данный вариант относится к компромиссным, он обладает рядом недостатком: необходимость больших расходов, разрушения ландшафта с последующим его восстановлением, временная приостановка работы предприятий, находящихся в зоне работ, затруднение перемещения и так далее.

Открытый метод прокладки трубопровода и канализаций заключается в выкапывании траншей нужной глубины с их последующим укреплением и размещением самих труб. Задача состоит из нескольких этапов.

• Выкапывание траншеи, ее выравнивание;
• Укрепление траншеи;
• Отсыпка подушки;
• Укладка трубопровода;
• Укрывание труб;
• Закрытие траншеи;
• Восстановление ландшафта территории или дорожного покрытия.

Прокладка открытого трубопровода связана с крупными расходами и большим объемом работ. Поэтому чаще всего используется закрытый метод. Он сохраняет окружающую среду, более экономичный, а еще не препятствует жизнедеятельности населенного пункта.

Закрытые технологии широко применяются внутри городов, но также задействованы и за их пределами. Таким методом прокладываются коммуникации под водными сооружениями, в природных заповедниках, а также под рельефами, в районе которых не получится реализовать открытый трубопровод. К ним относятся болота, овраги, каньоны и так далее.

Методы строительства подземных систем

Наиболее распространенные методы прокладки трубопровода:

• бестраншейный (укладка под землю без вскрытия грунта);
• открытый вариант (сборка по опорам, может проводиться в проходных или непроходных коллекторах);
• скрытый способ монтажа (готовятся траншеи, по которым тянутся трубы).

Проект может быть сложным или простым. В первом случае (как правило, применяется для прокладки трубопроводов водоснабжения в городских условиях траншейным или канальным способом) в одной траншее могут проходить несколько разных магистралей – коробы с кабелями, отопительная сеть и водообеспечение, например.

Одно из важных условий долговечности службы всей сборки – выбор соответствующего материала труб. В современной практике применяют изделия из пластика, асбеста, металла (сталь, медь), керамики, бетона.

Горизонтально направленное бурение

Закрытая прокладка трубопровода — высокотехнологичный процесс, реализуемый благодаря использованию буровых комплексов. Раздел посвящен описанию горизонтально направленного бурения (подробнее: «Преимущества прокладки труб методом ГНБ – как выполняются работы»). Это оптимальный вариант укладки труб закрытым способом.

Процесс горизонтально направленного бурения:

1. Бурение пилотной скважины. На этом этапе задействовано навигационное оборудование, придающее ей направление.
2. Расширение скважины до необходимых размеров.
3. Укладка труб.

Пилотную скважину еще называют экспериментальной. Ее бурение является самым важным этапом в прокладке закрытых труб. Для этого используется буровая головка с интегрированным излучателем. Она крепится к гибкой приводной штанге. Благодаря этому рабочие смогут контролировать процессом бурения. В такой системе присутствует отверстие, куда подается специальный раствор, охлаждающий установку снижающий трения и защищающий скважину от разрушений.

В буровой головке имеется передатчик. Он отсылает сигналы на локатор, так она и управляется. Основная ответственность лежит на операторе. Он регулирует положение головки, контролируя весь процесс бурения. Его задача — не допустить отклонение в скважине от проектной траектории. Горизонтально направленное бурение — сложный процесс с высоким уровнем автоматизации. Для реализации данного метода необходимо точное планирование и современное оборудование.

Отличия от других способов бестраншейной прокладки

Горизонтальное направленное бурение похоже на ряд иных способов прокладки труб бестраншейным методом – шнековое бурение, микротоннелирование, управляемый прокол. Принципиальная разница состоит в промывке скважины бентонитовым буровым раствором.

Раствор выполняет следующие задачи:

• В процессе бурения или расширения с высокой скоростью выходит через сопла, создавая режущий эффект
• Уменьшает трение бура и налипание грунта на головку, охлаждает инструмент
• Укрепляет стенки скважины и предохраняет их от разрушения
• Облегчает прохождение трубы в пробуренное отверстие
• Выносит наружу измельченную породу

Состав бурового раствора относится к ключевым факторам успешного проведения операции, подбирается под тип грунта.

Направленный прокол

Метод направленного прокола заключается в использовании пневмопробойников для проходки скважин. В них затем затягиваются трубы, диаметр которых не превышает 400 мм. У пневмопробойника цилиндрический корпус. В нем находится ударник и воздухораспределительная система. На корпус выпускается сжатый воздух, а затем наносятся удары, так он двигается.

Ключевой особенностью метода прокола считается быстрота его реализации за счет скорости работы пробойника. Кроме того, в небольшой степени уплотняется друг от друга. Больше всего преимущества дают о себе знать при прокладке нескольких трубопроводов неподалеку или вблизи с инфраструктурой.

Сущность технологии

Прокладка труб методом ГНБ заключается в бурении с поверхности земли подземной скважины, в которую потом протягивается трубопровод. Процесс бурения управляемый, скважина идет по установленной расчетами и утвержденной проектом траектории.

Плеть трубопровода формируется из стальных труб в изолирующей оболочке или полимерных аналогов, обычно из полиэтилена или полипропилена.

Технологию применяют в различных типах грунтов, включая скальные, однако в сложных геологических условиях (плывуны, карст, наличие включений искусственного происхождения и т. д.) прокладка бывает затруднена или вовсе невозможна.

