Что нужно знать о строительных машинах и как сделать правильный выбор
В целом, для производства земляных работ, в соответствии с разрабатываемой технической картой чаще всего используются следующие виды оборудования:
- Бульдозер высокой мощности, с помощью которого производится разработка верхнего слоя грунта;
- Экскаватор, используется для выкапывания котлованов, в том числе и пилотных;
- Бульдозер необходим для обратной засыпки грунта в траншею;
- Виброкаток, с помощью которого производится трамбовка и уплотнение грунта при его обратной засыпке;
- Автосамосвалы – для перевозки отработанного, лишнего грунта.
Самой необходимой машиной можно назвать экскаватор, без нее невозможно начать работы. Поэтому следует выполнять подборный технический расчет, выбирая именно эту машину. Лучшим выбором является экскаватор с одним ковшом и с оборудованием «обратная лопата».
При разработке котлованов и траншей, имеющих небольшую глубину, чаще всего используют именно одноковшовые экскаваторы. Они более компактны и удобны. Однако если требуется произвести разработку большого котлована, то к работам привлекаются мощные, гидравлические экскаваторы с большим ковшом. Выбирая экскаватор, необходимо учитывать не только объем работ и глубину котлована, но и тип грунта, угол откоса. Наша компания производит и поставляет экскаваторы с ковшами, имеющими большую вместимость.
Выбирая экскаватор, специалист должен обратить внимание на его технические характеристики, а именно на: вместимость ковша, наибольшую глубину копания и максимальный радиус копания, а также на высоту оси стрелы. Важно соблюдать правильное расстояние между элементами установки. Создаются правильные настройки, за счет установки должны двигаться на определенные расстояния.
В связи с тем, что оборудование имеет сложную конструкцию рабочего контура и сложную кинематику движения ковша, в процессе проведения работ необходимо следить за тем, чтобы в грунте можно было нанести разметку и проложить трубу в соответствии с ней.
Чтобы обеспечить максимально точное направление прокладки защитной трубы, в процессе ее прокладки рамы устанавливают в горизонтальном положении.
Чтобы обеспечить правильное направление движения трубы – кожуха, во время прокладки следует горизонтально расположить рамы трубы, укладываемые на дно котлована. Чтобы это было возможно, производят доработку дна котлована, зачищая и уплотняя его щебнем. Дно должно быть плотным, тогда рама прочно закрепится на нужном месте. Специалист определяет требуемый объем доработки котлована исходя из допустимого недобора. Лучшим вариантом является использование гидравлического экскаватора, в основном из – за большой вместимости ковша и допустимой высоты недоработанного грунта.
Осуществить продавливание труб – кожухов в массив грунта возможно лишь в том случае, если статическое усилие, которое приложено к их внешнему торцу и направленное вдоль оси перехода в несколько раз превосходит силу сопротивления, образуемую при внедрении трубы в грунт. Данная сила сопротивления является своего рода совокупностью сил бокового и лобового сопротивлений. При этом сила лобового сопротивления может быть определена тем, насколько сильно сопротивление между землей и вдавливаемой в ней трубой. Наибольшая сила сопротивления образуется в углу внутреннего трения.
При этом боковое сопротивление образуется за счет силы трения, которая возникает во время контакта защитной оболочки трубы с грунтом. Для уменьшения силы сопротивления и упрощения прокладки между стенками котлована и трубой в несколько раз, производят выкапывание в процессе работ радиального зазора. Сила сопротивления при этом снижается за счет того, что наружный диаметр режущего грунт устройства устанавливают на несколько миллиметров больше, чем наружный диаметр трубы – кожуха.
Использование данного приема чаще всего дает ожидаемый результат, однако следует следить за тем, что статическое усилие продавливания может достигнуть значительных величин. Специалист определяет наиболее оптимальную силу сопротивления исходя из начальных данных задания, указанных в графиках работ. Статическая сила измеряется в килоНьютонах.
Если использовать для работ современное, мощное оборудование, снабженное двумя гидродомкратами, можно добиться хороших результатов при прокладке трубопровода. Разработку и извлечение грунта из образуемого вследствие продавливания трубы – кожуха отверстия, осуществляют с применением ударно – вибрационного грейфера. Извлечение грунта при этом осуществляется регулярно.
