Технология бестраншейной прокладки трубопровода

Подземные трубопроводные коммуникации стали незаменимым атрибутом инженерных систем современных мегаполисов. Ввиду отсутствия свободного пространства под землею располагают канализационный сети, водоподающие магистрали, теплотрассы, трубная разводка электрических кабелей. Со временем возникает задача замены износившихся трубопроводов или их ремонта. В условиях плотной городской застройки разрыть траншею или котлован для производства ремонтных работ весьма затруднительно, а порой даже невозможно. Поэтому бестраншейная прокладка инженерных сетей стала настоящим техническим прорывом и помогла решить массу проблем большого города.

Описание технологии бестраншейного прокладывания труб

В городских условиях трассы подземных трубопроводов проходят под городскими оживленными улицами, проезжей части автомагистралей, зелеными насаждениями, транспортными развязками и другими объектами. Если проводить замену и ремонт подземных инженерных сетей непосредственно под землей и не проводить при этом вскрытие грунта, то такая технология производства работ носит название «бестраншейная прокладка инженерных трубопроводов». В основу этого способа заложен принцип сквозного прохождения трубных конструкций сквозь почвенные пласты, прокладываемых в любых направлениях. Технология выполнения производства сама по себе несложная, правда для такой прокладки закрытым способом нужна специальная техника и технологическое оборудование. Монтаж производят с помощью специальной металлической цилиндрической насадки требуемого диаметра и наращиваемой шланги. Если возникает необходимость в закрытой прокладке на подземных магистралях большой протяженности, то в этом случае требуется применение спецтехники и технологического оборудования.

Преимущество технологии без траншеи

Основными достоинствами и преимуществами данной технологии, за счет которых следует отдать предпочтение бестраншейной прокладке трубопровода, являются:

• По сравнению с открытым методом прокладки инженерных коммуникаций, для бестраншейного способа потребуется значительное меньшее количество материально-технических ресурсов.
• Сокращение сроков выполнения работ за счет отсутствия земляных работ и высокой скорости монтажа.
• Прокладку трубопроводов обеспечивает звено рабочих, состоящее из трех – четырех рабочих.
• Технология прокладки трубопровода без траншей не наносит ущерб окружающему пространству.
• Возможность прокладки и ремонта коммуникаций в любое время года. Если зимой менять и прокладывать инженерные сети открытым способом весьма затруднительно, то бестраншейная технология успешно используется в условиях промерзшего грунта.
• Безопасность проведение монтажа.
• Уменьшение в несколько раз загрязнения окружающей среды.

Еще одним важным аргументом в пользу данной технологии считается исключение дополнительных затрат по восстановлению целостности асфальтового покрытия, вывозке земли и реконструкции нарушенной прилегающей территории.

Принцип метода прокола и продавливания

Данной технологией прокладку коммуникаций проводят методом прокалывания и продавливания. Следует сразу отметить, что этими методами бестраншейной подземной прокладки укладывают исключительно новые инженерные трубные коммуникации.

Прокалывание

Метод прокола применяется для трубных линий протяженностью до 60 метров. Такая небольшая длина обусловлена значительными усилиями в 150 – 3000 Кн, которые необходимо технике для прокалывания грунта. В организации прокола задействованы тракторы, бульдозеры, лебедки и гидравлические домкраты. Прокалывание почвы осуществляется трубной конструкцией оборудованной выступающим наконечником в виде конуса с установленными на нем режущих ножей. За счет давления, получаемого от оборудования, наконечник вместе с трубной конструкцией круговыми движениями продвигается вперед. При этом грунт вокруг трубы уплотняется и не обсыпается, а сама конструкция по мере продвижения соединяется сваркой. Таким образом можно прокладывать подземные трубопроводы диаметром до 600 мм. При прокладке трассы инженерных коммуникаций маленького диаметра, прокол осуществляется непосредственно трубой без установки дополнительного наконечника.

Важно знать, что в случае использования конусного наконечника может возникнуть отклонения от линии прокалывания. Эти погрешности возникают из-за возможного столкновения конуса с естественными препятствиями и, следовательно, погрешностями от расчетной точки выхода прокола.

В зависимости от категории грунта и технических возможностей оборудования скорость прокалывания грунтов за один час составляет от 4 до 6 метров. Если к круговым движениям трубного элемента приложить вибрационные усилия, то тогда возможно увеличить быстроту прокола до 20 – 40 м/час.

Для грунтов с хорошей водопроницаемостью применяют метод гидропрокола. В этом случае прокладку коммуникаций производят мощным потоком воды направленного действия, который размывает почву и образует тоннель для прокладки трубопроводов.

Продавливание

Принцип метода продавливания аналогичен проколу, только его проводят одной трубой без специальной насадки. В этом случае земляные массы попадают во внутрь трубной полости и находятся там до общего извлечения всей конструкции.

Грунты, для которых рекомендован метод продавливания, должны относится I–IV категории и представлены глиной, суглинкам, супесями или песками.

Инженерный сети, прокладываемые методом продавливанием, могут иметь размеры от 600 до 1720 мм, а предельно допустимая длина участка составляет 100 метров.

