Прокладка инженерных сетей
Способы подземной прокладки труб без вскрытия грунта
На практике обретает популярность бестраншейная система закладки трубопроводов. На ее стороне значительно меньшие затраты на производство СМР, сохранение ландшафта местности в первозданном виде, возможность проводить работы в более короткие сроки. БПТ отличается разнообразием методик. Это может быть прокол под дорогой, продавливание, ГНБ, микротоннелирование. В этом материале мы рассмотрим наиболее основные варианты БПТ и их особенности.
Продавливание футляра
Суть способа заключается в продавливании трубы в толще грунта специальными домкратами. Они развивают усилие, способное преодолевать сопротивление грунта. Труба вдавливается в грунт открытым концом вперед. При необходимости торец трубы снабжается ножом. Продавливание ведут постепенно. Домкраты переключают циклично по ходу. Труба вводится в грунт секциями. По мере продвижения из трубы вынимают отработанный грунт. Он попадает в полость трубопровода непосредственно из формируемой шахты. Для удаления грунта пользуются механизированными или ручными приемами.
Способ продавливания в некотором роде аналогичен проколу. Отличия состоят в калибре предпочитаемых к прокладке труб и способе изъятия грунта из забоя. При проколе он вытесняется конусовидной насадкой, а при продавливании попадает в трубопровод. Проколом прокладывают преимущественно трубы малых калибров, тогда как продавливание позволяет формировать трубопроводы калибром до 140 см. Оба варианта методики имеют ограничения по длинам закладываемой линии. Она не должна превышать 80 м. Поэтому для прокладки магистральных линий данные способы не применяются.
При продавливании обычно применяют комплексы из нескольких домкратов. В состав входят от 2 до 6 и более установок. Они размещаются на прочной раме. Также имеются вспомогательные устройства, которые обеспечивают размещение трубы, эффективную передачу усилия, центрирование. При необходимости трубу дооснащают специальным ножом. Он помогает преодолевать сопротивление грунта и работать более эффективно. Нож имеет стальную конструкцию. Такие ножи часто применяют при прокладывании труб ЖБИ.
Допускается прокладка более длинного участка за счет проходки из котлована в обе стороны. Вначале формируют приямок. От него прокладывают линию в одну сторону, затем в другую. Раскопка котлованов при продавливании во всем аналогична проколу. В одном из них устанавливается рама с домкратами. Для этого дно приямка выравнивается деревянными лагами или ЖБИ плитой. Трубу или секцию в приямок опускают при помощи автокрана. Рабочие направляют трубу и выравнивают ее положение. При опускании трубы и рамы в приямок в обязательном порядке соблюдают правила ТБ.
Способ продавливания отличается малыми трудовыми и энергетическими затратами. Для работ достаточно бригады из 3-5 человек. Это в несколько раз меньше, чем при СМР по традиционному методу траншейной прокладки.
Способ прокладки трубопроводов продавливанием
БПТ отличается от традиционно принятой траншейной прокладки малыми затратами на СМР и отсутствием масштабных раскопок. БПТ не нарушают естественного профиля местности, способствуют сохранению зеленых насаждений, безопасны для соседствующих коммуникаций, требуют меньших трудовых затрат, экономически более выгодны.
По мере развития БПТ стали обретать массу вариантов реализации. В настоящее время бестраншейные технологии возможно применять для создания магистральных трубопроводов, переходов, футляров, вводов в здания.
Более подробно среди вариантов БПТ следует рассмотреть способ продавливания. Он позволяет формировать на местности переходы через дороги, малые реки, пути электротранспорта и др.
Техника продавливания
Методика реализуется за счет прокладки трубы в грунтовом полотне при помощи домкратов. Устройства способны развивать усилие, достаточное для преодоления грунтового сопротивления и силы трения. Как результат, труба входит в грунт, постепенно вытесняя его. Для повышения эффективности прокладки передний торец трубы снабжают ножом из стального сплава. Грунт в процессе проходки попадает в трубу. Оттуда вынимается. Допускается ручная разработка грунта, однако предпочтительнее применять механизированную.
Продавливание осуществляют при помощи насосно-домкратных установок. Они включают комплексы из нескольких ГД, объединенных на общей раме. Насосная установка располагается на бровке рабочего приямка. Стыкуется с домкратами она при помощи гибких шлангов. В комплекс также входят дополнительные устройства – оголовники, нажимные патрубки, направляющие и др. Они обеспечивают эффективную прокладку.
Количество ГД в НДУ определяется сложностью проходки, условиями грунта, параметрами трубы. Возможно применять от 1-2 и более ГД. Важно, чтобы развиваемое ГД усилие было достаточным для проталкивания трубы (лучше с запасом). В противном случае есть риск повреждения оборудования и снижения качества проходки (возможны отклонения трубы от заданной траектории, повреждения трубы и пр.).
Продавливание является относительно универсальной методикой. Его возможно применять для прокладки стальных труб, а также ЖБИ, керамических. Возможно продавливать трубы для коллекторных систем, тоннельные.
Трубы для тоннелей и коллекторов прокладывают с участием комплексов из 8- и более мощных гидродомкратов. Они способны развивать достаточное усилие для прокладки тяжелых и габаритных трубопроводов. Важно при монтировании таких установок снабжать их прочными упорными стенками.
При продавливании разработку грунта из забоя ведут ручным способом или механизированно. Для механизированной выемки применяют тележки, транспортеры, специальные ковши. Рекомендуется отказываться от ручного труда в пользу механических устройств, поскольку ручной способ менее производительный и небезопасный. Современные варианты установок для продавливания позволяют прокладывать трубопроводы большого калибра с эффективной выемкой грунта.
