Обзор процесса ГНБ, безтраншейная технология, минимальное повреждение поверхности, охрана кабеля.
Содержание страницы
Определение и ключевые преимущества безтраншейной технологии
Определение ГНБ предусматривает создание прохода под препятствием с применением горизонтально-направленное бурение ГНБ и дистанционное управление буровой установкой. Преимущества выражаются в снижении расходов на восстановление покрытия и минимальном повреждении поверхности. Снижение сроков достигается за счет установки направляющей колонны и использования навигационная система ГНБ. Охрана кабеля обеспечивается защитной труба ПНД и контролем натяжения кабеля при протяжка кабеля.
Предпроектные работы и обследование трассы
Картирование трассы выполнено, геотехнические условия выяснены, обследование грунта проведено.
Картирование трассы и оценка геотехнических условий
Предварительное картирование трассы производится с применением топографических съемок и GPS-поинтов с точностью до 0,5 м. Обследование грунта включает шурфы и статические пробные забои; определение слоястости, коэффициента фильтрации и плотности выполняется лабораторно. Геотехническая карта содержит глубины залегания коммуникаций, коррозионную активность и возможные пустоты. На участках с рыхлыми суглинками предлагается увеличить диаметр рабочей колонны и уменьшить скорость проходки. Навигация трассы согласуется с данными кадастра и планом работ.
Проектирование трассы и подготовка документации
Проект трассы разработан с указанием глубин, узлов, защитных труб и требованиями к нормам ПУЭ и СниП.
Техническая документация, нормативы и стандарты
Комплект проектной документации включает рабочие чертежи трассы, спецификации на защитная труба ПНД и полиэтиленовая труба, паспорта на оптический кабель и силовой кабель, инструкции по протяжка кабеля, контроль натяжения кабеля и стыковка кабеля. Нормативы опираются на СП 47;13330 и ГОСТ 32412, требования к ГНБ устанавливаются региональными правилами. Сертификация оборудования подтверждается протоколами испытаний гидравлическая система и навигационная система ГНБ. Техническая документация обеспечивает охрана кабеля, герметизация вводов и антикоррозионная обработка в соответствии с эксплуатационными сроками.
Подготовка площадки и обеспечение безопасности работ
Площадка размечена, полиция и службы оповещены, демпфирование вибраций организовано, ограждения выставлены.
Организация площадки, демпфирование вибраций и оценка рисков
Организация площадки производится с учетом размеров направляющей зоны, проходов техники и зоны безопасного отстоя кабельных лебедок. Размещение лебедок, кабин и складских зон фиксируется в проекте. Демпфирование вибраций выполняется установкой резиновых подкладок под рамы, использованием гидравлических амортизаторов и укладкой тяжёлых плит для распределения отдачи при натяжении троса. Оценка рисков включает картирование подземных коммуникаций, экспертную оценку устойчивости склонов, расчёт допустимых нагрузок на покрытие и план мероприятий по локализации аварий в пределах смены.
Выбор оборудования и сертификация
Критерии выбора включают гидравлическая система, навигационная система ГНБ, допустимые нагрузки, сертификация по ГОСТ.
Критерии выбора: гидравлическая система, навигационная система ГНБ и допустимые нагрузки
При выборе гидравлической системы оценивается максимальное усилие тяги, производительность по подаче и наличие контуров защиты от перегрузки. Для городских трасс предпочтение отдавалось агрегатам с давлением до 350 бар и расходом 200–300 л/мин, что подтверждено опытными проектами в Москве и Санкт-Петербурге. Навигационная система ГНБ должна обеспечивать точность позиционирования не хуже 0,2 м на 100 м и совместимость с навигацией по магнитному и гидродинамическому принципу. Допустимые нагрузки рассчитываются по диаметру защитной трубы ПНД, массе кабеля и протяжке; нормативы СНиП и ГОСТ применяются при проектировании трассы.
Установка направляющей колонны и установка модуля
Установка направляющей колонны производится по проектной оси, выверка по нивелиру и маркировке; обеспечено плотное сопряжение с буровой плитой; Монтаж модуля выполняется при проверенной гидравлической системе, фиксация болтовой парой 8.8, контроль усилия динамометром.
