Бестраншейные технологии: ГНБ проколы

Разработка грунта осуществляется штангой, оснащенной с одной стороны острым наконечником. Грунт не удаляется из скважины, а вдавливается в стороны, поэтому прокол возможен при воздействии нажимного усилия на штангу. Для этого используются нажимное насоснодомкратное оборудование, оснащённое одним или двумя спаренными на одной раме гидравлическими домкратами. Рама устанавливается на дно приёмного котлована, откуда и начинается процесс. Вблизи выемки на поверхности размещается гидравлически насос.

Коммуникация вдавливается в грунт под воздействием домкратов, которые также и возвращают ее обратным ходом. К трубе крепится патрубок, который обновляется и удлиняется после совершения прокола штоком и его возвращения в исходную позицию. Процесс считается оконченным в момент, когда первое звено появляется в противоположном котловане.

Разработка микротоннелированием

Для выполнения процесса разрываются шахты с каждой стороны рабочего объекта. Размер каждой зависит от используемого микрощита проходческой установки. Глубина выемки разрабатывается в соответствии с глубиной размещения коммуникации, однако не менее двух диаметров прокладываемого изделия.

В рабочем котловане устанавливается домкратное оборудование, оснащенное микрощитом и гидроцилиндрами. На щите зафиксирована буровая головка с резцами. После прохождения микрощита по забою на полную свою длину, он соединяется с отдельной секцией трубы. Домкратная станция задавливает её в образованную скважину. Далее к трубопроводу крепится следующая секция трубы.

Разработка скважины методом микротоннелирования выполняется с использованием бурового раствора, который изготовляется в установке, размещенной на поверхности и подаваемого через сопла головки. Он предназначен для охлаждения рабочего инструмента, уменьшения сопротивления грунта и его радиального уплотнения. Для удаления земли применяется сжатый воздух или шнеки.

Процесс прохождения осуществляется под контролем лазера. После появления микрощита в приёмной шахте, оборудование демонтируется. А домкрат изымается из стартовой шахты.

Разработка при помощи продавливания

Метод проводится насосно-домкратным оборудованием и трубой с открытым концом, оснащенным ножом. Количество домкратов зависит от условий осуществления продавливания грунта. В процессе прохождения коммуникации она заполняется грунтом, который извлекается ручным способом либо с использованием штока. Данный способ предназначен для прокладки стальных трубопроводов, устройства коллекторов и тоннелей.

Коммуникации с большим диаметром продавливаются в твердом грунте при помощи высокомощного оборудования с усилием свыше 10 тыс. кН. Домкраты размещаются в стартовом котловане и фиксируются к прочным упорным стенам, выполненным из брусьев в несколько рядов.

Создание скважины методом бурения

Бурение грунта для создания тоннеля, в котором будет проложен трубопровод или проведение ремонтных работ на ветхих секциях коллекторов осуществляется при помощи насосно-домкратного оборудования. В зависимости требуемого нажимного усилия эксплуатируется оборудование с разным количеством домкратов. Для укладки труб больших диаметров применяется техника с мощным нажимным усилием выше 10000 кН. Её установка невозможна без предварительно подготовленной прочной упорной стены. Процесс осуществляется буровой головкой с наличием отверстий. Через них подаётся бентонитовый раствор. Необходимость его применения заключается в упрощении бурения благодаря уменьшению трения, защиты от обвалов. Также раствор предназначен для очистки образованного тоннеля от обломков породы и мелких фракций.

Процесс бурения и помещения трубы в скважину состоит из поступательных движений буровой головки и изъятия отработанного слоя грунта при помощи винтового конвейера. Трубопровод большого диаметра или стальной футляр также можно проложить и использованием бестраншейных технологий. Для этого создаётся пилотный прокол и помещается в него труба небольшого диаметра. Острый наконечник сменяется насадкой-расширителем, который совершая обратную проходку расширяет скважину до диаметра, требуемого проектными условиями. 

Прокол под железной дорогой

Метод горизонтального прокола используется для прокладки трубопроводов под железной дорогой, отличается безупречным качеством выполнения работ, быстрой скоростью, низкой ценой и безопасностью проведения.