Технологический цикл работы специализированного оборудования включает в себя: закрепление оборудования на отведенном для него месте в горизонтальном положении, проведение работ в рабочем котловане перед прокладкой трубы – кожуха, продвижение установки по трубе и последующее ее затягивание в землю под действием установки – вибратора. Затем виброгрейфер извлекается из трубы за счет тягового усилия лебедки. Оборудование переносят подъемным краном к месту разгрузки, сохраняя при этом вертикальное положение. Разгрузку машины производят только после того, как механизм запущен.
Установка состоит из нескольких нажимных патрубков различного размера. Монтаж установки производят в рабочем котловане на начальном этапе прокладки труб. Для сборки оборудования используют мощный грузоподъемный кран. Для сборки оборудования выполняют несколько действий в следующей последовательности: возле упорной стенки котлована устанавливают башмак для опоры, к которому как можно ближе приставляют блок гидродомкратов. На опорной конструкции закрепляют раму двухбарабанной электрической лебедки. После этого, на дне котлована выкладывают направляющие рамы.
В продавливаемой трубе – кожухе есть несколько секций. В первую секцию проводят оттяжный блок и закрепляют его в области режущего инструмента. Затем производят центровку и фиксацию механизма с помощью специальных деталей. Трубу вдавливают в грунт до того момента, пока не будет достигнуто оптимальное давление рабочей жидкости в гидросистеме. Только после этого допускается отводка центраторов и снятие нажимных патрубков.
Когда основной этап работ закончен, конструкцию для поддержки магистрали закрепляют на раме, на который также должен размещаться виброгрейфер. Убедившись, что он надежно закреплен, его запускают в работу.
На современных установках устанавливают мощный горизонтальный ударно – вибрационный грейфер, благодаря которому можно повысить производительность работ в несколько раз при извлечении из грунта ранее проложенных труб – кожухов. Производительность по сравнению с ручной разработкой при этом повышается больше, чем в три раза.
Данный метод бестраншейной прокладки коммуникаций на первый взгляд может показаться чрезвычайно сложным, однако при ближайшем рассмотрении он оказывается самым удобным и надежным, если требуется прокладка труб в нестандартных условиях. В процессе прокладки труб специалисты ведут регулярное наблюдение за ходом работ, отмечают все данные в строительной документации. За многолетний опыт проведения подобных работ и различных расчетов было разработано несколько рекомендаций, которых следует придерживаться, прокладывая трубы в кожухе среднего диаметра.
В регионах, где уже проложены новые транспортные магистрали и городские дороги, уложен современный прочный асфальт и построены различные здания – жилого и производственного значения, нецелесообразно производить вскрытие поверхностных слоев земли и осуществлять рытье траншей. Это во многом объясняет большую популярность технологии прокладки труб без раскапывания больших участков земли.
Проводить работы можно без выкапывания траншей и нарушения целостности грунта – прокол грунта, прокладывание тоннелей и скважин. Нередко подразумевается прокладка под землей футляра из металла. Можно выбрать любой подходящий способ, при этом обязательно учитывают структуру грунта и природные особенности в регионе. Немаловажное значение имеют также такие данные, как плотность грунта в регионе и состав почвы, дальность прокладки уже действующих коммуникаций и диаметр прокладываемых труб.
Осуществлять прокол грунта целесообразно с помощью пневматических пробойников, для которого подбирается подходящий наконечник, в зависимости от типа грунта;
При производстве работ отсутствует необходимость рыть глубокие траншеи большой протяженности. Достаточно лишь небольшого руста, размером около трех квадратных метров. Руст выкапывается, прежде всего, для того, чтобы установить в нем оборудование;
Для прокладки труб достаточно стандартной глубины прокола – до 25 метров. Использование современного оборудования позволяет совершить прокол с высокой точностью с первого раза. Эффективность во многом достигается за счет направленного движения оборудования по заданной траектории. После того, как пробойник входит в землю, менять направление траектории невозможно;
Если требуется копание траншеи на глубину около 30 метров, наиболее целесообразным будет применение метода горизонтально направленного прокола с помощью мощной буровой установки. В данном случае становится возможным прокол на большое расстояние.
