Метод продавливания при прокладки трубопровода
Teplotehnika33.ru

Отопление и водоснабжение

Метод продавливания при прокладки трубопровода

Устройство трубопроводов способом продавливания

Продавливанием называют способ бестраншейной прокладки инженерных сетей, при котором производится последовательное вдавливание в грунт соединенных между собой звеньев труб с одновременной непрерывной или цикличной разработкой грунта внутри головного звена трубопровода и удалением его через прокладываемый трубопровод, Разработка грунта впереди трубы не допускается.

Продавливанием ведут не только прокладку стальных сварных трубопроводов, но и строительство железобетонных коллекторов и туннелей различного назначения, состоящих из элементов различ­ной формы, соединяемых в торец без наружных выступающих частей. Продавливанием прокладывают в грунтах I–III категории стальные трубопроводы диаметром 400-2000 мм и железобетонные футляры диаметром 1000-4000 мм, внутри которых затем прокла­дывают рабочие трубопроводы. Средняя длина проходок 70-80 м.

В качестве продавливающих устройств применяют насосно-домкратные установки, состоящие из двух, четырех, восьми и более домкратов мощностью 50-300 т каждый с ходом штоков 1100-2100 мм. Количество домкратов в установке зависит от диаметра и протяженности прокладываемого трубопровода. Так, для продав­ливания труб диаметром 400-1000 мм применяют установки с двумя гидравлическими домкратами рис. 4.5 (такие же установки применяют и для прокола). Установки из четырех, восьми и более домкратов используют для продавливания трубопроводов диаме­тром свыше 1000 мм.

Рисунок 4.4 – Схемы установок для прокладки труб методом продавливания:

а – продавливание с ручной разработкой грунта; б – продавливание установкой с механизированной разработкой грунта; 1 – насосная станция;

2 – трубопровод; 3 – рабочий котлован; 4 – водоотводный поток;

5 – трубопровод ( футляр ); 6 – лобовая обделка ( нож ); 7 – приемный котлован; 8 – приямок для сварки труб; 9 – направляющая рама;

10 – нажимной патрубок; 11 – нажимная заглушка; 12 – гидродомкраты;

13 – башмак; 14 – упорная стенка; 15, 18 – канаты; 16 – ролики; 17 – ковш;

19 – барабан – накопитель; 20 – уравнитель; 21 – нажимные штанги;

22 – траверса; 23 – поворотные фланцы; 24 – лебедка; 25 – шпалы направляющей рамы

Домкраты закрепляют в специальном станке, обеспечивающем правильность (без перекоса) их установки и равномерную передачу усилий вдавливания торцу трубопровода. Станок состоит из сварной стальной рамы и деревянных вкладышей, в гнездах которых устанавливаются домкраты так, чтобы их продольные оси и ось трубопровода были взаимно параллельны. Кроме того, оси домкратов должны быть строго перпендикулярны торцам звеньев трубопровода и задней упорной стенке.

Рисунок 4.5 – Продавливание стальной трубы установкой

с двумя гидравлическими домкратами

Усилия от домкратов передаются прокладываемой трубе через задний ее торец с помощью стальной нажимной рамы или стального нажимного кольца, равномерно распределяющих давление по периметру торца трубопровода. Передачу вдавливающих усилий стальному трубопроводу можно производить также через хомуты, закрепляемые на его боковой поверхности. Для передачи усилий от домкратов на торец звена трубы после продавливания трубопровода в грунт на длину хода штоков домкратов применяют нажимные патрубки. При прокладке стальных трубопроводов наиболее часто используют нажимные патрубки, изготовленные из отрезков труб того же диаметра что и диаметр продавливаемой трубы. Для передачи усилий вдавливания железобетонным трубам применяют трубчатые нажимные патрубки, изготовленные из толстостенных труб диаметром 150-300 мм. Длина нажимных патрубков должна быть равна или кратна длине хода штоков домкратов.

Так, для продавливания звеньев труб длиной 6 м домкратами с ходом штоков 1,15 м необходимо иметь набор нажимных патрубков длиной 1,0; 2,0 и 3,0 м соответственно.

Перед началом работ по продавливанию отрывают рабочий котлован необходимых размеров, из которого ведется прокладка трубопровода. При разработке котлована и во время проходки обеспечивается водопонижение или водоотлив грунтовых вод. В заднем торце котлована сооружают упорную стенку, которая восп­ринимает реактивные усилия домкратов через опорную подушку и передает их грунту.

На дне рабочего котлована на деревянном или железобетонном основании монтируют домкратную установку. Монтаж установки и вспомогательных устройств, а также дальнейшее обслуживание процесса продавливания ведется с помощью автокрана. Насосная установка, приводящая в действие домкраты, располагается, как правило, на поверхности земли поблизости от котлована. Рядом с домкратной установкой по ее оси на дне котлована монтируют направляющие устройства в виде двух рельсов, уголков или швеллеров, уложенных на шпалы параллельно оси прокладывае­мого трубопровода рис. 4.6.

Рисунок 4.6 – Котлован с установкой для продавливания

Направляющие устройства предназначены для точного направления движения звеньев трубопровода, нажимных рам, колец и патрубков при вдавливании. Вдавливаемая труба проходит в забой через отверстие в креплении передней стенки котлована. Размеры отверстия должны быть несколько больше внешних размеров стального клиновидного ножа, которым оснащен передний торец головного звена трубопровода. Во избежание отклонения трубо­провода от заданного направления при прокладке перед отверстием иногда устанавливают вертикальную направляющую раму.

