Как выполняется прокладка труб методом прокола: технические правила и советы специалистов

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.

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.

Обратите внимание

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

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

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

Важно

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.

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.

Способы бестраншейной прокладки труб: прокол, продавливание

Наиболее часто встречающимися искусственными преградами при прокладке наружных сетей водоснабжения и канализации являются автомобильные и железные дороги.

На магистральных дорогах движение транспорта настолько интенсивно, что даже в ночное время трудно выбрать отрезок времени для устройства пересекающей дорогу траншеи и укладки в нее трубопровода.

В таких случаях применяют бестраншейную прокладку.

Бестраншейную прокладку трубопроводов выполняют несколькими способами: прокол, продавливание, горизонтальное бурение и щитовая проходка.

Совет

На выбор каждого из указанных способов влияют различные факторы: грунтовые и гидрологические условия; характер сооружений над переходом; требования к изоляции трубопроводов; длина и точность проходки; диаметр прокладываемых трубопроводов и экономическое обоснование предполагаемого способа.

Прокол чаще всего применяют для прокладки трубопроводов в глинистых и суглинистых грунтах при диаметре труб до 600 мм. Длина прокладки таким способом достигает 60 м.

При этом грунт не разрабатывается, а уплотняется в радиальном направлении вокруг трубы. Для прокола требуются весьма значительные усилия (от 150 до 3000 кН).

Для их создания применяют лебедки, тракторы и бульдозеры, а чаще всего — гидравлические домкраты.

Для уменьшения сопротивления грунта и сил бокового трения на конец трубы устанавливается конусный наконечник, диаметр основания которого на 20 мм больше наружного диаметра прокладываемой трубы.

При небольших диаметрах труб конусный наконечник не устанавливают,   а  прокалывают  грунт трубой (с образованием уплотняющего ядра).

В этом случае точность прокола получается выше, чем с установленным конусным наконечником, так как при встрече конической поверхности с каким-либо препятствием в грунте (валуны, булыжники и т. п.) наконечник несколько сдвигается от оси и дальнейший прокол происходит по дуге.

Прокол выполняют в следующей последовательности. В котловане, выкопанном на определенном расстоянии от препятствия, сооружают опорную конструкцию и монтируют гидравлические домкраты.

На поверхности котлована устанавливают насос высокого давления для подключения домкратов.

В технических характеристиках домкрата кроме величины создаваемого усилия указывается величина хода штоков домкрата или расстояние, на которое может передвинуться нажимная плита домкрата, возвращаясь в исходное положение.

В котлован с установленными домкратами опускается прокладываемая труба с наконечником, оборудованная специальным приспособлением (для передачи усилия от нажимной плиты домкрата на прокладываемую трубу), называемым шомполом.

Обратите внимание

Шомпол изготавливают из трубы диаметром меньше или больше диаметра прокладываемого трубопровода. В первом случае шомпол вставляется внутрь прокладываемой трубы, во втором — надевается на нее. На шомполе диаметрально просверлены отверстия, расстояние между которыми равно величине хода штоков домкрата.

Длина первого звена прокладываемой трубы с шомполом принимается 6… 7 м.

Для выполнения первого цикла прокола к нажимной плите домкратов крепится только шомпол, а конец прокладываемой трубы остается свободным. При вдавливании трубы грунт защемляет наконечник, а нажимная плита домкратов, возвращаясь в первоначальное положение, вытаскивает за собой шомпол.

В результате выполненной операции за свободным концом трубы появляется первое отверстие в шомполе на расстоянии одного хода штоков домкратов от нажимной плиты. В отверстия шомпола вставляется стальной стержень диаметром 50 мм, и цикл повторяется. Схема выполнения прокола показана на рис. 3.

23.

Рис. 3.23. Схема выполнения прокола 1 — масляный насос; 2 — опорная конструкция; 3 — гидравлический домкрат; 4 — нажимная плита; 5 — шомпол; 6 — труба

Имеются установки с подвижным упором, подтягивающие его при обратном ходе штоков домкратов (шагающие домкраты). В этом случае шомпол не требуется; домкраты с нажимной плитой и подвижным упором перемещаются вслед за прокалываемой трубой до полного ее внедрения в грунт, а затем возвращаются в исходное положение. К свободному концу трубы приваривают новое звено, и цикл повторяется.

