Меню Рубрики

Установки для прокладки подземных коммуникаций

Бестраншейные технологии прокладки инженерных коммуникаций

В настоящее время, выбор оптимального способа ремонта, прокладки инженерных коммуникаций – первостепенная задача в освоении подземного пространства современных мегаполисов, для крупных городов инженерные коммуникации являются неотъемлемой частью комфортной среды обитания современного жителя мегаполиса. Существуют различные способы прокладки инженерных коммуникаций, такие как открытая прокладка, с различными видами крепления траншеи, и бестраншейная прокладка коммуникаций, которая является динамически развивающимся и наиболее перспективным направлением подземного строительства.

Бестраншейная прокладка трубопровода, США

Применение бестраншейных технологий при прокладке инженерных коммуникаций позволяет оставлять нетронутыми полезные площади и ландшафт, а также осуществлять прокладку коммуникаций, в тех случаях, когда на поверхности уже имеется искусственное сооружение и другие препятствия. Это позволяет исключить расходы на восстановление прилегающих территорий, а так же сократить сроки проведения работ. Таким образом, бестраншейные технологии – это термин для наименования различных методов и технологий строительства и ремонта инженерных коммуникаций, а также для других подземных работ, проводимых закрытым способом, то есть без выемки траншей и без разрушения дорожного покрытия, благоустроенных участков городской территории.

Еще вначале 80-х гг. зарубежные специалисты рассматривали неэффективность использования открытых методов строительства в коммунальном хозяйстве, которые несут различные неудобства и затраты для крупных городов. Первое широкое ознакомление российской инженерной общественности с многообразными зарубежными технологиями бестраншейного восстановления действующих трубопроводов различного назначения и их прокладки пришлось на 90-е гг. ХХ века. Осознание реальности, целесообразности и возможности применения бестраншейных технологий в нашей стране послужило мощным импульсом их пропаганды в последующие годы.

Горизонтально направленное бурение, США

Основные методы бестраншейных технологий

Метод прокола

Одним из первых и наиболее простых методов бестраншейных технологий является метод прокола. Суть метода заключается в образовании скважины за счет уплотнения массива грунта. Технология работ выглядит следующим образом: сначала вырываются два котлована требуемой глубины – стартовый и приемный. В первом устанавливается рама с домкратами, и движимая их усилием снаряженная наконечником труба, в буквальном смысле, пронзает массив грунта и постоянно удлиняемая за счет добавления новых секций, выходит в приемном котловане.

Необходимое для прокола усилие (обычно оно составляет от 150 до 2000 кН) прямо пропорционально квадрату радиуса сечения скважины, что автоматически позиционирует эту технологию в область малых диаметров труб. Важное значение имеют свойства грунта – пористость (чем она меньше, тем тяжелее сделать прокол) и коэффициент трения стали о грунт. Свою лепту в требуемую величину усилия вносят масса трубы и длина скважины (поэтому особенно длинные проколы нецелесообразны). Изначально прокол был просто «механическим». Затем появились его усовершенствования: гидропрокол (когда струя воды под давлением выходит из расположенной впереди трубы специальной насадки и, размывая грунт, помогает ей двигаться вперед) и вибропрокол (в этом случае применяются специальные источники продольно-направленных колебаний – вибромолоты).

Плужный метод бестраншейной прокладки труб

Сущность метода запахивания труб состоит в плавном перемещении плуга и протягивания их через кассету. Передвижение плуга осуществляется при помощи тягача, с которым плуг соединен стальным тросом, намотанным на барабан лебедки. Модернизированная конструкция позволяет запахивать не только пластиковые трубы, но и звенья чугунных труб с муфтовыми соединениями, имеющими тяговый замок с продольным силовым замыканием TIS-K. При этом сила тяги, воздействующая на замок, не должна превышать 100 кН, а скорость протяжки трубопровода от 6 до 10 м/мин.

Вытесненный на поверхность грунт может заравниваться землеройной машиной или катком. Наиболее приемлем для легковытесняемых грунтов. Удобен для прокладки коммуникаций через водоемы. Применяются отечественные и импортные бестраншейные вибрационные кабеле- и трубоукладчики. По некоторым данным, производительность метода может составлять до 15 км прокладки коммуникаций в сутки.

