Прокладка труб и коммуникаций бестраншейными методами. Ключевые моменты
В сфере сооружения коммуникаций существует 2 ключевых способа. Это траншейная прокладка и бестраншейная. Траншейный вариант прокладки является классическим. Он предполагает раскопку траншей на местности с укладкой в них сваренных в плети труб. После траншеи засыпают грунтом, укладывают сигнальные линии и покрытие восстанавливают. Способ траншейной прокладки имеет свои недостатки. В частности:
— на местности нарушается естественный плодородный слой грунта;
— происходит уничтожение декоративных и рабочих покрытий (асфальта, плитки, газона) и зеленых насаждений;
— нарушается естественный рельеф;
— работы являются очень грязными – создают навалы грунта, загрязняют подземные воды, создают навалы мусора, территория на время работ превращается в непроходимую зону для пешеходов и местных жителей;
— невозможно провести линии коммуникаций через пути транспорта без разрушения последних. Требуется останавливать движение по маршрутам, что также создает существенные неудобства.
Для безопасного перевода коммуникаций ч\з дороги и прочие транспортные пути оптимальным является применение бестраншейных технологий. Они позволяют работать с меньшими рисками, меньшими разрушениями. Возможно выделить и другие преимущества БПТ:
— подземные работы производят без вскрытия грунта;
— переводить коммуникации возможно без остановки движения транспорта на участке;
— сохраняются коммуникации, зеленые насаждения, декоративные покрытия;
— существенно уменьшаются материальные затраты;
— сокращается время осуществления работ;
— для проведения СМР достаточно малых рабочих бригад;
— методика наносит минимальный вред окр. среде;
— работать возможно без учета времени года и температуры;
— методика обладает высокой степенью механизации;
— способ безопасен для рабочих, поскольку большую часть СМР выполняет техника без нахождения человека в забое.
БПТ насчитывает различные варианты реализации технологии. Все они применяются согласно условиям местности, требованиям линии, особенностям участка. Когда требуется укладка коммуникаций под транспортными путями или др. препятствиями, возможно обойтись простыми методами, которые не требуют участия сложного оборудования. К таким вариантам технологий относят продавливание, прокол.
Техника бурения
Тактика бурения или ГНБ распространена для сооружения коммуникационных систем в сложных, скальных и труднопроходимых грунтах. ГНБ лишена тех недостатков, которые присутствуют у более простых практик – продавливания, прокола. С помощью буровых установок можно проходить разные грунты без учета особенностей местности. Устройства справляются с обходом препятствий, способны формировать каналы не только горизонтального, но и наклонного типа, а также вертикальные шахты. При помощи ГНБ возможно прокладывать как короткие, так и протяженные отрезки коммуникаций. Однако из-за целесообразности и экономических причин она чаще применяется для сооружения протяженных линий. Для работ по ГНБ достаточно 2 приямков на местности. Все остальные работы ведутся в полости грунта.
Релайнинг трубопроводов
Коммуникации в процессе работы подвергаются повышенным нагрузкам. В следствие этого они постепенно разрушаются. Если не принимать необходимые меры, то системы станут аварийными. Устаревшие коммуникации на местности возможно ремонтировать при участии бестраншейных технологий. Распространены способы релайнинга трубопроводов и реновации труб.
Тактика релайнинга труб предполагает способ санации трубопроводов, в ходе которого трубы из полимерных материалов закладываются в каналы, сформированные трубами существующей системы. Проводить релайнинг трубопровода возможно с разрушением существующего канала и без такового.
До начала работ по релайнингу проводят проектную оценку существующего трубопровода, степени его износа, мер по восстановлению работоспособности. Поверхность канала трубопровода осматривают при помощи телеоборудования. Здесь оценивают состояние поверхности, характер повреждений, наличие засоров, налета, постороннего мусора. Особенно тщательно необходимо исследование трубопровода на момент наличия пробоев и трещин, через которые может проходить инфильтрация. Их заделывают до начала работ по затягиванию полимерных труб. Также поступают с расхождениями стыков, которые произошли в результате давления грунта и прочих воздействий.