Прокол производят со скоростью 4—6 м/ч. Для увеличения скорости прокола применяют вибропрокол, при котором статическое усилие домкратов сочетается с виброимпульсами, при этом скорость повышается до 20… 40 м/ч.

Одной из разновидностей способа прокола является гидропрокол, который применяют в легкоразмываемых грунтах. При гидропроколе грунт перед трубой размывается специальной насадкой, и в образующуюся пазуху продвигается труба. Недостатком этого способа являются возможные отклонения от оси прокладываемой трубы, а также дополнительные затраты на организацию отвода пульпы.

Способ продавливания эффективен для различных грунтов I… IV групп при диаметре продавливаемых трубопроводов от 600 до 1720 мм и длине прокладки до 100 м. При этом способе труба открытым концом продавливатся в грунт, который, попадая в трубу, образует плотную пробку. Грунт внутри трубы разрабатывается различными способами и удаляется из забоя.

Для создания нажимного усилия при продавливании применяют гидравлические домкраты, расположенные симметрично по окружности трубы. Продавливание выполняют в следующей последовательности.

В котлован, оборудованный прочной упорной стенкой и гидравлическими домкратами, опускают первое звено продавливаемой трубы на направляющую раму и стыкуют с нажимной плитой домкратов, оставляя конец трубы свободным.

Важно

При надавливании домкратами открытый конец трубы входит в грунт, внутри трубы образуется грунтовая пробка. Нажимная плита домкрата возвращается в первоначальное положение, а между концом трубы и плитой образуется зазор, равный ходу штоков домкрата.

В начальный период грунт внутри разрабатывается лопатами с длинной рукоятью (желонками), а в дальнейшем—лопатами с короткой рукоятью и пневматическими ударными приспособлениями.

После разработки и удаления из трубы грунта в зазор между нажимной плитой домкратов и краем продавливаемой трубы устанавливается первый нажимной патрубок, длина которого равна шагу штоков домкратов. Таких нажимных патрубков три. Второй длиннее первого вдвое, третий — втрое.

Когда между нажимной плитой домкратов и свободным концом трубы образуется зазор, равный четырем шагам штоков домкратов, ставят первый и третий нажимные патрубки, при зазоре в пять шагов — второй и третий.

Установка более двух нажимных патрубков в зазор между нажимной плитой домкратов и свободным концом трубы запрещается.

При полном внедрении в грунт, разработке и удалении грунта из внутренней полости одного звена трубы в котлован опускается и приваривается к свободному концу следующее звено и циклы продолжаются. Схема работ по продавливанию трубопровода показана на рис. 3.24.

Рис. 3.24. Схема выполнения продавливания 1 — масляный насос; 2 — гидравлический домкрат; 3 — опорная конструкция; 4 — опорная плита; 5 — продавливаемая труба

Прокладка труб методом прокола: технологические правила

Когда подземные коммуникации пересекают дорожную трассу или железнодорожные пути, демонтаж таких объектов может быть крайне затруднителен, а часто и вовсе невозможен. Решить проблему поможет прокладка труб методом прокола. Этот способ не требует больших затрат и выполняется с помощью специального оборудования.

Методом прокола называют технологию, при которой можно получить отверстие без разработки и выемки грунта путем его уплотнения. Такой способ подходит для прокладки стальных конструкций. Диаметр может варьироваться в пределах 100-500 мм, длина отверстия – 30-50 м. Прокол под дорогой — это один из самых востребованных методов бестраншейной прокладки коммуникаций.

Управляемый прокол используют для прокладки:

• коммуникаций из металла и пластика;
• футляров, в которые затем укладывают газовые и водопроводные трубы;
• футляров для силовых, телефонных кабелей и т.п.

Прокол используется не только в тех случаях, когда необходимо безболезненно пересечь трассу или железнодорожные пути. Метод подходит для прокладки отверстий в колодец (при условии, что диаметр этого колодца не менее полутора метров), подвал дома, при необходимости провести провода под каким-либо относительно небольшим объектом и т.п.

Чаще всего управляемый прокол выполняют в толще глинистого грунта под различными дорогами, например, под автотрассой или железнодорожным полотном. Для этого используют насосно-домкратный нажимной агрегат, например, такой как установка Ditch Witch P80. Кроме того, понадобится набор расширителей, штанг, головок и другого инструмента, с помощью которого выполняют буровые работы.

