Методи безтраншейного прокладання підземних комунікацій

Існує траншейна і бестраншейная прокладка труб каналізації і водопостачання. Традиційним і найпоширенішим є «відкритий» метод укладання труб, при якому риється траншея необхідної глибини, в неї вкладається трубопровід, після цього траншея засипається. Цей метод має суттєві недоліки:

• відбувається порушення родючого шару ґрунту;
• знищення зелених насаджень;
• в разі коли траншея проходить через автодорогу, буде зруйновано асфальтове покриття, яке згодом потрібно відновити, а якщо цю автодорогу, через велику інтенсивність, можна перекрити навіть вночі, то виконати прокладку трубопроводу, використовуючи «відкритий» метод на цій ділянці, буде абсолютно неможливо.

Щоб виконати прокладку трубопроводу під автотрасою, залізницею, житловий спорудою, річкою і т.д., застосовується бестраншейная прокладка труб.

Переваги безтраншейних методів прокладки труб

Безтраншейний метод буріння дає можливість виробляти підземні роботи, не розкриваючи грунт. Це дозволяє виключити необхідність перекриття дороги, відновлення асфальтового покриття, порушення працездатності існуючих комунікацій, знищення дерев і т.д.

Крім усього, цей метод прокладки труб має наступні переваги:

• істотне зменшення матеріальних витрат;
• скорочення часу прокладки трубопроводу;
• зменшення робочих для проведення земляних робіт;
• мінімальне нанесення шкоди навколишньому середовищу;
• можливість прокладки труби в зимову пору року;
• підвищення безпеки роботи персоналу.

При необхідності безтраншейної укладання труби на невеликій ділянці, такому як, наприклад, прокладка під дорогою, обійтися можна і без застосування спеціального обладнання та машин. Буде потрібно виготовити лише циліндр необхідного діаметра і закріпити до нього нарощувану штангу. За допомогою цієї нескладної конструкції можна вручну вибирати землю. Але слід врахувати, що для цього буде необхідно з обох сторін дороги попередньо викопати невеликі котловани. Коли бестраншейная укладання вимірюється в декількох десятках метрів і більше, тоді просто необхідно буде застосування спеціальних машин і механізмів.

Існує кілька методів безтраншейної прокладки труб:

1. санація;
2. прокол;
3. продавлювання;
4. горизонтально-направлене буріння.

Більш детально розглянемо кожен метод безтраншейної прокладки труб.

Санація відноситься до безтраншейної прокладки труб шляхом їх заміни (старі на нові труби).

Релайнінг трубопроводів

Релайнінг - це метод санації, при якому нові труби з полімерного матеріалу затягуються в існуючий трубопровід. Релайнінг може проводитися як без руйнування, так і з руйнуванням старої труби.

Перед тим як приступити до протягування нової труби без руйнування старої, потрібно ретельно вивчити внутрішню поверхню старої труби на наявність в ній знаходження сторонніх предметів і інших непереборних перешкод.

При необхідності зберегти або збільшити діаметр трубопроводу застосовується метод зі статичним виламуванням старого трубопроводу. У цьому випадку через руйнується трубопровід пропускаються штанги з боку попередньо виритого приймального котловану (розмір 2х3 м). На кінці протягаються штанг, в стартовому котловані, кріпиться розширювальний ніж, який через вертлюг зєднаний з простягаємо ПНД трубою. На дні приймального котловану на рамі змонтовані гідравлічні домкрати, в які затягнуті штанги. За допомогою даних домкратів приводиться в рух каретка з закріпленими штангами. Для поліпшення фіксації рами в котловані монтується наполеглива плита. Протяжка ПНД-труби триває до тих пір, поки ніж повного виходу у приймальний котлован. Під час протягання штанги довжиною по 1,5 м періодично виймаються. Таким чином, під час цього процесу стара труба ножем розрізається, розширюється і в неї затягується нова поліетиленова труба.

Деякі нюанси проведення релайнінга

При виборі методу ремонту трубопроводу, дуже часто, через свою економічності найпоширенішим методом є релайнінг. Проводячи підготовку до ремонту трубопроводу, в першу чергу необхідно підібрати діаметр ПНД-труби, який ідеально повинен підходити до діаметру реставрується трубопроводу. На поверхні труби довжиною 10-12 м зварюються і вводяться в ремонтується трубопровід. Зварюваний ділянку трубопроводу може бути довжиною не більше 700 м. Продуктивність, в першу чергу, залежить від діаметру труби і може бути до 250 м на добу.

Не потрібно забувати, що при застосуванні стикового зварювання, на стиках труб утворюється бурт, висота його може бути до 15 мм. Цей нюанс необхідно обовязково врахувати при проведенні виміру зазору між внутрішньою поверхнею трубопроводу, що ремонтується та нової ПНД-трубою. З урахуванням того що діаметр ремонтованої труби зменшиться, його пропускна здатність зовсім не зміниться. Відбувається це завдяки низькому гідравлічному опору вставляється ПНД-труби.

