Прокладка труб современными методами
До появления современных методов устройства коммуникаций их прокладка была достаточно хлопотным занятием. СМР велись по открытой технологии, что требовало больших усилий, материальных и технических затрат. Также траншейная прокладка создавала определенные неудобства, особенно при необходимости ее использования в городской среде. Протяженные траншеи мешали движению транспорта и пешеходов, навалы грунта приводили к загрязнению среды, уничтожались зеленые насаждения и декоративные покрытия. Теперь с появлением тактик бестраншейной прокладки о подобных проблемах возможно забыть. Прокладка труб без раскопки траншей значительно более выгодна, позволяет сохранять нетронутым покрытие в городе, СМР занимают значительно меньше времени.
БПТ позволяют прокладывать как протяженные линии, так и короткие футляры для устройства переходов. Теперь, чтобы провести коммуникации под дорогой, не нужно вскрывать полотно, останавливать движение по участку. Все СМР можно провести непосредственно в толще грунта, расположив технику по обеим сторонам дороги. Влияния на движение транспорта БПТ и ее оборудование не оказывают.
Методы БПТ в современном мире
Тактика БПТ с момента своего патентования претерпела ряд изменений. В частности обзавелась различными вариантами реализации и комплексами производительного оборудования, которое позволяет работать практически без участия человека в забое. Среди существующих вариантов БПТ в широкой практике наиболее популярны:
— прокол;
— продавливание футляра;
— ГНБ.
Тактика прокола предполагает простое вдавливание трубы в грунт усилием устройств для прокола. Здесь к переднему торцу трубы приваривается наконечник в виде конуса. Он служит для разработки грунта. Врезаясь в почву, наконечник формирует полость, место в которой тут же занимает труба. Прокол применяется для укладки стальных футляров малого диаметра.
Продавливание во многом аналогично проколу. Здесь также создается усилие, которое проталкивает трубу в грунт постепенно. Продавливание отличается большим диам. возможных к прокладке труб, а также способом удаления грунта. При проколе он не попадает в полость трубопровода, чего нельзя сказать о продавливании. Продавливать можно трубы из металлосплавов и некоторых других материалов.
ГНБ обладает большими возможностями, чем 2 предыдущие методики. Прокол и продавливание резко ограничены по типам грунта, где они могут быть использованы. Тогда как ГНБ справляется практически с любыми грунтами вплоть до скальных. Не применяется ГНБ только, когда грунтовые воды залегают слишком близко к зоне прокладки. Наличие воды в забое может существенно влиять на сохранение траектории. Происходят значительные отклонения буровой головки от заданного положения в результате размыва, исправить которые не представляется возможным. Потому в таких условиях ГНБ нецелесообразно и не применяется.
Выбор метода закладки трубопровода стоит делать, исходя из результатов предварительного исследования и испытаний. На местность выезжает лаборатория и оценочная комиссия. Производятся заборы грунта, определяются условия заложения коммуникаций, наличие преград естественного и искусственного характера. Когда в зоне прокладки имеются другие коммуникации или инж. объекты, получают предварительные согласования о проведении СМР от организаций, которые эти объекты обслуживают.
Когда исследования проведены, делают выводы о целесообразности и практичности использования того или иного вида прокладки. От качественно составленного проектного плана будут зависеть слаженность работ, сроки их выполнения, окончательная стоимость.
Тактика прокладки трубопроводов бестраншейным методом
Короткие футляры по грунтам легко поддающимся разработке чаще всего прокладывают способами прокола и продавливания. Выбор между ними делают, согласно параметрам самого трубопровода. Малоразмерные трубы рациональнее прокладывать тактикой прокола. Трубы большого диаметра – способом продавливания. Когда грунт на местности сложный, с обилием твердых включений, либо скалистый, применять прокол или продавливание становится невозможным. Здесь прибегают к тактике бурения. Среди разновидностей бурения ГНБ занимает особое место, т.к. позволяет формировать скважины в любом направлении – горизонтальные, шахтовые (по вертикали) и даже наклонные с определенным градусом. Это делает методику ГНБ выгодной и популярной.
Тактика разбуривания скважины с закладкой труб предполагает следующие шаги:
— размещение в грунте буровой головки, которая стыкуется с установкой через гибкие штанги. На конце головки размещен локатор. Он позволяет оператору контролировать положение бурового инструмента в толще грунта и направлять его.
— проводится формирование скважины с участием бурового раствора. В процессе возможно обходить препятствия и корректировать траекторию. Работу за контролем установки осуществляет оператор. Он имеет помощника, который передает показания локатора.
— заданный диаметр скважины не всегда подходит для закладки труб сразу же после устройства скважины. В таких случаях его увеличивают. Используются специальные ножевые приспособления – расширители. Их стыкуют со штангами буровой установки (предварительно снимают бур) и пропускают в шахту. По мере продвижения расширитель формирует заданный калибр с небольшим запасом. Когда требуется сформировать шахту большого диаметра, пропускают несколько расширителей с увеличивающимся калибром.
— собственно происходит закладка трубы. Тянуть трубу можно с последним расширителем. Она стыкуется с тросом посредством вертлюга, который предотвращает вращение трубы в процессе протяжки. В грунтах скальных и устойчивых тянуть трубу возможно и простыми лебедками. Для этого трос устройства, инсталлированного в одном приямке, пропускают до другого и фиксируют к нему трубу. Вращением барабана лебедки трос собирается, а труба занимает свое место в толще грунта. Этот способ также часто применяется на практике в силу своей простоты и доступности.