Головное звено трубопровода опускают в котлован и устанав­ливают на направляющие перед домкратами с помощью крана.

Положение головного звена выверяют геодезическими приборами и начинают продавливание в такой последовательности. Сначала головное звено вдавливают в грунт на длину хода штоков домкратов. Затем, меняя переключателем направление движения масла в системе высокого давления, возвращают штоки в исходное положение. В промежуток между домкратами и торцом трубы укладывают на направляющие устройства нажимной патрубок, длина которого равна ходу штоков домкратов, и повторяют цикл вдавливания. После второго цикла домкратов ранее установленный патрубок заменяют другим, длина которого соответствует уже двойному ходу штоков домкратов, и т. д. Процесс смены нажимных патрубков повторяется до тех пор, пока все звено не будет вдавлено в грунт. Нажимные патрубки удаляют, и в освободившееся пространство перед домкратами устанавливают на направляющие очередное звено трубопровода. Звено либо сваривают с предыду­щим (при прокладке стальных трубопроводов), либо стыкуют в паз (при прокладке железобетонных трубопроводов).

Грунт, входящий в трубу через ее открытый конец, удаляют непрерывно или периодически через внутреннее пространство трубы в рабочий котлован ручной разработкой лопатами с короткими черенками (рис. 4.7) и механизированным способом (рис. 4.8).

Удаление грунта из труб диаметром 500-800 мм осуществ­ляется преимущественно гидравлическим способом. Для удаления грунта из трубопроводов большего диаметра используют вагонетки, бадьи, челноки, перемещаемые с помощью канатов и лебедок, самоходные электрокары и тележки со съемными или саморазгру­жающимися кузовами, ленточные и скребковые конвейеры перемен­ной длины, раздвигаемые по мере увеличения протяженности проходки, и т. д.

Рисунок 4.7 – Ручная разработка грунта

Рисунок 4.8 – Механизированная разработка грунта

Транспортные средства загружают вручную (при диаметре труб свыше 1000-1200 мм) или малогабаритными породопогру­зочными машинами. Плотные грунты перед погрузкой измельчают с помощью режущих решеток, помещенных сразу же за ножевым кольцом, разрабатывают вручную или малогабаритными автомати­ческими гидроэкскаваторами.

Несвязные водонасыщенные грунты поступают на транспор­тирующие устройства самостоятельно (без применения ручного труда и машин) через люки стальных диафрагм, отделяющие ножевую секцию от остальных секций трубопровода. Количество поступающего грунта регулируется специальными затворами.

В рабочем котловане грунт с горизонтальных транспортирую­щих средств перегружается в приемные устройства средств верти­кального транспорта – элеваторов различных типов, ковшовых или клетьевых подъемников. В некоторых случаях при транспортировке грунта в тележках и электрокарах их съемные кузова прикрепляют к траверсам, подвешенным на крюках кранов, и подают наверх через окно в нажимном патрубке.

Для разработки грунта и удаления его из трубопровода очень часто (особенно в неустойчивых и водонасыщенных грунтах) применяют метод гидротранспорта грунта, при котором полностью исключается ручной труд. Сущность этого способа заключается в следующем. Размыв поступающего в трубу грунта производится в камере направленными струями воды, выходящими под давлением 6-10 кгс/см 2 (0,59-0,98 МПа) из насадок, расположенных по периметру головного звена. Камера отделена от остальной части головного звена стальной диафрагмой с герметически закрываемой дверцей. Пульпа (размытый грунт) гидроэлеватором по пульповоду подается в рабочий котлован, а оттуда в отвал.

Возможно также вибровакуумное продавливание, заключаю­щееся в том, что из стального цилиндра с одним днищем, являюще­гося основным рабочим органом, откачивается воздух, вследствие чего атмосферное давление вдавливает цилиндр в грунт. Благодаря установленному на цилиндре вибратору скорость проходки значительно увеличивается. Проходка этим методом особенно целесообразна в песчаных грунтах.

Производительность установок для проходок способом про­давливания зависит от физико-механических свойств грунта, диа­метра и протяженности трубопровода, мощности домкратов, скорости и длины хода их штоков, а также от способа разработки и удаления грунта и составляет в среднем 0,5-1,5 м/ч, а длины проходок 20-60 м.

Основным достоинством способа продавливания является возможность прокладки стальных и железобетонных трубопроводов больших диаметров в грунтах до III категории включительно. К недостаткам следует отнести небольшую скорость проходки и возможность повреждения изоляции при прокладке изолированных рабочих трубопроводов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Способы бестраншейной прокладки труб: прокол, продавливание

Наиболее часто встречающимися искусственными преградами при прокладке наружных сетей водоснабжения и канализации являются автомобильные и железные дороги. На магистральных дорогах движение транспорта настолько интенсивно, что даже в ночное время трудно выбрать отрезок времени для устройства пересекающей дорогу траншеи и укладки в нее трубопровода. В таких случаях применяют бестраншейную прокладку.

Бестраншейную прокладку трубопроводов выполняют несколькими способами: прокол, продавливание, горизонтальное бурение и щитовая проходка. На выбор каждого из указанных способов влияют различные факторы: грунтовые и гидрологические условия; характер сооружений над переходом; требования к изоляции трубопроводов; длина и точность проходки; диаметр прокладываемых трубопроводов и экономическое обоснование предполагаемого способа.

