Способы строительства и реконструкции коммуникаций
Метод продавливания футляров и стальных труб
В разнообразии методик бестраншейного ремонта и прокладки сетей выделяют метод продавливания стальных футляров. Его используют преимущественно для укладки труб калибров от 80 до 140 см. и более. В его основе лежит технология забивки (продавливания) труб в грунт под воздействием усилия. За проход возможно укладывать до 82 м. труб. Если длина секции больше, то применяют другие методики. К примеру, микротоннелирование, бурение, ГНБ.
Этапы технологии продавливания стальных футляров
В основе методики продавливания закладка стальных футляров в грунт при помощи силы домкратов. В основном используются гидравлические домкраты. Труба вдавливается в грунт открытым концом или снабжается специальными конусовидными насадками, которые облегчают прохождение грунта и способствуют формированию скважины с ровными стенками. Допускается применение специальных ножей, которые устанавливают на конце трубы. Они уменьшают трение и предохраняют секцию трубопровода от повреждений. Грунт в процессе продавливания попадает из скважины прямо в трубу. Оттуда его удаляют либо вручную, либо при помощи транспортеров, которые выводят его на поверхность. Алгоритм СМР представляет следующую схему:
— на 1 этапе формируется котлован. Его размеры должны позволять расположение оборудования и персонала. Котлован в обязательном порядке укрепляют и выравнивают дно. Глубина котлована должна превышать планируемое расстояние введения трубы на 50 см.;
— на 2 этапе производят заливку ЖБИ стенки, которая выполняет функцию упора для гидродомкрата;
— на 3 этапе производят монтирование силового оборудования. Гидравлический домкрат может иметь 1-4 гидроцилиндра, которые монтируются на общей плотной раме. Выбор оснащения домкрата зависит от условий местности, сложности работ. Домкраты могут реализовывать усилие от 100 до 500 т.;
— на 4 этапе осуществляется циклическое вдавливание трубы. Производится переключением домкратов на обратный и прямой ход. Футляр подают в котлован постепенно. По мере продвижения секции свариваются между собой;
— на 5 этапе производят выемку грунта из футляра и выведение его на поверхность. Далее грунт вывозится с места СМР на самосвалах. Вывоз грунта также осуществляют поэтапно.
Установки для продавливания и их элементы
Комплексы для продавливания состоят из следующих функциональных элементов:
— силового агрегата, состоящего из 1-4 цилиндров;
— опорной рамы, выполненной из прочного металлосплава;
— ПДУ;
— нажимной плиты;
— гидропривода, снабженного дизельным двигателем;
— направляющих;
— упорного башмака;
— шлангов высокого давления;
— СПК крана.
Применение технологии продавливания стальных футляров
Задействовать технологию возможно во всех случаях, где требуется проложить переходы из стальных труб под препятствиями (дорогами, путями жд, коммуникациями, зданиями, реками, ручьями, оврагами). Задействие методики позволяет выполнять все работы комплексно, бестраншейно. Не возникает разрушения поверхности, опасности повреждения или разрушения существующих объектов. Также не требуется останавливать движение по дорогам и путям. Использование технологии сокращает сроки работ, уменьшает трудовые затраты персонала. Весь комплекс СМР возможно провести с участием бригады из 3-4 чел. и минимальным набором оборудования.
Технологию продавливания футляров возможно применять для заложения водопроводных сетей напорного и безнапорного типа, тепловых сетей, канализаций, газовых и нефтяных трубопроводов, прочих вариантов трубопроводов.
На стороне методики возможность прокладывания труб большого калибра, короткие сроки проведения СМР, сравнительно низкие затраты на проведение СМР.
Формирование новых коммуникационных линий методом продавливания
Технология продавливания получила свое название в связи с особенностью проведения работ. Формирование трубопровода происходит за счет последовательного вдавливания трубы в полость грунта усилием домкратов или пневмоустановок. Вдавливание производится последовательно. По мере продвижения секций в грунт они свариваются между собой. Единовременно ведется разработка грунта и удаление его из скважины. Удаление грунта производится через прокладываемый трубопровод вручную, либо при помощи средств механизации. Далее он вынимается на поверхность и вывозится. Не допускается разрабатывать грунт впереди трубы.
