Способы прокладки коммуникаций при задействии бестраншейных технологий. Микротоннелирование
В практике заложения коммуникационных объектов в последнее время наблюдаются значительные изменения. Использовавшиеся ранее способы траншейной проходки начинают конкурировать с бестраншейными. Коммуникации играют в системах городского обеспечения не последнюю роль. Они выполняют самые разные функции. Возможно выделить водопроводные системы, канализационные, транспортные, магистральные, промышленные, частные. Каждая из них должна быть безаварийной и реализовывать свою работу как можно лучше. В результате к техникам заложения коммуникаций предъявляются повышенные требования.
Траншейные варианты закладки коммуникаций требовали значительных расходов. К тому же они были и остаются очень трудоемкими. Требуется большое количество персонала и техники, чтобы проходить траншеи и укладывать в них трубопроводы. По завершении работ остаются навалы грунта и разрушенная местность. Все это требуется восстанавливать за счет заказчика прокладочных работ. Этот аспект существенно увеличивал затраты на заложение коммуникаций. К тому же при использовании тяжелой и габаритной техники присутствует риск повреждения существующих коммуникаций, зданий, прочих объектов (наиболее часто страдаю линии электропередач, мелкие декоративные постройки – фонтаны и т.д., деревья и кустарники). После проведения заделки покрытия присутствовал риск просадки грунта по местам организации траншеи, что приводило к дополнительным затратам и очередным выездам рабочей бригады на место. Все эти проблемы побудили инженеров разрабатывать новые методы, которые были бы лишены подобных недостатков. Так появилась бестраншейная прокладка.
На данный момент в сегменте БПТ возможно выделить разные варианты технологии. К числу самых популярных возможно относить прокол под дорогой, продавливание стальных футляров, способ ГНБ, вариант технологии микротоннелирования, а также более редкий способ щитовой проходки и штольневая прокладка.
Тактика проходки скважин микротоннелированием
Задействие тактики микротоннелирования целесообразно тогда, когда применять другие методики не представляется возможным. Технология является универсальной для многих типов грунтов. Суть микротоннельной проходки состоит в продавливании трубы за счет работы механизированного щита. Щит стыкуется с основным оборудованием, а также имеет набор вспомогательных приспособлений. Все эти устройства в комплексе получили название микропроходческого комплекса. В деле МПК отличаются высокой производительностью и способствуют проходке грунтов разных типов, вплоть до скального. С применением расширителей разного калибра возможно задавать микрощиту требуемый объем скважины.
При участии тактики микротоннельной проходки возможно формировать не только скважины под укладку коммуникаций, но и разрабатывать грунт для сооружения подземных объектов малой застройки – это могут быть тоннельные переходы, коллекторы, подземные переходы, автомобильные тоннели и проч. МПК хорошо зарекомендовали себя на практике как устройства с повышенной степенью механизации, отличающиеся качеством проходки, стабильностью в действии, несклонностью к нарушению траектории. МПК просты в управлении, компактны, их возможно легко и быстро монтировать на местности, также просто демонтировать и перевозить в обычном грузовом транспорте без излишеств. Это дает возможность задействовать МПК даже тем компаниям, которые с особым вниманием относятся к экономии материальных ресурсов, либо не имеют большого парка техники и достаточного механизированного оснащения.
Конструкция МПК предполагает наличие:
— щитовой автоматизированной машины;
— элементов прицепного плана;
— системы для разработки и удаления грунта из забоя;
— комплекса штангов и кабелей;
— станции домкратов;
— системы операторского управления.
Возможно применять для прокладки коммуникаций и тоннельных комплексов следующие виды МПК:
— вариант МПК, который предполагает транспортирование грунта гидравлическим способом;
— вариация МПК, предполагающая транспортирование грунта пневматическим способом;
— вариант МПК, предполагающий транспортировку грунтовой толщи шнеком.
Задействовать метод микротоннельной проходки возможно в тех же условиях, где обычно применяются варианты технологий продавливания и прокола. Речь идет о сооружении переходов через транспортные пути и инженерные сети по способу прокладки рабочей линии в стальном футляре. Применяют микротоннелирование, когда сложность грунта и его скалистость не позволяют работать стандартным проколом, либо методом продавливания. С МПК возможно работать на широком диапазоне грунтовых условий с минимальными потерями. Притом важно отметить, что микротоннелирование лишено также недостатков технологии ГНБ. Последняя не может применяться по водонасыщенным грунтам в силу подверженности сооружаемой шахты размыванию. В случае применения микротоннелирования грунтовые воды никак не оказывают влияния на траекторию проходки и не вызывают ее смещения. Проходить участки закладки микротоннелированием допускается на протяженность в 100-152 м.
Возможно применять вариант микротоннельной проходки для:
— сооружения коллекторных систем городского заложения;
— проведения реконструктивных работ на инженерных сетях разных типов;
— формирования защитных экранов при закладке крупных сооружений подземного плана.