Прокол чаще всего применяют для прокладки трубопроводов в глинистых и суглинистых грунтах при диаметре труб до 600 мм. Длина прокладки таким способом достигает 60 м. При этом грунт не разрабатывается, а уплотняется в радиальном направлении вокруг трубы. Для прокола требуются весьма значительные усилия (от 150 до 3000 кН). Для их создания применяют лебедки, тракторы и бульдозеры, а чаще всего — гидравлические домкраты.

Читать еще:  Как удалить сажу из дымохода

Для уменьшения сопротивления грунта и сил бокового трения на конец трубы устанавливается конусный наконечник, диаметр основания которого на 20 мм больше наружного диаметра прокладываемой трубы. При небольших диаметрах труб конусный наконечник не устанавливают, а прокалывают грунт трубой (с образованием уплотняющего ядра). В этом случае точность прокола получается выше, чем с установленным конусным наконечником, так как при встрече конической поверхности с каким-либо препятствием в грунте (валуны, булыжники и т. п.) наконечник несколько сдвигается от оси и дальнейший прокол происходит по дуге.

Прокол выполняют в следующей последовательности. В котловане, выкопанном на определенном расстоянии от препятствия, сооружают опорную конструкцию и монтируют гидравлические домкраты. На поверхности котлована устанавливают насос высокого давления для подключения домкратов. В технических характеристиках домкрата кроме величины создаваемого усилия указывается величина хода штоков домкрата или расстояние, на которое может передвинуться нажимная плита домкрата, возвращаясь в исходное положение.

В котлован с установленными домкратами опускается прокладываемая труба с наконечником, оборудованная специальным приспособлением (для передачи усилия от нажимной плиты домкрата на прокладываемую трубу), называемым шомполом. Шомпол изготавливают из трубы диаметром меньше или больше диаметра прокладываемого трубопровода. В первом случае шомпол вставляется внутрь прокладываемой трубы, во втором — надевается на нее. На шомполе диаметрально просверлены отверстия, расстояние между которыми равно величине хода штоков домкрата. Длина первого звена прокладываемой трубы с шомполом принимается 6. 7 м.

Для выполнения первого цикла прокола к нажимной плите домкратов крепится только шомпол, а конец прокладываемой трубы остается свободным. При вдавливании трубы грунт защемляет наконечник, а нажимная плита домкратов, возвращаясь в первоначальное положение, вытаскивает за собой шомпол. В результате выполненной операции за свободным концом трубы появляется первое отверстие в шомполе на расстоянии одного хода штоков домкратов от нажимной плиты. В отверстия шомпола вставляется стальной стержень диаметром 50 мм, и цикл повторяется. Схема выполнения прокола показана на рис. 3.23.


Рис. 3.23. Схема выполнения прокола 1 — масляный насос; 2 — опорная конструкция; 3 — гидравлический домкрат; 4 — нажимная плита; 5 — шомпол; 6 — труба

Имеются установки с подвижным упором, подтягивающие его при обратном ходе штоков домкратов (шагающие домкраты). В этом случае шомпол не требуется; домкраты с нажимной плитой и подвижным упором перемещаются вслед за прокалываемой трубой до полного ее внедрения в грунт, а затем возвращаются в исходное положение. К свободному концу трубы приваривают новое звено, и цикл повторяется.

Прокол производят со скоростью 4—6 м/ч. Для увеличения скорости прокола применяют вибропрокол, при котором статическое усилие домкратов сочетается с виброимпульсами, при этом скорость повышается до 20. 40 м/ч.

Одной из разновидностей способа прокола является гидропрокол, который применяют в легкоразмываемых грунтах. При гидропроколе грунт перед трубой размывается специальной насадкой, и в образующуюся пазуху продвигается труба. Недостатком этого способа являются возможные отклонения от оси прокладываемой трубы, а также дополнительные затраты на организацию отвода пульпы.

Способ продавливания эффективен для различных грунтов I. IV групп при диаметре продавливаемых трубопроводов от 600 до 1720 мм и длине прокладки до 100 м. При этом способе труба открытым концом продавливатся в грунт, который, попадая в трубу, образует плотную пробку. Грунт внутри трубы разрабатывается различными способами и удаляется из забоя.

Для создания нажимного усилия при продавливании применяют гидравлические домкраты, расположенные симметрично по окружности трубы. Продавливание выполняют в следующей последовательности. В котлован, оборудованный прочной упорной стенкой и гидравлическими домкратами, опускают первое звено продавливаемой трубы на направляющую раму и стыкуют с нажимной плитой домкратов, оставляя конец трубы свободным. При надавливании домкратами открытый конец трубы входит в грунт, внутри трубы образуется грунтовая пробка. Нажимная плита домкрата возвращается в первоначальное положение, а между концом трубы и плитой образуется зазор, равный ходу штоков домкрата. В начальный период грунт внутри разрабатывается лопатами с длинной рукоятью (желонками), а в дальнейшем—лопатами с короткой рукоятью и пневматическими ударными приспособлениями.

