Подготовка к бестраншейной замене трубопроводов
Эксперты в области бестраншейных методов и технологий, гидравлических разрушителей, установок горизонтально-направленного бурения, а также, в целом технологий по бестраншейной прокладке коммуникаций выделяют несколько этапов проведения работ, каждый из которых по — своему важен и обязательно должен соблюдаться. Основные требования к этапности работ указаны в строительных и государственных нормативных документах по производству и введению в эксплуатацию различных типов трубопроводных магистралей.
Самая важная с точки зрения подготовки к работам стадия – первая. Основная задача рабочих на первой стадии – изучить все имеющиеся данные, территорию и условия. Изучают тип и характер нескольких слоев грунта, глубину, на которой протекают воды и выделяют наличие других сетей в той же местности.
На начальном этапе работ в почву опускают специальный зонд, с помощью которого можно собрать все данные о ее состоянии и выбрать наилучший метод для проведения работ.
Когда вся документация заполнена, ее сдают в управление, где будет выдано разрешение на работы, только после этого можно приступать к бурению первичной, пробной скважины.
Бурение начальной скважины – это самый основной и важный этап, который никак не может быть пропущен. Специалисты выбирают правильные размеры штанг и закрепляют их в установке, после этого можно начинать. Головка на конце штанги должна обязательно выйти с другой стороны – в котловане.
По мере движения бура оператор может контролировать, а значит, и изменять направление, несколько отклоняя бур от траектории и приводя ее в соответствие с документацией. Штанги нужно вкручивать поочередно, по мере того, как головка проходит в грунт. Прикручивают штанги вплоть до того момента, при котором будет достигнута оптимальная длина траектории.
Главной, очень важной задачей данной стадии работ является бурение скважины точно по траектории, определенной проектом. Отклонения от нее совершенно недопустимы. Если оператор установки замечает, что процесс идет неправильно, оборудование отключается и производится корректировка направления.
Данный вид бурения в кругах специалистов подчеркнуто называют направленным, поскольку в этом заключается его основное преимущество. Управление осуществляется очень просто, главное, вовремя заметить отклонение и скорректировать движение. В некоторых случаях сообщение об отклонении появляется прямо на мониторе, тогда осуществить перенастройку еще проще.
Необходимо в процессе работ укреплять стенки, чтобы скважина не обрушилась. Для этого через головку подают раствор бентонита.
Все этапы работ описываются в проектной документации, которую готовит специалист после изучения местности. Рабочие обязаны соблюдать этапность и действовать по плану, самостоятельность в данном случае может привести к негативным, трудно устраняемым последствиям.
Для того чтобы расширить диаметр канала, который уже действует, но устарел, нужно действовать следующим образом: пробуренную или уже действующую скважины расширяют до тех пор, пока ее диаметр не совпадет с размерами новой трубы – с котлована в скважину затягивают необходимый инструмент, который двигается под землей от начала к концу участка столько раз, сколько это будет нужно – скважину нужно расширить так, чтобы ее диаметр несколько превышал диаметр самой трубы, иначе, ее будет невозможно затянуть. В некоторых случаях провести работы обычными способами невозможно, приходится использовать калибраторную установку.
Протянуть трубы – это только половина дела. Не менее большое внимание уделяется как подготовительным работам, так и сдаче трубы в эксплуатацию. Чтобы предотвратить возникновение аварии, нужно правильно подбирать технологию работ и контролировать процесс на каждом его этапе, чтобы вовремя предотвратить возникновение серьезных ошибок. Труба затягивается внутрь аккуратно и последовательно, за одним сектором приваривается другой. Установка закрепляется в скважине.
Установки для бурения могут быть использованы не только для бурения скважин, но и непосредственно для протягивания труб в канал. Затем, с одной стороны канала устанавливают оборудование, которое будет двигаться по скважине в обратном направлении. При этом труба протягивается внутрь и приваривается. В тот же момент запускается оборудование – расширитель, по мере движения которого труба оказывается внутри скважины.
Оператор следить за процессом работы на каждом этапе и по мере необходимости корректирует движение.