Способ продавливания возможно применять для прокладывания стальных трубопроводов, а также для устройства коллекторов ЖБИ, тоннелей разного назначения, которые могут состоять из композитных материалов. Стальные трубопроводы закладывают постепенно, соединяя секции сваркой. Коллекторы и тоннели возможно стыковать в торец. Также метод позволяет укладывать комбинированные трубопроводы с изменением калибра и формы.
Задействовать методику продавливания возможно в грунтах 1-3 категории. С помощью методики можно прокладывать как самостоятельные линии, так и стальные футляры под трубопроводы кабельных линий, водопроводов из труб ПВП, ПНД и др. Длина проходки за 1 прием составляет 72-80 м.
Реализовать метод продавливания невозможно без прилагаемого усилия. На практике для создания усилия применяются различные типы устройств – домкраты, пневматические установки, насосно-домкратные установки. В зависимости от сложности продавливания подбирают оснащение НДУ. Они могут включать от 2 до 8 домкратов и более. Каждый из них отличается по мощности и также возможно комбинировать необходимые параметры. Общее число домкратов и их мощность зависит от типа труб, условий грунта (его сопротивляемости продавливанию), наличия препятствий, протяженности укладываемой линии, калибра трубопровода. НДУ, имеющие более 8 домкратов, применяются для прокладывания линий большого калибра – от 100 см.
Для проведения работ домкраты фиксируют на специальной раме или станке. Он обеспечивает устойчивость рабочего агрегата, правильность хода и равномерность передачи усилия от домкрата к трубе. Правильная установка домкратного комплекса важна для качественного проведения работ. Особенно с учетом того, что труба направляется исключительно за счет давления с торца. При некорректной установке возможны значительные отклонения трубопровода от заданного проектного положения.
Станок для домкрата включает прочную стальную раму сварного типа и несколько деревянных вкладышей. Они служат для установки каждого из домкратов комплекса и надежного их закрепления и центрования. При инсталляции регулируют ось домкратов, она должна быть параллельна оси трубопровода.
Передача усилия осуществляется от домкрата к трубе через задний торец. Нажимная рама и нажимное кольцо регулируют и перераспределяют усилие равномерно. И кольцо, и рама выполняются из прочного стального сплава. Возможно также для передачи усилия использовать хомуты, которые крепятся сбоку от трубы, или нажимные патрубки. Последние часто применяются при закладке стальных трубопроводов. Трубы ЖБИ закладывают с применением трубчатых нажимных патрубков, выполненных из труб с толстыми стенками.
Алгоритм СМР по продавливанию
До начала работ осуществляют подготовительный этап. В ходе него заготавливают котлованы на местности, доставляют технику и материалы, производят входной контроль, проводят установку агрегатов, центровку, настройку.
Котлованы на местности выкапываются такого размера, чтобы в них можно было удобно расположить оборудование в соответствии с его техническими возможностями, а также обеспечить доступ персонала. Дно и стенки котлована укрепляются согласно требованиям безопасности. Для спуска рабочих устраивают безопасные лестницы. При необходимости в котловане обеспечивают отвод грунтовых вод. У заднего торца котлована формируют упорную стенку, которая будет принимать на себя реактивное усилие домкратов. Также формируют опорную подушку. От стенки усилие будет передаваться далее в грунт.
Дно рабочего котлована обеспечивают стабильным покрытием. Обычно формируют деревянное или ЖБИ основание, а на нем анкерами монтируют домкратные установки.
Для монтажа домкратных комплексов продавливания и других рабочих устройств пользуются автокранами, погрузчиками. Насосную установку, которая обеспечивает работу домкратного комплекса обычно монтируют на поверхности вблизи котлована. Рядом с ДКП монтируют направляющие. Они представляют собой металлические рельсы, которые служат для фиксации трубы и обеспечения ее параллельного хода.