Проведение подготовительных работ
Никакие СМР невозможно проводить без грамотно организованного подготовительного этапа. Техники БПТ не являются исключением. Прежде всего от подрядной организации требуется составить проектный план. Для его расчета предпринимают выезд на местность с оценкой состояния грунта, климатических и рельефных особенностей, условий прокладки. Принимаются во внимание тип грунта, наличие грунтовых вод, их глубина, климатические факторы, наличие других коммуникаций, сложность прокладки, доступность ресурсов и мн. другое. На основе исследований выбирают оптимальный вариант технологии, определяют траекторию прокладки, подбирают оборудование.
Устройство систем канализации предполагает такую последовательность проведения подготовительных работ:
— СМР начинают с составления проектного плана. Здесь определяется маршрут будущей трассы, глубина заложения, траектория и др. факторы. При вычерчивании траектории принимают во внимание рекомендации проектных решений и технологических регламентов на данный тип конструкций. Так маршрут трассы должен быть максимально прямым при минимуме изгибов, поворотов, поскольку в случае устройства канализации именно в таких местах вероятность образования засоров выше. Наличие засора в системе может повлечь дополнительные затраты на восстановление линии после прорывов, восстановление ее работоспособности очисткой и пр. Потому лучше избегать по возможности подобных явлений в принципе, нежели тратить время и средства на устранение в будущем. По всей протяженности трассы предусматривают наличие смотровых колодцев на расстоянии, предусматриваемом нормативами;
— определяют глубину заложения коммуникаций. Здесь принимают во внимание средний показатель промерзания грунта и укладывают трубы ниже заданной глубины. Если этого не сделать, в зимний период канализационные стоки будут замерзать, что приведет к невозможности эксплуатировать линию в принципе;
— производится определение уклона рабочей системы. Он должен быть не более 2 см. и не менее 1 в расчете на каждый погонный метр. Когда выполнить уклон невозможно, прибегают к установке насосного оборудования;
— в завершении на основе данных производится выбор метода заложения трубопровода. Это может быть вариант БПТ или траншейная прокладка. Учитывают конечную стоимость работ, целесообразность применения того или иного метода.
Подведение канализации к частному дому
Канализационные линии могут быть не только магистральными. Жители частных домов также могут обзавестись благами цивилизации в виде водопровода и канализационной системы. Существует 2 варианта организации коммуникаций в частном доме: на этапе строительства, к уже возведенному зданию. В первом случае устройство коммуникаций сопровождает процесс возведения фундамента. Трубопроводы могут быть заложены традиционными траншейными методами. При современных возможностях, где существует масса организаций, оказывающих подобные услуги, и малогабаритная техника в виде мини-тракторов и мини-экскаваторов, которые способны работать без риска, хозяину такие работы обойдутся сравнительно недорого. Другой вопрос возникает тогда, когда уже возведен, а коммуникации получается установить только сейчас. Так обычно бывает со старым жильем, либо приобретенным на вторичном рынке, где предыдущие хозяева не озаботились обзавестись водопроводом ранее. Что же делать в таком случае? Ответ достаточно прост – прибегнуть к технологиям бестраншейной прокладки.
БПТ позволяют возводить коммуникации на участке без риска повреждения самого строения, других построек, покрытия двора, культурных насаждений огорода. Для реализации прокладки достаточно малогабаритного аппарата для продавливания, либо компактной установки ГНБ.
Начинают прокладку коммуникаций к частному дому с составления проекта. Определяют глубину заложения магистральной линии, получают согласования и разрешения от организации, которая эту линию обслуживает (городской водоканал). Далее определяют траекторию, параметры заложения, учитывают тип грунта. В зависимости от сложности и условий грунта подбирают оптимальный вариант прокладки. Подрядная организация, которая будет выполнять работы, установит стоимость прокладки. Она будет зависеть от перечисленных выше факторов – сложности, дальности, типа задействуемых устройств. В некоторых случаях допускается проложить трубу самостоятельно. Здесь потребуется навык. Обычно так поступают при траншейном заложении. Для короткого участка достаточно выкопать котлован под септик и отвести от него траншею для укладки трубы. В ходе стыкования труб с септиком, с магистральной линией, между собой надо уделять особое внимание качеству и герметичности стыка. Сварной или резьбовой шов обязательно проверяют и выполняют гидравлические испытания до засыпки траншеи. Это позволит избежать возможных аварий и подтопления в будущем.
Теплоизоляция канализационных систем
При укладке водопровода и канализации на частном подворье важно принимать к сведению необходимость теплоизоляции труб. Качество теплоизоляции будет напрямую влиять на их работоспособность. Первоначально надо правильно рассчитать глубину промерзания грунта согласно климатическим особенностям конкретного региона. Глубину прокладки трубопровода назначают ниже, чем показатель промерзания. Если поступить наоборот и проложить коммуникации без учета данного фактора, то в сильные морозы вода и стоки в трубопроводе просто замерзнут. Это сделает невозможным эксплуатацию системы в принципе.
Когда определить точно показатель глубины промерзания не представляется возможным, то можно руководствоваться общепринятым принципом – прокладку канализации назначают не выше 70-82 см. от поверхности. Также возможно принять добавочные меры по теплоизоляции. Они применяются достаточно редко в силу дороговизны, но хозяину частного трубопровода с небольшой протяженностью возможно приобрести теплоизоляцию хорошего качества, чтобы исключить все возможные неожиданности в зимний период.