Обязательно используют гидравлическую станцию. Необходимое силовое воздействие обеспечивает гидроцилиндр, приемлемая мощность агрегата составляет порядка 36 тонн. Работу станции должен обеспечивать двигатель внутреннего сгорания. Для наблюдения за ходом работ в толще грунта применяют средства беспроводной локации.

Совет

В качестве примера можно рассмотреть порядок работы локационного устройства Eclipse. В буровую головку помещают зонд, который передает сведения о ходе буровых работ. Информация поступает на локатор.

Здесь данные анализируются, в результате чего определяется точное расположение бурового инструмента в толще грунта, угол наклона буровой головки, соответствие ее движения составленному ранее плану работ.

Одновременно контролируется состояние батареи зонда, с которого поступают сведения.

Буровая головка устроена таким образом, что часть ее поверхности скошена. Это улучшает производительность, но отражается на качестве работ. Из-за скоса при продвижении в толще грунта положение головки будет постоянно отклоняться от вектора воздействия. Оператор должен постоянно корректировать траекторию движения головки, сверяясь с результатами локации.

Чтоб инструмент двигался строго по прямой, его необходимо вращать с постоянной скоростью. Первую стадию выполнения прокола начинают в стартовом котловане, а завершают — в приемном. Здесь вместо буровой головки на установку закрепляют конусный расширитель. Это устройство проходит образовавшуюся горизонтальную скважину в обратном направлении, что позволяет расширить ее и уплотнить стенки.

После этого в получившееся длинное отверстие вставляется труба необходимого диаметра или футляр для прокладки коммуникаций. В зависимости от ситуации можно прокладывать не одну, а несколько труб. Дальнейшие действия состоят в том, чтобы эти коммуникации проложить и подключить к общей системе.

Во время подготовительных работ также необходимо продумать место хранения труб, которые должны находиться рядом с местом проведения бурения. Обычно площадку для труб предусматривают рядом со стартовым котлованом. Размеры площадки для хранения зависят от длины труб, которая может достигать шести метров.

Желательно, чтобы трубы хранились в горизонтальном положении. Это упростит монтаж и снизит вероятность повреждения конструкции. Кроме того, нужно обеспечить подъездные пути к стартовому котловану, чтобы беспрепятственно доставлять материалы и необходимую для проведения работ технику.

Обратите внимание

Сначала выполняется предварительное обследование места проведения работ на местности.

Специалисты при этом используют проектную документацию, основываясь на которой, а также на результатах анализа объекта, составляется план выполнения прокола.

Если необходимо выполнить прокол под объектом, испытывающим серьезные транспортные нагрузки (трамвайные пути, автотрасса, железная дорога, метро и т.п.), трубы укладывают в специальных футлярах.

Такой футляр должен иметь диаметр, превышающий размеры труб примерно на 15-20 см. Сначала кладут футляр, затем в него монтируют трубы, а пространство между этими коммуникациями заливают раствором, для которого можно использовать недорогой цемент М-100. Футляры уменьшают нагрузки на подземные коммуникации и снижают риск их повреждения.

Различают гидро- и вибропроколы. В первом случае в качестве инструмента для продавливания грунта используют водяную струю, которая под большим напором бьет из специального наконечника.

Этот метод особенно эффективен на несвязных песчаных грунтах, легко размываемых под воздействие струи. Он позволяет проделать отверстие диаметром около 50 см за минимальное количество времени.

Но максимальная длина скважины при гидропроколе – 30 м.

Вибропрокол, как понятно из названия, осуществляется с помощь вибрационного воздействия. В устройстве для выполнения прокола используются ударно-вибрационно-вдавливающие установки с возбудителями продольно-направленных колебаний.

Статическое вдавливание сочетают с воздействием на грунт ударных импульсов вибромолота. Метод применяется на плывунах и песчаных грунтах как для прокладки труб, так и для их извлечения.

Диаметр скважины может достигать 50 см, а ее протяженность – 60 м.

Метод продавливания осуществляется с помощью домкратов, как и прокол. Но в этом случае труба направляется в грунт открытым концом.

В процессе продвижения конструкции в трубе образуется плотная пробка из грунта, которая затем удаляется.