Следующим этапом на пути выполнения СМР по релайнингу является очистка внутренней полости трубопровода. Проводить очистку необходимо со всей тщательностью, чтобы процедура затягивания не встречала препятствий. Очистка также позволит избежать повреждений защитного слоя полимерных труб, которые могут произойти при трении.
В процессе восстановительных работ тактика релайнинга позволяет не только реконструировать системы с заложением полимерных труб в каналы, но и увеличивать их пропускную способность за счет взламывания старых труб и укладки на их месте полимерных трубопроводов большего калибра. Этот метод получил название статического взламывания, либо берстлайнинга. На данном этапе также проводится предварительная оценка труб, составляется проектный план. Процедуре очистки каналов в ходе берстлайнинга возможно не уделять такого пристального внимания.
Проводится процедура взламывания при участии спецоборудования. В канал пропускаются штанги, на которых устанавливается нож. Он выполняет поступательные движения и крошит полость трубопровода на кусочки. Следом за ножом ведется расширитель. Он формирует плотную и гладкую поверхность скважины. В результате грунт не осыпается, вокруг закладываемой трубы образуется дополнительный защитный слой, состоящий из обломков трубы.
Проводить процедуры разрушения канала, его расширения и закладки трубы возможно за один проход. Стыковка ножа с расширителем и трубы проводится через вертлюг. Это делается для того, чтобы труба не вращалась в процессе затягивания.
Проводить релайнинг трубопроводов и берстлайнинг труб возможно из предварительно сооруженных приямков или прямо из смотровых колодцев. Полимерные трубы затягиваются участками и стыкуются между собой сварным соединением, либо термоусаживаемыми муфтами. Возможны и другие варианты стыкования. К примеру, резьбовым соединением.
Прокладка трубопроводов в старых каналах
Трубы в существующих каналах, которые планируется восстанавливать, возможно протягивать при участии специальных устройств – калибраторов. Механизм вводится в старый трубопровод и движется по направлению прокладки. За счет вытеснения существующих загрязнений калибратор формирует канал для прокладки новой трубы. Примечательность процедуры состоит в том, что калибровку и протяжку трубы возможно проводить единовременно. Труба ПВП стыкуется с калибратором через вертлюг для предотвращения вращающего момента.
С участием калибратора возможно прокладывать трубы с разрушением старого канала. Тактика работ предполагает следующее. Вначале старый трубопровод осматривается и составляется проектный план. Определяют участок, который подлежит реновации. Вскрывают грунт и трубопровод, обеспечивая доступ к переднему и заднему концам отрезка. Проводится обрезка трубы в необходимой зоне. Осуществляют ввод троса лебедки в полость трубы. Сам агрегат располагается с противоположного конца. За трос зацепляют калибратор и вводят его в полость трубы. Производят затяжку калибратора. В процессе продвижения головка устройства давит на трубу, разводя ее в стороны. Следом за калибратором протаскивается труба, которая занимает место в полости канала.
С помощью данного варианта технологии возможно проводить реновацию канала со значительной экономической и технической выгодой. Устройства для затяжки просты и легко устанавливаются. Сроки работ сокращаются в несколько раз. Стоит также отметить, что методика позволяет проводить весь комплекс работ единовременно – это проталкивание калибратора, разрушение трубы, затяжка полимерной секции.
При участии калибратора возможно укладывать не только трубы без разрушения канала, но и с таковым. Этот факт позволяет существенно увеличить пропускные возможности трубопровода.
Прокладка продавливанием труб большого диаметра
В процессе устройства коммуникаций требуется сооружать самые разные системы. Существует потребность вы прокладывании коммуникаций большого калибра. Здесь возникают сложности, поскольку не все существующие методики позволяют работать с трубами таких размеров. Исключением является тактика продавливания. При использовании такого варианта БПТ возможно размещать в полости грунта трубы диам. до 1,5-1,8 метров. Применять продавливание возможно в грунтах песчаных и легко поддающихся разработке.
Начинаются работы по продавливанию с заготовки приямков на территории прокладки. Они обозначают места ввода и вывода трубопровода. Приямки обязательно укрепляют, создавая безопасную зону для деятельности рабочих. Для спуска устанавливают лестницы. Дно вводного приямка выравнивают и укрепляют. Поверхность должна быть строго горизонтального плана. Далее на дне приямка инсталлируют оборудование. Для продавливания применяются системы гидравлических домкратов. Поршни домкратов перемещаются горизонтально и тем самым задавливают трубу в грунт.