Санация газопровода методом Феникс, Москва

Горизонтальное направленное бурение – ГНБ

Метод горизонтального бурения состоит в одновременном бурении горизонтальной скважины и прокладки в ней трубы. Скважину создает буровая коронка, насаженная на вал шнекового конвейера, который предназначен для удаления грунта из трубы и вращается с частотой 5,1…31,9 об/мин. Труба подается в скважину полиспастом и лебедкой, приводимой в действие двигателем внутреннего сгорания. Все узлы такой установки, получившей название машины горизонтального бурения, смонтированы на общей раме. С помощью этой установки прокладывают трубы диаметром от 100 до 1000 мм на длину 20…45 м в песчаных грунтах и до 100 мм — в глинистых.

Применяют машины разных типов, отличающиеся методом разработки грунта, способами его транспортирования внутри трубы и удаления из котлована, а также конструкцией буровой коронки. Грунт разрабатывают резанием или резанием и размывом водой под давлением.
Если конструкция машин такова, что в процессе бурения прокладываемая труба перемещается вместе с буровой машиной, установленной и закрепленной на конус трубы, то длина рабочего котлована определяется общей длиной перехода (прокладываемой трубы). Если буровую машину устанавливают и закрепляют на отдельной деревянной раме, укладываемой на дне рабочего котлована, то его длина не превышает 15 м, что достаточно для размещения бурового оборудования и прокладываемой секции трубопровода. Ширина котлована по дну — 2…3 м, глубина на 0,5…0,6 м больше проектного заложения трубопровода.

Способ продавливания

Сущность способа продавливания состоит в том, что трубу вдавливают в грунтовый массив открытым концом, а грунт, попадающий внутрь по мере ее продвижения, разрабатывают и удаляют средствами гидромеханизации или вручную. Схема выполнения процесса в основном аналогична применяемой при проколе. Различие состоит лишь в том, что продавливанием прокладывают трубы диаметром от 600 до 1400 мм и на расстояние до 80 м. Это требует установки четырех, а иногда и шести гидравличесских домкратов, усложняющих конструкцию упора, рамы для домкратов и наголовника.

Читайте также:  Установка задних ремней безопасности на фольксваген

Снизить усилия продавливания можно, придав режущей кромке трубы заостренную форму ножа (под углом 15…20° с утолщением ее на 50…60 мм по отношению к наружному диаметру трубы). Такие ножи в виде стальных секций длиной до 2 м применяют для прокладки железобетонных труб. Длина проходки из одного рабочего котлована — от 30 до 80 м. Более длинные трассы делят на несколько участков. Из каждого котлована проходку ведут сначала в направлении одного участка, затем — в противоположном. Рабочий и приемный котлованы к продавливанию труб подготавливают так же, как и при проколе. Давление от домкратов трубе передается наружными шомполами. Их так же, как и внутренние, блокируют с одной стороны со штоками домкратов или нажимной балкой, а с другой — с наголовником. Скорость и трудоемкость проходки продавливанием зависят от диаметра трубы, длины прокладки, свойств грунта и способов его разработки.

Микротоннелирование, Польша
Источник: Альбом The Wonders of Trenchless Technologies, ISTT

Шнековое бурение

Метод управляемого продавливания труб, осуществляемого с высокой степенью точности в самых разнообразных грунтах. Этот метод позволяет проходить подземные выработки без риска обрушения забоя, избежать значительных деформаций поверхности, что особенно важно при проходке коллекторов под существующими сооружениями и коммуникациями. Для данного метода характерны: скорость проходки до 150 м., диаметр труб от 600 мм до 1820 мм.

Микротоннелирование

Этот метод основан на строительстве тоннеля с помощью дистанционно управляемого проходческого щита, выдвигаемого из заранее подготовленной стартовой шахты. После завершения проходки (а она может вестись в прямолинейном или криволинейном направлении) его извлекают из приемной шахты. От продавливания микротоннелирование отличается большей длиной проходки (до 500 м, а при необходимости до нескольких километров), скоростью и точностью (независимо от длины трассы она контролируется компьютерным комплексом с применением системы лазерного ведения). А кроме того, минимизацией затрат и материальных ресурсов.

С помощью микротоннелирования можно «пробиться» через грунты любой категории – от неустойчивых суглинков и водоносных песков до скальных пород, работать в смешанном забое, не бояться появления в грунтовом массиве по трассе крупнообломочных включений, валунов, гальки и щебня. Для прокладки микротоннелированием используются самые разные трубы: полимербетонные, железобетонные, керамические, стеклопластиковые, асбестоцементные.