После разработки и удаления из трубы грунта в зазор между нажимной плитой домкратов и краем продавливаемой трубы устанавливается первый нажимной патрубок, длина которого равна шагу штоков домкратов. Таких нажимных патрубков три. Второй длиннее первого вдвое, третий — втрое. Когда между нажимной плитой домкратов и свободным концом трубы образуется зазор, равный четырем шагам штоков домкратов, ставят первый и третий нажимные патрубки, при зазоре в пять шагов — второй и третий. Установка более двух нажимных патрубков в зазор между нажимной плитой домкратов и свободным концом трубы запрещается. При полном внедрении в грунт, разработке и удалении грунта из внутренней полости одного звена трубы в котлован опускается и приваривается к свободному концу следующее звено и циклы продолжаются. Схема работ по продавливанию трубопровода показана на рис. 3.24.


Рис. 3.24. Схема выполнения продавливания 1 — масляный насос; 2 — гидравлический домкрат; 3 — опорная конструкция; 4 — опорная плита; 5 — продавливаемая труба

Бестраншейная прокладка труб: способы и технологии проведения работ

Бестраншейная прокладка труб — это способ, который позволяет монтировать трубопроводные коммуникации без вскрытия грунта. Благодаря этому варианту прокладки исключается нарушение внешнего вида участка, целостности асфальтных дорог, уничтожение деревьев и т. д. На сегодняшний день этот способ включает в себя несколько возможных вариантов реализации.

Прокладка трубопроводов бестраншейным методом не требует проведения масштабных земляных работ

Преимущества бестраншейной прокладки трубопроводов

Наиболее распространённым методом прокладки трубопроводных конструкций считается траншейный. Однако этот вариант монтажа имеет свои недостатки, к которым относятся:

  • перекапывание грунта влечёт за собой нарушение плодородного слоя;
  • ликвидация деревьев и других насаждений;
  • высокая стоимость монтажных работ;
  • долгая подготовительная стадия.

Обратите внимание! При прохождении канала для трубопровода через дорожное покрыти не избежать разрушения асфальта, поэтому после работ дорогу придётся реконструировать. Кроме этого, если это довольно оживлённый участок дороги, то его перекрытие может быть затруднительно. В таких случаях на помощь приходит бестраншейная (закрытая) прокладка коммуникации.

Бестраншейный метод обладает следующими преимуществами:

  • требуется меньше материальных ресурсов на проведение работ;
  • высокая скорость выполнения монтажа;
  • минимальное количество рабочих;
  • безвредность для окружающей среды;
  • возможность прокладки труб круглый год (монтаж труб открытым способом в зимнее время затруднителен из-за промёрзшей почвы);
  • безопасность работ.

Для бестраншейной прокладки труб достаточно выкопать маленький котлован

Если монтаж трубы осуществляется на небольшом отрезке, например, под дорожным покрытием, то можно выполнить все работы без задействования специальной техники. Выполняется такая проводка довольно просто. Для неё необходим цилиндр нужного диаметра и наращиваемая штанга. Благодаря такому приспособлению появляется возможность удалять землю вручную, однако, перед этим выполняется работа по выкапыванию небольших котлованов с обеих сторон дороги. При закрытом монтаже на больших участках применяется специальные машины и агрегаты.

Способы бестраншейной прокладки

Закрытый способ замены труб используют для проводки различных коммуникаций. К ним относятся:

  • проводка связного кабеля;
  • монтаж различных трубопроводов (нефтяных, газовых, отопительных);
  • проводка канализационных конструкций и систем водоснабжения (холодный и горячий водопровод);
  • ремонт и замена труб.

На сегодняшний день существует несколько способов бестраншейной прокладки трубопроводов, некоторые имеют разные способы исполнения. Технология бестраншейной прокладки трубопроводов дифференцируется на такие варианты:

  • замена старых труб на новые (санация);
  • прокол грунта;
  • продавливание грунта;
  • горизонтально-направленное бурение (ГНБ).

Бестраншейным методом можно прокладывать новые магистрали и восстанавливать старые сети

Санацию проводят, когда требуется ремонт уже существующего трубопровода или его замена. В остальных случаях проходит непосредственная проводка трубопроводной конструкции. Бестраншейная прокладка труб является довольно распространённой и её использование позволяет избежать многих проблем, которыми отличается открытый вариант укладки.

Ремонт и прокладка трубопровода с помощью санации

Санация является закрытым способом проводки труб и выполняется с заменой старой коммуникации на новую. Она подразделяется на 2 варианта проведения работ:

В первом случае старая коммуникация сохраняется и служит капсулой для нового трубопровода. Перед началом прокладки старый трубопровод очищают от мусора и посторонних предметов. Далее в неё проводят новую линию меньшего диаметра. Трубы из современных материалов обладают прекрасными техническими характеристиками, а дополнительная защита из старой конструкции уменьшает шанс возникновения аварийной ситуации в системе.

Вариантов выполнения релайнинговых работ довольно много. К ним можно отнести втягивание труб, которое производится от конца старой коммуникации и проталкивание от начала трубопровода. При ремонте определённого отрезка линии производится его отключение от системы. Затем в этот старый отрезок вводят новую конструкцию, из современных материалов. Этот процесс может проходить с частичным разрушением старого трубопровода.

При релайнинге новую трубу меньшего диаметра вводят в старую, более широкую

Полезная информация! На время ремонта, как правило, на замену ремонтируемому сегменту конструкции устанавливают временные трубы. После окончания релайнинговых работ временные трубы удаляют и подключают к системе отремонтированный отрезок трубопровода.

Если релайнинг, по сути, является ремонтом старой коммуникации с использованием новых материалов, то реновация — это обновление линии, которое может происходить с изменением диаметра трубопровода. При реновации происходит разрушение старой конструкции путём ввода в неё новой линии. При этом обломки трубы остаются под землёй и создают уплотнительную оболочку для новой коммуникации.