Описанный вариант на практике называется механическим продавливанием. Существуют также варианты пневматического продавливания и виброударного. Отличия технологии заключаются в способах реализации и способах приложения усилия. Вдавливание трубы проводится с единовременным изъятием грунта, который поступает в виде пробки из керна в полость трубопровода. Выемку возможно проводить механическими устройствами или лопатами вручную. На практике все чаще отказываются от ручного труда в пользу работы устройств, которые обладают большей производительностью и безопасны. Возможно также изымать грунт из забоя путем вымывания током воды. Такой способ называется гидромеханическим.
Пайка труб
Протягивание труб при реновации существующих систем коммуникаций осуществляется секционно. Стыкование секций может осуществляться разными способами. Распространены варианты муфтового стыка, резьбового. Наиболее ходовой является сварка полимерных труб, которая по характеру материала называется пайкой. Стыкование проводится под воздействием высокой температуры. Благодаря этому трубы из полимерных материалов плотно свариваются между собой, образуя герметичный и прочный стык. Пайку труб ПВП, ПНД ведут при участии специальных сварочных аппаратов. Они компактные и дают возможность работать прямо на местности. Сварочные аппараты легко перемещать и удобно транспортировать. В ходе пайки контролируют шов и проверяют его на герметичность.
Метод прокола грунта при участии ударно-импульсного пневмопробойника
Формировать каналы для укладки трубопроводов на местности возможно разными способами. Распространен метод прокола. Его возможно реализовывать при участии домкратных установок (продавливанием), пневмопробойников, ударно-импульсных пробойников, вибро-ударных устройств.
Пневматические пробойники работают на усилие воздуха. По сути они представляют собой разновидность отбойного молотка. Рабочую основу составляет сжатый воздух. Он под давлением подается в шланги компрессором. Под действием воздуха, подаваемого через клапан, приводится в действие механический ударник. Он то и забивает трубу в грунт, воздействуя на ее торец силовым методом.
Описываемый способ, хоть и имеет свои достоинства, все же не лишен недостатков. Ключевыми являются тот факт, что устройством в процессе работы невозможно управлять, а также невозможность прокладывания некоторых типов труб. Успех пневматического продавливания во многом зависит от правильности проектного расчета, отсутствия преград на местности, а также правильно заданной траектории на этапе запуска. Чтобы пробойник не смещал направление прокладки, применяют специальные конструкции. Они получили название наводящих рам.
На практике имеются управляемые варианты пробойников ударноимпульсного типа. Однако их применение ограничено из-за сложных конструктивных особенностей и ограниченных возможностей. С такими пробойниками возможно сооружать исключительно малокалиберные линии небольшой протяженности. Также управляемые пробойники используют для формирования пилотной проходки с последующим расширением скважины до заданного по проекту диаметра.
Способ продавливания грунута
Когда требуется провести работы по устройству коммуникаций на местности с проведением их под транспортными путями, незаменимым считается способ продавливания. Он заключается в укладке трубы в толще грунта задавливанием ее передним концом вперед. Притом торец трубы остается открытым и грунт из забоя попадает прямо в полость трубопровода. Уплотненную пробку грунта разрабатывают и выводят на поверхность.
Распространены разные способы выемки грунта при проведении продавливания. В частности существует ручная выемка, которая менее производительна, и механизированная. В последней принимают участие различные варианты устройств – пневмопушка, фреза с подающим шнеком, тележка транспортера.
Сам процесс вдавливания трубы организуется работой гидродомкратов. Это устройства, которые могут развивать достаточное усилие для проталкивания труб, преодолевающее сопротивление грунта. В зависимости от сложности СМР ГД возможно комбинировать между собой, задавая им нужный показатель усилия.
Чтобы труба не встречала повышенного лобового сопротивления, ее вдавливают в грунт постепенно, короткими рывками. Вдавливание всей протяженности проводится секциями. Для этого общую плеть делят на отрезки, которые сваривают между собой по мере прохождения в грунт.