Труба, которую предполагается размещать в грунте, проходит в скважину через специальное отверстие в креплении передней стенки. Отверстие должно быть такого размера, чтобы труба проходила свободно вместе с ножом. Нож устанавливается на передний торец первого звена закладываемого трубопровода. В сложных грунтах, чтобы трубопровод не отходил от проектной траектории, дополнительно пользуются вертикальной направляющей рамой.
После завершения подготовительных работ преступают к основным СМР. Первое звено будущего трубопровода спускают в котлован и располагают на направляющих перед домкратом. Для спуска трубы пользуются автокранами. Рабочий персонал, находящийся на стройплощадке, контролирует спуск трубы при необходимости корректируя ее положение с соблюдением требований безопасности.
Положение первого звена определяют приборами и контролируют согласно проектным требованиям. Когда труба установлена, начинают продавливание.
Ход продавливания определяется ходом штока домкрата. Они воздействуют на трубу, вдавливая ее в грунт постепенно. По мере продвижения первого звена к нему приваривается второе. Установка 2 и последующих звеньев трубопровода в котлован осуществляется по аналогии с первым звеном с обязательным контролем положения и центрованием.
При движении трубы грунт из скважины попадает в полость трубопровода. Оттуда он должен быть удален. При прокладывании трубопроводов большого калибра грунт допускается удалять вручную. В целом гораздо выгоднее и удобнее пользоваться средствами механизации. К примеру, транспортерами.
Из котлована грунт доставляется на поверхность, после самосвалами он свозится к месту складирования. Не рекомендуется оставлять завалы грунта на местности. Часть изъятого грунта после просева используется для засыпки рабочих котлованов по окончании закладки трубопровода.
Разнообразие методов продавливания
Помимо описанного выше способа существует технология вибровакуумного продавливания. Его суть в использовании стального цилиндра с днищем. Он выполняет роль ключевого рабочего элемента. Из него откачивается воздух и тем самым создается давление. Цилиндр вдавливается в грунт, а установленный на нем вибратор забивает трубу. Скорость проходки при таком методе выше, чем при классическом продавливании домкратными комплексами. В основном метод вибровакуумного продавливания активно применяется в условиях песчаных грунтов, где отлично показал себя.
Оборудование для продавливания
В целом агрегаты для реализации описываемого способа отличаются высокими техническими характеристиками и высокой производительностью. Показатели производительности зависят от особенностей грунта на местности, протяженности трубопровода, его калибра, материала и других факторов.
Достоинства метода
Продавливание отличается от прочих технологий БПТ. В частности на его стороне возможность прокладывания трубопроводов разного калибра и из композитных материалов. Также присутствует возможность прокладывать разнокалиберные трубопроводы и системы с изменением профиля.
Имеются у технологии и недостатки. В частности сильная зависимость от условий грунта, невозможность прокладки сетей в скальной породе, зависимость от наличия препятствий, которые могут вызвать отклонение трубопровода от траектории, низкая скорость проходки, риски повреждения присутствующих коммуникаций при неправильно или небрежно проведенных предварительных исследованиях на местности.
Продавливание
В разнообразии бестраншейных технологий сооружения трубопроводных систем возможно выделить технологию продавливания. Она отличается простотой реализации и универсальностью. Суть методики в прокладывании труб за счет усилия домкратных, пневматических или виброустановок. Притом не требуется заготовки траншей, раскопки грунта на местности в больших объемах, применения сложного оборудования.
Методика предполагает сооружение трубопроводов калибром до 100 см. с максимальной длиной единичной проходки в 80,2 м. При помощи продавливания возможно формировать короткие переходы, малые коммуникационные линии без нарушения верхнего слоя почвы, вреда для окр. среды, риска для существующих инж. объектов.