Методом продавливания чаще всего прокладывают подземные канализационные линии.

*

Продавливание осуществляется за счет значительных динамических усилий, создаваемых гидравлическими домкратами, которые симметрично устанавливаются по периметру окружности трубы. Работы проводят в следующей последовательности:

1. Вначале производится отрывка небольшого котлована.
2. Устанавливается упорная конструкция в виде стены для крепления гидравлических домкратов.
3. Первые звенья проводящей трубы присоединяют к домкратам, надежно закрепленных на упорных конструкциях. Другой конец трубной конструкции находится в свободном открытом положении.
4. Гидравлическими домкратами создаются необходимые усилия, приводящие в движение трубный элемент, и он медленно поступательным движением проникает сквозь толщу грунта.

Землю из полости удаляют ручным способом с помощью лопат или сжатым воздухом ударных пневматических приспособлений.

Метод горизонтально-направленного бурения

Производство работ по технологии бестраншейной прокладки инженерных труб методом ГНБ заключается в направленном пробировании грунта с использованием специальных буровых установок. С помощью горизонтального направленного бурения можно прокладывать инженерные сети в местах с развитой транспортной инфраструктурой, а также под автомагистралями и железнодорожными путями. Технология ГБН всего пятнадцать лет тому назад считалась инновационным прорывом в области закрытого монтажа и впервые было опробована в США в 70-годах ушедшего столетия. Новинка успешно выдержала испытания и уже в 80-х годах этой технологией стали пользоваться и в Европе. По данному способу можно прокладывать трубы диаметром от 76 до 315 мм с протяженностью трассы до 300 метров.

Технология содержит три этапа последовательного проведения работ:

• Устройство проводной (пилотной) скважины с использованием установки бурения для бестраншейной прокладки труб. Чтобы правильно задать направление и впоследствии проводить контроль за правильностью траектории движения, на буровой головке устанавливается специальный прибор навигации.
• Расширение первоначальной скважины до расчетного сечения. На этом этапе в работу включается расширитель с принципом обратного действия, который проходя через проводную скважину, расширяет полость скважины до нужного размера.
• Прокладка трубопровода. На заключительном этапе выполняется протягивание заготовленных звеньев трубопровода специальной штангой машины ГБН. Для прокладки в основном используют современные трубы ПНД, широко используемых для устройства инженерных сетей канализации, водоснабжения и водоотведения. Возможен монтаж полиэтиленовых трубчатых конструкций несколькими плетями заранее сваренных в единую нитку. Чтобы снизить показатель дополнительного трения, возникающего при протягивании трубопроводов через подготовленный горизонтальный тоннель, в скважину закачивают растворную бурильную смесь.

Благодаря применению технологии горизонтального бурения можно значительно сэкономить материально-технические ресурсы и в короткие сроки проложить инженерные коммуникации на любых территориях в городских условиях и промышленных площадок.

Важно знать, что периметр пробуренной горизонтальной скважины должен на 30% больше сечения прокладываемых подземных магистралей.

Область применения технологии без траншеи

*

Схема прокладки труб ПДН под водоемом

Использование технологии прокладки сетей закрытым способом без проведения большого объема земляных работ позволяет выполнить следующие виды работ:

• Прокладки подземных кабельных коммуникаций связи.
• Монтаж технологических трубных систем по перекачке нефти.
• Прокладка подземных газопроводов и водопроводных магистралей.
• Прокладка трубной канализации.
• Устройство подземных теплотрасс.
• Ремонт поврежденных труб и их замена.

Кроме того, технология горизонтально-направленного бурения позволяет прокладывать инженерные коммуникации в местах, где возможны оползни грунта, где нет возможности свободного подъезда строительной техники. Методы бестраншейной технологии используются при прокладке трубопроводов сложных гидрогеологических условиях, в заповедных зонах и на территории памятников архитектуры.

Основными критерием выбора способа прокладки являются категория грунта и его плотность, почвенный состав, протяженность трассы, расчетный диаметр трубопроводов.

Видеоролик о бестраншейной прокладке коммуникаций:

Машины и оборудование

Прокладка инженерных коммуникаций может проводится по различным методикам, но основной принцип их одинаков: необходимо создать определенные усилия для проталкивания трубных коммуникаций. Поэтому чаще всего используются:

1. Установки для бестраншейной прокладки труб на пневматических колесах или на гусеничном ходу;
2. Гидравлические домкраты;
3. Сварочные машины для стыковки трубчатых элементов;
4. Тракторы и бульдозеры;
5. Приводные дизельные маслостанции;
6. Основное оборудование: расширители скважин, трубы нужного диаметра, штанги;
7. Дополнительное оборудование: камеры и мониторы наблюдения, дистанционные пульты управления;
8. Растворосмесительные установки.

Укладка трубопроводящих систем без устройства траншей и котлованов несколько десятилетий тому назад казалось несбыточной сказкой. С развитием технического прогресса ситуация кардинально изменилась и сейчас можно смело сказать, что у этой технологии большое будущее и огромные возможности.