Технологические операции при входной и приемной точках
Подготовка входной зоны включает установка направляющей колонны и монтаж буровой установки с гидравлической системой и навигационной системой ГНБ. Контроль геометрии производится по навигации и сигнализации местоположения. Протяжка кабеля начинается после установки защитной трубы ПНД или полиэтиленовой трубы и герметизации вводов. На приемной площадке выполняется приемный колодец, проверка контроля натяжения кабеля и антикоррозионная обработка соединений.
Бурение: методы и инструменты
Роторное бурение применяется, лопастной бур используется для плотных грунтов, сменные коронки гарантируют проход.
Роторное бурение, буровой шнек, лопастной бур и сменные коронки
Роторное бурение применяется для создания пилотного ствола в грунтах от плывунов до плотных суглинков. Выбор бурового шнека определяется гранулометрией и требуемой производительностью ⎯ для песков стандартный шнек диаметром 150–300 мм, для глин применяются усиленные шнеки с шагом 250–350 мм. Лопастной бур применяется при рыхлых неоднородных породах, обеспечивая стабильный ствол. Сменные коронки используются при встрече с камнями; тип коронок подбирается по твердости породы и обеспеченной ресурсу в часах. Применение рекомендовано при проколе с минимальным диаметром прохода, где сохранение формы ствола критично.
Работа буровой головки и навигация
Навигация ГНБ выполняется навигационной системой, сигнализация местоположения обеспечивает точность до 0,2 м.
Горизонтальная направляемая долота, навигационная система ГНБ и сигнализация местоположения
Горизонтальная направляемая долота применяется для точного формирования траектории; конструкция с отклоняемой головкой обеспечивает угол управления до 20 градусов. Навигационная система ГНБ использует трехкоординатную инерциальную аппаратуру и магнитометр, погрешность позиционирования при глубине до 6 м составляет не более 0,15 м; Сигнализация местоположения реализуется через радиочастотный маяк и кабельный пульт, частота опроса 1 раз в секунду. Применение навигации снижает перерасход материалов и уменьшает риск выхода на инженерные сети.
Управление шламом и поддержание ствола
Удаление шлама производится насосами; контроль вязкости раствора проводится каждые 30 минут для стабильного ствола.
Буровой раствор, удаление шлама и очистка бурового ствола
Буровой раствор используется для смазки, поддержания стенок и выноса шлама. На российской практике применяются суспензии на основе бентонита с плотностью 1,05-1,15 г/см3 при мягких грунтах и полимеры для усиления вязкости в сложных слоях. Промывка производится циркуляцией через буровой шнек и насосную станцию. Удаление шлама обеспечивается дегидратором и виброситом. Очистка бурового ствола проводится периодической промывкой, промытое отверстие контролируется по прозрачности выходящего раствора.
Создание прохода и минимальный диаметр
Проход формируется торкретированием и гидрорезкой. Минимальный диаметр определяется по кабелю и защитной трубе.
Минимальный диаметр прохода, торкретирование и гидрорезка при необходимости
Минимальный диаметр прохода определяется расчетом на основе наружного диаметра защитной трубы ПНД и габаритов протягиваемого кабеля. Для одиночного оптического кабеля стандартный запас по диаметру составляет 20–30 мм. В сложных грунтах применяется торкретирование стенок прохода с сухой смесью марки М350 для уменьшения просадок. При наличии бетонных преград использована гидрорезка напором 200–350 МПа, расход воды фиксируется 3–5 м3/ч, что обеспечивает контролируемую выемку и минимизацию разрушений.
Протяжка кабеля и защита труб
Протяжка оптического и силового кабеля производится лебедкой, защитная труба ПНД устанавливается в канал.
Протяжка кабеля: оптический кабель, силовой кабель, защитная труба ПНД и полиэтиленовая труба
Протяжка кабеля производится после формирования прохода. Протяжка оптического кабеля выполняется с контролем натяжения и скоростей, предел натяжения для одномодового волокна обычно не превышает 100 Н. Протяжка силового кабеля производится с учетом массы и допустимых нагрузок на стыковку. Защитная труба ПНД применяется для механической защиты и дренажа, диаметр подбирается по КТУ и нормативам. Полиэтиленовая труба применяется в зонах с возможными осадками и коррозионными факторами. Протяжка производится с использованием лебедок, кабельных домкратов и тросов с системами контроля длины, чтобы исключить провисание и разрыв оболочки. Герметизация вводов производится по технической документации и нормативам, стыковка кабеля проводится в смотровом или приемном колодце с последующей антикоррозионной обработкой защитных труб.