Для выполнения этого типа работ используют от двух до восьми мощных (на 200-400 тонн) гидродомкратов, для работы которых необходим монтаж упорной стенки с рамой и наголовником.

Важно

За смену такое устройство может пройти до 10 метров грунта, а общая длина скважины обычно не превышает 80 метров. Если требуется проложить более длинную трассу, ее разбивают на отдельные участки не более 80 метров. Этот метод также требует устройства начального и финишного котлована, в которых и устанавливают необходимую гидравлику.

Проходку каждого участка выполняют дважды: в прямом, а затем в обратном направлении. Контроль работы механизмов и качества продавливания ведет оператор, который находится в котловане.

Технически этот метод сложнее, чем обычный прокол, но его можно применять практически на любых грунтах. Диаметр конструкции может достигать 172 см. Разработка керна, сформировавшегося внутри трубы, может производиться вручную или механизированными средствами.

Востребованность метода прокола объясняется его значительными преимуществами по сравнению с другими вариантами выполнения работ этого типа. Например, прокол доступен в любое время года, высокая или низкая температура наружного воздуха и грунта большого значения не имеет.

Работа установки не требует использования бентонитового раствора, подачи в скважину воды или бурового раствора. Это компактный и мощный агрегат, который оснащен надежной системой электробезопасности. Его не сложно доставить к объекту и установить. При этом компактные размеры не мешают устройству работать с высокими показателями мощности.

Сроки работ также меньше, чем при применении других методов. Даже если на участке, где выполняется прокол, наблюдается повышенный уровень грунтовых вод, нет необходимости проводить мероприятия по отведению воды с участка. Во время прохождения расширительного конуса производится и уплотнение стенок траншеи, поэтому дополнительные работы в этом отношении не требуются.

Сложность и скорость работ этого типа во многом зависит от условий, т.е. от местности и характеристик объекта, под которым выполняется прокол. Для бурения под железнодорожным полотном обычно требуется достаточно серьезное оформление. Сначала нужно согласовать бурение с целым рядом служб железной дороги.

В России нужно обратиться в подразделения ЭЧ, ШЧ, РЦС НОДГ, ПЧ и другие службы ОАО “РЖД”. В обязательном порядке оформляются договора на ведение технадзора, а также на установку страховочных пакетов. Вся исполнительная документация должна быть согласована и предоставлена органам железной дороги.

Совет

В дистанцию пути передается пакет документов по окончании цикла работ по прокладке труб.

В городах прокол под дорогой очень востребован при прокладке новых коммуникаций, особенно в местах с историческими достопримечательностями.

Метод позволяет не только сохранить обычное движение на дорогах, но и предотвратить разрушение старинной мостовой, когда необходимо проложить трубы под такими участками.

Реставрация подобного объекта может быть сложной, а порой и невозможной. В коттеджных поселках прокладка коммуникаций методом прокола позволяет выполнить все работы с минимальными повреждениями уже готовых объектов: дорог, изгородей и т.п.

Помимо метода управляемого прокола существуют и другие варианты устройства коммуникаций в толще грунта без устройства траншей. Иногда альтернатива может оказаться более приемлемой, чем прокол, все зависит от конкретной ситуации. Горизонтально направленное бурение, которое также называют наклонно-направленным, используется для прокладки напорных и безнапорных трубопроводов.

Бурение этим способом выполняется с поверхности земли. Диаметр отверстия следует взять на 30-50% больше, чем размеры труб, которые предполагается в нее уложить. Отверстие расширяют не сразу, а в несколько этапов. При этом используется бентонитовый раствор, который смешивается с взрыхленным грунтом и облегчает его удаление из ствола.

Кроме того, эта рабочая жидкость используется для охлаждения бурового инструмента, а в дальнейшем она образует на стенках шахты слой, который защищает их от разрушения. Для откачивания отработанного бентонитового раствора используют илосос. После откачки ненужный раствор нужно отвезти на свалку для дальнейшей утилизации.

Если работы выполнены правильно, в результате получается чистая скважина с прочными стенками. Буровые установки для выполнения работ этого типа обладают различными характеристиками, такими как крутящий момент и тяговое усилие. От этого зависит длина труб, которые будут уложены в толще грунта, которая может достигать 1000 метров.