В качестве теплоизоляции для канализационных трубопроводов используются различного рода утеплители. Они могут быть формовые или рулонные. Утеплителями обертывают трубу перед прокладкой. Также важно принять действенные меры по гидроизоляции. В противном случае влага нарушит теплоизоляционные свойства утеплителей.
В регионах, где зимы особенно суровы, применяют способ электрического обогрева трубопроводов. Для этого в траншее пропускается специальный обогревающий кабель.
Устройства для продавливания
Термин продавливание характеризует вариант прокладки, которая производится путем вдавливания трубы в грунт усилием спецтехники. Прокладка проводится постепенно, секциями, которые свариваются между собой. Одновременно с прокладкой трубы ведется разработка грунта. Применяют механический или ручной способ. Этот метод не допускает разработку грунта впереди трубы. Весь отработанный керн в виде пробки поступает в полость трубопровода.
Тактику продавливания возможно использовать не только для устройства трубопроводов из стальных труб. Также применяются трубы ЖБИ, стеклопластиковые. На стороне продавливания возможность прокладки труб разного диаметра, в т.ч. габаритных. Эта методика позволяет работать там, где другие использовать невозможно. Трубы стыкуются секциями. Они свариваются меж собой по мере продавливания. Трубы возможно применять в качестве стальных футляров для размещения рабочих линий. Продавливание применяется в основном в грунтах средних категорий. Скальные грунты таким образом разрабатывать невозможно.
Для СМР по продавливанию применяют специализированные устройства – насосно-домкратные установки. Они могут включать несколько домкратов (обычно от 2 до 8). Существуют и особо мощные агрегаты, которые снабжаются более чем 8 домкратами. Они позволяют закладывать прочные и толстые трубы. Тоннажность домкратов также может отличаться. В зависимости от требований они компонуются для создания оптимального усилия.
Работа гидравлики домкратов обеспечивается за счет работы насосной установки. Она размещается у бровки приямка. Сами домкраты располагаются на дне приямка на специальной раме.
Забивка трубы ведется переключением хода домкратов. Стыковка агрегатов в системе продавливания производится посредством штанг высокого давления. Для переключения домкратов устанавливают запорные краны.
Для фиксации домкратов используется специальная рама. Она обеспечивает центрирование домкратов, их правильную установку и равномерность передачи усилия. Рама стальная сварного типа. В ней имеются деревянные вкладыши. В гнезда этих вкладышей размещают домкраты. Притом продольная ось ГД должна быть параллельна оси трубопровода и перпендикулярна упорной стенке. Передача усилия от домкратов к трубе реализуется за счет нажимной рамы. Она также имеет стальную конструкцию. Вместо нее возможно применять стальное нажимное кольцо или хомуты. Используются нажимные патрубки, которые работают в процессе отвода домкрата после продавливания.
Начинают СМР по продавливанию с откопки 2 приямков. Размеры их должны быть достаточными для инсталляции оборудования. При необходимости принимают меры по отводу грунтовых вод. У заднего торца стартового приямка сооружают упорную стенку. Она нужна для принятия и гашения реактивного усилия, которое возникает в результате продавливания. Упорная стенка передает усилие через опорную подушку в грунт.
Дно котлована укрепляется ЖБИ или деревянным основанием. На нем устанавливается рама. Во вкладышах инсталлируются домкраты. Насосная станция располагается у приямка и стыкуется с домкратами посредством шлангов высокого давления. Переносить установку и раму удобнее с применением автокранов. Ими же, а также трубоукладчиками, размещают в приямке секции труб.
Чтобы труба в процессе продвижения не меняла своего положения, предусматривают монтаж направляющих. Они выполнены в виде рельсов, по которым плавно движется труба.
Процедура закладки стального футляра продавливанием начинается с опускания секции трубопровода в приямок. Для этого подгоняется автокран. Все погрузочные работы должны вестись согласно требованиям безопасности. Труба размещается на раме с направляющими. Далее трубу центрируют, выверяя ее положение при помощи геодезических приборов. Когда труба заняла свое место, начинают цикл продавливания. Штоки домкратов вдавливают секцию в грунт на свою длину. После их отводят, грунт из забоя вырабатывают. В промежутке меж торцом трубы и домкратом размещают нажимной патрубок. Цикл вдавливания повторяют. По завершению второго цикла патрубок заменяют на более длинный. Так ведут прокладку до тех пор, пока секция не будет вдавлена в грунт. Завершение цикла знаменуется удалением патрубков. Далее на освободившееся место по той же схеме укладывают следующую секцию. Ее стыкуют с предыдущей сваркой, либо резьбовым соединением (зависит от типа труб). Цикл продавливания повторяют для этой секции. Так продавливают футляр, пока вся протяженность не окажется в грунте.
Удаление грунта из трубы проводят в непрерывном режиме. Для этого применяются разные варианты транспортирующих устройств. Распространены ковши, тележки, транспортеры. Возможен воздушный и гидроразмывной способы удаления. Здесь движущей силой соответственно являются воздух и вода.
При прокладывании труб большого калибра удаление грунта происходит при участии вагонеток, челноков. Их вытаскивают из трубопровода посредством лебедок или самоходных машин. Возможно применение скребковых конвейеров или ленточных аналогов.
Загрузку транспортеров проводят ручным способом, либо с участием породопогрузочных машин. Для плотных грунтов проводят предварительную разрезку их на брикеты режущими решетками.
Поступая в приямок, грунт переводится в вертикальные транспортеры и вынимается на поверхность. Его складывают в самосвалы и вывозят. Нельзя допускать навалов грунта на местности, тем более вблизи бровки приямка.