Контроль и приемка кабельной линии
Контроль натяжения кабеля производится, смотровые и приемные колодцы проверены, герметизация вводов выполнена.
Контроль натяжения кабеля, смотровой колодец, приемный колодец и герметизация вводов
Контроль натяжения кабеля проводится с помощью кабельных лебедок с измерителем усилия; допустимые нагрузки указываются в проектной документации и зависят от типа оптического кабеля и силового кабеля, длины протяжки и трения в защитной трубе ПНД. Смотровой колодец применяется для контроля целостности покрытия и облегчения доступа к стыковке кабеля. Приемный колодец обеспечивает безопасную протяжку и демпфирование натяжений при укладке. Герметизация вводов выполняется полиуретановыми прессами или вводными муфтами с IP68, проверяется на герметичность по нормативам; антикоррозионная обработка вводов проводится при наличии металлических элементов. Протяжка кабеля фиксируется записью усилия и координат, что используется при приемке.
Антикоррозионная защита и восстановление покрытия
Антикоррозионная обработка труб ПНД выполнена, восстановление покрытия произведено с сохранением асфальтобетонной структуры.
Антикоррозионная обработка, восстановление покрытия и минимальное повреждение поверхности
Антикоррозионная обработка труб ПНД и стыков выполнялась по схеме горячего нанесения полиуретановой мастики с толщиной покрытия 250 мкм для участков с агрессивными грунтами. Герметизация вводов в смотровые колодцы производилась герметиками на основе силикона и эпоксидных компаундов с испытанным временем отверждения 24 часа при +20°C. Восстановление покрытия производилось послойно: трамбовка, основание из щебня фракции 5–20 мм, уплотнение до 0,95 по ПМ, асфальтобетонная смесь 15 см. Минимальное повреждение поверхности достигалось путем применения безтраншейной технологии ГНБ с контролем натяжения кабеля и точной навигацией.
Организация подрядных работ, сроки и стоимость
Подряд выбирается по опыту, сроки 1–4 недели на 1 км, стоимость 50–200 тыс. руб за погонный метр.
Подрядчики ГНБ, опытные операторы, обучение персонала, сертификация оборудования, сроки выполнения и оценка стоимости
Выбор подрядчика производится по публичным тендерам и по опыту выполнения аналогичных трасс; в Москве выполнено свыше 120 проектов за пять лет. Квалификация операторов подтверждается сертификатами по навигационной системе ГНБ и по гидравлическим системам, обучение проводится на стендах с навигацией и дистанционным управлением буровой установкой. Сертификация оборудования включает проверку допустимых нагрузок, антикоррозионную обработку и соответствие нормативам и стандартам.
Сроки зависят от протяженности и геотехнических условий; оценка стоимости рассчитывается по ставке за метр и по часовой тарифной сетке спецтехники. В смете учитываются установка направляющей колонны, буровой шнек, буровой раствор, удаление шлама и восстановление покрытия. Опытные операторы сокращают простой и уменьшают риски повреждения кабеля.
Оборудование ЗАО «СИ» для прокладки кабеля: кабельные лебедки, кабельные домкраты, трос, кабельные толкатели, аксессуары
Представлен набор оборудования, предназначенный для механизированной протяжки кабеля при ГНБ. Кабельные лебедки поставляются с барабанами 500, 1000, 1500 и 2000 м и проверенной грузоподъемностью до 12 т. Кабельные домкраты обеспечивают поэтапную фиксацию и выравнивание тяговых сил при стыковке кабеля в смотровых колодцах. Применение троса стального с полимерным покрытием обеспечивает защиту от абразива и контроль натяжения кабеля в диапазоне 0,1-10 кН. Кабельные толкатели используются для проталкивания силовых и оптических кабелей по полиэтиленовой трубе без повреждения жил.
Аксессуары включают адаптеры под защитную трубу ПНД, манометры, демпферы вибраций и герметичные вводы для приемных колодцев. Техническая документация на каждое изделие содержит испытательные протоколы, сертификаты и инструкции по дистанционному управлению буровой установкой при сопряжении с лебедкой. Сертификация оборудования подтверждена по нормам безопасности и допустимым нагрузкам, что обеспечивает совместимость с навигационной системой ГНБ и навигационной сигнализацией местоположения.
