3 Устройство трубопроводов способами прокола грунта, продавливания и горизонтального бурения

На улицах и площадях с интенсивным движением городского транспорта, при пересечении трамвайных путей, автомобильных и железных дорог, а также в незастроенных районах города при больших глубинах (более 5 м) следует применять закрытые (бестраншейные) способы прокладки трубопроводов.

В настоящее время применяют четыре способа бестраншейной прокладки подземных сетей. В зависимости от способа производства работ различают: проходку щитами, продавливание, прокол, горизонтальное бурение.

Работам по бестраншейному способу прокладки подземных сетей предшествуют геологические и геодезические изыскания, а также разработка проектно-сметной документации и тщательная горизонтальная и вертикальная разбивка на месте согласно утверждённому проекту.

Проколом называется такой способ проходки, при котором отверстие для трубы образуется за счёт радиального уплотнения грунта, без его разработки.

Способом прокола можно прокладывать трубы диаметром до 500мм в грунтах, обладающих сжимаемостью (глины, суглинки). Длина проходки - 30-40м, а для труб малых диаметров (150-200мм) с учётом продольного изгиба труб - 20-25м. Скорость проходки при использовании мощных гидравлических домкратов составляет 2-3 м/ч.

Прокалывание может производиться с помощью домкратов, лебёдок, тракторов, рычагов и других механизмов, способных развивать усилия от 25 до 300тс.

Усилие сообщается прокладываемой трубе нажимными патрубками через задний торец. Нажимные патрубки представляют собой отрезки труб длиной, равной ходу штока домкрата. К торцам их с помощью косынок привариваются фланцы. Домкрат через нажимной патрубок и подкладку давит непосредственно в торец трубы. После вдавливания трубы в грунт на длину хода штока домкрата (например, 1 м) шток возвращается в первоначальное положение и в образовавшееся пространство вставляется другой патрубок удвоенной длины. Таким образом, с помощью комбинации нажимных патрубков длиной 1 и 2 м вдавливают первое звено трубы. Затем укладывают второе звено трубы и приваривают к предыдущему. Далее процессы повторяют до тех пор, пока проходка не будет доведена до проектной длины.

Для установки прокалывающих механизмов на трассе разрабатывается котлован шириной 1,2-2,5м. Длина котлована назначается такой, чтобы свободно могло уместиться звено прокладываемых труб, опорная прокладка, домкрат и упор. Предусматривается и свободное пространство 0,8-1м, таким образом, общая длина котлована составляет около 10м (при длине звена 6м). Глубина котлована определяется в зависимости от заложения трубопровода.

К задней стенке котлована устанавливается упор. При малых усилиях прокалывания упор может быть деревянным. При больших усилиях целесообразно ставить металлический инвентарный упор.

Для уменьшения сопротивления трубы (сил трения) при проколе грунта используется конический наконечник, диаметр основания которого больше наружного диаметра трубы на 25-35мм. Увеличение основания конического наконечника снижает усилие трения боковой поверхности труб о грунт.

Продавливанием называется такой способ бестраншейной прокладки инженерных сетей, при котором в грунт последовательно вдавливаются отдельные звенья труб, соединяемые между собой в процессе работ сваркой, с разработкой забоя внутри трубы и удаления грунта через прокладываемую трубу. Этим способом можно продавливать трубы диаметром от 200 до 3600мм и более.

Наибольшее распространение для продавливания труб в настоящее время получили установки с гидравлическими домкратами с большим ходом штока и большой скоростью вдавливания. Передача давления на трубу осуществляется с помощью нажимных патрубков длиной, равной ходу штока домкрата или удвоенной длине штока.

Продавливание возможно с ручной разработкой грунта и механизированным способом.

При ручной разработке грунта (для труб диаметром более 800мм) рабочие находятся внутри трубы и лопатами с короткими черенками нагружают грунт в тележку, которая тросом вытягивается из прокладываемой трубы и поднимается на поверхность. Для труб диаметром до 700мм разработка грунта производится из рабочего котлована желонками, рукоятки которых наращиваются по мере увеличения длины проходки.

При механизированном способе возможно применение установки с цилиндрической разработкой грунта челноком. Она применяется для стальных труб (футляров) диаметром от 529 до 1420мм.

Метод горизонтального бурения применяется для бестраншейной прокладки труб диаметрами от 325 до 1220мм на длину 40-60м, применяется для разработки твёрдых пород грунтов.

Могут применяться установки горизонтального бурения типа УГБ. При этом в рабочий котлован на роликовые опоры укладывают звено прокладываемой трубы с режущей головкой и шнеками. К валу шнека присоединяют машину, которая во время монтажа и работы находится в подвешенном состоянии на крюке трубоукладчика. В рабочем котловане у начала скважины укрепляют упорный брус с блоками полиспаста. Продвижение трубы вперёд осуществляют лебёдкой, которая наматывает трос полиспаста. Во время работы при движении трубы вперёд трубоукладчик передвигается в том же направлении, поддерживая машину. На режущей головке установлены резцы. Режущая головка снабжена откидными лопастями, которые позволяют увеличивать диаметр скважины на 30-40мм больше диаметра прокладываемой трубы. Вынимают шнеки и головку через трубу при складывании лопастей и вращении головки в обратную сторону.