Санация

Способ замены труб, производимый без прекращения движения транспорта, объездов, пробок, и.т.п. Способ основан на принципе динамического удара: разрушающая головка продвигается по заменяемому трубопроводу из бетона (без арматуры), асбоцемента, ПЭ и чугуна, разрушает их. Одновременно затягивается труба такого же или большего диаметра.

источник

Оборудование для прокладки коммуникаций бестраншейным способом

Оборудование для прокладки коммуникаций бестраншейным способом

Наибольшую популярность сегодня получают машины для производства земляных работ. Им уделяется достаточно большое внимание по той причине, что никто не хочет копаться в грунте, если есть возможность этого не делать, а доверить работу специальной установке. Прокладывать под землей коммуникации любого типа – сети связи, газо – и водопроводы, тепловые сети, можно не только за городом, но и в черте города, даже на центральных улицах, во многом за счет использования современных, надежных и функциональных установок, используя которые, можно производить работы под землей. Нередко трубопроводные магистрали прокладываются под автомобильными трассами, центральными площадями, парками и водоемами. Все это стало возможным только с появлением современного оборудования. Подобные работы, конечно, же, производились и раньше, однако при этом было очень много грязи и впоследствии требовалось долгое восстановление всех разрушенных участков.

Наиболее широко используются такие способы прокладки трубопроводных магистралей, как горизонтально направленное бурение и прокол под дорогой, щитовая проходка и продавливание нового трубопровода в массив грунта.

Основным достоинством бестраншейного способа прокладки является, прежде всего, то, что с его помощью можно производить работы в любом месте, не нарушая режим жизнедеятельности города, не останавливая движение транспорта и пешеходов, а, также, не нарушая целостность городского ландшафта.

Работы могут проводиться как зимой, так и летом, вне зависимости от уровня температуры. Также совершенно не имеет значения, есть ли поблизости другие сети коммуникаций, парки или скверы, с помощью современных установок можно обойти практически все препятствия. Несмотря на то, что проводиться достаточно большой объем работ и в краткие сроки, метод бестраншейной прокладки труб более выгоден, чем траншейный.

Если необходимо проложить магистраль под дорогой, нередко осуществляют установку защитного кожуха для новой трубы, поскольку в таком месте новая труба будет находиться под постоянным механическим воздействием и должна быть надежно защищена. В защитных футлярах прокладывают не только водо – и газопроводы, но и оптоволоконные и телефонные кабели, а также другие виды коммуникаций.

Установки для бурения подобным образом работают как непрерывно, так и циклически, в зависимости от того, какой метод прокладки труб был выбран.

Читайте также:  Установка датчик давления ддм

Следует отметить, что выполнять прокол под дорогой не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Система довольно проста – с обеих сторон транспортной магистрали выкапываются котлованы, один из которых стартовый, другой – приемный. При этом в стартовом котловане устанавливают оборудование для бурения, которое подходит для выбранного метода прокладки труб. Чаще всего прокол под дорогой осуществляют с помощью установок горизонтально направленного бурения. Бур проходит через все скважину и выходит в приемном котловане, после чего производят укрепление стенок скважины и начинают затягивать новую трубу.

Трубы могут иметь различный диаметр, в зависимости от того, какой размер штанги был использован для бурения. В случае необходимости можно заменить штангу на другую, большего размера, и повторить процедуру до тех пор, пока не будет достигнут нужный диаметр скважины.

За процессом бурения наблюдает оператор установки. Он имеет возможность корректировать направление бура в том случае, если замечает, что возникло отклонение от заданной траектории.

В целом суть работ достаточно проста, однако необходимо соблюдать технологию, чтобы не допустить ошибок.

После того, как пробурена скважина, с помощью специальной установки осуществляется затягивание новой трубы. Чаще всего ее закрепляют на одном конце троса, который затаскивается вовнутрь с помощью движения лебедки. При этом необходимо следить за тем, чтобы затягивание происходило медленно, это нужно для того, чтобы предотвратить разрыв цепи труб.

Рабочие могут выбрать, как им будет удобнее производить протягивание – сварить всю цепь труб заранее, не поверхности земли, или же погружать отдельные участки нового трубопровода в котлован, после чего приваривать их также по отдельности по мере заталкивания трубы в скважину.