Санація за допомогою релайнінга, без руйнування старого трубопроводу, дозволяється тільки в тих випадках, коли допустимо невелика зміна діаметра труби або коли воно компенсується поліпшеною пропускною здатністю нового трубопроводу.

Метод, при якому відбувається руйнування старого трубопроводу, після чого простягається нова труба, буде дуже корисний в тій ситуації, якщо релайнінг не дозволить створити необхідного напору при реставрації трубопроводу. Даний метод добре підходить для проведення робіт у важких гідрогеологічних умовах, а також при знаходженні поблизу трубопроводу, що ремонтується інших комунікацій або споруд.

реновація трубопроводу

Реновація - це ще один метод проведення санації, при якому стара труба повністю руйнується і одночасно з цим на її місце вкладається нова. Застосовується він в тому випадку, коли старий трубопровід має або недостатню пропускну здатність, або труби відслужили свій термін експлуатації. При цьому прокладка нової труби може бути зі зміною діаметра в сторону або його зменшення, або його збільшення.

Даний вид санації, як правило, здійснюється двома способами: заміна існуючої труби на пластикову ПНД-трубу з системою нарізного сполучення або за допомогою руйнівника трубопроводів.

При проведенні реновації відбувається комплексна заміна старого трубопроводу шляхом його виламування статичним методом. Розрізання ділянки трубопроводу, де була виявлена неполадка, здійснюють роликовими ножами, а спеціальний розширювач збільшує тунель в діаметрі, після чого простягається нову ділянку.

До переваг санації належить:

• можливість використання існуючої мережі комунікації;
• мінімальний ризик пошкодження сусідніх трубопроводів;
• можливість збільшення або зменшення діаметра трубопроводу;
• зменшення витрат на виконання земляних та відновлювальних робіт.

Як висновок: Вибір того чи іншого методу санації каналізаційних і водопровідних мереж залежить в першу чергу від виду їх несправностей.

Прокладка трубопроводу методом проколу

Прокол - це такий метод безтраншейної прокладки труб, який часто застосовується для монтування трубопроводів в глинистому і суглинному грунтах. Труби, що мають діаметр не більше 600 мм, можуть прокладатися таким методом на довжину до 60 м. При цьому методі безтраншейної прокладки труб грунт не виробляється, а ущільнюється навколо труби в радіальному напрямку. Для проколу необхідно досить значне зусилля (від 150 до 3000 кН), яке створюють за допомогою лебідок, тракторів і бульдозерів, а найчастіше використовують гідравлічні домкрати.

Для того щоб зменшити опору грунту, а також сили бокового тертя, на закінчення труби закріплюється конусний наконечник з діаметром підстави на 20 мм більше, ніж зовнішній діаметр труби, що прокладається. При невеликому діаметрі труби конусний наконечник не встановлюється, а грунт проколюється трубою (зі створенням уплотняющего ядра). В такому випадку точність виконання проколу буде вище, ніж із застосуванням конусного наконечника, виходячи з того, що, коли конічна поверхня зустрічається з будь-якими перешкодами в грунті (кругляки, валуни і т. П.), Наконечник трохи зсувається від осі проколу і в подальшому прокол робиться по дузі.

Прокол виконується зі швидкістю 4 - 6 м / ч. Для того щоб збільшити швидкість проколу, застосовується вібропрокол. При такому способі проколу статичні зусилля домкратів поєднуються з віброімпульсів, це дозволяє збільшити швидкість до 20 - 40 м / ч.

Існує ще один різновид проколу - гідропрокол, він застосовується в легкоразмиваемих грунті. Процес гідропрокола полягає в тому, що грунт, що знаходиться перед трубою, розмивається за допомогою спеціальної насадки і в утворюється западину просувається труба. Істотними недоліками цього різновиду проколу є те, що можливо відхилення від осі прокладання та необхідні додаткові витрати на організацію відведення пульпи.

Послідовність виконання проколу

На певному віддаленні від перешкоди викопується котлован, в якому споруджується опорна конструкція, встановлюються гідравлічні домкрати. На поверхні цього котловану монтується насос високого тиску для подальшого підключення домкратів. У технічній характеристиці домкрата, крім величини зусилля, яке він може створити, вказується величина ходу його штоків або відстань, на яке здатна пересуватися нажимная плита, повертаючись в початкове положення.

В котлован зі змонтованими домкратами опускається простягає труба з наконечником, що має спеціальне пристосування (призначене для передачі зусилля від плити домкрата на простягає трубу), що називається шомполом. Цей шомпол виготовляється з труби, діаметр якої може бути більше або менше діаметра простягається трубопроводу. У першому варіанті шомпол надаватися на трубу, в другому - вставляється всередину труби. Шомпол має діаметрально просвердлені отвори, відстань між ними дорівнює ходу штоків домкрата. Перша ланка простягається з шомполом труби має довжину 6 - 7 м.