Способ санации позволяет осуществить замену коммуникаций из любых материалов: керамики, бетона, металла и т. д.

Читать еще:  Как согнуть тонкостенную трубу?

Монтаж труб методом прокола

Грунты, в которых используют метод прокола трубопроводов, как правило, являются глинистыми и суглинистыми. Такой способ позволяет проводить трубы с сечением до 600 мм. Расстояние, на которое можно проложить конструкцию с помощью этого варианта, доходит до 60 м. В результате такой проводки почва уплотняется вокруг трубы в круговом направлении. Сила, которая необходима для осуществления прокола, равняется показателю от 150 до 3000 кН. Это усилие производится благодаря специальной технике. Наиболее распространён вариант осуществления прокола с помощью гидравлического домкрата.

В большинстве случаев для уменьшения трения и сопротивления в почве на трубу надевают конусообразный наконечник, основание которого выступает примерно на 2 см по отношению к самой трубе. Если трубопровод имеет небольшое сечение, то тогда применение такого наконечника необязательно. В таком случае прокол обеспечивается самой трубой.

Для прокола грунта на трубу надевается специальный наконечник

Обратите внимание! Если не использовать конусный наконечник — точность прокола будет выше. Это связано с тем, что при проникновении через грунт конус может наталкиваться на естественные препятствия и отклоняться от линии прокола.

Скорость прокола, как правило, колеблется от 4 до 6 м/ч. Она зависит от особенностей почвы и оборудования, которое применяется при этом варианте бестраншейной прокладки. В некоторых случаях для увеличения скорости движения трубы используют вибрацию, которая вместе с усилием домкрата позволяет продвигаться через грунт со скоростью от 20 до 40 м/ч.

Помимо этого, есть ещё один вид прокладки труб проколом, который используют в тех случаях, когда почва легко размывается водными потоками. Этот метод называют гидропроколом. Такая прокладка выполняется с помощью потока воды. Направленный поток разрушает почву и образует колодец, в который помещают коммуникацию.

Монтаж трубопроводов способом продавливания

Бестраншейная прокладка трубопроводов также может выполняться способом продавливания. В большинстве случаев такой способ используется для того, чтобы проводить трубы из стали с размерами сечения до 2000 мм. Продавливание очень похоже на прокол, однако, разница состоит в том, что оно осуществляется открытым концом трубы. В результате трубу достают и убирают из неё земляной столб.

Для создания достаточного усилия в этом случае используют гидравлические домкраты. Их устанавливают симметрично по всему сечению трубы. Грунты, в которых можно проводить эти работы, относятся к I–IV группам (глина, суглинок, пески и т. д.). Диаметр труб, которые можно использовать при таком методе, варьируется от 600 до 1720 мм. Расстояние прокладки, как правило, не превышает 100 м.

Для прокладки труб на небольшие расстояния применяют метод продавливания

Вначале выполняются работы по рытью котлована. Далее проходит установка упорной стены, на которую впоследствии крепят домкраты. Первое звено проводящей трубы соединяют с домкратами, располагающимися на плите. В результате конец трубы остаётся свободным.

Домкраты создают усилие, которое передаётся трубе, и она проникает открытым концом в грунт. При проникновении через почву внутри детали скапливается столб земли. Его удаление проводится с использованием лопат (с длинной и короткой рукояткой) и ударных приспособлений, в основе работы которых лежит пневматика.

Прокладка труб методом ГНБ

Горизонтально-направленное бурение является методом, по которому также выполняется бестраншейная прокладка труб. Особенность этого способа заключается в использовании буровых установок. Существует три основных этапа бестраншейной прокладки труб методом ГНБ:

  • проводка скважины;
  • расширение скважины;
  • прокладка труб.

Бестраншейное горизонтальное бурение выполняется с использованием буровой техники, которая оснащена специальным наконечником. Такой наконечник стыкуется с гибкой штангой, которая позволяет ему менять направление при бурении. Это в первую очередь нужно для того, чтобы избежать столкновения с естественными препятствиями в почве. Наконечник имеет отверстия, которые необходимы для его охлаждения во время работы. Кроме этого, в нем расположен навигационный аппарат, который контролирует и корректирует траекторию бурения.

Расширение скважины выполняют, меняя буровой наконечник на расширитель. Для того, чтобы выполнить скважину с большим диаметром, расширение может производиться несколько раз.

Важно! Диаметр скважины должен иметь показатель, который на 30% превышает размеры сечения прокладываемого трубопровода.

На заключительном этапе производится протягивание трубопровода. Протягивают трубы таким образом: плеть коммуникации закрепляют к специальной штанге, а дальше машина ГНБ затягивает конструкцию в скважину. Для того, чтобы снизить показатель трения при протягивании трубопровода через горизонтальный канал, применяется бурильный раствор.

Бестраншейная прокладка труб для различных сетей – это современная методика, позволяющая экономить ресурсы. Благодаря нескольким способам реализации такой технологии можно подобрать самый оптимальный вариант для любой ситуации.

Прокладка подземных трубопроводов методами прокола и продавливания

Бестраншейную прокладку труб для инженерных коммуникаций наиболее часто применяют под естественными и искусственными препятствиями— автомобильными и железнодорожными путями, существующей застройкой и сетью коммуникаций, в том числе при реконструкции предприятий.

