Как выполняется прокладка труб методом прокола: технические правила и советы специалистов

Принцип метода прокола и продавливания

Данной технологией прокладку коммуникаций проводят методом прокалывания и продавливания. Следует сразу отметить, что этими методами бестраншейной подземной прокладки укладывают исключительно новые инженерные трубные коммуникации.

Прокалывание

Метод прокола применяется для трубных линий протяженностью до 60 метров. Такая небольшая длина обусловлена значительными усилиями в 150 – 3000 Кн, которые необходимо технике для прокалывания грунта. В организации прокола задействованы тракторы, бульдозеры, лебедки и гидравлические домкраты. Прокалывание почвы осуществляется трубной конструкцией оборудованной выступающим наконечником в виде конуса с установленными на нем режущих ножей. За счет давления, получаемого от оборудования, наконечник вместе с трубной конструкцией круговыми движениями продвигается вперед. При этом грунт вокруг трубы уплотняется и не обсыпается, а сама конструкция по мере продвижения соединяется сваркой. Таким образом можно прокладывать подземные трубопроводы диаметром до 600 мм. При прокладке трассы инженерных коммуникаций маленького диаметра, прокол осуществляется непосредственно трубой без установки дополнительного наконечника.

В зависимости от категории грунта и технических возможностей оборудования скорость прокалывания грунтов за один час составляет от 4 до 6 метров. Если к круговым движениям трубного элемента приложить вибрационные усилия, то тогда возможно увеличить быстроту прокола до 20 – 40 м/час.

Для грунтов с хорошей водопроницаемостью применяют метод гидропрокола. В этом случае прокладку коммуникаций производят мощным потоком воды направленного действия, который размывает почву и образует тоннель для прокладки трубопроводов.

Продавливание

Продавливанием монтируют трубные коммуникации большого диаметра

Принцип метода продавливания аналогичен проколу, только его проводят одной трубой без специальной насадки. В этом случае земляные массы попадают во внутрь трубной полости и находятся там до общего извлечения всей конструкции.

Грунты, для которых рекомендован метод продавливания, должны относится I–IV категории и представлены глиной, суглинкам, супесями или песками.

Инженерный сети, прокладываемые методом продавливанием, могут иметь размеры от 600 до 1720 мм, а предельно допустимая длина участка составляет 100 метров.

Продавливание осуществляется за счет значительных динамических усилий, создаваемых гидравлическими домкратами, которые симметрично устанавливаются по периметру окружности трубы. Работы проводят в следующей последовательности:

1. Вначале производится отрывка небольшого котлована.
2. Устанавливается упорная конструкция в виде стены для крепления гидравлических домкратов.
3. Первые звенья проводящей трубы присоединяют к домкратам, надежно закрепленных на упорных конструкциях. Другой конец трубной конструкции находится в свободном открытом положении.
4. Гидравлическими домкратами создаются необходимые усилия, приводящие в движение трубный элемент, и он медленно поступательным движением проникает сквозь толщу грунта.

Землю из полости удаляют ручным способом с помощью лопат или сжатым воздухом ударных пневматических приспособлений.

Технология горизонтально направленного бурения (ГНБ)

Горизонтальное направленное бурение широко применяются при строительстве подземных коммуникаций, таких как: прокладка кабелей связи и электрокабеля, прокладка нефте- и газопроводов, теплопроводов, а также канализации и водопроводов.

Технология ГНБ — горизонтально направленного бурения (анимация 1)

Использование технологии бестраншейного бурения имеет ряд преимуществ и позволяет выполнять работы не только под естественными ландшафтными преградами: реками, озёрами, лесными массивами, но и в густонаселенных городских районах, в том числе под памятниками архитектуры, при наличии уже имеющихся коммуникаций, под железнодорожными путями и т.д. В случае необходимости проведения подземных коммуникаций под такого рода препятствиями, выполняются проколы.

Строительная площадка. Протягивание труб методом ГНБ.

Прокол под дорогой и прокол под железнодорожными путями выполняется по той же технологии, что и другие проколы — методом горизонтально-направленного бурения. Данный вид работ подразумевает выкапывание с обеих сторон приямков — стартового и приемного, что значительно упрощает работы по прокладке подземных коммуникаций. Дорожное покрытие не повреждается и остается в том же виде, что и до начала работ. Нет необходимости разбирать железнодорожные пути и приостанавливать движение поездов и товарных составов.