Изначально может показаться, что прокол грунта, в отличие от траншейной прокладки является более дорогостоящей процедурой. Такой вывод многие делают по причине того, что для работ требуется мощное, современное оборудование, однако можно точно отметить, что данный вывод является ошибочным. Напротив, за счет высокой мощности оборудования скорость прокладки возрастает в несколько раз, что способствует снижению затрат. Также следует принять во внимание тот факт, что нередко работы осуществляются в черте города, а целью работы является подведение воды к строящемуся зданию. В таком случае, источник воды может лежать на расстоянии около пятидесяти метров. Работы будут проведены быстро с помощью траншейного способа. Однако между зданием и источником воды может проходить автодорога, и траншейный способ прокладки является недопустимым в данном случае, поскольку подразумевает вскрытие дорожного полотка и остановку дорожного и пешеходного движения. Также в несколько раз возрастают затраты на ремонт дорожного покрытия после проведения работ.
Основное преимущество метода ГНБ заключается в том, что при проколе полностью исключена необходимость нести дополнительные траты, а также сталкиваться с неудобствами, связанными с остановкой дорожного движения и ремонтом дорог по окончании работ. Все траты подсчитываются перед началом работ, и цифра практически всегда остается неизменной. Метод ГНБ позволяет сэкономить значительную сумму денег. Также, применение метода ГНБ позволяет сэкономить время, сокращая количество рабочих смен в несколько раз.
Так, в итоге можно отметить, что прокол грунта является самым лучшим и удобным способом. Подвести трубопроводы можно практически к любому зданию и местности. При этом не имеет значения, какого типа коммуникаций прокладываются – промышленные или бытовые.
Применение метода ГНБ особенно актуально в тех местах, где требуется прокладка коммуникаций под уже построенными дорогами и тротуарами, путями ЖД – сообщения. Использование метода земляного прокола позволяет в кратчайшие сроки решить проблему и справиться с поставленными задачами, не считая экономии финансовых средств.
Данная технология была придумана и внедрена уже около 15 лет назад, однако за последние годы она получила существенные изменения и стала использоваться не только в нашей стране, но и во всем мире, несмотря на то, по сути метод является инновационным. Первые записи о применении метода ГНБ относятся к 70 – м годам. Метод впервые был применен в Калифорнии, однако уже в 80 – е годы перешел и в Европу. Однако в то время метод имел несколько иное название: «Последовательно управляемый горизонтальный способ бурения с промывкой», что в целом хорошо отражает суть метода. В Европе ГНБ применяли для прокладки кабелей и трубопроводов бытового назначения. Несколько позже горизонтально направленное бурение было применено для прокладки трубопровода под офисным зданием.
Нельзя не отметить, что изначально ГНБ проводилось несколько иначе. В течение многих лет метод совершенствовался и приобретал все новые характеристики. Также, только в 80 – 90 – х годах была разработана установка, совместно с которой для прокладки труб применялась буровая жидкость. Это стало большим прорывом в ГНБ и позволило ускорить процесс проведения работ. Затем, несколько позднее, началось активное производство крупногабаритных машин для ГНБ, а также разработана технология, с помощью которой осуществлялось затягивание новой трубы в уже проложенную старую, с применением установки ГНБ и одновременной изоляцией пространства между трубами.
Некоторое время метод успешно распространялся по миру, после чего появился и в России. Первый раз установки ГНБ в России были применены для прокладки коммуникаций в 1995 году.
Сегодня данный метод пользуется большой популярностью и с успехом используется по всей стране, как в теплых, так и в холодных регионах. Благодаря особенностям конструкции ГНБ установок, можно производить замену изначально заданного направления на протяжении всей пилотной скважины. Используя гибкую буровую штангу и буровую коронку можно обходить все препятствия под землей с разных сторон. Чтобы изменить направление движения, оператор проталкивает штангу без вращения. Если осуществляется прямолинейное бурение, штангу проталкивают вперед с одновременным вращением. Так буровая нить изгибается в нужную сторону по команде оператора машины.
Для того чтобы процесс прошел лучшим образом, под землю пропускают раствор для бурения, который необходимо для того, чтобы уплотнить стенки и уменьшить трением установок со стенками скважины.