Для производства работ выбирается тот или иной способ прокладки защитных труб-кожухов, являющийся сложной и трудоемкой технологической операцией при устройстве пересечений-переходов под препятствиями. К основным способам относятся:

а) прокладка труб без извлечения грунта (прокол): путем статического внедрения гидравлическими домкратами и полиспастными системами; с применением ударных и вибрационных устройств;

б) бестраншейная прокладка труб с разработкой и из влечением грунта; с непрерывной разработкой грунта и внедрением прокладываемой трубы (бурение); путем периодического извлечения грунтового керна из продавливаемой трубы.

-При выборе способа прокладки трубы-кожуха учитывают диаметр и длину прокладываемой трубы, грунтовые и гидрогеологические условия, назначение и техническое состояние наземных сооружений по трассе перехода, эксплуатационные требования к сооружаемому переходу (прочность прокладки, требования к изоляции и Др.)» экономическую целесообразность (табл. 5.2).

Проколом (рис. 5.3) осуществляют обычно прокладку труб диаметром от 50 до 400 мм и более (табл. 5.3) в суглинистых и глинистых грунтах любой влажности. В песчаных грунтах этот способ менее эффективен. Глубина заложения ограничивается минимальным расстоянием от поверхности до прокладываемой трубы, равным пяти ее диаметрам. Прокладку труб проколом осуществляют с помощью домкратов, грунтопрокладывающих установок и пневмопробойников, лебедок, тракторов, трубоукладчиков и бульдозеров.

Строительные машины применяются для прокола под насыпями труб, к уклону которых не предъявляются особые требования, в основном под кабельные сети. Для выполнения прокола с одной стороны насыпи планируется площадка для размещения трубы и машины. Прокол осуществляют путем передачи усилия от «машины непосредственно на торец трубы или через насадку.

Наиболее распространен прокол трубы с использованием грунтопрокалывающих домкратных установок. Для этого отрывают рабочий котлован, в который располагают домкратную установку с секцией прокладываемой трубы (обычно длиной 6м). Гидравлический насос высокого давления располагается на бровке котлована (рис. 5.3).

Трубу прокладывают передачей усилия через наголовник нажимными удлинительными патрубками длиной 1—4 м, шомполами или зажимными хомутами. Движение трубы осуществляется циклически путем попеременного переключения домкратов на прямой и обратный ход. При прямом ходе труба вдавливается в грунт на длину хода штока домкрата. После возврата штока меняют патрубок на другой, удвоенной длины, и повторяют цикл вдавливания, пока не произведут прокол звена трубы. В дальнейшем устанавливают новое звено трубы и все операции повторяют до окончания прокола требуемой длины. Так же же выполняется прокол с применением шомпола.

Наиболее производительные домкратные установки Главмосстроя и ГПУ-600 (рис. 5.4)
Принципиальным отличием данных установок является наличие подвижной упорной плиты, передвигаемой домкратами вслед за прокладываемой трубой после каждого цикла вдавливания до полного внедрения в грунт секции трубы. После вдавливания в грунт секции трубы подвижный упор, салазки с домкратами и нажимная плита возвращаются в исходное положение.

Для прокола трубами диаметром до 800 мм может использоваться механизм подачи инструмента «Укроргтех-строй» с нажимным усилием до 2000 кН в комплекте с установками горизонтального бурения типа ПМ-800-1400, ПМ-800-1600 и типа «Запорожье». Применение механизма подачи в комплекте с данными установками горизонтального бурения обеспечивает их универсальность, т. е. возможность вести проходку трубами диаметром до 800 мм методом прокола, а трубами более 600 мм — методом горизонтального бурения. При прокладке труб методом прокола механизм подачи может быть также использован самостоятельно.

Для прокола трубами диаметром до 800 мм на большую длину могут использоваться домкратные установки, состоящие из нескольких домкратов и создающие усилия до 10 000 кН и более.

При реконструкции предприятий для прокола в несвязных, песчаных и плывучих грунтах труб диаметром до 500 мм эффективно использовать вибропрокалывающие установки; для прокола в грунтах I, II и III категорий с наличием камня, кирпича, обломков дерева и других строительных отходов труб диаметром до 400 мм — пневмопро-бойники. Положительным качеством вибропрокалывающих установок и пневмопробойников является возможность их применения для замены старых труб подземной прокладки.
В установках для вибропрокола (рис. 5.5) применяются виброударные устройства, создающие продольно направленные колебания. Виброударное устройство закрепляют на заднем торце трубы и устанавливают на тележке с рельсовым путем. К забойному торцу трубы приваривают конусный наконечник. Вибропрокол осуществляется под действием ударных импульсов в сочетании со статическим вдавливанием лебедкой, установленной на тележке, передающей усилие на трубу через пригрузочный полиспаст.

К резиновому шлангу от компрессора, совершает возвратно-поступательное движение и наносит удар по переднему внутреннему торцу корпуса, забивая его в грунт. Реверсивное устройство позволяет изменить направление действия машины за счет изменения направления ударов. В комплект пневмопробойников входят расширители для пробивки скважин большого диаметра. Реверсивная работа пневмопробойников осуществляется без расширителей.