Для исключения размывания берегов и донных отложений водоемов следует выполнять проколы в обязательном порядке, так как в таких местах выполнение работ традиционным способом невозможны. Прокол под рекой, озёрами и оврагами обоснован в таких экстремальных условиях работы как, высокий уровень грунтовых вод, невозможность экскавации грунта, наличие специфического грунта, твердых пород и т.д.

Работы выполняются с применением профессионального бурового инструмента со специальным локатором. На экране локатора специалист-оператор видит все движения бура под землей и может оперативно реагировать на все изменения траектории его прохода и своевременно сообщить об этом машинисту буровой установки. В случае возникновения препятствий на пути бура: крупные камни, металлические предметы и другие предметы мешающие свободному прохождению буровой головки они легко огибаются, оператору достаточно изменить угол атаки буровой лопатки. Также локационная система выполняет ряд полезных функций без которых нормальное бурение по проложенному маршруту было бы невозможно.

https://www.youtube.com/watch?v=UsWGcCT—RQ Технология ГНБ — горизонтально направленного бурения (анимация 2)

С помощью локационной системы специалист-оператор определяет местоположение буровой головки, температуру зонда, глубину, угол наклона, положение буровой лопатки, а также другие не менее важные параметры. Буровая установка имеет компактные размеры, удобна в эксплуатации за счет неприхотливости, простоты эксплуатации и обслуживания. Глубина бурения скважины составляет от 1 до 30 метров.

Технология ГНБ имеет четыре этапа:

• подготовительный этап,
• бурение пилотной скважины,
• расширение скважины, затягивание трубопровода или футляра для кабеля в скважину,
• завершающий этап.

Технология бестраншейного бурения и проколов ГНБ экономически выгодна. Исключаются дорогостоящие земляные работы, сокращаются расходы на сотрудников рабочих специальностей, минимизируются расходы на электроэнергию, так как установки полностью автономны. При использовании метода горизонтально-направленного бурения не разрушаются уже проложенные коммуникации, покрытия транспортных магистралей, наземные объекты под которыми проводятся проколы, остаются нетронутыми водоемы, лесные массивы и железнодорожные пути.

Подробнее об услуге горизонтально-направленного бурения, условиях и ценах можно прочитать на нашем сайте, в разделе «Услуги/Производство работ ГНБ»

Также вам может быть интересен следующий материал: Описание технологии бурения методом ГНБ, Подробнее о технологии ГНБ

ГНБ

Технологию бестраншейной прокладки коммуникаций или прокол грунта применяют с целью затягивания трубы. При этом она может быть из любого материала, например, асбоцемента, полиэтилена или стали.

Преимущества методов направленного горизонтального бурения:

1. Возможность сохранения вида ландшафта. Исключения составляют точечное рытье колодцев и установка помещений хозяйственного предназначения.
2. Минимальный риск повреждения различных инженерных сетей и ранее проложенных коммуникаций.
3. Отсутствие необходимости в перекрытии движения автомобилей по магистралям.
4. Снижение затрат на обеспечение места проведения работ электроэнергией.
5. Значительное сокращение расходов на оплату рабочим, так как работников требуется значительно меньше.
6. Отсутствие необходимости восстановления асфальта, объектов, поврежденных при выполнении работ.
7. Снижение расходов, связанных с эксплуатацией коммуникаций.

Горизонтальное бурения проводится в несколько этапов. Каждый из них следует выполнять точно по инструкции, соблюдая технику безопасности:

1. Геологическая разведка. Осуществляется с помощью забора проб почвы и радиолокации. Необходима для установления наличия установленных коммуникаций и типа грунта. На основе полученных данных производится выбор бурового оборудования.
2. Пилотное бурение. В результате под землей будет установлена штанга, весь канал будет пройден.
3. Расширение канала. Также выполняется запрессовывание или расширение трубопровода.

Процесс горизонтального бурения закончен. Остаются только работы по устройству колодцев и другие.

Качество и точность выполненных работ зависит, в первую очередь, от способа проведения работ и используемого оборудования. Сегодня специалисты предпочитают применять УГБ.