По грунтам водонасыщенным или неустойчивым возможно применять вариант гидроразработки грунта. Здесь участия рабочих не требуется вообще. Грунт размывается и выводится в виде пульпы. После фильтруется. Пульпа подается в отвал.
Общая производительность устройств для продавливания зависит от массы факторов. В частности принимают во внимание свойства грунта, его сложность, также протяженность трубопровода, его калибр, используемые устройства и пр.
На стороне продавливания возможность прокладки не только трубопроводов малого диаметра, но и крупнокалиберных. Касаемо материала, также возможно прокладывать стальные трубы, ЖБИ, пластиковые. Работают продавливанием по грунтам 1-3 категорий. Выделяют слабые стороны методики. К ним возможно отнести низкую скорость проходки и риск повреждения изоляции труб при прокладывании рабочих систем.
Установка для бестраншейного продавливаняи труб Упг
Среди устройств для продавливания возможно выделить модельный ряд Установка для бестраншейного продавливаняи труб Упг. Они используются повсеместно при прокладывании инженерных коммуникаций разных типов. Помимо прокладки новых линий возможно проводить реконструкцию существующих. Установка для бестраншейного продавливаняи труб Упг успешно показатели себя в практике заложения коммуникаций в условиях городской застройки. Они универсальны, способны работать безопасно и без риска повреждения существующих инж. объектов.
Установка для бестраншейного продавливаняи труб Упг работают по принципу продавливания. Он применяется для прокладки металлических и ЖБИ трубопроводов. Продавливание способно реализовывать прокладку крупнокалиберных и малокалиберных трубопроводов. Труба вводится либо открытым концом вперед, либо торец снабжается ножом для разработки грунта. Почва поступает в полость трубопровода в виде плотной пробки. Оттуда грунт разрабатывается и выводится.
Установка для бестраншейного продавливаняи труб Упг может быть использована для бестраншейной прокладки коммуникаций следующих типов:
— рабочих трубопроводов газоснабжения и транспортировочных;
— прокладывания труб под инженерные сети – ЛЭП, водопроводы, топливные транспортные системы;
— прокладка футляров под рабочие водопроводы и канализацию.
Прокладка трубопроводов продавливанием
На замену траншейным техникам прокладывания коммуникаций приходят бестраншейные технологии. На их стороне большая производительность, универсальность, но главная возможность в том, что при задействии БПТ нет необходимости раскапывать протяженные траншеи. Это избавляет от необходимости восстанавливать разрушенное покрытие, справляться с навалами грунта на местности и загрязнением окружающего пространства. БПТ не вредят существующим коммуникациям и могут применяться даже в условиях плотной застройки.
В разнообразии вариантов БПТ можно выделить тактику продавливания. Она предполагает закладку труб в грунте при помощи гидравлических домкратов. Эти устройства способны развивать достаточное для проталкивания трубопровода усилие. При участии тактики продавливания возможно укладывать трубы малокалиберные и диам. до 35 см.
Продавливание проводится с обязательным удалением грунта из забоя цикличным способом. По мере прохождения трубы в грунте к ней привариваются следующие секции. Так проходят всю протяженность прокладки.
Техника, именуемая продавливанием, чаще всего применяется для укладки стальных футляров. На местности они выполняют функцию защитных и предохраняют рабочие системы от влияния внеш. факторов. Работать продавливанием возможно по грунтам 1-3 типа.
В грунтах твердых возможно вести продавливание с одновременной разработкой грунта. Осуществляется разработка бурением. Возможно выполнять разбуривание и без нахождения в забое труб. В таком случае сначала в полости трубопровода формируют скважину. В нее после проталкивают трубу. Также возможно протягивать трубу при помощи троса лебедки. Бурение проводят при помощи горизонтальных шнеков. Такой вариант прокладки позволяет работать с большей производительностью и увеличивать расстояние прокладки.
На практике методика продавливания во многом совпадает с техникой прокола. Она также позволяет прокладывать металлические трубы, футляры, ЖБИ трубы, трубы из полимерного бетона и простого бетона. Различия между технологиями состоят в особенностях разработки грунта.
Трубы укладываемые продавливанием чаще используются в качестве защитных футляров. Они позволяют проводить рабочие линии через дороги без риска и без повреждения дорожного полотна. При прокладке рабочей линии в футляре используют лебедки. Межтрубное пространство после укладки системы заполняют бетонным раствором, либо композитными материалами. Применять продавливание допускается для чугунных труб, металлосплавных, ЖБИ, керамических, асбесто-цементных и прочих.
Использовать тактику продавливания возможно для сооружения тоннелей и коллекторов. Здесь присутствует схема постепенной закладки тоннельной отделки. Разработку скважины ведут при участии проходческого щита. Постепенно по мере прохождения укладывают обделку. Аналогичным методом является микрощитовая проходка, проводимая при участии МПК. Эти проходческие комплексы способны формировать на местности скважины заданного калибра. Труба для прокладки движется вслед за щитом. Применение МПК существенно увеличивает возможности прокладки продавливанием.
Когда требуется возвести крупнокалиберные коммуникационные сети, либо тоннели или коллекторы, круглого сечения, а также профильные (овальные, квадратные, прямоугольные), то действуют по одной из 2 общепринятых схем.
Схема 1. Предполагает закладывание первого звена тоннельного перехода в грунт с предварительным оснащением торца ножевым устройством. Оно во многом аналогично конструкции проходческого щита. Нож может быть исполнен в 2 вариациях: управляемой и неуправляемой. Конструкция ножа предполагает круглый или профильный тип, что дает возможность формировать скважину заданного размера и калибра, а также соответственно профилю сети.