Перед тем, как приступить к выполнению прокола, необходимо подготовить план и в обязательном порядке согласовать его с соответствующими службами. Далее заключается договор и ведется надзор за запуском процесса ГНБ. Прокол должен осуществляться только в соответствии с установленными техническими условиями.

Использование данного метода является наиболее целесообразным, так как нет необходимости прерывать движение составов, причиняя посторонним неудобства. Он абсолютно безопасен для окружающей среды и становится все более востребованным с каждым днем.

Для осуществления прокола необходимо с обеих сторон железных путей отрыть небольшие котлованы. В первый из них поместить установку горизонтального бурения, с помощью которой укладываются коммуникации.

Из-за того, что рабочий процесс практически весь автоматизирован, для работы необходимо всего несколько специалистов.

Из первого приямка в грунт вгоняется буровая головка, которая с помощью воздействия усилия совершает поступательные движения. С помощью нее совершается не только точный прокол, но и контролируются возможные препятствия, которые не отмечены на плане. В рабочем инструменте установлена локационная система, позволяющая контролировать его положение, и изменять, в случае отклонения от траектории.

Данный процесс осуществляется в течении одного рабочего дня. Метод горизонтально направленного прокола позволяет прокладывать коммуникации быстро, при этом сжатые сроки ни в коем случае не отображаются на качестве выполненных работ.

 Оборудование и особенности проведения прокола ГНБ

Разработка скважины методом прокола проводится при помощи прокладываемой коммуникации, оснащенной наконечником конусообразной формы, благодаря чему уменьшается сопротивление грунта на поверхность изделия. В зависимости от объема предстоящих работ используются разные по форме наконечники. Для прокладки трубы небольшого диаметра конусообразное изделие можно не применять, а разработку грунта выполнять непосредственно концом рабочей коммуникации.

Труба совершает прокол под воздействием нажимного усилия, сила которого подбирается в зависимости от характеристик грунта. Минимальное усилие составляет 150 кН, а для больших трубопроводов может достигать до 2000кН. Обеспечивается с помощью необходимого количества домкратов и гидросистемы, наголовника с удлиненными патрубками, шомполами или зажимными хомутами.

Наиболее распространено применение насоснодомкратного оборудования, конструкция которого состоит из 1-2 домкратов, установленных на общей раме с усилием с общим усилием 340 тс. Домкраты оснащены штоками, свободный ход которых может составлять до 1,5 м. Конструкция помещается на дно рабочего котлована, откуда и выполняется прокол.

Применение патрубков

Нажимные удлинительные патрубки, длина которых может составлять от одного до четырех метров, после первого вдавливания секции трубы в грунт на длину хода штока домкрата, возвращаются в исходное положение вместе со штоком. После этого этапа образуется пространство, в которое далее вставляется следующий патрубок большей длины. Процесс длится до тех пор, пока первая секция трубопровода не появится в противоположном котловане. Далее к ней приваривается вторая секция. Завершающим этапом является готовый прокол на всю длину трубопровода.

Применение шомпол

Изделие может быть внутреннего или наружного типа, и проходить соответственно внутри или в обхват прокладываемой коммуникации. Если используется шомпол, то по мере вдавливания звена одновременно с обратным ходом штоков домкратов, он возвращается назад, а стержень переставляется в образовавшееся отверстие. Процесс длится до тех пор, пока секция не окажется вдавленной полностью в грунт. После этого к ней приваривается следующая секция и работа повторяется вновь до полного прокола длиной, равной прокладываемому трубопроводу. Механический прокол труб с использованием домкратов подходит для песчаного или глинистого грунта, в котором отсутствуют твердые включения. 

Горизонтальное бурение

За последние годы на рынке появилась большое количество фирм, которые предоставляют оборудование для горизонтального бурения или услуги по бестраншейной прокладке труб. Горизонтально направленное бурение – технология бестраншейного строительства, включающая ряд методов, таких как: прокол, бурение, продавливание, санация и пр., которые применяются в зависимости от технических условий объекта.