Если требуется точность, рекомендовано применять установки для прокола почвы или оборудование для микротоннелирования.

Ещё около 10 лет назад технология прокола грунта была диковинкой. Но сегодня горизонтально направленное бурение используется во многих городах России. Применение метода ГНБ занимает около 95% от общего количеством прокладки коммуникаций.

На сегодняшний день качественными установками для осуществления горизонтального бурения является наша установка УПГ. Это технология, которая обладает лучшими характеристиками.

Существует множество моделей с различными характеристиками.

1. Буровая техника с проколом.
2. Установка с трубой.
3. Установка разрушения труб.
4. Универсальный бур.
5. Горизонтальный грунтовый мотобур.
6. Горизонтальная установка промывкой.
7. Навесной буровой станок.
8. Гидравлическая приводная установка.

Также компания предлагает смесительные установки бентонита.

Сегодня одним из самых популярных методом прокладки труб считается бестраншейный. При помощи специального оборудования делается прокол. Он также называется пилотной скважиной. После выполнения проводится расширение прокола. Скважина смазывается при помощи бентонита, а с противоположного конца запрессовывается и втягивается трубопровод с начального котлована.

Методика, при которой делается прокол грунта, обладает рядом преимуществ. В первую очередь подобный способ установки коммуникаций позволяет сохранить целостность асфальтового покрытия. Также при проколе отсутствует необходимость восстановления нарушенных объектов.

Процесс выполнения прокола контролируют при помощи высокоточного оборудования, что позволяет добиться точности и исключить повреждения асфальта, расположенных рядом коммуникаций.

Направленное бурение во время осуществлении прокола почвы позволяет снизить финансовые и экономические затраты. Также подобная методика позволяет избежать нанесения ущерба окружающей среде.

На сегодняшний день способы бестраншейной прокладки труб уже заменяет устаревшие методы. Разработано множество различных установок для горизонтального бурения.

В Европе популярностью пользуются установки для прокола грунта, обладающие точностью и экономичностью особенно при расходе растворов бентонита.

Выделяют три основных вида бурения, каждый из которых имеет свою классификацию:

1. Неуправляемое бурение. Сюда входят бурение проколом, земли, глухих отверстий, применение отбойника и ударной бурение.
2. Управляемые методы. К ним относятся трех- и двухступенчатые методы, ударное бурение, с отбойником, глухих отверстий, с промывкой, шнековое бурение, с управляющей трубой.
3. Санация трубопровода. В свою очередь может быть выполнена при помощи разрушения и обновления, с втягиванием, с обновлением точного положения и с применением вспомогательной трубы.

Метод выполнения скважины подбирается с учетом грунта, сложности и объема работ.

Прокладка трубопровода методом прокола

Прокол – это такой метод бестраншейной прокладки труб, который зачастую применяется для монтирования трубопроводов в глинистом и суглинистом грунтах. Трубы, имеющие диаметр не более 600 мм, могут прокладываться таким методом на длину до 60 м. При этом методе бестраншейной прокладки труб грунт не вырабатывается, а уплотняется вокруг трубы в радиальном направлении. Для прокола необходимо весьма значительное усилие (от 150 до 3000 кН), которое создают с помощью лебедок, тракторов и бульдозеров, а чаще всего используют гидравлические домкраты.

Прокладка трубопровода методом прокола.

Для того чтобы уменьшить сопротивления грунта, а также силы бокового трения, на окончание трубы закрепляется конусный наконечник с диаметром основания на 20 мм больше, чем наружный диаметр прокладываемой трубы. При небольшом диаметре трубы конусный наконечник не устанавливается, а грунт прокалывается трубой (с созданием уплотняющего ядра). В таком случае точность выполнения прокола будет выше, чем с применением конусного наконечника, исходя из того, что, когда коническая поверхность встречается с какими-либо препятствиями в грунте (булыжники, валуны и т. п.), наконечник немного сдвигается от оси прокола и в дальнейшем прокол делается по дуге.

Прокол выполняется со скоростью 4 – 6 м/ч. Для того чтобы увеличить скорость прокола, применяется вибропрокол. При таком способе прокола статические усилия домкратов сочетаются с виброимпульсами, это позволяет увеличить скорость до 20 – 40 м/ч.