Заключительный этап также подразделяется на несколько подэтапов, и производится в соответствии со стандартами строительства трубопроводных магистралей. Как только работы по прокладке труб завершены, сеть нужно полностью исследовать камерами и подключить.
Проверку работ осуществляют согласно документации, все пункты должны соответствовать. При сдаче объекта, присутствует заказчик. Ему также передают всю строительную документацию в отдельном экземпляре. Это необходимо для того, чтобы впоследствии заказчик мог осуществлять ремонт труб. В документах указывается план сети, все точки подключения.
Производство работ по прокладке коммуникаций различной протяженности и типа с использованием оборудования для проходки скважин в горизонтальном положении
Для производства работ по бурению скважины и последующей прокладке труб необходимо использовать специальное, мощное оборудование, предусмотренное для определенного типа работ, который был выбран, исходя из особенностей грунта, глубины заложения труб и длины трубопроводной магистрали.
В некоторых случаях используется установка с маслостанцией, в составе которой также имеется гидравлический насос и двигатель, за счет работы, которых происходит продвижение трубы по заранее пробуренной скважине, а в некоторых случаях, проталкивание в старую скважину.
На станке раскатчика устанавливается определенное усилие, которое передается непосредственно в трубопровод. Следует отметить, что по скважине оборудование перемещается на специальной каретке, на которой установлен гидравлический мотор.
Перед тем, как начинать работы, специалист по проекту высчитывает траекторию движения, определяет направление, в котором будет двигаться оборудование и размер будущего трубопровода. На рабочей площадке устанавливают все необходимое оборудование, в том числе и станок для подачи усилия, который надежно фиксируется специальными приспособлениями. Направляющее устройство оснащают регулировочной установкой, и задают направление движения по оси скважины. Только после этого можно включать каретку, при движении которой раскатчик выдавливается в грунт.
После того, как раскатчик проходит заданную траекторию, его отключают и возвращают на прежнее место, после чего процесс повторяется столько раз, сколько это будет необходимо для достижения оптимального результата. Данную установку рекомендуется использовать только в том случае, если протяженность трубопровода не больше, чем пятьдесят метров по прямой траектории движения.
Наша компания производит комплектацию установки набором раскатчиков различного диаметра. Также при необходимости можно приобрести любую из деталей отдельно, по заказу.
В последнее время все установки для бурения и прокладывания труб совершенствуются, дополняются новыми деталями, благодаря чему процесс работы становится в несколько раз проще. Установки для проходки грунта не являются исключением. В данный момент специалисты работают над тем, чтобы увеличить мощность этих машин и обеспечить возможность прохождения скважин, имеющих большой диаметр.
Нередко, при производстве работ методом прокола грунта с помощью специального оборудования, возникают проблемы, связанные с тем, что усилия, вырабатываемого машинами, не хватает для того, чтобы продавить грунт. Особенно часто это встречается в том случае, если трубы прокладываются на большое расстояние глубоко под землей. В таком случае необходимо выбрать правильный диаметр труб, длину и глубину их расположения, а также предусмотреть, чтобы на территории работ не было большого скопления подземных препятствий, в частности таких, как большие каменные булыжники или другие инженерные сети.
С помощью данного способа прокладки труб можно производить работы в грунте, имеющем невысокую плотность и насыщенность посторонними вкраплениями, например, горными породами. Также, используя оборудование для проходки, можно прокладывать под землей сети коллекторов, сделанных из железобетона или туннелей из любого материала и любого типа. Однако необходимо учитывать, что длина коллекторов и тоннелей не может превышать восьмидесяти метров по прямой траектории.
В некоторых случаях новый трубопровод прокладывают без предварительного бурения скважины. Такой метод называется — продавливание. Открытым концом трубу вдавливают в слой грунта, после чего его удаляют с помощью специальных насосных установок. При прокладке труб подобным образом используются домкратные станции, которые вырабатывают усилие, необходимое для продавливания трубы в землю. Большая часть усилий приходится на торцевую часть трубы, поэтому необходимо продавливать трубу постепенно, чтобы не сломать ее прямо посередине. За счет работы нажимного клапана все подаваемое усилие равномерно распределяется по всему отрезку трубы, что снижает риск ее повреждения в процессе прокладывания. Если требуется передать больше усилий торцу звена прокладываемой трубы, то используют нажимные патрубки. При этом необходимо учитывать, что длина патрубков высчитывается исходя из длины штоков домкратной установки.
