Современные методы прокладки трубопровода

Аннотация. В данной работе был проведен анализ новых методов прокладки труб, как  альтернатива ьтраншейной прокладке. Современные методы имеют ряд преимуществ: сокращение времени, вматериальных затрат, труда рабочих, равсесезонность выполнения работ, сохранение окружающей среды.

Ключевые слова: инженерные сети, трубопровод, бестраншейные методы, горизонтальное направленное бурение.

Для прокладки про трубопровода еще нескольконес лет назад выкапывали большие   ботраншеи, перекрывали улицы, это создавало для жителей жителейгородов немалые неудобства. В настоящее время очень часто нужно провести дополнительные инженерные сети к какому-либо участку, заменить старый трубопровод. Тем временем появились новые технологии, с ними возможно решить многие проблемы.

Бестраншейная прокладка труб имеет ряд преимуществ:

- экономия времени прокладки трубопровода;

- уменьшение материальных затрат;

- сокращение количества рабочих, повышение их безопасности при производстве работ;

- возможность прокладки трубы круглый год;

- минимальный вред окружающей среде.

Основными бестраншейными методами прокладки и реконструкции подземных трубопроводов являются: 
- щитовая проходка; 
- микротоннелирование; 
- горизонтальное направленное бурение; 
- прокалывание, пробивка и продавливание; 
- раскатывание. 

Щитовая проходка- представляет собой закрытый способ прокладывания тоннелей, с помощью механизированных щитов размерами 1,5-3,6 м. В эти тоннели укладываются трубы нужного диаметра и проводят забутовку свободного простанства. При использовании метода щитовой проводки в неблагоприятных грунтах (водонасыщенных, слабоустойчивых) следует проводить  мероприятия по водопонижению, замораживанию, химическому закреплению. При производстве щитовой проходки в стесненных условиях, густо населенных городских районах сталкиваются с проблемой неоходимости ограничения движения транспортных средств.

Рисунок.1 Схема проходки туннеля с помощью щита. 1 - полость, заполненная бетонной смесью; 2 - обделка туннеля из тюбингов; 3 - обойма щита; 4 - домкраты; 5 - зашитных козырек; 6-рабочая платформа; 7 - эжектор; 8 - вагонетка; 9 - рукав растворонасоса

Микротоннелирование дает возможность  выполнять 10-15 метров проходки в сутки во всех горно-геологических условиях с помощью дистанционно управляемых комплексов. Этот метод позволяет выполнять задачи по прокладке коммуникаций в сложных условиях: водонасыщенных без водопонижения или закрепления грунтов. Важной особенностью технологии микротоннелирования является высокий уровень точности проходки и возможность постоянного контроля за ее траекторией. Такой метод обеспечивает точность прокладки под землей коллектора большого диаметра до нескольких сантиметров.

Горизонтальное направленное бурение в народе сокращенно носит название «ГНБ» .  При прокладке труб до 150 мм таким способом используют раствор на основе бентонита или полимеров. Трубы с большим диаметром прокладываются  с использованием специальных буровых установок.  Для прокладки труб диаметром до 300 мм и длиной до 50 м  применяют малые установки шнекового бурения с тяговым усилием 4 тонны, а установки с большим тяговым усилием в 30 тонн используют при прокладке труб диаметром до 500 мм на расстояниедо 400 м. Существенное преимущество данного метода заключается в том, что длина прокладки трубы может достигать несколько километров, а диаметр трубопровода  доходить до 1400 мм.

Рисунок.2 Схема установки направленного мелкого бурения

а) – бурение пилотной скважины; б) – расширение скважины и обратное протягиване ; 1 - установка ГНБ; 2 - буровые штанги ; 3 - буровая головка; 4 - расширитель; 5 -  прокладываемый трубопровод; 6 - стартовый котлован

Работы по строительству инженерных сетей методом ГНБ скважит проводят в три этапа:

1.     Бурение пилотной скважины

2.     Расширение пилотной скважины

3.     Протаскивание в скважину трубопровода.

Пробивка и прокалывание представляют собой горизонтальные скважины,  с помощью пневмопробойников в них затягивают трубы (диаметром до 400 мм). В корпусе пневмопробойников расположены ударник и воздухораспределительный механизм, который обеспечивает прямой и обратный ход пробойника. Работы производят с высокой скоростью. Продавливание -  с помощью пневмоударных машин забивают стальные трубы диаметром 400-1400 мм  в грунт.

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

Рисунок 4. Схема выполнения продавливания: 1 — масляный насос; 2 -гидравлический домкрат; 3 — опорная конструкция; 4 — опорная плита; 5 – продавливаемая труба.

Для проходки и расширения уже существующих скважин применяют раскатывание, с помощью специальной раскатывающей головки, которая приводится в движение буровым станком через наращиваемые буровые штанги. Грунт вдавливается в стенки скважины при вращении головки и образуется устойчивая цилиндрическая полость, в которую затем при реверсе раскатчика затаскивается трубопровод. Лазерной системой наведения контролируют соответствие оси раскатчика с осью проектируемого трубопровода.
Разработанные методы закрытой прокладки имеют огромное количество преимуществ по сравнению с траншейным методом, их используют не только при строительстве новых трубопроводов, но и замене старых, аварийных участков сетей на новые.

Для пересечения естественных и искусственных препятствий применяют бестраншейный метод, как наиболее подходящий, а в городских условиях без него в принципе невозможно обойтись.