Технология бестраншейного строительства имеет как свои неоспоримые преимущества, так и некоторые недостатки. Успешность проведения горизонтально направленного бурения зависит от качества оборудования, профессионализма рабочих, сроков, отведенных на выполнение заказа. Но главным критерием является правильно разработанный технический план, в который включаются сведения об участке, где будут проводиться работы, типе грунта, виде прокладываемой коммуникации и климатических условиях. Помимо данных, перечисленных выше, план должен в обязательном порядке включать сведения о коммуникационных сетях и прочих видах препятствий, которые располагаются под землей или на поверхности вблизи предполагаемого места бурения.

Оборудование играет важнейшую роль в проведение безопасного и контролированного бурения. При выборе установки необходимо обращать внимание на качество материала, из которого она произведена, наличие локационной системы, в каком типе грунта может использоваться, а также сезонность, от который зависит возможность строительства коммуникационных сетей в течении круглого года. И многие фирмы в первую очередь обращают внимание именно на эти критерии, понимая, что срок окупаемости колеблется от 1 до 3 лет, так как с каждым годом все более востребованной становится услуга горизонтально направленного бурения.

Бестраншейное строительство имеет свои тонкости проведения работ и новичку порой сложно разобраться в них. Как выбрать оборудование, проводить прокол самостоятельно или какому подрядчику доверить заказ? Для получения ответов необходимо разобраться в основах бестраншейных технологий, узнать какие существуют методы, их плюсы и минусы.

Методы бестраншейной технологии

Горизонтально направленное бурение – метод закрытого типа строительства коммуникаций, с помощью которого прокладываются различные виды трубопроводов длиной до 700 м. Для выполнения работ можно не подготавливать предварительно котлованы, работы ведутся с поверхности земли. Преимуществом данного вида является тот факт, что не требуется разрушать ландшафт, а как следствие нарушать плодородный слой почвы. Бурение осуществляется специальной установкой, которая имеет небольшие габариты и легко транспортируется.

Для проведения используется буровая машина, работающая на дизельном топливе. Установка управляется и перемещается оператором, который находится в специально встроенной кабине.

Процесс выполняется буровой головкой, диаметр которой подбирается относительно диаметра предполагаемой трубы. Для отслеживания рабочими траектории бурового инструмента устанавливается зонд с локационной системой.

В ходе работы также используется бентонитовый раствор, предотвращающий осыпание стенок образованного тоннеля и медно-графитовая смазка, с помощью которой смазываются места соединения буровых штанг.

Горизонтально направленный прокол – бестраншейный метод, позволяющий совершать прокол в грунте, длиной до 50 м. Для проведения необходимо предварительно подготовить два котлована с противоположных сторон объекта. Отличием от горизонтального бурения является то, что процесс выполняется без выноса грунта сухим способом из-за того, что происходит его вдавливание и уплотнение во время проходки прокалывающего устройства. Процесс контролируется операторам, который благодаря наличию локационной системы и панели управления имеет возможность изменить траекторию прокалывающего изделия в случае, если на пути появилось препятствие.

Работы ведутся из стартового котлована, в который помещается оборудование. Прокалывающая установка размещается в соответствии с заданным местом, где необходимо сделать тоннель. Из стартового котлована изделие выходит в приемном, где заменяется на расширитель для получения скважины необходимого диаметра.

Использование горизонтально направленного прокола в скальных, сыпучих и песчаных грунтах является не эффективным и не целесообразным. Подходит для подвижных, рыхлых и неустойчивых почв. Также к недостаткам относится ограниченный диаметр прокола, который составляет не более 50 см.

Вытеснение или отбор грунта при горизонтальном бурении

Если работы ведутся в мягком грунте и прокладывается труба с небольшим диаметром, грунт вытесняется вокруг запрессовываемого трубопровода. Однако при прокладке трубы в плотных или скальных грунтах осуществляется процесс отбора породы. Используя установку ГНБ, грунт вымывается бентонитовым раствором, который поддается через рабочий орган. При работе с оборудованием для прокола грунта земля изымается из прокладываемого трубопровода шнеками. Стоит обратить внимание, что почвенный покров не всегда удается вымыть при работе в мягких видах пород, а также на небольшой глубине.

Преимущества бестраншейной прокладки

Необходимостью в разработке и развитии методов горизонтально направленного бурения стал тот факт, что в некоторых условиях траншейные способы использовать не целесообразно или попросту невозможно, особенно это касается проведения строительных работ в условиях городской застройки или в природоохранных зонах.

