В связи со стремительным изменением городской инфраструктуры бестраншейные технологии прокладки коммуникаций находят все более широкое применение в народном хозяйстве. Наиболее популярный и известный их них – горизонтально-направленное бурение (ГНБ), но кроме него используется и ряд других.
Метод прокола
Один из наиболее простых методов бестраншейных технологий – метод прокола, т.е. образование скважины за счет уплотнения массива грунта. В соответствии с технологией сначала вырываются два котлована требуемой глубины – стартовый и приемный. В первом устанавливается рама с домкратами, и, движи- мая их усилием, снаряженная наконечником и постоянно удлиняемая за счет добавления новых секций труба, в буквальном смысле, пронзает массив грунта и выходит в приемном котловане. Необходимое для прокола усилие прямо пропорционально квадрату радиуса сечения скважины, что автоматически относит эту технологию в область малых диаметров труб. Большое значение имеют свойства грунта: пористость (чем она меньше, тем тяжелее сделать прокол) и коэффициент трения стали о грунт. Свою часть в требуемую величину усилия вносят масса трубы и длина скважины, поэтому особенно длинные проколы нецелесообразны. Изначально прокол был просто «механическим». Затем появились его усовершенствования: гидропрокол (когда струя воды под давлением выходит из расположенной впереди трубы специальной насадки и, размывая грунт, помогает ей двигаться вперед) и вибропрокол (в этом случае применяются специальные источники продольно-направленных колебаний – вибромолоты).
Пример современного оборудования для прокола: установки P40 и P80 фирмы Ditch Witch (США), способные осуществлять бестраншейную прокладку труб, футляров и других инженерных коммуникаций при максимальном диаметре тоннеля 325 мм на расстояние до 61 и 150 м, соответственно. Прямая и обратная тяга у Р40 составляет 17800 кг, у Р80 – 36800 кг. Вес установок – 135 кг (с рамой 200 кг) и 200 кг (320 кг).
Говоря о технологии прокола, нельзя не вспомнить о пневмопробойниках – самодвижущихся пневматических машинах ударного действия, рабочим органом которых является образующий скважину корпус, а источником энергии служит сжатый воздух. Под его воздействием расположенный внутри корпуса ударник совершает удары по переднему торцу с частотой 200 –600 уд./мин., заставляя того двигаться все дальше и дальше (обратно не дает трение о грунт).
По сравнению с установками ГНБ пневмопробойники отличает относительная дешевизна (а значит, доступность даже для сравнительно небольшой подрядной организации). С их помощью можно прокладывать или ремонтировать коммуникации в непосредственной близости от соседних, поскольку работа пневмопробойника не сопровождается значительным уплотнением грунта в окружающем массиве. Но при встрече с препятствиями (камнем, например) пневмопробойник может отклониться от заданного направления (а оно поддерживается благодаря осевой сим- метрии и достаточно большой длине) и быть утерянным. Существуют и другие ограничения. Например, пневмопробойники нельзя применять для скального или болотистого грунтов.
Область применения всех видов прокола ограничивается диаметром 500 мм и дл. до 100, реже до 150 м. Скорость проходки при этом составляет от 2–6 м/час. (механический прокол) до 30–40 м/час. у пневмопробойников.
На российском рынке этот вид оборудования представляют несколько зарубежных и отечественных компаний. Так, в ассортименте компании Vermeer (США) 23 модели пневмопробойников ∅ 45 – 580 мм, весом 8 – 4237 кг., Мехгрундострой совместно с немецкой фирмой Tracto-Technik GmbH (Германия) выпускает 11 типов машин ∅ 45 – 180 мм (∅ трубы – 40 – 160 мм), весом 8 – 260 кг. В ассортименте Terra AG (Швейцария) 26 моделей весом 9 кг – 2,5 т, ∅ 45 – 565 мм.
Продавливание
Если при проколе грунт, вытесненный из скважины, попросту «вдавливается» в стенки скважины, то при продавливании он, подобно керну при колонковом бурении, поступает в снаряженную ножом трубу, что позволяет работать с трубами гораздо большего диаметра (до 2000, а отдельных случаях даже 3000 мм). Давление передается через наголовник сменными нажимными удлинительными патрубками, шомполами или зажимными хомутами. Труба (стальная или железобетонная) вдавливается циклически, путем попеременного переключения домкратов на прямой и обратный ход. Прилагаемое усилие до 3000 кН. Возможно использование виброударных установок, гидроразмыва, комбинации гидромонитора, размывающего грунт, и шнека, его удаляющего. Длина продавливания составляет обычно до 100 м. Cкорость проходки при применении гидравлических домкратов – до 10–12 м в смену. Работы могут вестись как с разрушением, так и без разрушения старой трубы.