На стороне технологии:
— значительная экономия сил и средств;
— простота реализации;
— скорость работ (возможно проходить до 6,2 м. в день);
— минимальный вред окр. среде.
Алгоритм продавливания стального футляра предполагает:
— проектные работы на местности с оценкой условий грунта и расчетами;
— заготовку рабочих котлованов с размерами, необходимыми для установки оборудования и размещения персонала;
— формирование упора для домкратов в виде стенки из деревянных панелей или ЖБИ;
— установку оборудования, размещение направляющих, вспомогательных устройств, их фиксацию и настройку;
— вдавливание трубы переключением домкратов с прямого на обратный ход последовательно;
— сварку отдельных секций в плети трубопровода по мере продвижения их в грунте;
— выемку отработанного грунта через трубопровод на поверхность котлована с дальнейшим вывозом;
— проверку качества заложенной сети с обязательными испытаниями;
— восстановление поверхности, закрытие котлованов, подключение заложенной линии к общей системе коммуникаций.
Метод продавливания прекрасно служит при устройстве сетей различного назначения. Его возможно применять для сооружения переходов линий через дороги, магистрали, жд, реки, овраги и прочие препятствия. Возможно с его помощью закладывать сети небольшой протяженности. К примеру, частные трубопроводы, вводы линий в здания и проч. На стороне методики простота реализации, отсутствие необходимости приобретения сложных механизированных устройств, значительная экономия средств и человеческих ресурсов.
Способ продавливания
Практика заложения коммуникационных систем в грунте предполагает различные варианты технологий. Традиционная методика реализуется рытьем траншей и закладкой в них труб сваренных в плети. Она достаточно затратная и требует больших усилий. Существует и альтернативный вариант – это БПТ. Бестраншейные технологии позволяют экономить на затратах, усилиях, работе оборудования. БПТ не предполагает масштабных раскопок и, как следствие, не вредит окр. среде и не приводит к нарушению ритма жизни на городских улицах.
БПТ насчитывает несколько возможных вариантов прокладки сетей. Выделяют способ продавливания. Его чаще всего применяют для сооружения переходов линии ч\з препятствия, а также в некоторых других случаях. Метод продавливания достаточно популярен в повседневной практике и уже доказал свои положительные свойства.
Способ продавливания возможно применять для закладки сетей от 100 и более см. в диаметре. За один проход возможно протянуть до 52 м. трубы, а в условиях неплотных грунтов без преград – и до 80 м. Способ продавливания универсален и при грамотном проектном расчете с его помощью возможно обойти препятствия на местности. Этот фактор оказывает значительное влияние при прокладывании коммуникаций в городской среде, где уже присутствуют др. трубопроводы и прочие инж. объекты.
Суть метода
Методика продавливания предполагает циклическое вдавливание трубы в полость грунта переменным переключением домкратов с прямого на обратный ход. Домкраты используются комплексом и устанавливаются на дне стартового котлована. Домкраты фиксируются на прочной сварной раме. Она выполняется из металлосплава и должна быть устойчивой и выдерживать реактивное усилие устройств. У котлована на бровке размещают гидравлический насос. Передача давления осуществляется за счет работы наголовника с нажимными патрубками, зажимными хомутами и шомполами. Для прохождения грунта и формирования скважины на трубу устанавливают специальный нож, который разрезает грунтовой массив. Грунт из забоя попадает в полость прокладываемого трубопровода. Оттуда его удаляют ручным способом или средствами механизации.
На стороне способа продавливания масса положительных моментов. Эта технология проста в реализации, не требует участия сложных и дорогостоящих устройств. Справиться с работами может бригада из 3-5 человек. Методика не разрушает поверхность, не вредит экологии. Благодаря этому может широко применяться в условиях городской среды. Методика хорошо контролируется. Рабочие могут корректировать положение трубы в грунте и направлять ее. Затраты на прокладку труб продавливанием значительно меньшие, нежели при реализации традиционных траншейных методик.
