Преимущества прокладки труб методом ГНБ – как выполняются работы
Прокладывать трубопроводные коммуникации можно, не вскрывая грунт, а используя бестраншейные способы прокладки труб. Этот вариант не образует видимых нарушений участка, сохраняет целыми асфальтированные дороги, не уничтожает растительность. Реализовать такой способ сегодня можно применением одного из нескольких методов.
Преимущественные моменты прокладки труб без траншей
Чаще всего трубопроводные системы укладывают посредством вырытых траншей. Этот метод имеет некоторые существенные недостатки:
Помимо этого канал, проходящий через дорожное полотно, невозможно проложить, не нарушив асфальтовое покрытие, что неизбежно приводит к реконструкции дороги по окончании работы. А перекрытие оживленного участка трассы может вызвать определенные трудности. Решением проблем в этом случае становится бестраншейную или закрытую прокладку коммуникационных линий, включая прокладку труб ГНБ.
Указанный метод имеет множество достоинств:
Монтажный процесс, выполняемый на коротком участке, к примеру, под дорожным полотном, не требуют привлечения специальной техники. Процесс такой укладки достаточно прост. Для его выполнения требуется цилиндр определенного размера и штанга с элементами наращивания. Такое устройство позволяет вручную удалять грунт, но предварительно нужно выкопать небольшие котлованы по бокам дороги, то есть на входе и выходе трубы. Если монтаж предполагает работу на длинном участке, то необходимо привлечение специального оборудования.
Варианты закрытой прокладки
Бестраншейный способ прокладки труб используется при проведении разных коммуникационных систем:
Закрытая прокладка трубопровода в настоящее время предполагает много способов исполнения. В частности выделяются следующие варианты:
Первый вариант (санация) используется при необходимости проведения ремонтных работ или требуется полная замена отдельных элементов трубопровода. Другие варианты подразумевают непосредственную укладку трубных элементов. Бестраншейная прокладка широко распространена, так как указанный способ помогает предотвратить множество проблем, возникающих при открытой укладке трубопровода.
Использование метода санации для ремонта и прокладки трубопроводов
Санация – это закрытая укладка труб, выполнение которого подразумевает замену старых элементов новыми трубными изделиями. Существует два способа выполнения процесса:
Релайнинг
Этот способ предполагает сохранение старой системы и ее использование в качестве капсулы для нового трубопровода. Перед проведением работы требуется предварительная качественная очистка трубы от лишнего мусора. Затем в нее вставляют новый трубный элемент, имеющий меньший диаметр. Несмотря на то, что современные трубы производятся из материалов с отличными качественными характеристиками, старая конструкция может выступить в роли дополнительной защиты, снижая риск возникновения аварий.
Релайнинговые работы можно выполнить несколькими способами, в частности втягивание трубы. Этот процесс начинается в конце старой коммуникации и до начала трубы. На время проведения работы участок отключается от общей системы, затем в ремонтируемую трубу на этом участке вставляется новый элемент, выполненный из более технологичных материалов. Релайнинг допускает небольшое разрушение некоторых участков старого трубопровода. Читайте также: «Какую трубу в канаву на заезд лучше выбрать – виды и особенности, правила укладки».
Проведение релайнинга требует обязательной замены ремонтируемого отрезка временными элементами. По окончании процесса временные элементы удаляются, а реставрированный участок подключают к системе.
Реновация
Если первый способ предполагает ремонт старых коммуникаций с частичным введением новых элементов, то в результате реновационного процесса выполняется полное обновление линий. В некоторых случаях допускается изменение диаметра трубопровода. Реновация подразумевает разрушение устаревших элементов в процессе введения новой линии. При этом обломившиеся части трубы, оставшиеся в земле, играют роль уплотнительной оболочки для новой системы.
Санация позволяет проводить замену коммуникаций из керамики, бетона и металла.
Монтаж труб методом прокола
Метод прокола используется чаше всего на глинистых и суглинистых почвах. Таким способом можно укладывать трубы диаметром не более 600 мм. Максимальное расстояние, на которое можно прокладывать трубы с использованием прокола грунта, составляет 60 метров. Такая проводка предполагает уплотнение почвы вокруг трубы. Выполнить прокол можно только с помощью специальной техники, так как для этого требуется сила в 3000 кН. Самым распространенным вариантом считается прокол и помощью гидравлического домкрата.
Чтобы уменьшить коэффициент трения и сопротивления в грунте, можно использовать наконечник в виде конуса. Основание этого элемента должно быть шире самой трубы на 2 см. Трубопроводы, имеющие небольшой диаметр, можно прокладывать без использования наконечника, прокол выполняется непосредственно трубой.