Снабженную ножом секцию продавливают в грунт. По мере продвижения производится состыковка следующих секций. Таким образом ведут линию до полной закладки всей проектной протяженности.
Схема 2. Предполагает задействие тактики продавливания в качестве вспомогательного элемента прокладки. Продавливание применяют для формирования защитного экрана из металлосплавных труб. Они продавливаются вокруг контура тоннельного перехода. Далее экран трансформируют и переносят на него роль постоянной обделки.
Продавливание как способ укладки коммуникаций применяется преимущественно для сооружения небольших участков трубопровода. Эти ограничения технические и относятся к возможностям технологии в целом. Возможно увеличить протяженность прокладки при помощи промежуточных котлованов. В таком случае приямок заготовляется посередине и от него ведут работы в обе стороны. В завершении линию стыкуют в центральном приямке при помощи сварки, либо муфт.
На практике известны и другие способы усовершенствования тактики продавливания. К примеру, улучшить и ускорить продвижение трубы в грунтовой толще возможно компенсацией трения возникаемого при контакте с грунтом. Для этого применяются битумные мастики, либо направляющие в виде стальных или алюминиевых листов. Последние укладываются в забое, по ним перемещается труба (скользит). Мастиками на основе битума обрабатывают секции трубопровода перед закладкой. Мастика также способствует созданию скользящего покрытия, которое безопасно для трубы и может выполнять свои функции.
Снизить грунтовое сопротивление в системе труба-грунт также возможно при помощи бентонитовых или других составов малой вязкости. Бентонит нагнетают за трубы или обделку и продвигают секцию циклично. Это сокращает трение, способствует снижению рисков деформаций в процессе СМР.
По грунтам крупнозернистым применение бентонита признается неэффективным. Здесь применяются промежуточные гидродомкратные станции. Доставленную к месту СМР станцию вдавливают в грунт как трубное звено. После она включается в работу, когда основной домкратной установкой становится невозможно достичь необходимого усилия. Это дает возможность увеличить длину прокладки продавливанием.
Техника продавливания полимерных труб в грунте
Описываемая ниже тактика продавливания является частным случаем бестраншейных технологий. Она незаменима при прокладке трубопроводов под дорогой, а также при сооружении футляров и переходов через другие препятствия. Но продавливание не способно справиться с протяженными линиями, а также с прокладкой по скальным и твердым грунтам. Оптимальными для продавливания считаются грунты 1-3 кат.
Реализуется продавливание при участии гидравлического оборудования. Основные СМР на себя берут домкраты. Они питаются от насосной станции с электрическим, либо ДВС приводом. Для расположения оборудования и его полноценной работы на местности раскапываются приямки.
Трубопроводы, укладываемые с использованием тактики продавливания, отличаются надежностью и безаварийностью. Главным условием является соблюдение всех мер и технологических регламентов.
Продавливание как технология основано на преодолении сопротивления грунта. В результате труба способна проходить через толщу и занимать место в рабочей системе. Чтобы выполнить все работы верно и без рисков, требуется учитывать показатели сопротивления того или иного типа грунта, а также сопутствующие факторы. К примеру, наличие в грунте препятствий – грунтовых вод, каменистых включений и т.п.
Предваряют работы по продавливанию грамотный проектный расчет и исследования, для проведения которых выезжают на местность, берут пробы, делают лабораторные анализы. На основе всех данных составляют проект, определяют этапы осуществления технологии, подбирают оборудование в соответствующей мощности.
При соблюдении всех вышеуказанных мер возможно быть уверенным в том, что сооружаемая система будет работоспособной и надежной, а в процессе СМР не произойдет деформаций, поломок оборудования и других технических проблем.
Тактика продавливания подходит не только для заложения труб из металлосплавов. Возможно работать с трубами других материалов. В частности работает на практике технология укладки полименых труб. Типовой вариант методики продавливания полимерных труб в грунтовой толще включает следующие этапы технологического процесса:
— проведение геодезических работ и разбивки территории;
— заготовку приямков – стартового и приемного;
— инсталляцию установок для продавливания;
— формирование укреплений стен приямков и устройство приемной стенки;
— сваривание труб из полимерных материалов;
— продавливание труб;
— деинсталляцию установок после завершения СМР;
— прокладывание коммуникаций в заготовленном футляре;
— обратную засыпку приямков с восстановлением поверхности;
— проведение испытаний проложенных коммуникаций.
При заготовке приямков их размеры должны позволять беспрепятственную инсталляцию оборудования и перемещение рабочих. При необходимости осуществляют водопонижение в приямке, либо организуют отвод грунтовых вод. Глубина приямка должна быть чуть больше, чем предполагаемая глубина заложения трубопровода. Дно приямка, а также стенки, в обязательном порядке подвергаются монтажу укрепляющих стенок. На обратной стене к продавливанию монтируют упорную стенку. При формировании приямка учитывают проектный уклон полимерного футляра.
Проводят этапы продавливания при участии гидравлических установок. Они способны развивать достаточное усилие для преодоления сопротивления и трения в толще грунта. Производители предлагают комплексы для продавливания, в которых уже предусмотрены необходимые по мощности домкраты, упорная рама, комплект направляющий. Установка такого оборудования не занимает много времени. Компактность позволяет транспортировать Установка для бестраншейного продавливаняи труб в обычном грузовом ТС.