Трубы для прокладки способом прокола стального футляра
Коммуникации на местности встречают препятствия. Линия может пересекаться с автодорогами, другими коммуникациями, путями жд, реками, оврагами, труднопроходимыми зонами, болотистыми участками и др. Переходы под дорогами, путями трамваев и жд принято сооружать методом прокола стального футляра. Это бестраншейная технология, которая не требует значительных раскопок. В основном данным способом прокладываются стальные трубы. Также возможно прокладывать трубы из металлов, ЖБИ.
В целях экономии при формировании трубопроводов из полимерных труб в качестве труб для стального футляра можно применять трубы б\у.
Трубы б\у возможно приобретать у дилеров или у других организаций, занимающихся реализацией подобных изделий. Возможно заказать и нарезку необходимых длин для прокладки. Это уменьшит усилия персонала и техники непосредственно на площадке СМР.
Какие трубы возможно применять для реализации способа прокола стального футляра?
Для изделий, используемых в технологии, предъявляются следующие требования:
— они должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать механические нагрузки;
— трубы должны быть устойчивыми к деформации и сопротивлению трения грунта;
— труба должна иметь толстые стенки и пройти антикоррозийную обработку.
Металлические трубы б\у являются отличным вариантом для использования в практике прокола. Они изымаются из старых трубопроводов обычно до выхода из строя. Поэтому такие трубы сохраняют требуемый запас прочности. Они могут выполнять функцию защитного футляра в грунте. Притом трубы остаются стойкими к воздействию, мех. давлению и пр. С учетом затрат на приобретение труб б\у в целом работы обойдутся значительно дешевле, чем при применении новых металлических труб.
При покупке б\у труб для футляров важно обращать внимание не только на их состояние, но и на назначение, которое предполагалось первоначально. От назначения зависит состояние труб, степень их износа, присутствие коррозии и ржавчины, степень влияния коррозии. Лучше всего для стального футляра подходят трубы:
— нефтетранспортных систем;
— газопроводов;
— систем отопления;
— водопроводных систем.
Помимо изъятых труб возможно применять и лежалые. К этой категории относятся трубы, которые не были востребованы при строительстве коммуникаций и остались храниться на складе. Состояние этих труб зависит от соблюдения условий хранения. Чаще всего трубы сохраняют не только хорошее состояние, но и первоначальную маркировку.
Для создания переходов коммуникаций под дорогами и путями возможно применять и восстановленные изделия. Нет особых требований к состоянию внутренней полости трубы, степени ее загрязнения. Важно лишь, чтобы новый трубопровод свободно занимал свое место в футляре и не повреждался при протягивании.
Использование восстановленных труб позволит сэкономить на строительстве значительные суммы. В соответствии с требованиями трубы из металла возможно нарезать на необходимые длины.
Способ продавливания
Среди бестраншейных технологий возможно выделить методику продавливания. Она используется для прокладки коммуникаций на коротких отрезках, сооружения футляров-переходов ч\з дороги и пути и др. Методика универсальна относительно типа грунтов, однако не может применяться при излишней скалистости. Длина заготавливаемого за 1 прием отрезка сети при использовании данного метода ограничена. Она не может составлять более 100 м. При имеющихся ограничениях методика позволяет прокладывать трубы даже большого калибра, что бывает недопустимо при использовании практик ГНБ, микротоннелирования.
Плюсы
Методика достаточно универсальна. На стороне продавливания следующие моменты:
— продавливание возможно применять для прокладки футляров под естественными преградами разного типа и искусственными – дороги, пути, инж. объекты, здания, коммуникации, сооружения;
— отсутствие необходимости в больших объемах земельных работ;
— более быстрые сроки работ;
— значительная экономия;
— отсутствие потребности в большом количестве персонала;
— возможность сохранять профиль грунта, зеленые насаждения, дороги и тротуары в первоначальном состоянии без разрушения.