Где применяется?
Горизонтально-направленное бурение ГНБ применяется в городской инфраструктуре при проколе под дорогой и магистралями, что сокращает сроки работ и сохраняет дорожное покрытие. В жилых кварталах техника используется для прокладки оптического кабеля и силового кабеля в плотной застройке, где запрещена выемка грунта. В промышленных районах метод применяется при обходе инженерных коммуникаций и пересечении железнодорожных путей; в таких условиях допускаемые нагрузки и минимальный диаметр прохода рассчитываются по реальным замерам.
Для переходов через водные преграды и каналы применяется ГНБ с установкой направляющей колонны и установкой модуля специфической геометрии. При прокладке в сейсмических зонах учитываются технологии прокладки в сейсмических зонах и геотехнические условия, а также демпфирование вибраций. В аграрных и лесных зонах востребована безтраншейная технология из‑за минимального повреждения поверхности и восстановления покрытия без дорогостоящих работ.
Применение отмечено в проектах операторов связи и электросетевых компаний, на объектах благоустройства и при возведении новых распределительных сетей; контроль натяжения кабеля и охрана кабеля выполняются в соответствии с нормативы и стандарты.
Как использовать?
Описание применения ГНБ в условиях городской застройки. Подготовка производиться по этапам. Обследование трассы выполняется с применением георадара и схем БТИ, чтобы исключить пересечение действующих коммуникаций; картирование трассы фиксируется в электронном формате DWG и PDF. Проектирование трассы включает определение уклонов, радиусов изгиба, допустимых нагрузок на защитную трубу ПНД и полиэтиленовую трубу при протяжке кабеля; расчеты приводятся в техдокументации. Организация площадки предполагает установку смотрового колодца и приемного колодца, расстановку ограждений и световой сигнализации для безопасного доступа автотранспорта. Выбор кабельной лебедки производится по длине троса 500—2000 м, по требованию заказчика может быть предоставлена любая другая длина; параметр мощности подбирается с учетом усилия на стыковке кабеля и контроля натяжения кабеля. Настройка навигационной системы ГНБ выполняется до бурения; калибровка проводится по контрольным реперам. Протяжка кабеля производится с применением кабельных толкателей и тросов, контроль натяжения фиксируется датчиками и заносится в акт приемки. Герметизация вводов осуществляется с применением заводских уплотнителей и антикоррозионная обработка труб выполняется по ГОСТ. Восстановление покрытия производится по нормативам муниципалитета с минимальным повреждением поверхности; сроки и стоимость работ указываются в смете.
Что дает применение?
Применение технологии горизонтально-направленное бурение ГНБ обеспечивает сокращение срока строительства магистральных линий связи при одновременном минимальном повреждении поверхности. Экономия достигается за счёт уменьшения объёма раскопок и снижения затрат на восстановление покрытия ⎯ в типовом проекте городского участка длиной 500 м экономия по восстановлению достигает 60 процентов по сравнению с траншейным методом. Надёжность прокладки повышается при использовании защитной трубы ПНД и полиэтиленовой трубы, что уменьшает риск механического повреждения оптического кабеля и силового кабеля при последующих работах. Безтраншейная технология уменьшает время закрытия дорожного движения и снижает социальные издержки, зафиксированные в отчетах муниципалитетов: среднее время восстановления улицы сокращено до 3 дней при применении ГНБ вместо 14 дней при траншее. Контроль натяжения кабеля и протяжка кабеля выполняются кабельными лебедками с тросом 1000 м, что обеспечивает стабильную стыковку кабеля и герметизация вводов на смотровых колодцах. Экологические требования соблюдаются, поскольку удаление шлама и очистка бурового ствола производятся специализированным оборудованием, а антикоррозионная обработка и охрана кабеля продлевают ресурс сети.
Что такое?
ГНБ представляет собой технологию прокладки кабеля без открытых траншей, при которой направление бурения задается и контролируется навигационной системой ГНБ. Прокладка выполняется через предварительно подготовленные входную и приемную точки, при этом минимальное повреждение поверхности достигается за счет точного картирования трассы и применения буровых головок с сменными коронками. Буровой инструмент выбирается с учетом геотехнических условий и включает лопастной бур, буровой шнек и роторные элементы.