Существует еще одна разновидность прокола – гидропрокол, он применяется в легкоразмываемом грунте. Процесс гидропрокола заключается в том, что грунт, находящийся перед трубой, размывается с помощью специальной насадки и в образующуюся впадину продвигается труба. Существенными недостатками этой разновидности прокола является то, что возможно отклонения от оси прокладки и необходимы дополнительные расходы на организацию отвода пульпы.

Последовательность выполнения прокола

На определенном удалении от препятствия выкапывается котлован, в котором сооружается опорная конструкция, устанавливаются гидравлические домкраты. На поверхности этого котлована монтируется насос высокого давления для дальнейшего подключения домкратов. В технической характеристике домкрата, помимо величины усилия, которое он может создать, указывается величина хода его штоков или расстояние, на которое способна передвигаться нажимная плита, возвращаясь в начальное положение.

Схема бестраншейной прокладки труб методом прокола.

В котлован со смонтированными домкратами опускается протягиваемая труба с наконечником, имеющая специальное приспособление (предназначенное для передачи усилия от плиты домкрата на протягиваемую трубу), называющееся шомполом. Этот шомпол изготавливается из трубы, диаметр которой может быть больше или меньше диаметра протягиваемого трубопровода. В первом варианте шомпол надевается на трубу, во втором – вставляется внутрь трубы. Шомпол имеет диаметрально просверленные отверстия, расстояние между ними равняется ходу штоков домкрата. Первое звено протягиваемой с шомполом трубы имеет длину 6 – 7 м.

Дабы выполнить первый цикл прокола, к нажимной плите домкратов закрепляется только шомпол, а окончание протягиваемой трубы остается свободным. Когда труба вдавливается, наконечник защемляется грунтом, с помощью нажимной плиты домкратов, при ее возвращении в изначальное положение, вытаскивается шомпол. Результатом данного процесса будет то, что за свободным концом трубы, на расстоянии одного хода штока домкрата от нажимной плиты, образуется первое отверстие. В отверстия шомпола монтируется стальной стержень, который имеет диаметр 50 мм, и цикл повторяется.

Существуют установки, которые имеют подвижный упор, он подтягивает домкрат при обратном ходе штоков. В данном случае не требуется шомпол. Домкрат с подвижным упором и нажимной плитой перемещаются вслед за протягиваемой трубой до полного ее погружения в грунт, после чего возвращаются в изначальное положение. К свободному окончанию трубы приваривается очередное звено, и циклы повторяются.

Бестраншейная прокладка труб: технология

Бестраншейная прокладка труб – это наиболее простой и современный метод обустройства основных коммуникационных сетей. Суть метода заключается в отсутствии земляных работ, что позволяет сохранить в целостности ландшафт участка, посадки, дороги и иные сооружения. В чем преимущества данного способа прокладки труб? Какие методы используются при строительстве трубопроводов, читайте далее.

Сооружение канализации бестраншейным способом

Преимущества бестраншейного метода

Укладка трубопровода бестраншейным методом, то сравнению со стандартной траншейной технологией обладает следующими преимуществами:

• сниженная стоимость работ. При выборе такого способа укладки не надо проводить дорогостоящие земляные работы;
• оперативность прокладки трубопровода, достигаемая за счет сокращения выполняемого перечня работ;
• отсутствие необходимости привлечения большого количества специалистов, что в определенной мере также снижает конечную стоимость трубопровода;
• максимальная безопасность для окружающей среды, деревьев и иных насаждений;
• универсальность, то есть возможность прокладки в любой местности и при любых условиях;

Прокладка трубопровода под естественным водоемом

• возможность выполнения работ по прокладке трубопровода в любое время года, независимо от промерзания почвенного слоя;
• безопасность метода.

Способы укладки труб

В настоящее время существует несколько различных способов прокладки трубопровода бестраншейным методом. К ним относятся:

• санация;
• продавливание;
• прокол;
• горизонтально-направленное бурение.

Рассмотрим каждую из методик более подробно.