В приямке ГД размещаются на раме. Она выполняется в виде сварной конструкции, снабженной вкладышами из плотных сортов дерева. Во вкладышах размещаются домкраты. Они не могут смещаться и усилие прилагается равномерно. В зависимости от требуемой мощности домкраты возможно компоновать между собой. Это дает возможность считать Установка для бестраншейного продавливаняи труб для продавливания универсальными устройствами, т.к. с помощью одного устройства возможно укладывать самые разные трубы. Помимо рамы в котловане монтируются направляющие, упорная стенка, опорные плиты, вспомогательные вставки.
Для прокладывания труб из полимерных материалов в стальных футлярах возможно применять установки отечественного производства или агрегаты, которые снабжены комплексами гидродомкратов и насосной станцией высокого давления. Выработка грунта возможна ручная, либо механизированная. Для ручной разработки пользуются лопатами с коротким черенком.
Трубы из полимерных материалов продавливают при использовании кольцевых ножей. Они применяются для преодоления трения и сопротивления грунта. Также возможно применять планшайбы, которые способны перераспределять усилия по всему периметру трубы.
Усилие от домкратов к полимерной трубе передается через планшайбу. Посредником являются нажимные патрубки, которые стыкуются в раму. Длина нажимных патрубков должна соответствовать длине хода штока домкрата.
По мере продвижения линии в ходе продавливания проводится стыкование отдельных секций трубопровода в плети. Для стальных труб предусматривается метод дуговой сварки. Трубы полимерные возможно стыковать также сваркой, либо резьбовыми соединениями, либо муфтами. Приоритетным является все-таки сварка, поскольку стык, получаемый таким образом является более надежным и герметичным. В процессе сварки обязательно контролируют качество сцепки и герметичность.
СМР по продавливанию после монтирования в приямке установки на опорной раме ведутся по следующему алгоритму:
— у передней стенки стартового приямка по оси прокладки предпринимают разработку грунта, формируя при этом выемку, которая позволит внедрение кольцевого ножа;
— в приямок при помощи автокрана опускают трубу или секцию полимерной трубы. Она размещается на направляющих, которые имеют вид роликов или рельс. Спереди к трубе фиксируется кольцевой режущий нож, а задний торец снабжается планшайбой;
— трубу центрируют и проверяют ее положение геодезическими приборами;
— к планшайбе подводят шток домкрата и начинают продавливание. Притом кольцевой режущий нож должен полностью находиться в выемке. На этом этапе также осуществляется геодезический контроль и корректировка трубы при необходимости;
— прокладывают первую трубную секцию до тех пор, пока она не окажется в грунте. Притом оставляют отрезок, который необходим для установки сварочной машины и захвата хомутом секции для приварки следующей. Снимают планшайбу;
— в приямок доставляют сварочную машину, закрепляют хомут, вводят в хомут отрезок первой секции, подготавливают процесс сварки;
— следующую секцию опускают в приямок, размещают на раме с направляющими, вводят трубу в хомут сварочной машины. Првоодят сварку, полностью контролируя процесс;
— снимают нож с трубопровода, удаляют скопившийся грунт, который выводят на поверхность и транспортируют в отвал;
— сварной стык контролируют, проверяют герметичность, производят охлаждение;
— к заднему торцу второй секции фиксируют планшайбу, снимают зажимы сварочной машины. Машину убирают. Под трубу подводят направляющие ролики;
— производят продавливание секции по вышеуказанной схеме с повторением процесса сварки, монтажа, контроля, выемки грунта;
— ведут продавливание до тех пор, пока не будет смонтирована вся протяженность трубопровода;
— выводят из забоя все оборудование, удаляют грунт из трубопровода, снимают планшайбу, демонтируют и вынимают из котлована режущий инструмент;
— производят повторную очистку трубопровода от грунта сжатым воздухом, контролируют его положение, сверяют данные с проектом;
— в приямках устраивают смотровые колодцы по всем правилам, в них монтируют фасонные детали, запорную арматуру при пнеобходимости сооружают ответвления;
— проводят геодезический контроль, испытания на герметичность, если все условия соблюдены, назначают обратную засыпку приямков;
— засыпают приямки, восстанавливают покрытие, устанавливают предупреждающие знаки, либо укладывают сигнальные ленты.
Все СМР должны проводиться в строгом соответствии проекту и выполняться под надзором ответственных лиц. В ходе продалвливания, опускания трубы на направляющие, сваривания плетей проводят обязательный геодезический контроль их положения. Любые отклонения, выходящие за рамки предельно допустимых, не разрешаются. Каждая из секций задавливаемого трубопровода должна подвергаться геодезическому контролю. Также проводят контроль проходки через каждые 1,5 м. Для замеров используют специализированные устройства.
Грунт из забоя при продавливании принято удалять при помощи ручной выработки. Ножом вынимают пробку из трубы, грунт перегружают в вертикальные транспортеры и вынимают из приямка. Здесь его перевозят в отвалы. Запрещается создавать навалы грунта вблизи приямка. Такой факт противоречит безопасности.
При прокладке рабочих линий в футлярах по окончании забивки футляра производится монтаж основной плети трубопровода из полимерных материалов.
Укладка полимерных труб в футляры проводится по алгоритму, принятому проектными требованиями:
— производится откопка траншей к приямкам – стартовому и приемному;
— производится монтаж лебедки, которая примет участие в протаскивании рабочей линии в футляре;
— производится закладка труб в траншей;
— осуществляют сварку труб по длине футляра, также возможна закладка отдельными отрезками;
— осуществляют инсталляцию скользящих опор;
— формируется и восстанавливается изоляция на трубах по местам их сваривания;
— производят протяжку трубы рабочей линии в полости футляра тросом лебедки;
— осуществляется заделка футляра;
— СМР сдаются, проводится опрессовка, приямки и траншей засыпаются, восстанавливается покрытие.