Такие объекты (наземные и подземные), как: водоемы природные и искусственные, здания, трубопроводы, проложенные ранее, автотранспортные и железнодорожные магистрали, объекты, которые являются культурной ценностью и наследием – все это относится к существенным преградам на пути проведения новых коммуникационных сетей.

Поломка ГНБ установки

Оборудование ГНБ позволяет выполнять качественную работу за быстрые сроки. Однако, это возможно в том случае, если техника полностью исправна. На качество проходки влияет работоспособность буровой головки, агрегата или, например, гидронасоса. В случае поломки может измениться траектория, снизиться скорость или вовсе процесс останавливается. Чаще всего это случается из-за халатного отношения рабочих, которые не придерживаются элементарных правил безопасности техники труда и эксплуатации оборудования.

Производители относятся со всей ответственностью к своей работе, поставив перед собой цель автоматизировать процесс выполнения строительства подземных коммуникаций, сократить его сроки, сделать абсолютно безопасным и контролируемым. Установки выполняются из качественных материалов, проходят контроль соответствия, проверяется каждая деталь на работоспособность несколько сотен раз, и только после этого установку ГНБ можно увидеть на строительном рынке. Поэтому производители закликают потребителей относится внимательно и бережно, и тогда установки будут функционировать на высшем уровне долгие годы.

Важно учитывать тот факт, что каждая машина ГНБ предназначена для проведения определенных коммуникаций, работы в конкретном типе грунта и т.д., поэтому перед покупкой, необходимо знать, для каких целей она будет использоваться.

Для устранения поломок может понадобиться несколько недель, что, конечно же, скажется на конечных сроках выполнения заказа. Ситуация ухудшается в разы в том случае, если на территории страны нет официального дилера.

Цинковое покрытие труб

Для защиты инженерных сетей от механических и химических воздействий применяются защитные покрытия, выполненные из хрома, цинка или алюминия. У каждого из них есть свои технические особенности, плюсы и минусы, однако наиболее распространена защита при помощи покрытия из цинка, так как отличается устойчивостью к коррозийным воздействиям, благодаря чему коммуникация остается в целостности как с внутренней, так и наружной стороны.

Как пример, цинковое покрытие наносится на трубопроводы (кроме стальных), и тем самым увеличивает эксплуатационный срок и обеспечивает бесперебойную работу, защищает от появления царапин, трещин, и прочих дефектов.  В зависимости от требуемой толщины защитного слоя отличаются технологии нанесения, но зачастую используется гальванотехника.

Цинковое покрытие наносится на обезжиренные и очищенные поверхности обрабатываемого изделия, а для повышения устойчивости к коррозии и придания декоративного вида проводится на завершающем этапе процесс пассивирования. Трубы, защищенные цинковым покрытием, эксплуатируются для транспортировки холодной и горячей воды.

Безопасность и экология

Во время сварочных работ при монтаже труб, на которые нанесено цинковое покрытие, выделяются пары и пыль. Если не соблюдать требования техники безопасности и осуществлять процесс с недостаточно обеспеченной вентиляцией рабочего места, можно получить литейную лихорадку. К ее симптомам относятся: кашель, тошнота, головная боль, слабость.

Для экологии в целом металлический цинк не представляет опасности. Однако, химические элементы, содержащиеся в горячей воде, могут воздействовать на покрытие, вследствие чего выделяются растворимые соли цинка. Попадая в организм человека, они приводят к расстройству пищеварения и раздражения слизистой оболочки.

Это стало основной причиной, из-за чего во многих странах не применяют цинковое покрытие в таких объёмах, как прежде. Но его низкая стоимость не позволяет исключить использование полностью, поэтому цинковое покрытие остаётся актуальным для защиты труб, предназначенных для передачи технической воды на предприятиях.

Для того, чтобы защитить внутри и снаружи поверхность труб ГВС от коррозии более целесообразно использовать алюминиевые, полимерные, а также эмалированные покрытия. При выборе защитного покрытия необходимо рассматривать конкретные условия эксплуатации сетей ГВС и произвести технико-экономические расчёты, благодаря чему можно в разы увеличить рабочий ресурс трубопроводов, снизить финансовые расходы и риск возникновения аварийных ситуаций.