Продавливание

Следующим способом бестраншейной прокладки является продавливание. Данная методика позволяет проложить трубопроводы диаметром до 2000 мм в любой местности: под дорогой, водоемом, зданием и так далее. Технология использования продавливания следующая:

1. на концах участка будущей системы выкапываются котлованы, необходимые для выполнения дальнейшей работы;
2. в котлованы устанавливаются опорные бетонные основания и специальные приспособления – домкраты;

Установка оборудования для выполнения продавливания

1. труба устанавливается на домкрат и при помощи этого приспособления вдавливается в землю в нужном направлении;
2. удаление грунта, собирающегося в трубе в ходе выполнения операции, осуществляется при помощи лопат и специализированного пмевмооборудования.

Методика выполнения продавливания

Прокол

Технология прокалывания преимущественно используется при прокладке труб канализации или водоснабжения, диаметр которых не превышает 600 мм. Основным требованием выполнения данного вида работ также является ограничение по максимальной длине трубопровода. Для труб диаметром в 600 мм максимальная длина должна составлять не более 60 м.

Прокол трубы осуществляется в следующем порядке:

1. обустраиваются котлованы для выполнения прокола;
2. в котлован помещается гидравлический домкрат;

Установка для выполнения прокола грунта

1. труба устанавливается в домкрат и на нее надевается металлический наконечник;

1. труба постепенно вводится домкратом в слой грунта.

Прокладка труб методом прокалывания

Преимуществом данного метола является полное отсутствие скоплений грунта в ходе выполнения прокладки трубопровода, так как земля не вытаскивается на поверхность, а просто уплотняется.

Горизонтально-направленное бурение

Технология горизонтально-направленного бурения (ГНБ) оптимально подходит для прокладки различных коммуникаций в любых условиях. Для выполнения работы потребуется специальная бурильная установка.

Технология прокладки данным способом следующая:

1. прокладка скважины для трубопровода, которая выполняется буровой головкой, изготовленной из высокопрочных материалов и оснащенной навигационным блоком для контролирования правильной траектории движения;
2. расширение скважины. Вместо буровой головки на установку надевается расширитель, который проходит по проложенной ранее трассе, увеличивая ее диаметр;
3. прокладка труб методом протягивания.

Последовательность выполнения работ при бурении

Технология выполнения направленного бурения подробно представлена на видео.

Благодаря разнообразию методик бестраншейной прокладки трубопроводов можно подобрать способ, который наиболее подходит для определенных условий и значительно снизить затраты и время на проведение различных коммуникаций.

Что представляет собой бестраншейная прокладка методом прокола

Метод прокола представляет собой контролируемый способ укладки различных коммуникационных систем под землей без необходимости организации для них траншей. Базируется метод на создании скважины путем уплотнения земляного массива.

При прокладке кабеля проколом грунт не выкапывается в необходимом месте, а «прокалывается». Под «проколом» подразумевается создание отверстия методом радиального уплотнения почвы путем вдавливания в нее штанги со специальным заостренным наконечником.

Ограничением для применения метода прокладки кабеля проколом являются небольшие диаметры и малые протяженности скважин — до 50 см в диаметре, и до 50 метров длиной (реже 100).

При необходимости прокладки методом прокола нескольких кабельных линий, расстояние между ними должно рассчитываться с учетом возможностей применяемого оборудования и точности работы оператора (оптимальное рекомендуемое расстояние — не менее 1 м в свету).

В процессе выполнения прокола для кабеля необходимо организовывать два котлована — стартовый и приемный. Их размеры напрямую зависят от:

• глубины прокладывания кабельной сети;
• габаритов используемой спецтехники;
• технологических особенностей выбранной методики прокола.

Процесс проведения работ

Если обобщить процесс прокладки кабельных коммуникаций методом прокола (не уделяя внимания конкретному виду), то он будет подразделяться на несколько отдельных, но обязательных работ:

• Разработка проектной документации. Точный расчет траектории для выполнения прокола под кабель. Определение отсутствия или наличия каких-либо коммуникаций, располагающихся в месте проведения работ. Расчет глубины залегания кабеля, определение мест размещения и размеров котлованов.
• Формирование котлованов (приямков) — стартового и приемного. Если плотность залегания коммуникаций высокая или условия работы стесненные, то приямки копают вручную. Во всех остальных случаях используются буровые установки.
• Подключение оборудования для прокола к наносно-смесительным агрегатам. Проведение дополнительных работ, направленных на тонкую настройку всех используемых агрегатов и подготовку к проколу для кабеля.
• Выполнение прокола и формирование скважины для конкретной коммуникации. Работа проводится с применением спецоборудования, на которое установлена заостренная под определенным углом буровая головка и локационный датчик, позволяющий точно корректировать глубину и траекторию прокола.
• Расширение скважины. Последовательно, с применением разных в диаметре насадок на гидрокоп (виброкоп или пневмопробойник), скважина расширяется до ранее определенного диаметра. После завершения предварительного расширения производится протяжка трубы для кабеля.
• Протяжка кабельных коммуникаций. Последний шаг, после окончания которого выполняется демонтаж используемого оборудования и уборка территории.