Завершают процедуру закладки коммуникаций из полимерных материалов в футлярах грамотной оценкой и контролем за соблюдением проектных требований. В таком случае возможно обрести уверенность в том, что устроенные таким образом коммуникации будут надежными, безаварийными и прочными в процессе эксплуатирования.
Продавливание грунта
В сегменте технологий для реализации застройки коммуникаций на местности возможно выделить 2 ключевых варианта: траншейная прокладка и бестраншейная. Первый вариант предполагает раскопку траншей на местности. В них укладываются сваренные в плети сегменты трубопровода. Этот вариант прокладки создает определенные неудобства. В частности возникают навалы грунта на местности, требуется вкладывать существенные затраты в процесс прокладки, восстановления покрытия. К тому же, при прокладке таким способом имеется риск просадки грунта после проведения СМР. Это влечет добавочные затраты и определенные неудобства. В частности при прокладке коммуникаций через дороги, участок может стать аварийным в результате просадки. Учитывая описанные недостатки, все больше компаний при возможности отказываются от траншейной прокладки в пользу бестраншейной.
Тактика БПТ предполагает заложение коммуникаций без вскрытия толщи грунта. Около 80 проц. СМР ведется в полости грунта при участии механизмов. В сегменте БПТ возможно выделить технику прокола, ГНБ, щитовой проходки, продавливания. В этом материале мы поговорим о продавливании.
Описываемый способ предполагает вдавливание коммуникаций в грунт под действием спецмеханизмов. Это гидравлические домкраты. Они способны придавать трубе усилие, достаточное для преодоления грунтового сопротивления. При участии механизмов для продавливания возможно прокладывать новые трубы малого, среднего и крупного диаметра, а также проводить реконструкционные СМР по восстановлению работоспособности изношенных систем разной степени утраты прочности.
На стороне продавливания следующие факторы:
— возможно работать по грунтам разнородным с включениями пород;
— возможно прокладывать трубы на малой глубине;
— материал труб не имеет особого значения, главное – достаточная прочность;
— техника справляется с трубами разного размера, в т.ч. с большими;
— домкраты возможно компоновать, добиваясь приложения мощности в полном соответствии с требованиями грунта;
— устройства для продавливания просты в применении, не требуют особого технического обслуживания.
Принцип продавливания уже был описан выше. Закладка труб проводится вдавливанием домкратами. Работа ГД обеспечивается насосной, либо маслостанцией. Она имеет электический или ДВС привод. Монтаж маслостанции проводится у приямка на расстоянии, позволяющем стыковать станцию с домкратами посредством шлангов высокого давления.
При продавливании грунт попадает в полость трубопровода. Его удаляют ручным путем. Допускается также механизированная выемка, если имеется такая возможность. Механизированный вариант более производителен. Грунт из забоя выводится на поверхность и свозится в отвалы.
Допускается проводить реновацию трубопроводов при использовании установок для продавливания. В таком случае старая труба постепенно выдавливается из грунта, а ее место занимает новая. Этот вариант гораздо экономичнее, нежели прокладка траншейная. Также продавливание позволяет избежать масштабных раскопок и разрушений в зоне СМР (особенно это касается городской среды).
Агрегаты, используемые в ходе продавливания, имеют свои особенности и преимущества. В частности на их стороне компактность, экономичность, эргономичность. Они сравнительно более производительные. Организации предлагают целые комплексы для продавливания. В них для удобства скомпонованы все узлы и элементы, которые рассчитаны для проведения СМР.
В комплектацию установок входит рама, на ней зафиксированы цилиндры винтового или гидравлического типа. Возможно заказать комплекс с необходимым числом цилиндров. За перемещение цилиндров и продавливание отвечает насосная станция. К станции прилагается комплект шлангов высокого давления. Насосная станция может снабжаться приводом эл. типа, либо ДВС (на дизеле, либо на бензине).
Технология продавливания при устройстве тоннелей
Метод продавливания имеет гораздо больше возможностей, чем это может показаться на первый взгляд. С его помощью возможно прокладывать не только трубопроводы коммуникаций, но и коллекторы, тоннельные системы. Этот вариант технологии называется продавливанием тоннельных конструкций. Он несколько сложнее, чем стандартное продавливание. В частности тем, что требуются установки более мощные.
Суть продавливания предполагает вдавливание обделки тоннельной системы в полость грунта при участии мощных домкратных установок. Они инсталлируются у поверхности, либо в приямке. Установка занимает стационарное положение и не передвигается. В процессе работ важно уделить максимум внимания тщательному монтажу установки, чтобы не произошло смещения, т.к. прилагаемое усилие для СМР велико.
Секции обделки постепенно продвигаются. Передний торец головной секции снабжается устройством, имеющим режущую конструкцию (ножом). Устройство позволяет вести выработку грунта и выводить его из тоннеля. Далее грунт вынимается на поверхность и складируется в отвалах.
Техника тоннельного продавливания позволяет формировать каналы не только круглого сечения. Распространены варианты заложения профильных труб – овальных, прямоугольных. Для обделки выбирают трубы из металлосплавов, либо железобетонные.