В комплектацию набора для продавливания входят силовой агрегат, устройства для передачи нажимного усилия, лебедки, секции ножа, системы роликов, гидравлического распределителя, контрольной аппаратуры. Силовой агрегат включает от 2 и более домкратов, которые имеют собственные насосные станции.
Для преодоления сопротивления грунта пользуются специальным ножом. Он снабжен диффузором. Его фиксируют сваркой к переднему торцу трубы. Диффузор служит для пропускания грунта, который попадает в полость трубопровода. Оттуда удаляется телескопическим ковшом и лебедкой. При выводе на поверхность ковш опорожняют и возвращают в полость скважины. Грунт сразу вывозят с места строительства в специально отведенные места для складирования.
На практике применяют НДУ отечественного производства. Они отличаются высокой производительностью, качеством закладки. В комплекс входят силовой агрегат, насосная станция, лебедка с 2-мя барабанами, рабочего органа, передающих устройств, ножевой секции. Для преодоления трения труба снабжается ножом. Максимум возможной длины прокладки при использовании НДУ – 60 м.
БПТ методом продавливания возможно осуществлять при помощи установок У12/60. Они применяются по сухим и увлажненным грунтам 1-3 категории. Устройства отлично показали себя при монтировании линий водоснабжения, канализации, переходов ч/з препятствия. Установка имеет относительно компактные размеры, малый вес. Благодаря этому отлично транспортируется и может быть установлена даже в ограниченном пространстве. Максимум длины трубопровода, возможного к прокладке такой моделью НДУ, 60 метров. Для преодоления грунтового сопротивления головку НДУ приваривают к переднему торцу трубы. Удаление грунта из забоя происходит за счет работы челнока. Он размещается внутри рабочего оголовника.
Работа агрегата заключается в циклическом воздействии на трубу при помощи нажимных патрубков. Постепенно труба вдавливается в грунт, а грунт извлекается на поверхность. Заканчивается прокладка, когда передний конец трубы выйдет из противоположного котлована. Возможно прокладывать трубу секциями, которые свариваются между собой по мере продвижения в грунт.
Выделяют метод виброударного продавливания. Его проводят при помощи виброударных установок. Таким способом возможно формировать переходы, линии водоснабжения, футляры и др. Грунт вынимается работой транспортеров. Метод виброударного продавливания отличается добавлением дополнительных вибраций, которые повышают производительность способа. Работают ВУУ от электропривода или дизеля.
Начинают продавливание виброустановками с инсталляции виброударной желонки. Далее труба размещается на направляющих и вдавливается открытым концом в грунт. По мере прохождения определенного расстояния (которое на практике называют заходкой), желонка подается к забойному концу и внедряется в грунт воздействием вибромолота. Далее с забранным грунтом желонка возвращается к приямку. Грунт удаляется и процесс повторяется снова. Грунт с местности в обязательном порядке вывозится. Нельзя допускать навалов грунта в месте проведения работ.
Виброударный процесс является цикличным. Труба постепенно вдавливается в грунт. Цикличность подачи избавляет трубу от возможных повреждений и позволяет вести прокладку с сохранением траектории. Каждое внедрение трубы в грунт сопровождается выемкой керна из забоя. Для выемки керна используется виброударная желонка. На стороне ВУУ возможность вести весь процесс механизированно. Это повышает безопасность, увеличивает производительность, позволяет работать быстрее.
Допускается применять разработку грунта гидроразмывом. Для этого применяются гидравлические установки. Грунт притом удаляется из забоя в виде пульпы. Используется система фильтров, где вода фильтруется. Существует и более простой вариант, когда скважина под трубы разрабатывается гидромонитором и шнеком. Методика отличается простотой использования. Однако имеются и недостатки. В частности гидроразмыв не позволяет сохранять четко траекторию продавливания. Скважина подвержена размыву. Особенно это заметно при встрече прокладываемой линии с препятствиями. Тогда процент отклонения может быть значительным.
Возможно способом продавливания укладывать коллекторные и тоннельные секции. Притом калибр позволяется до 2,8-3,6 метров. Для этого разработан специальный комплекс оборудования. В него включаются: оголовок из металлосплава, нажимные колонки, вставки упорные, комплекс кондукторов, агрегат силовой, вагон-опрокидыватель, плита опорная.
Тоннельные секции и коллекторы при помощи устройств продавливания возможно укладывать при различных условиях. На стороне методики и тот факт, что работать возможно при минусовых температурах и вне зависимости от времени года. Максимум продавливания тоннеля составляет до 50 м. Возможно увеличить протяженность до 300 м. задействием промежуточных ДУ.
В практике тоннельной прокладки выделяют комплекс УПК3. Он отличается производительностью и надежностью в работе. Он позволяет сократить сроки СМР в 1,5-2 раза. Притом качество застройки коллекторов и систем повышается.
Требования к качеству СМР и условия приемки работ
СМР на практике должны подвергаться строгому контролю. Это необходимо для соблюдения всех технологических норм и режимов. От качества заложения будет в дальнейшем существенно зависеть производительность линии, ее надежность и безаварийность.
Производственный контроль СМР включает надзор за качеством возведения конструкций, визуальный и технический контроль изделий, поступающих на местность материалов. Также производится операционный контроль за осуществлением СМР и единичных технических процессов. Завершает прокладку приемный контроль СМР.
По прибытии на площадку СМР оборудование и материалы подвергаются входному контролю. Оценивают визуально состояние труб, их целостность, соответствие качеству и технологическим требованиям. Не допускаются к прокладке трубы, имеющие дефекты, заломы, повреждения механического характера, трещины, не соответствующие заявленному калибру, длине, толщине. Агрегаты и сопутствующие устройства также проверяются. Контролируется их исправность, состояние. При входном контроле производится сверка документации. Осуществляет контроль ответственное лицо или комиссия, где присутствуют представители подрядчика и заказчика.