После завершения вышеописанных процессов остаются лишь стартовый и финишный приямки — единственные «свидетельства» того, что на местности была выполнена прокладка труб методом прокола.

При бестраншейной прокладке кабеля методом прокола используются специальные трубы из высококачественных полимерных материалов. В зависимости от максимально допустимого напряжения кабельной линии рекомендуем следующие решения:

• ПротекторФлекс СТ (до 110 кВ).
• ПротекторФлекс БК (до 110 кВ).
• ПротекторФлекс ПРО (до 500 кВ).

Эти трубы не деформируются при усадке грунта, имеют небольшой вес (в процессе работы не нужно задействовать спецтехнику для их подъема), позволяют выполнять монтаж с максимально высокой скоростью.

Метод «прокола»

Выделяют несколько методов прокола: вибро-, гидропрокол, прокол с помощью грунтопрокалывателя, прокол механический с помощью гидравлического домкрата, пневмопробивка с помощью пневмопробойника, прокол Матвієнко (3 слесаря і 10 кг кувалда).

Прокол — это образование отверстий за счёт радиального уплотнения грунта при вдавливании в него трубы с коническим наконечником. Применяются различные по форме наконечники, наиболее распространённые из них в виде прямого кругового конуса, при использовании которых создаётся минимальное сопротивление грунта проколу. От угла заострения наконечника существенно зависит усилие прокола.

Прокол механический гидравлическим домкратом

Вдавливание производят с помощью гидравлического домкрата. В котловане укладывается звено трубы с наконечником и после выверки домкратом вдавливается в грунт на длину хода штока. После возврата штока в начальное положение на его место вводится нажимной патрубок (шомпол), и процесс повторяется. По окончании вдавливания первого звена трубы на полную длину шомпол убирается, в котлован опускается следующее звено и приваривается встык к уже задавленному в грунт. Далее задавливается наваренное звено, и цикл повторяется до прокола на всю длину участка. За каждый цикл труба продвигается на 150 мм.

Создание нажимного усилия на задний торец футляра вместо домкрата может быть обеспечено тяговым усилием лебёдки или трактора с помощью тросов или полиспастов. Вместо длинного шомпола-толкателя также применяются короткие нажимные патрубки с фланцами, длина которых равна величине хода штока домкрата. В этом случае после прокола грунта на длину хода шток домкрата возвращают в первоначальное положение и в образовавшееся пространство вставляют очередной нажимной патрубок для продолжения процесса прокола.

Способом прокола прокладываются трубы диаметром до 500 мм на длину 30-40 м со скоростью проходки 2-3 м/ч, величина усилий, необходимых для прокола, в зависимости от свойств грунтов и диаметров труб составляет 50-300 т.

Метод практикуется в хорошо сжимаемых грунтах, отверстия прокалывают для труб диаметром 100-400 мм на глубине более 2,5-3 м. В мало сжимаемых грунтах (песок, супесь) для обеспечения устойчивости стенок дополнительно к горизонтальному усилию применяется поперечное и вибрационное воздействие, при этом диаметр отверстия выполняется до 300 мм.

Пневмопробивка

Пневмопробивка производится с помощью специального проходческого снаряда виброударного действия — пневмопробойника, впервые предложенного Сибирским отделением Академии наук СССР, который позволяет проходить скважины до 50 м для трубопроводов до 400 мм включительно.

Агрегат представляет собой самодвижущуюся пневматическую машину, корпус которой является рабочим органом, образующим скважину. Ударник под действием сжатого воздуха совершает возвратно-поступательные движения и наносит удары по переднему внутреннему торцу корпуса, забивая его в грунт.