Стыкование обделки проводят в открытых камерах. Это дает возможность продавливать цельные плети большой протяженности. В обязательном порядке обделку обрабатывают гидроизоляцией. Далее проводят герметизацию мест стыкования. Между торцами размещают секции упругого уплотнителя. Он способствует герметизации и влагозащите стыков, а также придает системе необходимые амортизирующие свойства.
Когда тоннельная секция сооружается без изменения калибра по протяженности, то риски осадки грунта после заложения исключаются практически полностью. Это дает возможность прокладывать тоннельные системы под существующими инж. объектами, коммуникациями, путями транспорта, ж/д, зданиями и пр.
Многолетней практикой установлено, что способ продавливания эффективен по грунтам устойчивым и связным. К их числу относят песчаные грунты, суглинки, глинистые. Возможно работать продавливанием и по насыпям из несвязных уплотненных грунтов с естественной влажностью. По грунтам неустойчивым требуется проводить добавочное их укрепление. Для водонасыщенных зон первоначально предпринимают осушение и понижение уровня грунт. вод.
Алгоритм проведения СМР по продавливанию зависим от условий местности, вида пересекаемого препятствия, длины продавливания, особенностей материала труб и др. Также принимают во внимание глубину заложения, наличие препятствий в грунте и пр.
Выделяют общую схему продавливания, которая применяется для прокладывания коротких отрезков линий. Начинаются СМР с разработки приямков. Они предполагаются такого размера, чтобы в них было возможно инсталлировать оборудование и производить перемещение трубы. У стены приямка, которая является противоположной продавливанию формируется упор. Он именуется упорной стенкой. Выполняют стену преимущественно из ЖБИ плиты. Упор служит для принятия на себя усилия от домкратов. В приямке размещается рама, на которой имеются укладочные пазы. В них размещаются домкраты. Число домкратов зависит от необходимой мощности.
ГД размещаются по периметру трубы. В таком случае прилагаемое усилие распределяется равномерно по периметру, что исключает риски деформации. Также монтируют направляющие, которые служат для центрирования трубы и облегчения продавливания. В камеру опускают ножевую установку, которая фиксируется к передней части задавливаемой секции. Ножи служат для разработки грунта. На направляющие в приямок укладывается труба. Она размещается на раме и центрируется.
Когда монтаж завершен, начинают продавливание. Включают ГД и задавливают трубу в грунт на длину хода штока. Нажимная рама обеспечивает равномерную передачу усилия. Когда вдавливание произведено, штоки отводят. На раме освобождают место для установки следующей секции. Ее опускают в приямок автокраном. После секцию снова центрируют, проводят сваривание. По мере продвижения секции проводят удаление грунта. Его выводят на поверхность и направляют в отвалы. После задавливания секции проводят приварку следующей. Так ведут прокладку до тех пор, пока вся протяженность трубопровода окажется в грунте.
Возможно усовершенствовать ход продавливания по грунтам глинистым и супесчаным. Для этого прибегают к предварительной частичной разработке грунта путем ручного раскапывания, либо механизированной проходкой. Грунт разрабатывается и вытаскивается на поверхность. Для этого применяют транспортеры, погрузочные машины, вагонетки.
При всей универсальности продавливание имеет и ряд ограничений. В частности с применением тактики невозможно прокладывать протяженные линии. Разработчики и производители устройств пошли дальше и приняли необходимые меры, которые способны увеличить возможности продавливания. В частности предпринимаются усилия для обеспечения прокладки более протяженных линий. Основой увеличения протяженности остается преодоление сил сопротивления, которые возникают в грунтовой толще по мере продвижения трубы. Для того, чтобы их минимизировать применяются растворы вязкого типа. Это может быть бентонитовая смесь, либо битумная мастика. Мастикой обрабатывают трубу перед закладкой. Бентонит нагнетается установками в полость между трубой и грунтом. Возможно использовать и другие антифрикционные материалы. Это пленки полимерного плана, компаунды на основе эпоксидных смол, технические масла, ленты из стали и алюминия.
Еще одним способом усовершенствования продавливания является использование ножевых секций. Они проводят предварительную разработку грунта. Имеется вариант использования промежуточных домкратных установок. Последний вариант является наиболее эффективным на практике.
Промежуточные домкратные установки состоят по конструкции из стальной обоймы, на которой размещаются гидравлические цилиндры по всему периметру. Форма установки позволяет разместить ее в канале по форме и размерам.
Инсталляцию промежуточной домкратной установки производят по проекту на определенном этапе. Ее проталкивают в камеру так же ,как и секции трубопровода. Далее вслед за установкой заталкивается секция следующая участка обделки. После проводят проходку попеременным переключением основной и промежуточной установок. Это дает возможность проходить гораздо большую протяженность, чем при стандартном заложении.
Существует вариант продавливания, когда сваренные плети трубопровода тянут тросом лебедки через предварительно заготовленные каналы. Последние заготовляются методом бурения. Бурение проводится ножевыми секциями с расширителем.
Существует схема встречного продавливания трубопроводов. Здесь в середине формируется приямок. От него в обе стороны ведут прокладку. Впоследствии на местах приямков формируют смотровые колодцы.
Способ продавливания эффективен для прокладки тоннельных систем, рабочих трубопроводов, водопроводов, транспортных систем, канализаций, производственных трубопроводов и пр. На его стороне высокая производительность, экономичность, функциональность и универсальность техники в целом. Агрегаты для продавливания являются доступными в финансовом плане, компактными и легко поддаются транспортированию и установке. Продавливанием возможно прокладывать линии, которые размещаются под дорогами, путями транспорта, коммуникациями, при вводе в здания. На практике продавливание является довольно востребованным.