В ходе СМР производится операционный контроль. Он призван для соблюдения технологических режимов и надзора за действиями рабочей бригады. В ходе процесса выявляют возможные дефекты труб, дефекты и упущения в ходе прокладки. При контроле также определяют пути решения возможных проблем и неполадок. Допускается изменять ход работ в рамках соблюдения технологических регламентов для достижения наилучшего результата. При проведении операционного контроля руководствуются принятыми стандартами и тех.регламентами на данный вид работ.
Операционному контролю подвергаются СМР по сооружению инженерных объектов следующего характера:
— процесс стыкования отдельных секций стального трубопровода. Контролируют качество и герметичность сварного стыка, качество сварки;
— СМР по продавливанию. Притом определяют соответствие траектории, процесс, работу оборудования, действия персонала, качество забивки и проходки, способ удаления грунта.
Результаты контроля СМР обязательно фиксируются, оформляется документация по стандарту. Показатели качества передаются заказчику.
Требования к рабочему персоналу
Любые прокладочные работы на местности предполагают участие подготовленного персонала, прошедшего обучение, инструктаж по технике безопасности. К рабочим бригадам существуют требования, нормируемые стандартами.
К работе в котлованах и вблизи котлованов допускаются исключительно рабочие, соответствующего закону, возраста, прошедшие квалификационное обучение, инструктаж, владеющие знаниями о ходе СМР, знающие правила ТБ и ПБ.
Для бригады четко определяются функциональные задачи каждого из работников, зона и степень ответственности, выполняемые действия. Каждый из работников должен быть занят функционально в соответствии со своей подготовкой и профессиональными знаниями.
СМР на электрооборудовании должны проводиться исключительно специалистами, имеющими допуск по соответствующей группе.
Работать с гидрооборудованием разрешается исключительно специалистам с соответствующей квалификацией и знаниями. Также необходим опыт обслуживания гидросистем, знания их основных процессов, способов устранения и предотвращения неисправностей, нарушений в работе. Также важно для рабочих иметь представление о функционале и особенностях гидравлических систем горнопроходческих агрегатов.
Начало работы
При проведении СМР по укладке трубопроводов в грунте важно правильно и четко осуществить подготовительный этап. Это важно, поскольку на данном этапе закладываются все основные задачи и процессы, производится настройка и установка оборудования.
Исходные условия:
Производится монтаж направляющей рамы и расположение на ней продавливающей установки (домкратов). Для этого предварительно формируют 2 приямка, один из которых выполняет функцию стартового. Также располагают на поверхности у приямка насосную станцию. Она соединяется с установкой при помощи шлангов. Производится настройка агрегатов, проверка их исправности.
Далее осуществляется подгон и проверка грузоподъемного крана, который будет участвовать в опускании труб в приямок для продавливания. Его оснащают грузозахватными приспособлениями.
В СМР по продавливанию трубы участвует бригада из 5 человек. В состав бригады входят:
— машинист автокрана;
— стропальщики-монтажники;
— сварщик;
— оператор установочного комплекса.
Ход производственного цикла
По окончании подготовительного этапа приступают к непосредственному выполнению СМР. Продавливание одной секции трубы включает следующие последовательные фазы:
1 – Опускание секции в приямок с помощью крана и размещение ее на направляющих;
2 – Стыкование секции и ответной части задавленной трубы и фиксация сварным стыком;
3 – Отгон нажимной плиты от секции;
4 – Инсталляция бурового шнека в полости секции;
5 – Спуск и фиксация на направляющих секции со шнеком;
6 – Стыкование секций при помощи дуговой сварки;
7 – Продавливание.
Важно рассмотреть процедуру каждого из этапов подробнее.
Фаза 1 – предполагает опускание трубы в котлован и размещение ее на направляющей раме. Предварительно труба осматривается на момент наличия повреждений и дефектов. Дефектные трубы не допускаются к прокладке. Далее трубная секция закрепляется грузоподъемными механизмами и опускается в приямок. Монтажники контролируют положение трубы вручную, направляя и корректируя ход спуска. При необходимости трубу центрируют с соблюдением оси трубопровода, заданной по проекту. Важно не допускать прокручивания трубы. После того, как секция занимает свое положение на направляющих, осматривают ее торцы. К переднему торцу в зависимости от типа продавливания приваривают ножевое устройство или нож с диффузором.
Фаза 2 – на данном этапе производится продавливание. Притом учитываются геологические условия местности, тех. требования к процедуре, инструкции.
Процедура продавливания становится возможной за счет работы продавливающей установки. Она имеет 2 ключевых составных элемента и вспомогательные механизмы. Ключевыми являются комплекс домкратов и насосная станция. Собственно передача усилия ведется домкратами. Насосная станция обеспечивает их работу.
Начинают продавливание с визуального осмотра установки. Она должна быть выставлена в соответствии с требованиями и инструкциями. На траектории воздействия домкратов не должно быть посторонних устройств, предметов. Рабочим запрещается находиться в зоне действия установки в процессе ее работы. Трубу забивают в грунт постепенно. Ход процедуры контролирует оператор установки Он же следит за герметичностью шлангов, исправностью насосов. Если наблюдаются неполадки, то работы немедленно останавливают до выяснения и устранения причин. Запрещается работать на неисправных установках.
Фаза 3 – здесь производится отвод нажимной плиты от секции трубопровода.