Горизонтальное бурение
Способом горизонтального бурения можно проходить выработки для бестраншейной прокладки трубопроводов практически любых диаметров и с относительно меньшими усилиями чем при проколе или продавливании. Процесс бурения и прокладки звеньев трубопровода в скважину может быть как раздельным, так и совмещенным. В первом случае вначале бурят скважину, а затем, после извлечения из нее бурового инструмента, протаскивают трубопровод. При совмещенном – трубу прокладывают одновременно с продвижением бурового инструмента. Для прокладки трубопроводов способом горизонтального бурения применяют бурильно-шнековые установки с цикличным или непрерывным удалением грунта из забоя, оснащенные набором сменного оборудования для прокладки труб путем их последовательного наращивания в скважине звеньями. Машины и оборудование для горизонтального шнекового бурения, позволяющие бурить скважины ∅ 102 – 1829 мм, производит компания Astec Underground (США). Самая маленькая модель 24/30 – 150 обеспечивает максимальную осевую нагрузку 667 кН, самая мощная (72 – 1200 G2) – 5338 кН. Шнековые буровые машины АВМ компании «Капстройтраст» (Россия) предназначены для прокладки подземных коммуникаций ∅ 600 – 2000 мм в любых грунтовых условиях: пески, глины, скальные породы.
Микротоннелирование
Микротоннелирование можно считать своего рода симбиозом технологий горизонтального бурения и продавливания, далеко ушедшим от своих прародителей. Этот метод основан на строительстве тоннеля с помощью дистанционно управляемого проходческого щита, выдвигаемого из заранее подготовленной стартовой шахты. После завершения проходки (а она может вестись в прямолинейном или криволинейном направлении) его извлекают из приемной шахты. От продавливания микротоннелирование отличается большей длиной проходки (до 500 м, а при необходимости до нескольких километров), скоростью и точностью (независимо от длины трассы она контролируется компьютерным комплексом с применением системы лазерного ведения). И кроме того, минимизацией затрат и материальных ресурсов. Импульс ускоренному развитию этой технологии в России дало не только появление эффективной техники Lovat (Канада), Robbins ( США), Herrenknecht AG (Германия), но и приход в нее квалифицированных специалистов из свернувших свою работу в середине 90-х гг. XX в метростроев.
С помощью микротоннелирования можно «пробиться» через грунты любой категории – от неустойчивых суглинков и водоносных песков до скальных пород, работать в смешанном забое, не бояться появления в грунтовом массиве по трассе крупнообломочных включений, валунов, гальки и щебня.
Для прокладки микротоннелированием используются самые разные трубы: полимербетонные, железобетонные, керамические, стеклопластиковые, асбестоцементные.
Применение бестраншейных технологий обеспечивает целый ряд преимуществ: уменьшение сметной стоимости строительства трубопроводов за счет значительного сокращения сроков производства работ, затрат на привлечение дополнительной рабочей силы и тяжелой землеройной техники; минимизацию затрат на энергообеспечение оборудования вследствие их полной автономности и экономичности используемых агрегатов; отсутствие затрат на восстановление поврежденных участков авто- и железных дорог, зеленых насаждений и предметов городской инфраструктуры; сокращение эксплуатационных расходов на контроль и ремонт трубопроводов в процессе эксплуатации Кроме того, сохраняется природный ландшафт и экологический баланс в местах проведения работ, исключается техногенное воздействие на флору и фауну, размывание берегов и донных отложений водоемов. А значит, за такими технологиями – будущее.
ТехРешение
Одним из российских производителей, предлагающих на рынок установки для бестраншейного бурения скважин является ОАО «Михневский ремонтно-механический завод» . Установка направленного прокалывания УНП-630, выпускаемая этим предприятием, предназначена для бестраншейной прокладки кабеля и трубопроводов ∅ до 630 мм в грунтах I-III категории прочности методом прокалывания пилотной скважины при помощи статического разрушения старых труб с одновременным затягиванием новых стальных или полиэтиленовых труб того же или большего диаметра. Привод установки осуществляется от гидросистемы мобильных машин (трактор) или автономной гидростанции («Люггер», «СН-3»). Длина прокола – 100 м, максимальный диаметр расширителя – 630 мм. По сравнению с зарубежным аналогом Р-80 фирмы Dich Wich (США) установка УНП-630 позволяет протягивать трубопроводы вдвое большего диаметра (в т.ч. из колодцев ∅ 1,5 м), работая в очень стесненных условиях. Она более удобна в эксплуатации и обслуживании, дешевле в ремонте. Разрушает старый трубопровод, расширяет траншею, затягивает трубу – всё за один проход!
ТехДетали
Что означает приставка «микро» в понятии микротоннелирование? Фирма Lovat (Канада) относит к этому классу технику для тоннелей ∅ до 1500 мм. В московском руководстве по применению микротоннелепроходческих комплексов и технологий микротоннелирования при строительстве подземных сооружений и прокладке коммуникаций закрытым способом сказано: «Микротоннелирование – процесс строительства подземного сооружения круглой формы поперечного сечения с ∅ 200 – 2000 мм с использованием управляемых установок без присутствия людей в забое». Впрочем, иногда к микротоннелям относят тоннели ∅ 3000 мм.
Источник http://www.tehsovet.ru
Комментарии 0