Техника микротоннельной проходки и сами устройства МПК находят широкое использование во всем мире. На данный момент насчитываются сотни успешно возведенных объектов этим способом. Несмотря на успешность использования, технология постоянно совершенствуется. Уже и отечественные производители обратили свое внимание на выпуск микропроходческих комплексов. Развитие технологии положительно сказывается на ее удешевлении и увеличении доступности.
Проходку грунтовой толщи при участии МПК производят на промежутке между 2 приямками. Средняя длина отрезка составляет около 120,6 м. Это же правило касается сооружения трубопроводов при участии щитовой машины. Для устройства приямков используется стандартная раскопочная техника – экскаватор, а для выравнивания грунта и планирования территории – бульдозер.
Возможно увеличивать проектируемую протяжку за счет применения промежуточных агрегатов и устройства промежуточных приямков. Как результат, возможно увеличить длину заходки до 1 км.
На стороне микротоннелирования и тот факт, что возможно укладывать трубопроводные линии как строго по горизонтали, так и выполнять вертикальные шахты, а также наклонного типа.
Возможно применять тактику микротоннелирования для устройства дождевых канализаций, ливневых самотечных систем. Притом для их устройства рациональнее применять трубы ЖБИ, т.к. транспортируемая среда в таком случае не является агрессивной и не разрушает бетон. Для стыковки труб меж собой применяют уплотнительные полимерные или резиновые кольца.
При устройстве трубопроводов выполняющих функцию канализации для отвода дождевых вод, где присутствуют стоки настолько активного плана, что могут приводить к коррозии, оптимальным вариантом является задействие труб из полимерного бетона безнапорного типа. Облицовка труб может быть из стеклопластика, полиэтилена или другого антикоррозийного материала.
Для устройства трубопроводов самотечного типа рекомендовано применять трубы из полимерного бетона безнапорные. Также возможно применять ЖБИ трубы, в которые после задавливания в грунт размещаются полимерные рукава. Это дает возможно сохранить прочность трубопровода (за счет бетона) и предохранить его от коррозии (при помощи полимеров). По статистики сети устроенные таким образом в разных типах функционального использования служат гораздо дольше.
В настоящий момент для устройства коммуникационных систем применяются трубы из различных материалов. Выбор допускается исходя из особенностей заложения конкретной линии, условий грунта, типа труб и пр. Возможны также различные комбинации. В целом работы направлены исключительно на то, чтобы будущие коммуникации были как можно более безаварийными, стойкими к образованию ржавления, участков коррозии, наносов, сужению канала за счет налета, а также дольше служили. Среди новейших материалов возможно выделить трубы из стеклопластика, полимерные, композитные – полимербетонные, асбест-цементные. Также классические варианты по прежнему популярны – ЖБИ, стальные и чугунные трубы. Трубы из полимеров и стеклопластика применяются для прокладки в ЖБИ или стальных футлярах. Водопроводы прокладываются в стальных трубах, имеющих внутр. антикоррозийное покрытие. Для стыковки стальных труб применяют способ безразъемного соединения – сварка, и раъемного – муфты, накладки. Способ сварки наиболее точен и эффективен. В процессе сваривания труб контролируют режимы сварки, а в завершении проверяют стык на герметичность.
Трубы ЖБИ и полимерно-бетонные принято стыковать при участии муфт их стеклопластика или стальных. Их фиксируют на концах трубы. Также возможно задействовать кольцевые уплотнители. Они изготовляются из эластомеров и отличаются хорошими показателями герметичности.
Устройство коммуникаций должно сопровождаться грамотным проектным расчетом. От тщательно выверенного анализа и правильно подобранной технологии будет зависеть качество реализации работ и сроки их выполнения. В ходе проектного расчета трубопроводов учитывают массу факторов: локальные условия грунта, климат, особенности и строение рельефа, особенности местности, наличие в близком расположении коммуникаций, зданий, транспортных линий, которые могут давать нагрузки на укладываемую в толще грунта линию. Трубы должны выдерживать нагрузки грунтового пласта и наземных сооружений, либо транспортных путей. Помимо статичной нагрузки, учитывают также способность противостоять сдвигу, деформации, смещению.
При устройстве укреплений для подземных сооружений, либо приямков принимают во внимание вероятность горного давления и гидростатических нагрузок на трубопровод. В особых случаях предусматривают применение дополнительных мер защиты.
При устройстве трубопроводов по СМР важно уделять внимание расположению и заготовке рабочих приямков. Применяется спецтехника. Приямки укрепляются. После в них можно спускаться для установки оборудования и укладки труб. Перед устройством на местности производят планирование, где определяют оптимальные места заложения приямков, выверяют траекторию линии, учитывают находящиеся в близости препятствия, здания, прочие объекты.
Для сооружения стартовых и приемных приямков предварительно учитывают условия грунта, особенности инженерных и реологических свойств грунта и мн. др. Тогда же делают выбор об оптимальном способе реализации работ. Выделяют:
— способ спускного колодца;
— способ устройства ограждений из буросекущихся свай;
— способ формирования шпунтового ограждения.