Методика продавливания показала свою востребованность и универсальность. Особенно хорошо она показывает себя в грунтах мягких и заболоченных. Связано это с тем, что такие грунты легче поддаются разработке. При таком варианте не требуется предварительной подготовки. Как результат, отсутствует угроза обвала и способ безопасен для рабочих.
Ход СМР по продавливанию начинается с проектного расчета и обследования местности. Далее заготавливаются 2 котлована. В одном из них в начале линии будет установлено оборудование. Во втором производится приемка трубы и заделка линии. На этом земельные работы при реализации метода заканчиваются. Это удобно при проведении закладки линии в городских условиях. Методика не нарушает привычного ритма жизни, остановки движения транспорта, прочих проблем.
Учитывая небольшие размеры заготавливаемых котлованов проводить работы по продавливанию возможно не только на открытых пространствах, но и в стесненных условиях городской среды. В процессе продавливания участвуют домкратные установки. В зависимости от сложности прокладки, твердости грунта и других факторов возможно выставлять необходимую мощность оборудования. Это достигается объединением нескольких домкратов с разной мощностью и ударной силой в комплексы.
Продавливание стального футляра отличается экономичностью в сравнении с другими методиками прокладки. Подобные подходы возможно реализовать, потому что методика не требует наличия большого количества персонала, сложных устройств, дорогостоящих материалов. Учитывая, что земельные работы на местности проводятся в малых объемах, не нужно привлекать на долгое время строительную технику. Также значительно уменьшаются последующие затраты застройщика коммуникаций на восстановление внешнего покрытия. Сокращаются риски повреждения существующих коммуникаций и, как следствие, затраты на их возможный ремонт.
Методика продавливания относительно производительна. Сроки работ сокращаются в том числе в связи с небольшими подготовительными СМР.
Устройства и агрегаты, используемые для продавливания, отличаются производительностью при относительно малых габаритах. Их возможно размещать даже в стесненных условиях и работать при малом задействии персонала.
Все указанные экономические преимущества оказывают значительное влияние и на итоговую стоимость прокладки, которая для конечного заказчика уменьшается. В связи с низкой стоимостью при минимальных потерях со стороны компании подрядчики могут предлагать свои услуги значительно большему числу клиентов. Как следствие, методика будет востребована, будут сооружаться качественные системы, а доходы компаний, занимающихся прокладкой коммуникаций будут расти.
Ход СМР по продавливанию
СМР по продавливанию начинаются с проектного расчета и исследований на местности. Далее отмечаются места разработки котлованов. Подгоняют технику и заготавливают котлованы. Средние промеры котлованов около 3*5 м. Этого достаточно для размещения оборудования. Дно котлована выравнивают с помощью деревянных лаг или ЖБИ плит. На покрытие устанавливают раму. Она выполняется из прочного металла и максимально устойчива. На раме размещаются гидравлические домкраты. Производится также монтаж направляющих и прочих вспомогательных механизмов. Оборудование настраивается и возможно проводить спуск трубы.
Труба опускается в котлован с помощью автокрана. При необходимости положение трубы фиксируется. Ось трубопровода должна соответствовать проекту.
Ход забивки трубы в грунт осуществляется работой домкратов. Они попеременно переключаются с прямого на обратный ход, создавая тем самым необходимое для заталкивания усилие. Труба вводится в полость грунта. Чтобы облегчить разработку почвы в скважине, передний торец трубы снабжается клиновидным ножом. Трубопровод закладывается постепенно, секциями. По мере продвижения в скважину они свариваются между собой. Для этого на площадку СМР доставляют компактные современные сварочные аппараты.
Грунт из скважины попадает в полость трубопровода. Оттуда он выводится вручную. Допускается применять и средства механизации – транспортеры, тележки. Грунт вынимается из котлована на поверхность и самосвалами отвозится к месту утилизации (складирования). Запрещается оставлять навалы грунта на местности. В некоторых случаях для размягчения грунтовой пробки в трубопроводе пользуются гидромеханическими способами. К примеру, гидроразмывом.