Технологические операции «при пробивке скважин пневмопробойниками (рис. 5.6) начинаются с его внедрения в грунт из выходного приямка в направлении приемного приямка. При движении пневмопробойник своим коническим передним концом уплотняет грунт, раздвигая его в стороны, и образует скважину. Для восприятия реактивных усилий в момент запуска машины из приямка применяют стартовые устройства, создающие силы трения на корпусе пневмопробойника либо поджимающие машину к забою. Кроме того, для облегчения внедрения пневмопробойника в грунт запуск ведут на пониженном давлении (0,3—0,4 МПа) сжатого воздуха.

Читать еще:  Как найти артезианскую воду на участке?

Помимо пробивки скважин пневмопробойники могут широко использоваться при выполнении других технологических операций: забивке стальных труб (кожухов), затягивании асбестоцеметных труб и извлечении труб из грунта (табл. 5.5).При прокладке кожухов из стальных труб пиевмопробойник используется как ударный узел, присоединяемый к заднему торцу трубы и забивающий ее в грунт. Передний конец трубы закрывается конусным наконечником.

При замене труб новую секцию трубопровода с пневмопробойником, установленным в заднем торце, присоединяют к удаляемой, а старую трубу по мере выхода в приемный приямок обрезают и удаляют.

Продавливание стальных труб диаметром 500— 2000 мм или железобетонных коллекторов круглого, квадратного или прямоугольного сечения на расстояние до 80 м осуществляют нажимными насосно-домкратными установками, соединяющими 2, 4, 8 и более гидродомкратов. Домкраты установлены на раме; для их упора служит специальная упорная стенка, состоящая из свай и двух рядов брусьев.

Для продавливания трубопроводов наиболее эффективны установки с механизированной разработкой и удалением грунта типа СКВ Главмосстроя и ПУ-2 конструкции ЦНИИподземмаша (см. табл. 5.3). Установка ПУ-2 состоит из четырех частей: силового агрегата, рабочего органа, устройства для передачи нажимных усилий и ножевой секции (рис. 5.7).
Технологические операции с применением установки ПУ-2 выполняются в такой последовательности. На направляющую раму, размещенную в котловане, укладывают первое звено кожуха с установленной на его конце ножевой секцией и системой отклоняющих роликов. После проверки правильности направления прокладки в плоскость звена вводят рабочий орган и запасовывают канаты. Затем включают гидродомкраты, которые продвигают вперед основную нажимную траверсу до ее соприкосновения с торцом прокладываемого звена кожуха.
При дальнейшем продвижении траверсы происходит незначительное вдавливание переднего конца кожуха в грунт. Затем прекращают подачу кожуха и при помощи рабочего каната подтягивают рабочий орган до соприкосновения режущей кромки ковша с забоем. Дальнейшее оттягивание каната сопровождается продвижением рабочего органа вперед и поворотом ковша сверху вниз.

Срезанный грунт осыпается в нижнюю часть полости кожуха. Притормаживая рабочий орган и подтягивая тяговые канаты, рабочий орган отводят от забоя примерно нд 1—1,2 м.

При этом срезанный грунт будет перемещаться ковшом по кожуху на такое же расстояние. Затем ослабляют тяговый канат и дают возможность оттяжным пружинам повернуть режущее устройство в исходное положение, т. е. снизу вверх. Подтягивая снова тяговый канат, повторяют цикл разработки грунта. После повторения нескольких циклов рабочий орган извлекается из забоя, при этом накопившийся за клапаном-скребком грунт выносится наружу в приемный лоток, который вместе с грунтом поднимают краном за пределы рабочего котлована и опорожняют. После возвращения рабочего органа в полость прокладываемого кожуха снова осуществляют подачу кожуха и разработку грунта забоя.

Продавливание труб может производиться с помощью пневмопробойников. При этом труба (кожух) внедряется открытым концом в грунт под действием ударной нагрузки. Грунт удаляется из внутренней полости кожуха самоходной капсулой, приводимой в действие реверсивным пневмопробойником. Капсула представляет собой отрезок трубы, имеющей вырезы для уменьшения массы и облегчения разгрузки грунта.
Для продавливания труб диаметром 530—1020 мм на длину до 50 м в несвязных, песчаных и плывунных грунтах применяется также виброударная установка УВГ-51 (см. рис. 5.5). Для вибропродавливания трубы на забойном ее

конце приваривают серповидную накладку для обеспечения зазора (10—15 мм) между скважиной и трубой, а в задней части трубы прорезают два боковых симметрично расположенных окна для удаления грунта. Грунт из трубы выбирается виброударной желонкой, внедряемой в забой вибромолотом и перемещаемой после забора грунта с помощью каната к разгрузочным окнам. Из желонок грунт высыпается под действием вибрации в разгрузочные окна на дно траншеи.

Прокладывание труб диаметром 1220 мм на длину до 60 м в сухих и увлажненных грунтах I—III групп выполняют установкой У-12/60. Установка содержит головку с челноком, устанавливаемую в забойной части трубы, нажимной гидродомкратный привод, развивающий усилие нажима до 3400 кН, насосную станцию, лебедку и упорный башмак (рис. 5.8).

Для бестраншейной прокладки трубы с помощью установки У-12/60 должен быть подготовлен котлован длиной 13м, шириной Зм и глубиной на 0,1 м ниже проектной отметки основания прокладываемой трубы. В задней части котлован должен быть расширен и углублен для монтажа выкладки из брусьев или шпал и установки инвентарного упорного башмака.