В процессе прокладки в торец трубы входит большое количество грунта, которое можно удалить как вручную, так и с помощью насоса. Ручное удаление грунта допускается только в том случае, если труба имеет достаточно большой диаметр.
С этой целью применяют только новые, современные установки, подающие ударное действие, в результате чего грунт выходит на поверхность. Несмотря на то, что ручной разработке попавшего в трубу грунта отдается больше предпочтения, этот метод является весьма трудоемким. В трубе необходимо установить освещение и обеспечить подачу воздуха, после чего в нее опускаются разработчики. Гораздо проще удалить грунт, пропустив по трубе мощнейший поток воды. Если все же решено удалять грунт вручную, необходимо использовать дополнительное оборудование, в частности, канаты и лебедки, вагонетки для перемещения по трубе, и тележки, а также скребки и ленточные конвейеры.
В том случае, если работы производятся в трубопроводе достаточно большого диаметра, осуществляется ручная загрузка средств транспортировки и установок, имеющих небольшие размеры. При этом в процессе прохода в трубу, участки с плотным грунтом предварительно разрезают и крошат, после чего сразу же вывозят.
Если же производится очистка трубы от насыщенных грунтовыми водами пород, то устанавливается механизм, с помощью которого грунт данного типа самостоятельно загружается в тележку, после чего его нужно просто вывести за пределы трубопровода. Такие установки имеют затворы, которые самостоятельно закрываются после того, как набрано максимально допустимое количество грунта.
Во многом эффективность данных установок зависит не от их мощности, а от свойств грунта, и параметров трубопровода. В некоторых типах грунта производить работы очень сложно, даже если использовать мощную установку. Например, глинистые и суглинистые почвы затягиваются очень медленно, и тяжело отскребаются до конца от трубопровода.
Если работать по плану, то за одну смену можно проложить достаточно большой участок трубопровода, а если его протяженность небольшая, то вовсе закончить работы по прокладке сетей. Если использовать мощные домкратные станции, то разработка грунта будет происходить очень быстро, вне зависимости от его типа.
Чаще всего работы производятся с прокладкой трубопроводов из стали большого диаметра. Это встречается при строительстве магистральных водо – газо – или нефтепроводов. В таком случае, работы производятся в строго определенной последовательности.
Прежде всего, необходимо правильно подготовит площадку к работам, и собрать оборудование. Установка для прокладки стальных труб имеет несколько важнейших деталей – домкрат и насос, установка для передачи нажимного усилия к домкрату, и ножевая секция. При этом отдельно имеется дополнительный набор ножей разных размеров, которые необходимы при замене трубы посредством разрезания старой прямо в трубопроводе.
Когда осуществляется втягивание новой трубы, штоки возвращаются в исходное положение, после чего процесс может быть повторен столько раз, сколько это необходимо для достижения максимально положительного результата. Чтобы передать нажимное усилие трубе, используют несколько траверсов, которые двигаются по заранее установленной раме. Также для этого используются нажимные патрубки. Опорная конструкция принимает на себя все усилия домкратов.
Специалисты выделяют следующую последовательность работ по вдавливанию трубы в грунт: прежде всего, осуществляют вдавливание основной части трубы на длину, равную ходу штоков домкратной установки. После этого штоки возвращают в первоначальное положение, и таким образом вдавливается остальная часть трубы. Так цикл повторяется несколько раз до тех пор, пока труба не будет полностью установлена на правильном месте.
Основная часть грунта разрабатывается в головной части трубопровода, после чего доделывают работы в хвостовой части, где впоследствии сооружают обделку. Здесь имеется ввиду туннельная обделка трубопроводной сети. Ее производят из нескольких блоков, сделанных из железобетона или специальных тюбингов, а также из бетона без каких-либо добавлений. Перед тем, как начинать щитовую проходку, необходимо построить специальное, укрепительное сооружение, которое имеет полностью круглое сечение, и имеет большой диаметр. При этом глубина данного сооружения полностью зависит от того, на какой глубине расположен непосредственно коллектор или туннель. Ствол построенной шахты чаще всего используется в том случае, если необходимо произвести эвакуацию грунта, с помощью оборудования, которое может быть подано только по вертикали, по этому стволу. При этом диаметр ствола настолько большой, что в него поместится даже габаритное оборудование.
Также по данному стволу – подъемнику в шахту могут спускаться рабочие для производства каких – либо работ, или подаваться материал для чистки труб или других целей. В процессе строительства коллектора могут быть использованы различные виды щитов, в зависимости от того, какой из них является более удобным и подходящим. В целом щиты отличаются по своим размерам и диаметру.
Несмотря на то, что щиты достаточно мощные, под их действием оборудование может быть перемещено не более, чем на один метр. При этом осуществляется вращение ротора, в результате которого грунт измельчается на небольшие кусочки и помещается в каретки, после чего вывозится наружу. В целом очистка трубы от грунта вручную гораздо более сложна и неудобна, чем механическая чистка с применением специальных установок. Это объясняется тем, что необходим, прежде всего, строить трубу – спуск для оборудования и рабочих, поставлять под землю различные виды установок, передвижных механизмов. Да и сама чистка грунта является не простой работой. Достаточно сложно погрузить столь большой объем грунта в тележки и вывезти его на поверхность, поэтому, гораздо целесообразнее использовать специальные насосные станции и откачивать грунт из трубы.
После того, как труба полностью почищена, а грунт вывезен за ее пределы, полость между грунтом и новой трубой заделывают специальным, цементным раствором, во избежание смещения трубы и как следствие, ее поломки.
Перемещать оборудование между различными уровнями и зонами коммуникаций можно, используя как горизонтальный, так и вертикальный транспорт, расположенный прямо под землей, и имеющий выходы на поверхность. Если же требуется перевозить что – либо под землей, без вывода на поверхность, то целесообразнее использовать внутренний подземный транспорт – тележки и вагонетки, для которых можно даже установить рельсы, которые по окончании работ легко демонтируются и доставляются наверх посредством горизонтальной транспортировки.
В горизонтальном направлении груз передается с помощью специальных подъемников, имеющих толстые стенки и дно, и способных выдерживать большие нагрузки.
Также в сети подъемников и транспортных сооружений для подачи оборудования и спуска людей под землю, используются специальные детали, называемые планшайбами. Они оснащены несколькими режущими элементами и движутся по трубе, за счет движения гидромотора. Однако если нет гидромотора, завести планшайбы можно, используя несколько попеременно действующих храповых устройств. В то же время разработанный и снятый со стенок новой трубы грунт погружают в вагонетки и перемещают наверх.
От того, насколько слаженно работают все детали данной системы, зависит и процесс очистки трубы от грунта, который попал в нее при прокладывании открытым концом. Перед началом работ необходимо как можно более точнее предусмотреть, будут ли подобные действия иметь какой- либо положительный эффект, или же окажутся попросту неэффективными.
Существует множество способов прокладывания сетей под землей, закрытым образом, однако не просто выбрать один из них. Современные установки и оборудование позволяют производить работы с очень большой скоростью и качеством, однако очень во многом результат зависит от того, насколько правильно будет выбран способ проведения закрытых подземных работ.
Эксперты в области бестраншейных технологий выделяют следующие методы, в частности, прокладывание сетей путем направленного бурения скважин, методом релайнинга, который имеет другое, более распространенное название – труба в трубе и наконец, метод наращивания стальных труб в процессе их затягивания в скважину.
Данные методы являются наиболее удобными, и потому, широко используемыми. Также, помимо них существуют и другие технологии, которые применяются реже, прежде всего по причине того, что они предназначены для более узкой направленности проведения подземных работ. Так могут быть проведены ремонтные работы с помощью полимерных рукавов, а также рукавов из пластика, затвердевающих уже после нанесения, и нанесения на внутренние стенки труб покрытия из песка и цемента.