Метод продавливания

Метод продавливания предназначен для укладки металлических труб большого диаметра (от 800 мм). А одной из его главных особенностей является отсутствие необходимости выкапывания траншеи. Данный способ используется для трубопроводов не длиннее 80 метров. Суть метода заключается в том, что гидравлические домкраты вдавливают стальной футляр с ножом на конце в землю. Она высыпается в трубы, далее их необходимо вычищать вручную.

Данный метод широко используется при укладке трубопроводов под различными сооружениями, автострадами и рельсами. Также он задействован при проведении водо-, нефте- и газопроводов, монтаже канализаций. Помимо того, что таким способом можно использовать трубы большого диаметра, имеются и другие преимущества: относительно небольшие расходы и скорость работ.

Бесканальная прокладка трубопровода

В отличие от канального метода, при бесканальном устройстве систем подвижные опоры и лотки не используются. Бесканальная прокладка трубопровода нашла широкое применение в регионах с сухими почвами, хотя на влажных грунтах бесканальные системы тоже устанавливают (с дренажом). В качестве защиты здесь выступает изоляционная оболочка. Особенности бесканальной прокладки:

• подготовка траншеи под укладку (ее дно должно быть максимально ровным);
• устройство «подушки» из трамбованного песка, которая должна быть толщиной не менее 10 см (для глинистых почв – 10–15 см);
• неподвижными опорами при бесканальной прокладке выступают стенки из ЖБИ (монтируются под прямым углом к трубопроводу);
• в нишах (камерах) устанавливаются компенсаторы, которые могут быть сальниковыми или гнутыми. Они отвечают за компенсацию перемещений труб под действием температур при бесканальной прокладке.

К плюсам бесканальной прокладки относят выгодную стоимость строительства трубопровода, минимальный объем работ, короткие сроки реализации проектов. Есть и минусы: затрудненный ремонт и механическая фиксация (зажатие) труб грунтом, что затрудняет их тепловое перемещение.

Бурошнековое бурение

Существует способ укладки трубопроводов с помощью специального оборудования — шнековых буровых машин. При этом бурение идет в приемный котлован из рабочего. А значит, не требуется выход на поверхность. Данный метод подходит для прокладки трубопроводов закрытым способом до ста метров из стальных, бетонных или полимерных труб (100 – 1700 мм в диаметре). Он отличается высокой точностью, максимальное отклонение не будет превышать 30 мм. Сам трубопровод получится ровным, без провисаний. Такой метод часто используется при монтаже самотечных канализаций, при укладке труб под железнодорожными путями или в зоне коммуникаций домов.

Виды монтажа

Все способы можно разделить на 2 большие группы.

1. Подземная установка. Она применяется чаще и проводится с применением 1 из 2 технологий.
   Бесканальная прокладка трубопроводов.
2. Подземное устройство в каналах.
3. Надземная прокладка трубопровода. Предполагает монтаж труб на поверхности земли или на расстоянии от нее (актуально для трубопроводов над трассами, в этом случае высота размещения труб должна быть достаточной, чтобы трубопроводная магистраль не мешала работе трассы). Надземные трубопроводы незаменимы, когда маршрут труб пролегает через овраги, пути транспортного следования, реки, иные сооружения. Надземная прокладка трубопровода выполняется в каналах (лотках). Они могут располагаться на грунте или быть слегка в него заглублены, такой способ монтажа актуален в регионах с холодным климатом, которым свойственно присутствие вечномерзлых почв.

Выбор способа устройства трубопроводной линии зависит от ряда условий. Среди них планировочные факторы (назначение, пересечения маршрута с сооружениями и объектами), природные (категория почвы), финансовые (бюджет строительства) и прочие (требования к эстетике вида инженерной системы). Решение по технологии принимается после проведения расчетов по разным вариантам монтажа и должно быть ориентировано в первую очередь на оптимизацию стоимости коммуникации.

Причем учитываться в технико-экономическом обосновании должна не только цена строительства, но и сервисная составляющая стоимости проекта. Пример – прокладка трубопровода отопления. Выбор в пользу подземного устройства позволит снизить капитальные расходы на постройку. Но в практике обслуживания стоимость будет выше, чем у надземной прокладки в силу:

• необходимости устройства изоляции (при бесканальной укладке теплопотери будут выше, особенно во влажной почве);
• дополнительной постоянной поддержки во избежание раннего износа.

Монтаж внутренних трубопроводов

В СНиП 3.05.01-85 регламентирован устройство внутренних трубопроводов. Документ действует также на системы водоснабжения, климатическое оборудование, отопление, водостоки и аналогичные коммуникации.

Основные принципы работы

Если планируется реализовывать трубопровод диаметром не больше 50 мм, то используются стальные трубы. В остальных случаях больше подходят чугунные. Водопровод должен располагаться от других коммуникаций на расстоянии от полутора метров. Если он проходит через стену здания, то его необходимо защитить от возможных осадок. Магистральные водопроводы в зданиях с большим человекопотоком проводят в подвалах, на промышленных объектах его размещают на техническом этаже или в чердачном помещении.

Прокладка методом прокола

По этой технологии тянут магистральные трубопроводы на суглинистых и глинистых грунтах. При ее использовании можно прокладывать трубопроводы длиной до 60 м. Заключается эта методика в следующем:

• на трубу надевается стальной наконечник;
• на определенном расстоянии от препятствия выкапывают котлован и устанавливают в него гидравлический домкрат на опорах;
• в котлован опускается труба со вставленной в нее трубой меньшего диаметра — «шомполом»;
• производится поэтапный прокол грунта.

При использовании этой методики земля наружу не вынимается. В процессе прокола она просто уплотняется по окружности трубы.

Источник