Фаза 4 – производится стыкование прединсталлированного шнека с уже проложенным шнеком в предыдущей секции. Стыковка производится посредством вращающего редуктора. Перед запуском проверяют качество и надежность сцепления в соединении.
Фаза 5 – осуществляется продавливание воздействием домкратов. Притом единовременно полость трубопровода очищается от поступающего из забоя грунта. Грунт выводится работой шнека. По мере выемки он выводится на поверхность и отвозится самосвалами на специально подготовленные полигоны.
ТБ и ПБ при работах по прокладке трубопроводов БПТ
БПТ являются требовательными технологиями. В первую очередь к безопасности персонала. Участие бестраншейной техники позволяет избежать возможного людского травматизма при опускании в траншею и работе в ней. Однако методика также требует соблюдения всех моментов безопасности. Наиболее важными здесь являются электробезопасность и пожарная безопасность, поскольку в работах принимает участие сложная техника. Также важно соблюдать те же правила, что и при траншейной прокладке, при спуске в рабочие котлованы и работе в них. К рабочим и находящимся на площадке СМР по продавливанию существуют следующие требования ТБ:
— к работам на НДУ допускаются только рабочие, прошедшие подготовку и имеющие квалификацию. Запрещается допускать к работам людей, не имеющих знаний в данной области и не соответствующих возрасту;
— к работам на НДУ по продавливанию допускаются исключительно специалисты, прошедшие соответствующее обучение и имеющие образование в данной специальности. Желательно, чтобы они владели опытом обращения с конкретной моделью техники;
— оператор установки должен иметь представление об устранении и недопущении неисправностей на устройстве;
— запрещается проводить работы на электрооборудовании, осуществлять подключение и отключение сетей без допуска по соответствующей категории;
— работать с гидрооборудованием должны только специалисты, владеющие знаниями в области гидравлики;
— при проведении продавливания соблюдают тех. инструкции на данный вид СМР;
— персоналу запрещается находиться внутри трубопровода или направляющей рамы в ходе продавливания;
— если в процессе прокладки возникают нарушения, наблюдаются неполадки в работе оборудования, то персонал, заметивший это, должен сообщить оператору установки. Работу агрегатов сразу же прекращают, производят осмотр и устранение причин неполадок;
— при прокладке постоянно следят за соблюдением режима работы устройств, работой насосной станции;
— при опускании трубы в котлован все монтажники должны находиться на поверхности;
— при проведении работ соблюдают должностные инструкции и нормы санпина;
— площадку СМР оборудуют хорошим освещением и подводят элементы питания. Для рабочих устанавливают бытовки, для техники подготавливают стояночные пункты.
При продавливании также соблюдают пожарную безопасность. Она предполагает следующие правила:
— на площадке СМР должен быть противопожарный щит, снабженный всем необходимым по стандарту инвентарем;
— в приямке в доступном месте должен располагаться огнетушитель;
— на площадке СМР, вблизи устройств и оборудования запрещается пользоваться открытым огнем, разводить костры, хранить топливо.
Способы охраны окружающей среды
БПТ и в частности технология продавливания отличаются меньшим наносимым вредом окружающей среде в сравнении с классическими методами траншейной прокладки. На стороне продавливания возможность сохранить первозданный рельеф на местности, поскольку для работ достаточно всего 2 приямков. Все остальные СМР ведутся в толще грунтового полотна и не нарушают верхнего плодородного слоя почвы. Исходя из таких особенностей технологии наблюдается и значительная экономия средств, которые ранее тратились подрядчиком на восстановление местности – укладку тротуарной плитки на месте заложения труб, укладку асфальта, высадку зеленых насаждений и газонов взамен утраченных и т.д.
Методики БПТ возможно применять для прокладки линий в тех местах, где работы траншейными способами не возможны или не разрешаются. Это заповедные зоны, земли хозяйственного назначения, пастбища и пр. Также БПТ не нарушают хода городской жизни, могут применяться в густонаселенных районах, поскольку не создают излишнего шума и вибрации.
БПТ и продавливание
По мере развития методики БПТ обрели различные варианты заложения трубопроводов. Продавливание является частным случаем реализации технологии. Оно применяется для укладки коротких отрезков трубопровода. Это бывает необходимо при прохождении препятствий на местности, оборудовании вводов в здания и пр. Продавливанием возможно строить трубопроводы калибром от 60-120 см. до 1,5 м. Притом длина секции не должна превышать 120 м.
Для методики возможно выделить следующие преимущества:
— к укладке допускаются трубы из разных материалов – стали, чугуна, ЖБИ, ПНД, стеклопластика;
— сроки СМР уменьшаются;
— возможно укладывать системы под дорогами, насыпями, путями жд, другими коммуникациями;
— при СМР не требуется останавливать движение по дорогам;
— технология безопасна для других инженерных объектов на местности;
— требуется малое число персонала;
— существенная экономия;
— возможно применять в условиях городской квартальной застройки;
— отсутствует риск провисания трубы;
— практически отсутствует риск деформаций секции при прокладывании;
— не наблюдается существенных отклонений от заданной траектории;
— возможно работать в ограниченном пространстве (в подвале, приямке, траншее);
— сохраняется ландшафт;
— отсутствует риск повреждения соседствующих строений;
— достаточно минимального набора устройств и инструментов;
— не требуется масштабных раскопок по устройству траншей;
— экономия за счет отсутствия необходимости привлечения дорогостоящей техники;
— не требуется сооружать дополнительные укрепления для работ.
Технология
Реализация технологии начинается с подготовительного этапа. Здесь сооружаются приямки при помощи экскаваторов. Они должны позволять размещение рамы с домкратами. Стенки приямков укрепляются, а дно выравнивается. Сооружается упорная стенка. Она должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать усилие.