Щоб виконати перший цикл проколу, до нажімной плиті домкратів закріплюється тільки шомпол, а закінчення простягається труби залишається вільним. Коли труба вдавлюється, наконечник затискаються грунтом, за допомогою натискної плити домкратів, при її поверненні в початкове положення, витягується шомпол. Результатом даного процесу є те, що за вільним кінцем труби, на відстані одного ходу штока домкрата від натискної плити, утворюється перший отвір. В отвори шомпола монтується сталевий стрижень, який має діаметр 50 мм, і цикл повторюється.

Існують установки, які мають рухливий упор, він підтягує домкрат при зворотному ході штоків. В даному випадку не потрібно шомпол. Домкрат з рухомим упором і натискний плитою переміщаються слідом за простягається трубою до повного її занурення в грунт, після чого повертаються в початкове положення. До вільного закінченню труби приварюється чергова ланка, і цикли повторюються.

Прокладка трубопроводу методом продавлювання

Продавлювання - ще один метод безтраншейної прокладки труб, який застосовується для укладання виробів зі сталі, що мають діаметр не більше 2000 мм. Цей метод дуже схожий на прокол, за винятком лише того, що вдавлення труби в грунт виконується відкритим кінцем, після цього земля, яка вдавилася всередину труби, забирається або вручну, або механічним способом.

При продавлюванні, для того щоб створити нажимное зусилля, застосовуються гідравлічні домкрати, які розташовуються симетрично по всьому колу труби. Цей спосіб прокладки труб ефективний для різних грунтів I - IV груп, з діаметром продавлювати трубопроводу від 600 до 1720 мм і довжиною прокладки не більше 100 м.

Продавлювання виконується в наступній послідовності. Заздалегідь виритий котлован обладнають міцної наполегливої стіною і монтують в нього гідравлічні домкрати. На направляючу раму опускається перша ланка труби, що прокладається, після чого його стикуються з плитою домкратів, при цьому залишається кінець труби вільним.

При впливі домкратів на трубу вона відкритим кінцем входить в грунт. Таким чином всередині труби створюється грунтова пробка. Після повернення нажімной плити домкрата в початкове положення, між закінченням труби і натискний плитою утворюється зазор, з розміром ходу штоків домкрата. На початковому етапі знаходиться всередині труби грунт видаляється лопатою, яка має довгу рукоять, в подальшому - лопатою з короткою рукояткою і пневматичним ударним пристроєм.

Після видалення і розробки з труби грунту в зазор між краєм продавлювати труби і натискний плитою домкратів монтується перший нажімной патрубок, його довжина дорівнює кроку штоків домкратів. Цих натискних патрубків всього три. Другий вдвічі довшій першого, а третій втричі. На той момент, коли між кінцем труби і натискний плитою домкратів вийде зазор довжиною, рівній чотирьом крокам штоків, встановлюється перший і третій патрубки. При величині зазору в пять кроків штока - другий і третій патрубки. Більше двох натискних патрубків монтування забороняється.

При повному зануренні в грунт, видаленні і розробці грунту з однієї ланки труби в котлован подається і монтується до вільного її кінця чергова ланка і цикли повторюються.

Безтраншейного прокладання трубопроводів із застосуванням спеціальних бурових установок

Метод ГНБ (горизонтально-направлене буріння) полягає в безтраншейному прокладанні підземної комунікації із застосуванням спеціальних бурових установок. Прокладка трубопроводу методом ГНБ включає в себе три етапи:

1. Прокладка свердловин.

Для буріння пілотної свердловини застосовується бурова головка, яка виготовлена з твердосплавних змінних пластин. Бурова головка зєднується з гнучкою штангою, що дозволяє їй виконувати руху по заданій траєкторії і огинати на своєму шляху всілякі перешкоди. Для охолодження головки за допомогою бурового розчину і розрідження подрібненої породи з подальшим виведенням її на поверхню в ній передбачені спеціальні отвори. Для контролю траєкторії буріння головки існує навігаційний блок, який розташований в її порожнині. За допомогою нього на пульт управління передається місце розташування, азимут і ухил бурової головки. Це дозволяє з високою точністю виконати прокладку свердловини, обійти всілякі перепони на її шляху.

2. Розширення свердловин.

Після того як буріння пілотної свердловини закінчено, головка відєднується від штанги і замість неї встановлюється спеціальний розширювач. Цей розширювач витягується від місця виходу головки до бурової машини. Таким чином відбувається розширення свердловини до необхідного діаметра. При необхідності створення великого діаметра трубопроводу, розширення, як правило, проводиться в кілька етапів. Це дозволяє знизити на обладнання навантаження. Також необхідно враховувати, що діаметр свердловини на 30% повинен бути більше діаметра труби.

3. Протягування труб.

Для протягування труби необхідно батіг трубопроводу закріпити до штанги за допомогою розширювача і спеціального шарніра. Після цього машина ГНБ затягує трубопровід в свердловину. Для захисту труби від механічного пошкодження і зменшення тертя в процесі затягування використовується буровий розчин.

Істотною перевагою цього методу є те, що його довжина прокладки може бути і кілька кілометрів, а діаметр трубопроводу може досягати до 1400 мм.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!