Когда она разработана и готова к применению, в ней устанавливают расширитель обратного действия, который вращаясь, протягивается в грунт, расширяя пилотную скважину. При этом совершается протяжка нового трубопровода.
Проходку выполняют с помощью оборудования для ГНБ. Выполнение работ производится в три этапа:
- Подготавливается пилотная скважина определенного размера. Буровую головку, которой будет выполнено бурение скважины, оснащают системой навигации, с помощью которой оператор может следить за направлением бурения и изменять его в случае необходимости;
- Скважина расширяется до оптимального диаметра. Расширение осуществляют с применением расширителя обратного действия, который, проходя через пилотную скважину в сторону буровой машины, увеличивает ее в несколько раз;
- При этом осуществляется одновременное протягивание трубопровода. Двигаясь в обратном направлении от стартового котлована, установка протягивает трубу вовнутрь.
Нет необходимости доказывать преимущества метода ГНБ перед бестраншейным, по той причине, что они неоспоримы. Установки для бурения ГНБ проходят через практически все типы грунта, наземные и подземные препятствия, не разрушая при этом асфальт. Бурение ГНБ можно производить в плотно застроенных районах небольших городов и мегаполисов, в районах прохождения автомагистралей и ЖД – путей, а также в местности с озерами и реками, дамбами и каналами. При этом не нарушается режим их функционирования.
Продавливание стального футляра в грунт называется микротоннелированием. Данный способ заключается в том, что на стартовой площадке рабочего котлована устанавливается пневмоударная машина. К ней, через систему специальных насадок подсоединяют стальную трубу, которая впоследствии вбивается в слой грунта. Когда одна из частей трубы уже забита, установку отсоединяют, а к уже проложенному отрезку трубопровода приваривают новую секцию, которую также проталкивают вовнутрь с помощью установки. Так, одна секция за другой, труба проталкивается вовнутрь до тех пор, пока стальной футляр не будет забит на нужное расстояние. После втягивания, трубу очищают за счет действия воздушного потока высокой мощности, который подают через шланг от компрессора. Небольшие стальные футляры забивают с закрытым концом, поэтому они не требуют прочистки.
Существует несколько способов, с помощью которых осуществляется прокладка:
- Протаскивание с помощью специальной установки;
- Затягивание е в грунт.
Рекомендуется использовать установки, снабженные устройством с блоком и захватным механизмом.
За счет появления новых методов и технологий у рабочих появляется возможность использовать широкий диапазон диаметров трубопроводов, не требуется использование опорной стенки для продавливания стальных футляров, а в качестве рабочего котлована можно использовать любую уже готовую траншею, что в несколько раз сокращает сроки работ и их стоимость. Также к преимуществам относят малые габариты используемого оборудования. Прокладывать сети теперь допускается прямо из подвалов зданий, где невозможно применение техники крупных размеров.
Методом микротоннелирования наиболее эффективно производится забивание стальных футляров. Это является единственной возможностью проложить коммуникации в местах со слабым и плывущим грунтом. В процессе работ полностью исключается вероятность провала грунта. Также не возникнет проблем и при эксплуатации трубопровода.
Прокладывая трубы в стальном футляре можно автоматически защитить их от разрушительного воздействия природной среды, а также биологического и химического воздействия. Данный метод прокладки коммуникаций лучше всего применять, если присутствует необходимость прохождения подземных коммуникаций под ЖД – путями или автомагистралью. В таком случае футляр является своего рода защитным кожухом, предотвращающим трубу от разрушения, как в процессе выполнения работ, так и при ее эксплуатации.
Больший положительный эффект достигается от применения технологии микротуннелирования при устройстве самотечных коммуникаций, требующих четкого соблюдения в процессе прокладки прямых линий и углов склона, при прокладке труб в плывущих, рассыпчатых грунтах.
Специалист должен выбрать наиболее оптимальный метод замены и обновления сетей после проведения исследования местности. Прежде всего, он производит геологическую разведку, в ходе которой определяется плотность и качество грунта, наличие в нем крупных твердых частиц и инородных примесей.