На стороне продавливания масса достоинств, но наиболее ценной является возможность прокладывать трубы большого диаметра.
ГНБ
Среди прочих вариантов БПТ тактика бурения является наиболее затратной как в технологическом, так и в материальном плане. Для его реализации требуются специальные устройства, подготовленный персонал. Работа этих устройств должна быть обеспечена в соответствии со всеми тех. регламентами.
При всей затратности ГНБ незаменимо на практике, поскольку именно эта технология способна справиться там, где другие пасуют. В частности прокладывать трубы возможно как по существующим каналам, так и с изготовлением новых. Также ГНБ способно проходить практически любые типы грунтов – от песчаных до скальных. Единственным ограничением в этом плане являются быстроразмываемые грунты с близким залеганием грунтовых вод.
- Передача вращающего момента от установки к буровой головке осуществляется при помощи буровых штанг. Они стыкуются подвижно специальными шарнирами.
- Для бурения грунтов твердых пород применяется буровой раствор. Это необходимо, чтобы уменьшить трение и предотвратить возможное повреждение буровой головки. Также раствор выполняет функцию смазки и помогает удалению продуктов бурения из забоя. Буровой раствор применяют повторно.
- Скорость ГНБ в зависимости от условий может достигать от полутора до 19,3 м. в час.
- ГНБ невозможно применять там, где грунтовые воды располагаются близко к поверхности.
Оборудование для прокладки труб большого диаметра
Коллекторы и трубы большого диаметра принято прокладывать технологией продавливания. Реализовать технологию помогают специализированные типы устройств. В комплекс оборудования для прокладки большеразмерных труб входят:
— насосная станция гидравлического типа, которая снабжается вариантом привода на дизельном топливе или от электросети;
— плита нажимная служит для обеспечения распределения усилия продавливания равномерно по всему периметру трубной секции. Также способна предохранять торец трубы от смятия;
— плита упорная служит для равномерного распределения нагрузок в системе относительно трубы, устройства и котлована;
— рама направляющая служит для размещения домкратов и прочих основных элементов установки;
— домкраты силовые выполняют основную работу по задавливанию трубы в грунт. Размещаются на раме между упорной плитой и нажимной плитой;
— планки направляющие являют собой вспомогательные устройства, которые обеспечивают центрирование трубы и ее плавное скольжение в процессе проходки;
— ПДУ служит для управления работой силовых гидроцилиндров оператором на расстоянии.
Также в процессе прокладки трубы могут участвовать и другие устройства. Они реализуют вспомогательные работы. К ним относятся грузоподъемные механизмы, агрегаты для выемки грунта, устройства отвода шламовых вод, гидравлические отбойные молотки, шлифовальные машинки и пр.
В процессе продавливания трубы из металлосплавов вдавливаются в грунт под действием усилия, развиваемого домкратами. После прокладки трубопровод может быть использован как основная рабочая линия, так и в качестве футляра для прокладки трубопроводов под дорогой. Вывод керна из трубопровода при продавливании осуществляется средствами малой механизации. Этот способ признан наиболее выгодным, нежели ручная выемка грунта.
Весь модельный ряд установок для продавливания позволяет работать по грунтам средних категорий на длину до 90,56 м., а при наличии на местности грунтов слабого типа и несвязных, то и дальше.
От производителя установки для продавливания могут поставляться в различных модификациях. Также заказчик может комплектовать устройства по желанию. Насосная станция помимо работы домкратов может обеспечивать функционирование других пневматических и гидравлических устройств – пробойников, погружных механизмов для отвода шламовых вод и пр. Установки для продавливания, а точнее насосные станции, могут снабжаться разным типом двигателя – электроприводным, либо ДВС. Маслостанции могут быть 1- и 2-поточными. У 2-поточных 1 поток отдается на работу гидродомкратов, а ко второму возможно подключать другие устройства. К примеру, ручной гидравлический инструмент. Такой подход позволяет проводить работы значительно быстрее за счет одновременности действий, а также расширяет возможности конкретного устройства, снижает затраты. Ручной гидравлический инструмент полностью безопасен и может применяться повсеместно.