Обратите внимание

Допустимый диаметр труб — 120 см. Путем горизонтального направленного бурения можно укладывать и металлические, и пластиковые трубы.

Бурение выполняется по предварительно рассчитанной траектории, движение бурового инструмента контролируется с помощью системы локации. Угол забуривания может варьироваться в пределах 26-34 градуса.

Еще один важный показатель при использовании ГНБ — изгиб штанг, который может составлять 6-12 %, это зависит от их типа.

Еще одна популярная методика бестраншейной прокладки труб — бурошнековое бурение. Для ее выполнения используют специальную гидравлическую установку, действующую как домкрат. Сначала делают стартовый и финишный котлованы. Глубина каждого из них должна быть на один метр глубже, чем уровень прокладки трубопровода.

В стартовый котлован опускают гидравлическую установку, которая вращает шнек и трубы продавливания. В результате часть грунта удаляется и получается скважина для трубы.

Затем внутрь устанавливают трубы, футляры и т.п.

Максимальная длина прокладки обычно составляет всего 100 метров, но диаметр коммуникаций может достигать 172 см, показатели во многом зависят от типа грунта, на котором проводится бурение.

Для контроля над проведением работ во время бурошнекового бурения используют лазер, который обеспечивает правильный угол наклона бура, а также позволяет отслеживать направление бурения с высокой точностью. После того, как шнек достигает финишного котлована, его выводят из получившейся скважины в обратном порядке.

Микротоннелирование — это высокоточный метод бестраншейной прокладки коммуникаций, который выполняется с помощью специального проходческого щита.

Для перемещения устройства используется домкратная станция высокой мощности. Она оказывает воздействие на колонну из ж/б труб, которые присоединены к щиту.

Постепенно длина скважины наращивается, поэтому длину колонны увеличивают путем наращивания железобетонных конструкций.

Важно

Этот метод также требует предварительной подготовки двух котлованов, расстояние между ними может варьироваться в пределах 50-500 метров. Домкратную установку нужно опустить в стартовый котлован на глубину, которая соответствует уровню прокладки коммуникаций. Если длина скважины превышает 200 метров, обычно используют промежуточную домкратную станцию.

Проходческий щит разрыхляет грунт, который вымывается водой или бентонитовым раствором, поступающим по подводящим линиям. Отработанная жидкость, смешанная с частичками грунта, перемещается в отстойник по отводным линиям. После того, как проходческий щит попадает в финишный котлован, работы можно считать оконченными.

Оборудование разбирают и удаляют. Методом микротоннелирования можно устанавливать не только железобетонные, но и стальные трубы.

Для контроля правильности выполнения работ используется навигационная система, состоящая из лазера, мишени и измерительного колеса.

Для длинных участков (более 200 м) эффективной считается электронная лазерная система, снабженная гидростатическим уровнем, который дает точные сведения о глубине прокладки труб независимо от температуры воздуха внутри конструкции.

Способ прокладки коммуникаций с помощью горизонтального бурения выбирают еще на стадии проектирования конкретного процесса. Если бестраншейная прокладка труб будет выполняться в рамках строительства какого-то объекта, например, жилого дома, то работы могут стать частью общего строительного проекта. При проектировании учитываются следующие сведения:

• длина коммуникаций, которые необходимо уложить бестраншейным способом;
• диаметр футляра или трубы;
• материал, из которого изготовлены коммуникации;
• глубина, на которую необходимо уложить трубы;
• тип трубопровода (напорный или безнапорный);
• возможность для монтажа стартового и финишного котлованов подходящей глубины;
• подъездные пути к месту проведения работ;
• наличие достаточно просторной площадки для хранения материалов, техники и т.п.;
• уровень пролегания грунтовых вод;
• другие геологические особенности участка;
• план расположения уже имеющихся на участке коммуникаций.

В процессе строительства иногда необходимо изменить уже составленный проект. Это может быть вызвано желанием сократить расходы, используя, например, пластиковые трубы вместо стальных. Кроме того, план расположения подземных коммуникаций на объекте не всегда оказывается достаточно точным.

При выполнении работ могут обнаружиться такие неучтенные трубы или кабели. Все эти моменты могут потребовать изменений в проекте, а это может сказаться и на решении о способе бурения.