На дно приямка устанавливается рама. Она прочная и стальная. На ней размещаются гидравлические домкраты. На поверхности монтируется насосная станция.
Труба опускается краном на направляющие и на раму. К переднему торцу трубы приваривается нож. Он имеет особую конструкцию, которая позволяет эффективно разрезать грунт и вытеснять его.
Забивка трубы производится постепенно. По мере продвижения грунт из забоя удаляется и выводится на поверхность. Когда первая секция задавливается в грунт, к ней приваривается следующая. Производится ее забивка. Так ведут до тех пор, пока вся протяженность трубопровода не окажется в грунте.
За 1 рабочую смену возможно прокладывать до 12,3 м. трубопровода. По завершению проходки трубопровод очищают от остатков грунта и мусора, а после осматривают на момент контроля качества заложения и соблюдения технологии. Для очистки трубопровода пользуются пневматическим оборудованием. Внутрь подается струя сжатого воздуха от компрессора. После оборудование вынимают из приямка и его засыпают.
Продавливание возможно применять для сооружения линий:
— газо- и нефтетранспортных;
— стальных футляров для закладки основных водопроводных сетей, кабельных линий в трубах ПНД;
— продуктопроводов;
— сетей водопровода и канализации;
— самотечных систем канализации;
— напорных трубопроводов;
— при проведении ремонтных и реновационных работ.
Методика продавливания является довольно экономичной, в сравнении с траншейной прокладкой. Общая стоимость будет зависеть от сложности грунта на местности, длины секции, прочих параметров.
Продавливание реализуется при помощи специализированных устройств. Парк оборудования организация может приобрести или взять в аренду. Агрегаты отличаются высокой производительностью, эффективностью, надежностью. В зависимости от сложности грунта и калибра трубы подбирают комплекс агрегатов необходимой мощности. К работам по продавливанию должны допускаться исключительно люди, имеющие квалификацию и допуск.
Агрегаты для прокладки продавливанием и проколом
Бестраншейные технологии реализуются при участии специализированного оборудования. Каждый вариант методики требует участия принятого по регламенту комплекса устройств.
Среди наиболее часто применяемых способов заложения коротких линий на местности выделяют прокол и продавливание.
Способом прокола именуют технологию БПТ, которая предполагает заложение труб в грунте с образованием скважины за счет радиального вытеснения и уплотнения керна при помощи насадки или трубы малого калибра.
Существует 2 варианта прокола: вибрационный и механический.
В ходе механического прокола труба вдавливается в грунт поступательным движением штоков домкратов. Возможен также прокол с вращением. Механический тип прокола применяется достаточно редко, поскольку не позволяет сооружать изолированные трубопроводы, а также имеет малую точность проходки.
При вибрационном проколе механическое продавливание снабжается дополнительно вибрацией. Эта методика признается более эффективной по сложным грунтам, когда требуется прокладка футляров.
Способом механического прокола возможно осуществлять бестраншейную прокладку трубопроводов различного назначения. Способ универсален и может задействоваться по грунтам глинистым и суглинистым. Калибр закладываемых трубопроводов варьируется до 50 см. Чтобы снизить сопротивление грунта, пользуются наконечником конической формы. Он прикрепляется к переднему торцу трубы. Наконечник вдавливается в грунт и раздвигает его, формируя скважину.
Допускается продавливать трубы и без наконечника. Здесь разрезающее усилие прилагает собственный край трубы. Почва из задела попадает внутрь трубопровода. Из него грунт вынимают вручную, либо пользуются средствами механизации – транспортерами, тележками, ковшами. При продавливании трубы свободным концом возможно применять ножевые кольца. Они имеют толщину в несколько мм. и снабжены клиновидными режущими кромками. Присутствие наконечников или насадки позволяет сокращать трение и предотвращать возможные повреждения трубы. На практике способы с задействием наконечника и насадки применяются одинаково часто и разницы в эффективности не замечено.
При проведении работ по продавливанию важно учитывать усилие, которое требуется приложить для эффективной проходки. Расчеты производят на этапе проектирования. Следует отметить, что техника для продавливания отличается возможностью комбинировать домкраты с разной мощностью для достижения наилучшего результата. Все домкраты инсталлируются на опорной раме, которая может вместить необходимое число устройств. Благодаря такой универсальности становится возможным прокладывать самые разные трубы – от малого калибра, до диаметра в 1,2-1,5 метра.
Усилие при продавливании развивают домкратные установки. Также для работ применяются лебедки, направляющие механизмы, ножевые насадки. Раскопки приямков ведут при помощи экскаваторов. Находятся на площадке СМР и трактора, бульдозеры, краны-подъемники. Для прокладки применяют насосно-домкратные установки.
НДУ участвуют в процессе прокола и продавливания. Стандартная НДУ состоит из нескольких домкратов гидравлического типа, рамы опорной, направляющих, нажимных патрубков. После раскопок приямка и укрепления его стенок и дна, в нем устанавливается опорная рама. На ней монтируются домкраты. Глубину приямка определяют в зависимости от глубины будущего трубопровода плюс 20-36 см. Пока домкраты размещаются внутри приямка, на его поверхности устанавливается насосная станция. Она стыкуется с домкратами при помощи прочных шлангов, которые служат для подачи воздуха в рабочую систему.
Домкраты при движении штоков развивают усилие, достаточное для забивки трубы в полость грунта. Попеременно штоки переключают с прямого хода на обратный и забивают трубу. Контроль за работой домкрата осуществляет оператор НДУ.
По мере продвижения трубы в полости грунта к ней приваривают следующие секции. Таким образом продавливание или прокол ведут до тех пор, пока вся длина по проекту не окажется в грунте. После трубу осматривают, очищают потоком воздуха под давлением. Допускается при проколе прокладывать трубы малого калибра с герметичными заглушками. Такие футляры не нуждаются в добавочной очистке. После продавливания заглушки снимают и укладывают внутри футляра рабочий трубопровод. Далее следуют работы по инсталляции запорной арматуры, фланцев, закапыванию котлованов.
Единичные секции прокладываемого трубопровода разрешается соединять разными способами. Для металлических труб наиболее часто применяют сварку. Допускается стыковка резьбовым соединением, муфтами. При формировании стыка в обязательном порядке обращают внимание на его герметичность и качество заделки.
Когда формирование линии завершается, в приемном котловане производят срезку конусных наконечников, ножей. Вынимают из трубы грунтовую пробку, прочищают. Далее осматривают трубопровод и оценивают качество закладки. Производят контроль положения трубы при помощи геодезических приборов.
НДУ позволяют прокладывать трубопроводы калибра до 50 см. За одну смену возможно формировать участки до 18 м. В целом производительность зависит от условий на местности, типа грунта, его сложности, общей длины трубопровода.
Для прокола активно применяются пневматические пробойники. Они способны пробивать в грунте глухие и сквозные скважины горизонтального, наклонного, вертикального типа. При прокладке стенки скважины укрепляются, в ней становится возможным размещать трубу.
Пневматические пробойники представляют из себя самодвижущиеся машины, которые способны развивать ударное действие. Корпус пробойника выглядит как гладкий цилиндр, заостренный у переднего конца. Внутри цилиндра движется ударник, который приводится в действием сжатым воздухом.
Процесс пробоя организуется работой механического массивного ударника. Он наносит удары по наковальне корпуса устройства. Формируется скважина. Чтобы калибр скважины был достаточным для прокладки трубопровода, пробойник снабжают специальными расширителями.
Трубу забивают пробойником до выхода из противоположного котлована. Пневмопробойники позволяют работать по грунтам 1-3 категории. Они отличаются малыми габаритами и позволяют работать в ограниченном пространстве. На стороне пробойников простота конструкции, надежность, прочность, производительность. Они позволяют сохранять заданную траекторию прокладки.
Соблюсти повышенную точность проходки возможно при использовании метода протаскивания по направляющим пионерным скважинам. Для протаскивания используют лебедки и канаты. Сначала формируют пионерную проходку. В ней протягивают канат, закрепленный к барабану лебедки. Обратный конец фиксируют к наконечнику, надеваемому на трубу. Таким образом протягивают трубу внутри скважины. При необходимости для расширения канала перед трубой инсталлируют расширитель или комплекс расширителей разного калибра с увеличением. При формировании канала его диаметр должен быть несколько больше калибра трубы. Обычно не более, чем на 15 проц.
Способ вибрационного прокола
По грунтам несвязным для ускорения процесса прокладки используют способ вибрационного прокола. Он основан на сочетании механического и вибрационного воздействия. К наконечнику единовременно с усилием подачи подводятся вибрационные колебания. Такой подход позволяет уменьшить сопротивление грунта и снизить трение.
Техника вибрационного прокола используется для прокладывания трубопроводов по песчаным, наводненным, супесчаным грунтам. Она заменяет способ механического прокола, который в данных условиях не дает значительного результата. Установки вибрационного прокола снабжаются электрическими или пневматическими вибраторами. Они инсталлируются на заднем торце прокладываемой трубы, на наконечнике или на штанге.
Усилие от пробойника передается трубе через наконечник. Стыковка наконечника и трубы осуществляется системой пружин или через жесткое соединение. Калибр наконечника подбирается несколько больший, нежели калибр самой трубы.
Разработаны комплексы для вибропрокола, которые облегчают СМР и делают их более быстрыми и производительными. Установки вибрационного прокола – это устройства, которые состоят из следующих функциональных элементов: опорной рамы, направляющих, тележки, вибратора направленного действия, электродвигателя. Стыковка вибратора с каркасом транспортной тележки производится посредством системы пружин.
СМР начинаются с заготовки трубы. Секции трубопровода, доставленные на площадку, сваривают в плети посредством дуговой сварки. Контролируют герметичность стыка и проверяют целостность шва. Далее плеть заводят в вибратор и фиксируют хомутами. Тележку подают в канал лебедкой. По мере продвижения тележка проходит через функциональные блоки. Вибратор и лебедка подключаются к сети. При включении труба начинает движение в полости грунта. Завершается цикл, когда труба доходит до упора на конце направляющей рамы. Здесь вибратор и лебедку отключают и возвращают тележку на исходную точку. Цикл повторяют. Так ведут прокладку до тех пор, пока трубная секция не покажется в обратном котловане.
Цикличность процесса позволяет избегать возможных повреждений в результате мех. воздействия или трения. Вибропрокол и установки вибропрокола возможно применять для прокладывания новых линий и для реконструкции уже существующих.
При работах по прокладыванию труб в супесчаных и песчаных грунтах задействуют методику вибрационного прокола при участии виброснарядов.
Устройство виброснаряд имеет корпус, выполненный из прочного металла. Основу составляет цилиндрическая часть, где расположен мотор-вибратор. Он приводится в действие электродвигателем. К головке корпуса фиксируется тяговый канат, а к заднему корпусу – канат возвратный. Корпус виброснаряда снабжается стабилизаторами. Они предотвращают нежелательный поворот снаряда вокруг оси. Протаскивают виброснаряд через скважину при помощи тяговых лебедок, кранов или тракторов на гусеничном ходу.
К гусеничному трактору виброснаряд фиксируется при помощи крюка. Там же закреплен тяговый канат. После завершения проходки снаряд протаскивают в обратном направлении возвратным канатом.
При участии виброснаряда прокладывают горизонтальные скважины при максимальной протяженности в 20-26 м.
При участии вибропрокола возможно прокладывать трубопроводы разного назначения. Установки способны развивать значительное усилие, поэтому требуется применять меры безопасности. Работы ведут на удалении от существующих коммуникаций и инженерных объектов.
На стороне способа прокола простота конструкции установок, легкость монтирования и демонтажа. УВП относительно просты в эксплуатации, не нуждаются в особенном обеспечении. Набор устройств возможно приобрести у официальных дилеров. Проколом возможно устанавливать системы изолированных коммуникаций. При использовании УВП возможно уменьшить трудоемкость работ, сократить трудозатраты рабочих, избежать процессов разработки и выемки грунта. Вибропрокол отличается высокой степенью безопасности, поэтому может применяться при работах в городской среде.
У методики существуют недостатки. К числу ключевых относят опасность деформации покрытия дорог или коммуникаций, а также ограниченность калибра трубопровода при прокладке.
Требования к качеству СМР и приемка работ
Реализация бестраншейной прокладки трубопроводов должна сопровождаться соблюдением технических регламентов и отведенных мер. СМР выполняются квалифицированными рабочими с участием профессионального оборудования. На каждом этапе уделяется максимум внимания обеспечению качества прокладки. Качественный контроль осуществляется как в завершении СМР, так и по ходу их выполнения. Ответственность за осуществление контроля несет назначенное лицо.
Оценку качества СМР и их соответствие выверяют по принятым тех.регламентам, требованиям СНиП, ТБ, ПБ, стандартам. Для входного и окончательного контроля назначается комиссия, где присутствуют представители заказчика и подрядчика.
В процессе входного контроля проверяют рабочую документацию. В наличии должны быть все необходимые формы.
Входному контролю подвергаются материалы и оборудование, прибывающие на площадку СМР. Агрегаты и приборы проверяют на исправность и соответствие проектным требованиям. Должны быть доставлены машины заданной мощности, технических характеристик, подходящие по функционалу выполняемым работам. Агрегаты осматривают внешне на предмет наличия видимых неисправностей, дефектов и пр. Подключать к работе неисправные устройства категорически запрещается.
Материалы, прибывающие на площадку строительства, оценивают визуально. Также проверяют сопроводительные документы. Спецификации материалов, указанные в накладных и присутствующие по факту, должны быть идентичными. Трубы для систем осматривают на момент наличия дефектов – трещин, царапин, наплывов, несмываемых загрязнений и пр. Не допускаются к прокладке дефектные трубы. В таком случае принимают решение по их ремонту, либо замене.
Операционный контроль проводится в присутствии ответственных лиц. Они должны обладать знаниями технологии. Специалист контролирует точность выполнения работ, их качество, соответствие технологии, тех. регламентам, требованиям безопасности и ПБ.
По фактам проверки составляются акты, либо производятся записи в журнале работ по стандартной форме.
Приемный контроль осуществляют под руководством приемной комиссии. В ходе него оценивают качество заложения трубопровода, его соответствие техническим требованиям, отмечают и сверяют план заложения на местности с проектным. Контролируют и проводят замеры глубины трубопровода.
Для каждого объекта строительства ведут журнал работ, куда заносят все результаты осмотров и рекомендации.
По завершении СМР проводят инспекционный контроль. По итогам составляют акты приемки, которые подписываются руководителями подрядчика и заказчика.
Приемку сооруженной линии в эксплуатационный период и оценку качества СМР проводят по схеме, утвержденной стандартами, и на основании документов по списку:
— рабочей проектной документации;
— планов расположения линии, переходов, футляров;
— актов входного контроля материалов, оборудования, устройств;
— журнала СМР, журнала спецработ, результатов лабораторного исследования;
— исполнительной схемы расположения линии с указанием отклонений.
В ходе составления графика СМР принимают во внимание следующие условия:
— в категории «наименование технологических операций» указывают технологическую последовательность всех ключевых и вспомогательных работ;
— в категории «принятый состав звена» указывается квалификационный состав профессий для каждого рабочего процесса.
Материально-техническая база БПТ
Реализация прокладки по методу БПТ требует наличия необходимого по стандарту оборудования. Технология БПТ отличается повышенной степенью механизации. Все СМР должны проводиться при участии устройств, предусмотренных технологией и проектом. Входят в комплекс оборудования и средства малой механизации, монтажная оснастка, инвентарь, прочие приспособления.
Агрегаты, инструмент и средства малой механизации компонуются в специализированные комплекты. Это делается для того, чтобы ускорить работы, сократить энергозатраты.
В ходе подбора оборудования и устройств предусматривают варианты замены отдельных элементов или блоков в случае надобности. Также принимают во внимание возможные неполадки. Важно, чтобы сроки работ не были затянуты из-за поломок оборудования или возникающих сложностей в ходе СМР. При применении новых устройств указывают их производителей, наименование, модельный ряд.
Техника безопасности при работах по методу БПТ
Ведение СМР по прокладке трубопроводов в обязательном порядке сопровождается соблюдением правил ПБ и ТБ, охраны труда, СНиП, а также нормативных актов, технологических регламентов. СМР не должны противоречить вышеназванным документам в сфере строительства.
Контроль за соблюдением ТБ возлагается на руководителей СМР и лиц, присутствующих (руководящих) работами на местности. Каждый работник должен пройти вводный инструктаж по ТБ и быть осведомленным о мерах соблюдения ПБ.