Работа установки У-12/60 заключается в периодическом вдавливании прокладываемой трубы на длину хода домкратов (1000 мм) с последующим извлечением челнока из прокладываемой трубы и его разгрузкой. После каждого цикла надавливания производят операции по удалению нажимных патрубков, зачистке места установки челнока в головке с помощью нескольких ходов челнока на забой, наращиванию или установке нажимных патрубков большей длины для последующего надавливания.
Заполнение челнока грунтом обеспечивается вдавливанием трубы гидродомкратами при расклинивании челнока в головке продавливаемой трубы. Разгрузку челнока производят в отвал или транспорт.

Спонсор данного материала научно-производственный комплекс завод буровой техники Гидрофоб. Основным направлением деятельности предприятия является осуществление работ по прокладке подземных коммуникаций бестраншейным методом с использованием технологии горизонтально-направленного бурения (ГНБ), а также разработка внедрение энергосберегающих технологий.

Представительство в г. Москва: 117628, Москва, ул. Куликовская, д.1, офис 1, около станции метро Бульвар Дмитрия Донского
Телефон в Москве: 8 (495) 505-52-35

Тел./факс:
(8639) 25-96-50, 25-97-16, 25-97-23

Бестраншейная прокладка труб под дорогами и другими преградами.

УПК-2 «Игла» предназначена для прокладки магистралей методом прокола. Установка работает от гидросистемы трактора или от гидростанции HPP18V FLEX
Длина прокола — 55 м Диаметр прокола — 250 мм

При прокладке трубопроводов под дорогами и другими препятствиями в принципе возможны два основных способа производства работ — открытый и закрытый.
При открытом требуется разрытие поперек дороги траншеи с повреждением дорожного покрытия и остановкой движения транспорта по ней на время прокладки труб. Все это, естественно, сопряжено с рядом неудобств для пассажиров, транспорта и, кроме того, влечет за собой удорожание работ, так как возникает необходимость восстановления дорожного покрытия и элементов благоустройства в месте перехода.
Более перспективными являются закрытые методы прокладки труб под дорогами, не требующие устройства траншей.

При прокладке труб бестраншейными способами вначале под дорогами устраивают защитные кожухи или футляры, а затем в них прокладывают сами рабочие трубопроводы. Чтобы это стало возможным, диаметр кожуха (футляра) должен быть большим, чем диаметр прокладываемого трубопровода (таблица 1).

Таблица 1. Требуемые диаметр и толщина стенок защитного кожуха (футляра)

Для защитных кожухов (футляров) применяют стальные трубы: бесшовные горячекатаные, сварные прямошовные и спирально-шовные. Горячекатаные применяют только для кожухов переходов трубопроводов диаметром до 273 мм, а для трубопроводов больших диаметров используют обычно крупноразмерные сварные прямо- или спирально-шовные трубы.

Длину кожуха определяют исходя из ширины дорожного полотна (или дорожной насыпи) и рекомендуемых нормативных расстояний. Предохраняют кожухи от коррозии асбесто- или песчано-цементными, асфальтоцементобитумными, эпоксидными или полимерными антикоррозийными покрытиями, наносимыми на их поверхность.

Закрытую прокладку труб, кожухов (футляров) выполняют в основном способами:
— прокола,
— продавливания,
— горизонтального бурения.

Для прокладки коллекторов и тоннелей применяют щитовой и штольневый способы подземных проходок.

Прокол лучше применять для прокладки труб малых и средних диаметров (не более 400-500 мм) в глинистых и суглинистых (связных) грунтах. Ограничение диаметра прокалываемых труб обусловлено тем, что при этом способе массив грунта прокалывают трубой, оснащенной наконечником, без удаления грунта из скважины, вследствие чего для прокола требуются значительные усилия. В связи с этим и длина прокола труб не превышает 60—80 м.

Способ продавливания с извлечением из трубы грунтовой пробки или керна можно применять практически в любых грунтах I—IV групп, он пригоден для труб диаметром 800—1720 мм при длине прокладки до 100 м.

Горизонтальное бурение предусматривает опережающую разработку грунта в забое с устройством скважины в грунте большого диаметра, чем прокладываемая труба. Этим способом можно устраивать подземные переходы трубопроводов диаметром до 1720 мм на длину 70- 80 м. Однако способ этот недостаточно эффективен в обводненных и сыпучих грунтах.

Щитовой и штольневый способы применяются при необходимости устройства переходов трубопроводов, коллекторов и тоннелей значительных диаметров и длины.

При любом из бестраншейных способов прокладки труб вначале по обе стороны дороги отрывают рабочий и приемный котлованы, а затем монтируют соответствующие механизированные установки.
Размеры рабочего котлована определяют в зависимости от диаметра прокладываемого трубопровода, глубины его заложения и конструкции направляющей рамы.

Основное оборудование:
при проколе и продавливании труб — направляющие рамы, гидравлические домкраты, нажимные патрубки, шомполы, наконечники, грунтозаборные ковши, пневмо-пробойники, насосы, компрессоры и т.п.,
при горизонтальном бурении — установки, включающие двигатели внутреннего сгорания, шнеки, режущие головки и др.

Выбор бестраншейного способа прокладки труб зависит от диаметра и длины трубопровода, физико-механических свойств и гидрогеологических условий разрабатываемых грунтов. Выбор способа также зависит от наличия в строительных организациях соответствующих трубопрокалывающих, продавливающих и бурильных агрегатов, установок и оборудования. Для облегчения выбора можно воспользоваться рекомендациями, приведенными в таблице 2.

Таблица 2. Pекомендуемые способы бестраншейной прокладки трубопроводов

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector