Технология управляемого прокола. Принцип действия управляемого прокола грунта, особенности технологии прокола грунта
Выделяют несколько разновидностей методик БПТ. Они отличаются технологическими особенностями. На практике широкое распространение получает техника управляемого прокола. Она основана на использовании способности мягких и упругих грунтов к продавливанию и уплотнению. Реализуется прокол за счет работы агрегатов. Последние продавливают и уплотняют грунт. В забое образуется скважина, куда затем располагается труба. Продавливание возможно вести агрегатами пневматического типа или непосредственно трубой с наконечником. Усилие создается домкратами.
Выделяют способ продавливания при участии бурового инструмента, кот. внедряется в забой. Применяется расширяющий наконечник, кот. фиксируется к трубе. Работа расширителя и конического инструмента позволяет уплотнять грунт и формировать плотную и ровную скважину. Когда проходка скважины завершена и в ней размещены трубы, грунт самовосстанавливается вокруг трубы и формирует плотную субстанцию. Впоследствии система труба-грунт адаптируется и становится способна выдерживать деформационные нагрузки и работать в комплексе.
Реализуется управляемый прокол при участии особых типов агрегатов. Установки для прокола управляемого типа включают комплекс след. рабочих узлов:
— станция домкратная, кот. включает несколько домкратов, объединенных на раме;
— маслонапорная станция;
— привод для маслонапорной станции с двигателем;
— буровой инструмент в комплектации. В нее входят штанги пилотные, головки, наборы расширителей;
— система локализации беспроводного типа.
Агрегаты для управляемого прокола имеют узлы разной направленности. Ведущим узлом является собственно буровая головка и система штанг. Именно она ведет основную работу по разбуриванию грунта. Штанги обеспечивают управление головкой. За счет гибкости они позволяют с точностью контролировать положение головки. Усилие для внедрения головки в толщу грунта сообщается домкратом. Он гидравлический и снабжается полым штоком. Инсталлируется домкрат на спец. прочной раме. Рама имеет 2 типа упоров и может фиксироваться добавочно анкерами. Домкрат и его конструкция дает возможность обеспечивать перемещение штанг в заданном направлении. Также головке может сообщаться вращение. Комплексная мера позволяет вести проходку эффективно, быстро и с минимальным риском для самого инструмента.
Управление проколом осуществляется при участии локализационной системы. Она состоит из нескольких узлов. В комплексе они обеспечивают эффективное взаимодействие. Имеется также механизм поворота для головки, пилотного става. Сама головка снабжается скошенным наконечником. Благодаря этому она внедряется в грунт и способна эффективно проводить траекторию. За счет скоса головки можно эффективно изменять ее продвижение. Пилотный став задавливается проталкиванием. Вращение не применяется. Притом став проходит плотно и не отклоняется.
При работах используются различные варианты головок. Производители предлагают разные конфигурации. Выбор делается, исходя из типа грунта. Отличаться головки могут по длине, типу, профилю. Притом самые длинные головки нужны для грунтов слабых и легко проходимых.
Управляемость прокола реализуется за счет работы системы локализации. Она работает в комплексе. На головке инсталлирован передатчик. Он связан с принимающим устройством. На мониторе у оператора визуально выводится положение головки в грунте, угол ее наклона, траектория, поворот, ход прокола. Подбирают различные передатчики. Тип зависит от гл. бурения и типа грунта.
Став пилотный представляет собой комплектацию из буровых штанг. Его пропускают чз полый шток гидравлического домкрата. Притом формируется грамотная передача усилия, кот. участвует в его перемещении. Усилие обеспечивается при участии спец. захвата.
Стыкование м\у собой буровых штанг и с установкой проводится резьбовым типом стыкования. Притом надо помнить, что соединение проводят с макс. аккуратностью, чтобы резьба не была повреждена. В противном случае ухудшится сцепление штанг и агрегат может работать неэффективно.
В бурении участвуют расширители. Они выполняются в форме стальной конструкции с усеченным конусом и цилиндром. Конус размещается в передней части расширителя, а цилиндр – в задней. Последний служит для уплотнения грунта и закрепления трубопровода, а конус собственно раздвигает и уплотняет его. Расширители выпускаются разного калибра. Как результат возможно подобрать приспособление для каждого типа прокладки. Размеры, задаваемые расширителем, должны быть в проц. соотношении больше калибра самой трубы. Увеличение может достигать 24-32 проц. При подборе расширителя надо учитывать и тип грунта, особенности прокладки, геодезию. Если надо проложить линию большого калибра, то пользуются расширителями, входящими в комплектацию установки ГНБ.
При процессе работы от гидравлического домкрата передается усилие реактивного типа. Воспринимается оно стеной котлована. Передача ведется при участии стальных инвентарных плит и деревянных щитов. Исполняются щиты из досок нормированной толщины. Доски после прокладываются меж плитами и стенкой котлована.
Алгоритм работ по прокладыванию технологией управляемого прокола строится поэтапно. Выделяются след. этапы:
— на 1 этапе организуется подготовка площадки СМР, заготовка котлованов приемного и стартового. Размеры котлованов зависят от габаритов оборудования. Глубина нормируется по проекту. Котлованы укрепляются по технологии. При необходимости дно котлована выравнивается и подсыпается;
— 
на 2 этапе проводится инсталляция агрегатов. Монтируется домкратная рама, на ней закрепляются домкраты. Они фиксируются при участии анкеров и направляющих. Раму обязательно центрируют. Инсталлируется маслонапорная станция и к ней подводится питание и коммуникации. Она стыкуется с домкратной схемой. Все инсталлированное оборудование проверяется и настраивается;
— 3 этап предполагает прокладывание пилотного става. Завершается он выходом става из приемного котлована;
— 4 этап предполагает инсталлирование в приемном котловане расширителей к пилотному ставу. К расширителю фиксируется труба. Фиксация проводится при участии вертлюга. Трубу можно спускать прямо с барабана (если используется труба ПВП) или сваривать в плети;
— 5 этап проводится до расширения скважины до нужного калибра. 
Притом протягивается и труба. Вертлюг компенсирует вращение. По мере затягивания секции трубы могут свариваться плетьми. Можно сначала формировать плеть и после затягивать. Пространство внутри шахты может заполняться демпферным раствором на основе цемента;
— последний этап предполагает разборку установки и перенос ее на др. участок, либо направление на складирование или стояночный пункт.
Методика ГНБ прокола при прокладывании линии под дорогой
Трассы трубопроводов редко одинаковы на всей протяженности. Они переходят ч\з преграды, стыкуются с различными коммуникациями, пересекают их, проходят по зонам природных объектов, ч\з водоемы и пр. В таких случаях требуются особые методики, кот. обычно направлены на предотвращение разрушения проходимого объекта – дороги, коммуникаций, жд полотна. БПТ здесь будут как нельзя кстати.
Техника ГНБ прокола поможет в организации перехода под дорогой с меньшими затратами, а главное, без разрушения самого дор. полотна. То же самое можно сказать и о других объектах. ГНБ позволяет выполнять переход под дорогой бурением или проколом. Работает современная техника, кот. отличается точностью и качеством проходки.
БПТ и ГНБ
Все чаще подрядные организации специализирующиеся на прокладывании трубопроводов и систем подземного типа отдают предпочтение бестраншейным технологиям. Этому есть несколько причин. БПТ значительно экономичнее, чем традиционная траншейная прокладка. Также технология позволяет избежать масштабных разрушений на местности и вреда для природной среды. Подобные перспективы позволяют значительно изменить в лучшую сторону всю технологию устройства подз. сетей.
Техники БПТ универсальны. Они позволяют сооружать на местности самые разные сети. Сюда входят сети транспортные, производственные, коммуникационные, мелиоративные, а также сети с защитными трубками – СКС, ЛЭП, ВОЛС.
По мере развития БПТ обрела несколько вариантов своей реализации. Технологии отличаются алгоритмом исполнения, назначением, комплектацией применяемых агрегатов. Выделяют прокол под дорогой, управляемый прокол, ГНБ, продавливание, микротоннелирование. Для устройства переходов и протяженных отрезков используют технологию прокола и ГНБ. Прокол реализуется для проходки мягких грунтов. Притом должны быть обеспечены след. требования:
— маршрут проходки должен соблюдаться с макс. точностью;
— надо обеспечить минимальное осыпание грунта в пробое;
— повреждения ландшафта должны быть минимальными;
— требуется сохранение природной среды;
— при реализации методики отсутствуют траншеи и разрушение препятствия.
Если грунт под препятствием достаточно сложный, каменистый, то предпринимают проходку по методу ГНБ. Оценку состояния грунта возможно провести при качественной геодезической оценке местности. Для ГНБ используются агрегаты, отличающиеся точностью проходки и производительностью. Их возможно использовать при проведении линий ч\з жд пути. Именно такие коммуникации требуют особого отношения, поскольку любые обвалы могут оказаться катастрофичными.
Прокол грунта и БПТ
Устройство коммуникационных линий должно вестись в строгих технологических рамках. Такие сети подвергаются серьезным нагрузкам, потому должны быть прочными, стойкими, надежными. Чтобы это реализовать, каждый этап их сооружения должен контролироваться. Трубы укладываются несколькими способами: траншейными, бестраншейными. Последний вариант в современных условиях набирает большую популярность. На стороне БПТ большая скорость работ, меньшие объемы раскопок и повреждений, экономичность и экологичность. Выделяют несколько вариантов технологий БПТ. Чаще всего применяются прокол под дорогой и ГНБ. Первый вариант удобен для проходки труб в мягких грунтах и по коротким отрезкам линий. ГНБ справляется с более протяженными отрезками и способствует прохождению плотных грунтов.
Агрегаты для ГНБ используются самые современные. Они реализуют скорость проходки, ее качество и точность. Управляемость методики реализуется при помощи локализационного оборудования. Передатчик инсталлирован на основном инструменте бурения – буровой головке. Приемник и преобразующее устройство составляют комплекс, позволяющий оператору визуально оценивать положение головки и контролировать его. Вести проходку возможно как строго по заданному направлению – вертикальному или горизонтальному, или под углом.
ГНБ возможно использовать для устроительства водопроводных сетей, канализационных, линий связи, транспортных трубопроводов, какие имеют переходы ч\з малые водоемы, дороги, пути жд.
Технику ГНБ возможно использовать в тех случаях, когда надо защитить препятствие от повреждений, а сам грунт от осыпания и оползней.
При участии ГНБ возможно следующее:
— формировать дренажные системы;
— создавать защиту для тоннельных сводов;
— предохранять от повреждений дороги, пути, тротуары;
— сохранять от повреждения почву, плодородный слой грунта.
Система ГНБ позволяет осуществлять технические и экономические преимущества. Кратко их можно сформулировать так:
— сокращаются бюджеты устроительства и расходы на выполнение СМР;
— большая часть агрегатов автономна и обладает высокой долей механизации. Как результат участие человека в опасных и трудоемких работах возможно сократить;
— агрегаты отличаются экономичностью в плане энергоресурсов;
— методика позволяет сохранить в первозданном виде ландшафт на местности, снизить разрушения декоративных построек, городских коммуникаций.
БПТ и ГНБ
Строительство систем трубопроводов является крупномасштабной отраслью, имеющей в арсенале массу различных технологий. Притом они постоянно дополняются и совершенствуются. В последнее время все больше подрядчиков, занимающихся устройством трубопроводных сетей на местности, обращаются к практикам бестраншейных технологий. И этому есть причины. Во-первых, такая методика значительно более экономична, чем траншейная прокладка. Во-вторых, БПТ не приводит к сильным разрушениям на местности, а в городских условиях это наиболее важно. В-третьих, практика зачастую безопасна для соседствующих коммуникаций и др. инж. объектов.
С развитием БПТ появились разные вариации ее реализации. Широкое использование получают техники прокола и продавливания, ГНБ, микротоннелирования, щитовой проходки. Техника ГНБ позволяет работать в самых разных грунтах, в т.ч. особо плотных, что делает ее универсальнее прочих. Алгоритм ГНБ заключается в предварительной разработке пилотной проходки, кот. далее расширяют до нужного калибра и затягивают в нее трубу. Как видно, методика не сложная, но тем не менее требует внимания и профессионализма при ее реализации.
Несмотря на все преимущества, ГНБ все же уязвима перед грунтами сыпучими или наводненными. Первые не дают сформировать скважину, постоянно осыпаясь. Во вторых грунт. воды размывают траекторию бурения, в результате чего страдает точность проходки. Если геодезические исследования показали именно такие типы грунтов на местности, то надо обратиться к др. способам БПТ или применить траншейную прокладку.
Грунт из скважины при ГНБ удаляется шнеком. Некоторые установки могут быть добавочно оснащены конвейером. Такие отличаются наибольшей производительностью. При бурении используется также буровой раствор. Он обеспечивает снижение трения и улучшает отделение грунтовой суспензии.
Кроме традиционного бурения, возможно проводить скважины в грунте при участии пневмопробойников. Это спец. агрегаты, в основе работы кот. лежит действие сжатого воздуха. Ведущий орган пневмопробойника размещается в участке трубы и образуется скважина. В ней после размещается труба. Ведущим органом пневмопробойника является ударник. Под действием возд. ударник перемещается и забивает трубу в грунт.
Пневмопробойник может оснащаться спец. устройством, кот. обеспечивает управляемость проходки. Если надо увеличить дл. скважины, то к пробойнику крепят спец. насадку с удлинителем.
Последовательность СМР при БПТ
Алгоритм БПТ в целом схож на различных методиках. Исключение состоит в технологии разрушения грунта и формирования скважины. В целом все технологии, ГНБ, прокол, микрощиты и пр., имеют несколько схожих этапов. Первым является подготовительный. Здесь определяются границы площадки СМР, организуются стояночные пункты, доставляются устройства и техника. На следующем этапе проводится заготовка котлованов. 1 называется стартовым, из него будет вестись прокладка. 2 приемным. Он также участвует в работах. В основном из приемного котлована подаются некоторые устройства или плети труб для затягивания. Третий этап БПТ предполагает инсталляцию агрегатов в котловане. Здесь использование конкретного агрегата – установки ГНБ, микрощита, домкрата, пробойника – будет зависеть от выбранной технологии. Устройства проводят разрушение грунта и формируют скважину. В некоторых технологиях она устраивается сразу нужного калибра, в некоторых ее надо постепенно расширять. Когда проходка совершена, в готовую скважину возможно затягивать трубу. В целом на этом прокладка заканчивается. После проверяют качество заделки, приваривают запорную арматуру, стыкуют трубу с основной линией и котлованы закапывают. В обязательном порядке восстанавливают покрытие на участке – плитку, асфальт, газон.
Производим и поставляем оборудование и установки для прокола грунта. Мини-установки прокола грунта, средние установки прокола грунта, а также мощные и большие установки для прокола грунта любой плотности.