Процесс начинается с обследования грунта и проектирования трассы с учётом допустимых нагрузок на кабель и нормативов и стандартов. Установка направляющей колонны и установка модуля обеспечивают стабильность входной части. Управление производится посредством дистанционного управления буровой установкой и навигационной системы, гидравлическая система обеспечивает усилие на буровое долото и стабильную подачу.
Буровой раствор применяется для удаления шлама и очистки бурового ствола. Протяжка кабеля выполняется с применением кабельных лебедок и тросов, контроль натяжения фиксируется. Для защиты кабеля используются защитная труба ПНД или полиэтиленовая труба. Герметизация вводов и антикоррозионная обработка обеспечивают долговечность линии.
Области использования
Применение технологии горизонтально-направленное бурение ГНБ охватывает городские коммуникации и магистральные трассы, где минимальное повреждение поверхности критично. Прокладка кабеля под дорогой и железнодорожными путями выполняется без вскрытия дорожного полотна. Прокладка кабеля ВЧ и оптического кабеля по существующим трассам производится в плотной застройке, в местах с ограниченной рабочей площадкой, где установка направляющей колонны и установка модуля возможны на площади менее 50 м2. Применение в прибрежных зонах и пересечениях рек допускается при использовании защитной трубы ПНД и полиэтиленовой трубы с антикоррозионная обработка внешних элементов. В ленточной застройке ГНБ применяется для подключения жилых комплексов и торговых центров, протяжка кабеля контролируется по навигационная система ГНБ и сигнализация местоположения, контроль натяжения кабеля ведется лебедками с тросом 500 м. В промышленных зонах и подстанциях технология обеспечивает прокол под дорогой для силовой кабельной линии, стыковка кабеля производится в смотровом колодце или приемном колодце с герметизация вводов. В сейсмических районах используются демпфирование вибраций и оценка рисков, проектирование трассы опирается на картирование трассы и обследование грунта.
Какие преимущества?
Безтраншейная технология ГНБ обеспечивает сокращение времени работ на 60-80 процентов по сравнению с открытым способом при прокладке трасс длиной до 500 метров в городской застройке. Минимальное повреждение поверхности достигается при применении гидравлической системы с точной навигационной системой ГНБ и дистанционным управлением буровой установкой. Демпфирование вибраций выполняется комплектом опорных рам и антивибрационными элементами, что снижает риск разрушения асфальта и подземных коммуникаций.
Контроль натяжения кабеля и протяжка кабеля обеспечиваются кабельными лебедками с приводом переменного момента и системами сигнализации местоположения. Обсуджена совместимость защитной трубы ПНД и полиэтиленовой трубы с оптическим кабелем и силовым кабелем, а также требования к герметизация вводов и антикоррозионная обработка в зоне приемного колодца. Картирование трассы и обследование грунта проводятся георадаром и опытными геотехниками, что снижает риски при работах в сейсмических зонах.
Экономия затрат подтверждена примерами проектов: в Москве при длине перехода 220 метров экономия составила 35 процентов бюджета, сроки выполнения сократились на 14 рабочих дней; Сертификация оборудования и обучение персонала повышают безопасность работ и соответствие нормативам и стандартам.
Лебедка комплектуется тросом 500/1000/1500/2000 метров, либо любая другая длина по требованию заказчика
Описание комплектации лебедки сосредоточено на параметрах троса и его влиянии на технологию протяжки кабеля в ГНБ. Тросы длиной 500, 1000, 1500 и 2000 метров сертифицированы по прочности и предельной нагрузке, что обеспечивает работу на участках протяженностью до 2 километров без добавочных стыков. Испытания на растяжение по методике ГОСТ показали предел прочности свыше 1600 МПа для канатов с термообработкой. Выбор длины определяется протяженностью трассы, местом расположения смотровых колодцев и ожидаемыми потерями трения при протяжке оптического или силового кабеля.
Конструкция барабана позволяет быструю смену троса и компенсацию натяжения гидроцилиндром. Контроль натяжения производится датчиками с выводом в пульт дистанционного управления буровой установкой. Предусмотрена защита от перекручивания и антикоррозионная обработка торцов. Для заказов свыше 2000 метров возможна поставка троса на индивидуальный барабан с документами о сертификации.