Затем устанавливается наиболее оптимальная дистанция прокладки, которую необходимо будет произвести. Только после этого отдается предпочтение тому или иному методу. Проводя исследование почвы, специалист заполняет журнал, тем самым документируя показатели. Этот документ имеет важное значение, и используется в случае решения спорных вопросов, в частности, при возникновении непредвиденной ошибки в процессе прокладки трубопровода, такой, как обрушение грунта или поломка оборудования из – за наличия в земле крупных осколков скальных пород. Нельзя недооценивать значимость подготовительного этапа перед проведением работ.
Используя бестраншейный метод прокладки коммуникаций, можно полностью исключить возможность последующей просадки грунта, которая могла бы привести к нарушению работы трубопровода. Люди получают возможность производить работы в таких местах, в которых еще несколько лет назад подведение коммуникаций не представлялось даже отдаленно возможным действием.
ГНБ установки имеют различные размеры, при этом их функциональность практически не меняется. Несмотря на то, что даже применение крупногабаритной установки не сравнится с работой большого количества людей и техники, нельзя забывать о том, что данный способ позволяет сэкономить большие суммы денег именно за счет отсутствия на площадке большого количества рабочих и за счет возможности обойтись минимальным количеством оборудования. Качество работ при этом не ухудшается.
Уже много говорилось о плюсах применения данного метода, поскольку они очевидны: отпадает необходимость производить дорогостоящие восстановительные работы, перекрывать дорожное движение, и движение ЖД транспорта. Не возникает препятствий при прохождении под дорогами и водоемами. Анализируя множество факторов, оказывающих влияние на эффективность работ со стороны экологии и экономики за счет того, что используется лишь подземное, скрытое пространство, можно однозначно отметить, что метод будет развиваться и дальше, из – за его надежности, удобства и высокой эффективности.
Наиболее оптимальным закрытым способом является протягивание трубы в уже разработанную скважину. Название полностью соответствует сути метода – внутри старой, пришедшей в негодность трубы прокладывается старая. При этом происходит одновременное разрушение старых труб, независимо от того, насколько крепкий материал был использован при их изготовлении. Несмотря на высокую плотность данных материалов, они разрушаются без труда во многом из – за того, что трубы изрядно устарели и находятся в аварийном состоянии. Вместо старых прокладываются новые, полиэтиленовые трубы. Они не только прочные, но и долговечные. За счет их гладких стенок увеличивается проходимость труб, несмотря на незначительное уменьшение диаметра. Данный способ замены коммуникаций обладает относительно низкой себестоимостью и используется практически всегда, если есть возможность выполнить работы, не вскрывая грунт.
Для того чтобы защитить прокладываемую трубу, особенно, если она будет проходить под препятствиями, ее нужно поместить в футляр, который предварительно устанавливается в скважине.
Бестраншейные технологии объединяют собой различные методы прокладки труб, с использованием разного по типу оборудования.
Не имеет значения, из какого материала были изготовлены трубы, и какой они имеют диаметр. Бестраншейные технологии почти полностью вытеснили траншейные, поскольку являются более выгодными, удобными и долговечными.
Используя бестраншейные технологии, можно выбрать один способ прокладки труб из многих существующих: метод горизонтально направленного бурения, или сокращенно – ГНБ, копание микро – тоннелей, продавливание, чаще всего используется для металлических труб, бурошнековое бурение, прокол.
Чтобы провести работы быстро и с высоким качеством, рекомендуется использовать установку для бурения. Так можно, соблюдая технологию, осуществить прокладку труб закрытым способом, работая как на тепловой сети, так и на водопроводе. Глубина заложения достаточно большая, при этом не имеет значения, будут ли проложены трубы из чугуна или стали.
Метод применяют для строительства достаточно протяженных магистралей, достигающих длины вплоть до двух километров. Чтобы проведение работ было возможным, прежде всего, нужно правильно выбрать оборудование. Если тот метод проведения работ, что был выбран изначально, оказался не подходящим, следует выбрать другой, под руководством прораба и инженера проекта.
Однако в таком случае потребуется полная замена документации и чертежей.
Преимущества бестраншейного способа прокладки и ремонта коммуникаций перед траншейным способом
Можно очень долго говорить о преимуществах бестраншейного способа, потому что их достаточно много. Данный метод может использоваться как для проведения работ за чертой города, так и в городе, в том числе и в мегаполисе, в котором очень плотная застройка и каждое здание несет без того большую нагрузку.