Если глубина прокладки коммуникаций невелика, возникает опасность просадки верхнего слоя грунта, особенно, если при бурении использовался бентонитовый раствор.

В таких случаях лучше отдать предпочтение горизонтальному шнековому бурению.

Совет

Очень часто метод бурения определяется тем, какая именно техника имеется в распоряжении организации, выполняющей заказ. Например, если строители располагают домкратами или установкой для горизонтального направленного бурения, то ему и будет отдано предпочтение перед методом прокола. Чаще всего такие изменения продиктованы соображениями экономической выгоды.

Наглядно процесс работы установки для выполнения управляемого прокола представлен здесь:

Управляемый прокол — высокоточный и относительно недорогой способ проложить коммуникации под дорогой или другим объектом. При этом важно правильно спроектировать все работы и точно соблюдать технологию.

Варианты бестраншейной прокладки труб – преимущества и недостатки способов

Содержание:

Трубопроводы – основная, самая протяжённая и уязвимая часть систем горячего и холодного водоснабжения и водоотведения (канализации).

В связи с этим закономерно возникает проблема: как правильно проложить трубы под землёй, наименее задействовав финансовые ресурсы и прилагая минимум усилий для проведения этой операции? Основных решений два: траншейная и бестраншейная прокладка трубопроводов. О преимуществах последнего варианта будет рассказано ниже.

Преимущества и недостатки обоих видов прокладки трубопроводов

Плюсы траншейной прокладки трубопроводов:

• традиционность – долгое время использовался именно этот метод, а значит, именно к нему в большей степени готовы и обученный ранее рабочий персонал, и проектировщики схем канализации и водоснабжения;
• доступность – в связи с первым пунктом, этот процесс быстрее просчитывается и лучше обеспечивается необходимой техникой, включая экскаваторы, сварочные аппараты и т.д.

Минусы метода очевидны:

• разрушение при перекапывании наиболее плодородного почвенного слоя – в результате после прокладки трубопровода возникает необходимость восстанавливать «работоспособность» мест культивации растений;
• гибель при проведении труб уже имеющихся растений всех видов – деревьев и кустарников, дающих кислород, возможно даже агрокультур;
• необходимость при проведении трубопровода через дорогу останавливать движение по выбранному участку – доставляет значительные неудобства автомобилистам; кроме того, на трассах с особенно интенсивным движением полностью перекрыть поток практически невозможно, значит, и обустройство водопровода или канализации будет или затруднено, или невозможно;
• по той же причине нельзя проложить носители таким методом под уже построенными зданиями.

Поэтому для того, чтобы проложить трубу без вскрытия грунта, к примеру, под трассой, железной дорогой, жилым домом или производственным строением, применяют бестраншейную прокладку труб.

Достоинства этого способа:

• не требует рытья траншеи;
• работы, проведённые таким методом, обходятся дешевле;
• при наличии необходимых устройств и должной квалификации персонала работа проходит значительно быстрее;
• бестраншейная прокладка требует меньшего числа рабочих рук;
• это способ безопаснее и для персонала, и для окружающей среды (не уничтожаются насаждения, не разрушаются слои почвы);
• работы можно проводить в любое время года, в том числе зимой.

Разновидности бестраншейной прокладки труб

Способ проведения трубопровода зависит, в частности, от длины участка, на котором требуется провести систему водоснабжения или канализации. Например, если планируемая протяжённость такой системы не будет превышать нескольких десятков метров, проведение работ вполне может быть обеспечено и без использования специфической техники.

Достаточно будет лишь изготовить или найти закрытый цилиндр требуемого диаметра (разумеется, размер должен быть чуть больше, чем у прокладываемой трубы) и прикрепить его к выдвигающейся штанге, работающей на пневматическом, гидравлическом или электрическом приводе. С помощью этого несложного оборудования работы можно провести достаточно быстро, однако придётся по обоим краям проектируемой траншеи выкопать котлованы необходимой глубины.

В случае же, когда планируется прокладка бестраншейным способом трубопровода большой протяжённости, работы осуществляются по одному из следующих сценариев:

1. Проведение санации труб.
2. Создание тоннеля методом прокола.
3. Прокладка элементов продавливанием.
4. Направленное бурение в горизонтальной плоскости.

Каждый из вышеперечисленных способов следует рассмотреть подробнее.