С одной стороны, второй способ является более удобным. Это связано с тем, что трудно впоследствии поднять уже сваренную цепь труб и опустить ее в котлован, а подавать по одному куску трубы гораздо проще. Чтобы работы прошли успешно, необходимо точно наладить процесс протягивания, чтобы не затянуть не сваренную трубу дальше, чем это необходимо.

Любой вид работ, будь то траншейная или бестраншейная прокладка, является по-своему сложным. Упростить задачу можно, выбрав наиболее подходящую технологию.

Чтобы провести работы бестраншейным способом, строители должны пройти каждый этап, указанный в документации, а контролер – проверить качество работ и при необходимости указать на неисправности.

Перед тем, как начинать работы по прокладке, нужно подготовить площадку, выкопать котлованы, подключить все оборудование, которое будет использоваться. На площадку приходят специалисты, работа которых очень важна для того, чтобы весь процесс прокладки магистрали прошел лучшим образом.

Следующий этап – бурение пилотной скважины, через которую впоследствии будет протягиваться трубопровод. Диаметр скважины увеличивается в процессе прокладки трубы.

При завершении строительных работ все оборудование отключается, а в скважину запускается камера – робот, с помощью которой производится контроль проделанной работы.

Отдельно следует рассмотреть поэтапный процесс производства работ с применением установки ГНБ. Нет необходимости изучать от и до устройство рабочего оборудования, достаточно лишь знать, где какие основные элементы и как они действуют. Так, например, установка для прокладки труб без копания траншей имеет несколько важных деталей – в частности, направляющий корпус, который и задает движение всему устройству, опоры и ребра жесткости, необходимые для того, чтобы закрепить установку в скважине, а также гидроцилиндр, который по длине точно равен штоку и окно, через которое осуществляется выгрузка грунта в процессе проведения работ. Все эти детали одинаково важны, и если поломается хоть одна из них, то установка не сможет продолжать свою работу. Суть работы установки достаточно проста. За счет движения направляющего корпуса осуществляются повороты установки и ее продвижение по трассе. Гидроцилиндры передают тяговое усилие корпусу, в результате чего в движение приводится каретка. Если правильно управлять установкой, то результат превзойдет все ожидания, поскольку в несколько раз может быть повышена производительность труда, а, следовательно, и сроки производства работ. Диаметр старой трубы может быть увеличен на столько, на сколько это необходимо, что, несомненно, является очень большим плюсом. Трудоемкость работ при этом сильно снижается.

Данная установка была изобретена уже давно, однако сегодня используется в виде, сильно изменившимся от первозданного. Специалисты время от времени добавляют новые детали и совершенствуют работу оборудования, делая его еще более удобным и надежным. Использовать установку можно при производстве работ в центре города, в частности, перед зданиями городского и государственного значения. При этом можно совершенно не беспокоиться о том. Чтобы будет нарушена целостность площади перед зданием или задеты другие проложенные под землей коммуникации, что чревато возникновением аварийной ситуации.

Также было разработано специальное оборудование, с помощью которого можно выкапывать скважины, при этом задействуя меньшее количество усилий. Данная установка содержит не один, а два гидроцилиндра, следовательно, надежность конструкции возрастает в два раза. Также используется несколько усиленная опорная рама. За счет слаженной работы механизма осуществляется проходка машины в скважину.

Несмотря на то, что использование современного оборудования дает множество преимуществ, оно не освобождает от необходимости выполнять работы в строгой последовательности и в частности, соблюдать правила и действовать по государственным нормам и стандартам.

Читайте также:  Установка магнитного замка с камерой

В инструкции по эксплуатации описывается правильная работа оборудования, а также процесс управления проходкой или бурением, либо же непосредственно заталкиванием трубы в скважину. При этом необходимо учитывать и все особенности местности, на которой проводятся работы, а также правильно выключать рабочие установки, очищая их после того, как закончен процесс прокладки коммуникаций.

Если необходимо произвести переустановку захвата, переместив его с передней части каретки на заднюю, то необходимо совершать перемещение в обратную сторону, при этом устройство не перезапускается, и мощность работы оборудования остается прежней.

Современные установки для бурения и прокладки коммуникаций обладают очень высокой производительностью, в результате чего могут быть использованы для прокладки труб на достаточно длительные расстояния. Возможности эксплуатации таких машин очень широки, в особенности, если изучить все характеристики и правильно управлять установкой.