Использование конусного наконечника на трубе снижает точность прохождения. Так как при прохождении через грунт этот элемент может натолкнуться на препятствие и отклониться от намеченной линии прокола.
Прокол выполняется со скоростью 4-6 метров в час, в зависимости от сложности грунта и используемого оборудования. Увеличить скорость движения трубы при таком способе бестраншейной прокладки помогает вибрация. Совместно с усилиями домкрата она позволяет осуществлять движение через грунт со скоростью 20-40 метров в час. Читайте также: «Варианты бестраншейной прокладки труб – преимущества и недостатки способов».
Существует еще один вариант прокалывания грунта – гидропрокол. Он эффективен в том случае, когда почва поддается легкому размыву водой. При этом способе разрушение почвы проводится направленным водяным потоком. Результатом процесса становится колодец, в который проводится укладка коммуникационных систем. Читайте также: «Способы прокладки трубопроводов – открытый и закрытый, правила выполнения работ».
Метод продавливания грунта
Проведение трубопроводов бестраншейным способом также предполагает использование метода продавливания грунта. Этот вариант более эффективен при укладке стальных труб большого диаметра, до двух метров. Процесс аналогичен методу прокалывания, но продавливание выполняется открытым концом. Образующуюся в результате землю удаляют.
Необходимая степень усилия для продавливания создается гидравлическими домкратами, установленными по всей окружности трубы. Работы такого типа можно проводить на грунте с большим содержанием глины, суглинков и песка. Оптимальная величина диаметра используемых труб может лежать в пределах от 60 см до 172 см. Прокладывать трубопроводы продавливанием грунта можно на участках шириной не более 100 метров. Таким методом часто укладывается труба в канаву на заезд, так как это достаточно эффективный способ.
Продавливание грунта выполняется следующим образом:
Горизонтально-направленное бурение для прокладки труб
Бестраншейная прокладка труб также может выполняться горизонтально-направленным бурением (ГНБ) грунта. Прокладка трубы методом ГНБ выполняется с использованием буровой техники.
Бестраншейная прокладка труб с применением метода ГНБ выполняется в три этапа:
Выполнение прокладки труб методом горизонтального направленного бурения возможно только при помощи буровой установки, оснащенной специальным наконечником. Гибкая штанга, соединенная с наконечником, дает возможность изменять траекторию бурения. Это особенно важно в тех ситуациях, когда необходимо предотвратить столкновение бура с естественными препятствиями в грунте. Для периодического охлаждения наконечника в процессе работы на его корпусе имеются отверстия. Для контроля и корректировки траектории бурения наконечник оснащен навигационным аппаратом.
Ширина скважины увеличивается посредством расширителя, который устанавливается вместо наконечника. Расширение может выполняться многократно до получения необходимого диаметрального сечения скважины. При этом следует помнить, что этот параметр должен превосходить диаметр прокладываемой трубы на 30%.
Заключительный этап технологии прокладки труб методом ГНБ предполагает непосредственное протягивание трубы. Процесс заключается в следующем: на специальной штанге фиксируется плеть коммуникации и вся конструкция протягивается в скважину машиной ГНБ. Использование бурильного раствора облегчает протягивание трубных изделий по горизонтальному каналу, снижая коэффициент трения.
Проведение различных коммуникационных систем с использованием бестраншейных методов прокладки труб – это современная технология, с помощью которой можно существенно сэкономить ресурсы. При этом существует несколько способов ее реализации, которые позволяют выбрать подходящий вариант для определенного случая.
Работы производятся буровой установкой «Vermeer» Navigator® D60x90 Series II. Максимальное тяговое усилие 27216кг. Крутящий момент 12202Н*м. Установка принята по наибольшему тяговому усилию, необходимому для производства работ одного из переходов. Перед работой установки ННБ требуется тщательно произвести замер трассы для определения количества штанг для бурения.
Производство работ методом ННБ производить согласно расчетам и прилагаемым схемам. Переходы газопровода в футляре через дороги выполнены закрытым способом методом ННБ в соответствии с техническими условиями, выданными владельцами дорог. Буровая установка при переходе через железную дорогу располагается за пределами охранной зоны железной дороги. Перед бурением требуется подготовить место для размещения бурильной установки. Место установки необходимо оградить. Расстояние между ограждением и машиной должно быть не менее 1,5 м.
При производстве работ необходимо предусмотреть рабочий и приемный приямки, установить сигнальные знаки видимые в любое время суток. Для спуска рабочих в приямки предусмотреть лестницы. Разработка рабочего и приемного приямков выполняется ковшовым экскаватором ЭО-3121. Приямки копать с естественными откосами. Весь разрабатываемый грунт перемещается во временный отвал.