Санация

Суть способа санации трубопровода – бестраншейная замена старых труб на новые.

Различают два основных вида санации.

Санация релайнингом

В таком случае современные трубы из высокомолекулярных соединений (полимеров) протягиваются в уже обустроенный трубопровод. Делать это, в свою очередь, можно двумя способами: без разреза старых труб или с таковым.

В первом случае, когда диаметр новых элементов чуть меньше исходных, необходимо перед началом работ провести обследование внутренней поверхности труб, чтобы предотвратить повреждение пластиковых труб находящимися внутри прежних элементов препятствиями или полное торможение работы.

Второй вариант применяется, когда нужна прокладка труб большого диаметра, превышающего прежний или равного ему. Тогда используется статистическое взламывание старой конструкции.

Порядок проведения работ следующий:

1. По краям участка, на котором планируется производить работы, роются углубления (размерами около 2×3 м).
2. Из начального углубления проводятся выдвигающиеся штанги, на рабочих концах которых (в той же яме) фиксируется нож для расширения, посредством вертлюга скреплённый с прокладываемой трубой из ПНД (полиэтилена низкого давления).
3. В конечном котловане устанавливают на каркасе гидравлические домкраты, с помощью которых осуществляется возвратно-поступательное движение установленных штанг. Для дополнительной надёжности конструкции каркас с домкратами можно установить на бетонную плиту.
4. Начинают процесс протяжки, длящийся до того момента, когда нож не выйдет полностью в конечный котлован.
5. Периодически штанги длиной 1,5 м вытаскиваются из траншеи и очищаются от загрязнений.

В итоге старые трубы разрезаются соответствующим ножом, расширяются, и в них проволакивается полимерная труба.

При проведении релайнинга необходимо учитывать несколько рекомендаций:

• на стадии проектирования процесса следует тщательно подобрать сечение новой прокладываемой трубы ПНД;
• отрезки новых труб размером 10-12 м свариваются на поверхности и после проводятся в санируемую систему;
• общая длина сварного участка не должна превышать 0,7 км;
• при подборе диаметра труб и проведении замеров необходимо учитывать образующийся при сварке бурт, достигающий в некоторых случаях 15 мм.

Реновация

Этот вариант сопровождается полным разрушением старых конструкций с одновременной прокладкой новых труб. Этот метод применяется, когда прежний трубопровод или не удовлетворяет возросшим требованиям к пропускной способности, или слишком обветшал.  Методом реновации можно прокладывать трубы как большего, так и меньшего сечения, чем исходные.

Этот способ также существует в двух вариантах исполнения: заменой старых труб на новые ПНД-трубы, имеющие резьбу, или разрушением трубопровода.

В первом случае возможно осуществлять замену конкретного повреждённого участка трубопровода. Неисправный отрезок трубы разрезают роликовыми ножами, с помощью расширителя увеличивают тоннель, затем вводят новые трубы.

Во втором варианте трубопровод, как при релайнинге, ломается статическим способом.

Преимущества санации:

• отсутствие необходимости рыть новые тоннели – можно использовать уже обустроенные коммуникационные системы;
• практически невозможно при проведении работ повредить другие трубопроводы;
• можно изменять диаметр старых труб на соответствующий современным требованиям;
• затраты на проведение земельных и восстановительных работ минимальны.

Метод прокола

Следующий способ прокладки трубопровода – прокол. Проведение работ таким методом особенно рекомендуется при обустройстве канализации или систем водоснабжения на участках с глинистым или суглинистым грунтом.

Метод имеет ограничения по длине. Например, для труб диаметром до 0,6 м длина соответствующего тоннеля может достигать 60 м.

Прокол для прокладки трубопровода осуществляется путём уплотнения грунта по краям, в результате чего земля не выбрасывается на поверхность, а остаётся в зоне проведения работ.

Бестраншейная прокладка трубопровода: метод установки труб без траншеи

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

Монтаж инженерных сетей бестраншейным способом позволяет сохранить целостность дорожного покрытия

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.

Обратите внимание

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.

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

Продавливанием монтируют трубные коммуникации большого диаметра

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.

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

Бурильная установка горизонтально-направленного действия на гусеничном ходу

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.

Важно

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.

Устройство пилотной скважины – первый этап производства работ методом горизонтального пробуривания

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.

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.