Производить работы с помощью современного оборудования можно даже в самых застроенных и плотно посещаемых уголках города. Производство работ никак не мешает ни рабочим предприятий, ни обычным прохожим, ни водителям. При этом городское управление охотно дает разрешение на производство работ, даже если трубы будут прокладываться под такими объектами городской инфраструктуры, как вокзалы и аэродромы, скверы и парки, жилые здания и детские площадки.

Не будет нанесено никакого вреда, если нужно проложить трубы под закрытыми промышленными зонами.

Выделяют несколько основных частей установки для бестраншейной прокладки коммуникаций – окно для извлечения переработанного грунта, опора и телескопическая каретка, ребра жесткости, необходимые для закрепления установки и пластины скольжения. Также данные виды установок снабжены не одним, а двумя силовыми гидроцилиндрами.

Перед тем как начинать прокладывать трубу, в частности, если труба сделана из стали, необходимо предварительно разрезать ее в нескольких местах и усилить места разреза ребрами жесткости. Опоры при этом должны лежать срезом вверх. Применяя установку для бурения, на трубу передают усилие, вырабатываемое гидроцилиндрами, после чего вся конструкция закрепляется на опорных пластинах, с помощью которых существенно упрощается скольжение трубы по скважине. Буровое оборудование протаскивается через проем для подачи груза непосредственно к месту прокладки новой трубы. Затем производят выдвижение штоков и следят за тем, чтобы передняя часть установки упиралась полностью в новый, затягиваемый в скважину трубопровод. Таким образом, осуществляется перемещение трубы по скважине за счет прилагаемого усилия.

Использовать современные установки для проталкивания трубы в скважину можно даже в том случае, если осуществляется затягивание трубы среднего диаметра. За счет своей компактности установка поместится практически в любой скважине, кроме самой маленькой по диаметру.

При этом практически не имеет значения, на какую длину и глубину будет протягиваться новая труба. Нет необходимости приобретать дорогостоящие установки, если можно обойтись простой, но доработанной моделью установки для бурения. Не зря считается, что все новое, это хорошо забытое старое, и данная фраза напрямую относится к производству работ по бурению, а в частности, к оборудованию, используемому для него.

В некоторых случаях может потребоваться изготовление шнекового устройства. Чаще всего необходимость в нем обнаруживается уже в процессе проведения работ, поэтому изготовить его можно прямо на рабочей площадке. Для этого нужно использовать несколько одинаковых труб, имеющих небольшой диаметр. Данную конструкцию располагают на телескопической каретке, благодаря чему существенно упрощается забор лишнего грунта, который появляется в трубе при прямой прокладке острым концом, без установки защитной крышки.

Если используется прокладка труб на большое расстояние, а в частности, для производства работ был выбран метод микротоннелирования, то целесообразно увеличить скорость работ, используя шнековый привод. В данном случае и длина прокладки труб может быть увеличена вплоть до тысячи метров.

Необходимо отметить, что практически все современные установки для бурения и прокладки труб имеют достаточно высокую мощность, в результате чего они могут быть использованы для производства любых видов работ, вне зависимости от того, какой материал труб при этом используется. Дополнительные устройства для увеличения скорости проходки могут быть изготовлены из нескольких труб, имеющих сравнительно меньший диаметр. При этом длина проходки за один подход может составить до двухсот пятидесяти метров.

Если для производства работ был выбран способ микротоннелирования или же горизонтально направленного бурения, то необходимо дооснастить обычные установки дополнительным оборудованием – приводом, который имеет форму обычной кассеты и вставляется в проем установки, через который осуществляется выемка переработанного грунта.

Чтобы в несколько раз уменьшить трение, возникающее между новой, прокладываемой трубой и землей, а также, с целью увеличения максимальной длины прокладки, эксперты рекомендуют использовать в процессе работ специальный раствор, предназначенный для бурения и сделанный из цемента, сильно разбавленного водой.

Если осуществляется прокладка труб несколько большего, чем изначально диаметра, то целесообразно предусмотреть в процессе проведения работ несколько различных способов, при помощи которых может осуществляться контроль над уклоном и его корректировка в случае необходимости.

При осуществлении прокладки магистрального трубопровода, необходимо выкопать на участке небольшую, но лидирующую скважину, в которой будет установлено оборудование для слежения за ходом работ. Это необходимо, прежде всего, для того, чтобы своевременно устранить различные погрешности и не допустить возникновения аварийной ситуации в процессе эксплуатации трубопроводной сети.

источник