Какое бы оборудование ни было выбрано – установка для ГНБ, прокладчики, если они предназначены для бестраншейной прокладки коммуникаций, они не затрагивают верхний слой земли в процессе работ. Это возможно благодаря тому, что при производстве работ значительно сокращается объем работ с землей, а вскрытие грунта вовсе не применяется.
При использовании метода бестраншейной прокладки труб ландшафт и инфраструктура города не нарушается совершенно.
Заказчики ценят данный способ во многом из – за этого, что он является экономически выгодным. Цена на производство работ уменьшается в среднем на тридцать процентов, что в масштабах строительства является немалой суммой. Снижение стоимости становится возможным во многом из – за того, что к работам привлекается небольшое количество рабочих и закупается меньше строительной техники.
Работы выполняются очень быстро. По сравнению с траншейным способом прокладки, на бестраншейную замену коммуникаций уходит в десять раз меньше времени. Такая экономия времени достигается за счет отсутствия необходимости восстанавливать дорожное покрытие и сажать новые городские клумбы. Дорожное покрытие остается в том же виде, в котором было до работ, а движение транспорта не останавливается даже на несколько часов, что очень важно, если трасса проходит через центр города, и остановка движения может вызвать большие пробки.
Прокладывать трубы бестраншейным способом можно при строительстве трубопроводов под станциями и путями метрополитена, кабелями электропередач и водоемами, различными трубопроводами для подачи нефти, газа, тепла. Также допускается производство работ в сыпучих почвах и грунте, насыщенном скальными породами.
Допускается бурение скважин, проходящих глубоко под землей в тех местах, в которых расположены охраняемые природные зоны, осуществляется строительство высотных зданий. Использование траншейного метода на данных территориях запрещено полностью.
Следует также отметить, что применение машин для бурения позволяет существенно упростить процесс работ и в несколько раз сократить сроки, необходимые для получения разрешительной документации. Производство работ можно начинать только после того, как эти документы получены. Разрешение дают с большой охотой, и это объясняется всеми перечисленными выше причинами. Бурение скважин закрытым способом никак не влияет на жизнедеятельность города, на движение транспорта и пешеходов, поэтому оно не может быть запрещено.
В некоторых случаях при производстве ремонта становится понятно, что старый трубопровод забит грунтом. Чтобы в дальнейшем производить работы, его полностью удаляют, после чего продолжают прокладку новых труб. Также, перед прокладкой, вне зависимости от того, какой материал новых труб был выбран, необходимо тщательно очистить старый трубопровод от накопившихся в нем отложений. Для того чтобы процесс прокладки прошел как можно проще и быстрее, необходимо правильно подобрать рабочее оборудование, в соответствии с выбранным методом ремонта или санации устаревшего трубопровода.
Многие недооценивают высокую эффективность пневматических пробойников, которые являются одним из самых мощных и надежных способов прокладывания труб в скважине, на месте старой трубы. Выбирая пневматический пробойник, прежде всего, нужно обратить внимание на его диаметр, поскольку диаметр оборудования должен совпадать с диаметром прокладываемой трубы. Во многом именно от работы данного оборудования зависит, какой диаметр трубы будет получен в конечном итоге. Увеличить диаметр скважины можно, дополнив уже имеющийся комплект оборудования пневматическими расширителями. Зачастую пробойники сразу укомплектованы установкой – расширителем.
Необходимо также отметить, что, выбирая пневматическое оборудование, следует отдать предпочтение многофункциональным моделям, которые могут выполнять несколько видов работ за один раз. Максимальная длина, которая может быть разработана для скважины при использовании пневматического пробойника, во многом зависит от того, какой длины рукав, подключаемый к компрессору для подачи воздуха. Стандартный размер составляет около шестидесяти метров. Выбирая пневматическое оборудование, необходимо учитывать, что далеко не все установки данного типа имеют одинаковые функции. В некоторых случаях оказывается, что стоимость одной, но многофункциональной установки в несколько раз превышает стоимость нескольких машин, выполняющих те же задачи. В таком случае каждый заказчик должен сам решать, что для него более важно – компактность или функциональность, и какие деньги он готов отдать за установку. Однако эксперты рекомендуют приобретать раздельное оборудование.