На площадке СМР обеспечивают нормы охраны труда. Рабочим выдаются СИЗ, форменная одежда. Должны быть предусмотрены мероприятия коллективной защиты. Это установка заграждений, формирование укреплений, обеспечение освещения, вентиляции, защиты от пожара, обвала и пр. На местности устанавливаются бытовки, помещения для отдыха, приема пищи и гигиены персонала. При устройстве бытовок, зон отдыха, гигиены, обеденных зон для персонала руководствуются действующими правилами СНиП.
При формировании проекта учитывают сроки работ, их последовательность, определяют потребность в трудовых возможностях, ресурсах энергетического плана, устройствах и оборудовании. Каждая из операций по заложению трубопровода должна производиться согласно требованиям безопасности. Так при формировании котлованов укрепляются их стенки и дно. Запрещается начинать работы в неукрепленных котлованах. Грунт из забоя вынимается и сразу же вывозится. Не допускают складирования грунта на площадке СМР и, тем более, вблизи кромки котлована.
На местности определяют возможные опасные зоны, работа в которых может быть связана с риском для рабочих. Там принимают меры безопасности, устанавливают предупреждающие знаки, размещают сигнальные ленты, ограждения и пр. Сигнальные ленты и знаки должны быть светоотражающими и видными (читаемыми) в любое время суток.
Бытовки, санитарные помещения, зоны отдыха, а также склады, стоянки транспорта, механизмов, размещаются вдали от опасных зон. Если работы ведутся в непосредственной близости к автомобильным дорогам, пешеходным тротуарам, путям, то устанавливаются видимые в любое время суток, читаемые предупредительные знаки. При необходимости на автодорогах устанавливают знаки, ограничивающие скоростной режим и предупреждающие о проводимых работах.
В ходе работы на кране рабочие не должны находиться в зоне разворота стрелы.
Расположение транспортных устройств, механизмов, оборудования должно быть организовано таким образом, чтобы оставалось пространство для обзора зоны СМР, маневра. Запрещается создавать навалы грунта, складировать материалы и другие виды грузов в зоне проведения СМР или в непосредственной близости.
Площадку СМР и котлованы оборудуют освещением. Оно должно быть достаточной мощности. Предусматривается рабочее, охранное и аварийное освещение. Котлованы оборудуются осветительными приборами по напряжению не больше, чем 12 В.
При установке оснастки и оборудования, а также в ходе демонтажа, соблюдают принятые правила безопасности. Привлекать к инсталляции устройств разрешается только подготовленный персонал. Работы по прокладке и установочные работы не осуществляют при сильном ветре, в грозу, сильный дождь.
В начале каждой смены ответственные лица должны осматривать оборудование, механизмы, транспортные агрегаты на момент их исправности. Укрепления в котлованах, установленную оснастку, настилы, ограждения проверяют на надежность в начале каждой смены. Если замечена неисправность, несоответствие, поломка, то работы не начинают до тех пор, пока все недочеты не будут устранены.
Рабочие агрегаты и транспорт должны быть оборудованы системами подачи звукового сигнала. Им должно сопровождаться включение оборудования и начало работ.
До начала СМР на местности грунт в зоне предполагаемого расположения котлованов снимается (верхний слой). Он складируется в специально отведенных местах. По окончании СМР грунт восстанавливается. Эта мера предусмотрена для сохранения и рекультивации плодородного слоя. Также принимаются меры по сохранению существующих на местности естественных форм ландшафта, зеленых насаждений, кустарников, деревьев.
Стоки вод и бытовые стоки на площадке СМР фильтруются и обезвреживаются в соответствии с нормами СанПина и регламентов.
В ходе эксплуатирования машин и оборудования предполагают меры по предотвращению эл. замыкания, возгорания. Топливо для транспорта запрещается хранить вблизи котлованов, в зоне проведения СМР, вблизи от источников повышенной опасности, вдали от открытого огня.
В ходе эксплуатации корпус машины и оборудования должен иметь заземление.
Запрещается располагать машины, оборудование, транспорт, складировать материалы вблизи кромок приямков. При опускании трубы в котлован рабочим запрещено находится в нем. Не допускается нахождение рабочих внутри трубы в ходе СМР.
Рабочие спускаются в приямок и поднимаются из него исключительно по инвентарным безопасным лестницам. Запрещается спуск рабочих и начало СМР в приямках с неукрепленными стенками и при наличии навалов грунта у кромки.
В ходе СМР подачу трубы контролируют, исходя из сопротивления грунта. По мере возрастания сопротивления скорость проходки уменьшают.
Оператор установки, крановщик, водители транспорта, а также рабочие на площадке, должны быть обеспечены качественной бесперебойной связью.
Оператор установки БПТ несет ответственность за ее состояние и ход работ. До начала смены он должен проверить:
— наличие надежных защитных ограждений для движущихся частей установки;
— исправность устройства в целом, шнура питания, частей электрооборудования;
— исправность гидравлических приводов;
— исправность арматуры выс. давления;
— качество сооружения и надежность опорной стенки;
— исправность и целостность нажимных штанг;
— исправность прочих узлов и элементов БПТ установки.
В случае возникновения неисправностей они должны быть устранены. Запрещается начинать СМР на заведомо неисправном оборудовании, при отсутствии заземления.
После окончания смены оператор установки БПТ прокладки проверяет работу узлов механизма на холостом ходу. Он также должен провести следующие действия:
— опустить рычаги управления устройством в нейтральное положение;
— произвести отключение электр. привода, двигателя, предотвратить случайный пуск их другими лицами;
— произвести комплексный осмотр всего механизма, провести ремонт замеченных неисправностей.