Из приёмных и рабочих приямков, а также из траншеи (в местах с высоким уровнем грунтовых вод) предусмотреть водоотлив с помощью вакуумной машины. После завершения работ прокладке газопровода методом ННБ рабочие и приемные приямки засыпают до проектных отметок газопровода грунтом.
Кроме того, предусматривается размещение машины с водой и бентонитовой смесью. Прокладку газопровода способом наклонно-направленного бурения выполнять с обязательной подачей бурового раствора (бентонита) в зону бурения для стабилизации буровой скважины, предотвращающей ее обвал от давления окружающего грунта и образования дополнительной защитной пленки. Состав бурового раствора выбирается в зависи- мости от типа грунтов. Для стабилизации бурового канала необходимо использовать буровой раствор надлежащего качества.
Для протаскивания газопровода использовать длинномерные трубы, захлесты сварить в приямках при помощи муфт с закладным нагревательным элементом согласно требованиям проекта.
Прокладка подземных коммуникаций по технологии ННБ осуществляется в три этапа:
Бурение пилотной скважины
Буровая головка соединена с гибкой приводной штангой, что позволяет управлять процессом бурения пилотной скважины и обходить выявленные препятствия в любом направлении в пределах естественного изгиба приводной штанги. Буровая головка имеет отверстия для подачи специального бурового раствора, который закачивается в скважину и образует суспензию с размельченной породой. Прокладку газопровода способом наклонно-направленного бурения выполнять с обязательной подачей бурового раствора (бентонита) в зону бурения для стабилизации буровой скважины, предотвращающей ее обвал от давления окружающего грунта и образования дополнительной защитной пленки. Состав бурового раствора выбирается в зависимости от типа грунтов. Для стабилизации бурового канала необходимо использовать буровой раствор надлежащего качества.
На мониторе локатора отображается визуальная информация о местоположении, уклоне, азимуте буровой головки. Эта же информация отображается на дисплее оператора буровой установки. Эти данные являются определяющими для контроля соответствия траектории строящегося трубопровода проектному направлению и минимизируют риск излома рабочей нити. При отклонении буровой головки от проектной траектории оператор останавливает вращение буровых штанг и устанавливает скос буровой головки в нужном положении. Затем осуществляется задавливание буровых штанг в нужном положении с целью коррекции траектории бурения. Бурение пилотной скважины завершается выходом буровой головки в заданной проектом точке.
Расширение скважины
Расширение скважины осуществляется после завершения пилотного бурения. При этом буровая головка отсоединяется от буровых штанг и вместо нее присоединяется расши- ритель обратного действия.
Приложением тягового усилия с одновременным вращением расширитель протягивает- ся через створ скважины в направления буровой установки, расширяя пилотную скважину до необходимого для протаскивания трубопровода диаметра. Для обеспечения беспрепят- ственного протягивания трубопровода через расширенную скважину ее диаметр должен на 25-30% превышать диаметр трубопровода.
Протягивание трубопровода
На противоположной от буровой установки стороне скважины располагается готовая плеть трубопровода. К переднему концу петли крепится оголовок с воспринимающим тя- говое усилие вертлюгом. Вертлюг вращается с буровой штангой и расширителем, и, в тоже время, не передает вращательное движение на трубопровод. Таким образом буро- вая установка затягивает в скважину плеть протягиваемого трубопровода по проект- ной траектории. Технология горизонтально направленного бурения уникальна тем, что позволяет изменять при необходимости направление прокладки как в плане, так и в профиле, огибая на своем пути различные препятствия (действующие или брошенные под- земные коммуникации или другие сооружения).
При протаскивании трубопровода в буровой канал, с целью уменьшения силы трения рекомендуется использовать роликовые подставки. Для оптимизации процесса бурения (управляемости буровой головки и условий протаскивания труб) определяются составы грунтов по трассе прокладываемого трубопровода, а затем назначаются необходимые режимы производства работ.
Назначение и состав буровой смеси
Буровая смесь уменьшает трение на буровой головке и штанге, предохраняет сква- жину от обвалов, охлаждает буровой инструмент, разрушает породу и очищает скважину от ее обломков, вынося их на поверхность.
Назначение буровой смеси:
Обязательным условием бурения является применение буровой смеси в течение всего процесса бурения. Приготовление буровой смеси осуществляется медленным добавлением бентонита или бентонитового загустителя на струйную мешалку. Размешивание продолжается до получения однородной смеси. При приготовлении смеси необходимо контролировать показатели плотности и содержания хлорида, при этом показатель рН не должен превышать 10, а содержание хлорида должно быть не более, чем 1000 мг/л.