Как се извършва прокарване на тръби по метода на пробиване: технически правила и съвети от специалисти

Ако подземните комуникации пресичат пътна трасе или железопътни линии, демонтажът на такива обекти може да бъде изключително труден, а често и напълно невъзможен. Решаването на проблема ще помогне прокарването на тръби чрез метод на пробиване. Този начин е значително по-прост и по-евтин за реализация.

На желаещите да научат как се полагат тръби в земята без нарушаване на наземните покрития, събаряне на сгради, преместване на мобилни обекти, ние ще разкрием спецификата на технологията. При нас Вие ще научите какво оборудване се използва в хода на работите, по какъв начин се извършват пробиванията.

Освен основния метод ние описахме алтернативни варианти за прокарване на тръби в земята по безтраншейна технология, приложихме схеми, фото-подборки и видео-материали.

Какво представлява методът на пробиване?

Методът на пробиване се нарича технология, при която може да се получи отвор без разработване и изваждане на почва чрез нейното уплътняване.

Такъв начин подхожда за прокарване на стоманени конструкции. Диаметърът може да варира в границите 100-500 мм, дължината на отвора – 30-50 м. Пробиването под пътя – това е един от най-търсените методи за безтраншейно прокарване на комуникации.

По този начин се устрояват подземни клонове на водопровод, канализация, подвеждат към участъка магистрален газ.

Управляемо пробиване се използва за прокарване:

• комуникации от метал и пластмаса;
• кожухи, в които след това се полагат газови и водопроводни тръби;
• кожухи за силови, телефонни кабели и т.н.

Пробиването се използва не само в случаите, когато е необходимо безболезнено да се пресече трасе или железопътни линии.

Методът подхожда за прокарване на отвори в кладенец (при условие, че диаметърът на този кладенец е не по-малък от метър и половина), в сутерен на къща, при необходимост да се прекарат проводници под някакъв относително малък обект и т.н.

Най-често управляемото пробиване се извършва в дебелината на глинеста почва под различни пътища, например под магистрала или железопътно платно. За целта се използва хидравличен натисков агрегат, например такъв като устройството Ditch Witch P80.

Освен това ще са необходими комплект разширители, пръти, глави и друг инструмент, с помощта на който се извършват сондажни работи

Задължително се използва хидравлична станция. Необходимото силово въздействие осигурява хидроцилиндър, приемливата мощност на агрегата е около 36 тона. Работата на станцията трябва да се осигурява от двигател с вътрешно горене. За наблюдение на хода на работите в дебелината на почвата се използват средства за безжична локация

Като пример може да се разгледа редът на работа на локационното устройство Eclipse. В сондажната глава се поставя сонда, която предава сведения за хода на сондажните работи

Управляемото пробиване – това е един от най-малко разходните начини за безтраншейно прокарване на комуникации под път или други подобни обекти (+)

Информацията постъпва в локатора. Тук данните се анализират, в резултат на което се определя точното местоположение на сондажния инструмент в дебелината на почвата, ъгълът на наклон на сондажната глава, съответствието на движението ѝ с предварително съставения план на работите. Едновременно с това се контролира състоянието на батерията на сондата, от която постъпват сведения

Сондажната глава е устроена по такъв начин, че част от повърхността ѝ е скосена. Това подобрява производителността, но се отразява на качеството на работите

Поради скоса при придвижване в дебелината на почвата положението на главата постоянно ще се отклонява от вектора на въздействие. Операторът трябва постоянно да коригира траекторията на движение на главата, сверявайки се с резултатите от локацията

За да се движи инструментът строго по права линия, той трябва да се върти с постоянна скорост. Първият етап на пробиването започва в началния изкоп, а завършва – в приемния. Тук вместо сондажна глава към устройството се закрепва конусен разширител.

Това устройство преминава през образувания хоризонтален отвор в обратна посока, което позволява да го разшири и уплътни стените.

За извършване на безизкопно полагане на тръби чрез метода на пробиване е необходимо предварително да се направят два изкопа: начален и краен (или приемен).

След това в полученото дълго отверстие се вмъква тръба с необходимия диаметър или кожух за полагане на комуникации. В зависимост от ситуацията могат да се полагат не една, а няколко тръби. Последващите действия се състоят в това да се положат тези комуникации и да се свържат към общата система.

По време на подготвителните работи също трябва да се обмисли място за съхранение на тръбите, които трябва да се намират близо до мястото на сондажа.

Обикновено площадката за тръбите се предвижда до началния изкоп. Размерите на площадката за съхранение зависят от дължината на тръбите, която може да достигне шест метра. Желателно е избраните за полагане тръби да се съхраняват в хоризонтално положение. Това ще улесни монтажа и ще намали вероятността от повреда на конструкцията.

Освен това трябва да се осигурят подходи към началния изкоп, за да се доставят безпрепятствено материалите и необходимата за изпълнение на работите техника.

Методът на управляем пробив позволява успешно да се полагат в метален кожух както пластмасови, така и метални тръби. Първо се извършва пилотен пробив, след това се прави уплътняване в обратна посока, въвеждане на кожуха, а след това полагане на тръбите.

Първо се извършва предварително обследване на мястото на работите на терен. Специалистите при това използват проектната документация, въз основа на която, както и на резултатите от анализа на обекта, се съставя план за изпълнение на пробива.

Ако е необходимо да се извърши пробив под обект, който изпитва сериозни транспортни натоварвания (трамвайни линии, автомагистрала, железопътна линия, метро и др.), тръбите се полагат в специални кожуси.

Ако трябва да се прокарат под пътя няколко кабела, първо се полага тръба или кожух, чийто диаметър позволява да побере всички необходими комуникации.

Такъв калъф трябва да има диаметър, надвишаващ размерите на тръбите с около 15-20 см. Първо се поставя калъфът, след това в него се монтират тръбите, а пространството между тези комуникации се запълва с разтвор, за който може да се използва евтин цимент М-100. Калъфите намаляват натоварванията върху подземните комуникации и намаляват риска от тяхното увреждане.

Хидро-, вибропробиване и продавлване

Различават се хидро- и вибропробиви. В първия случай като инструмент за продавявяне на почвата се използва водна струя, която под голям напор излиза от специален накрайник.

Този метод е особено ефективен в несвързани песъчливи почви, лесно размиваеми под въздействието на струята. Той позволява да се направи отвор с диаметър около 50 см за минимално време. Но максималната дължина на пробива при хидропробива е 30 м.

Вибропробивът, както е ясно от името, се осъществява с помощта на вибрационно въздействие. В устройството за извършване на пробива се използват ударно-вибрационно-вдавящи установки с възбудители на надлъжно насочени трептения.

Статичното вдавяне се съчетава с въздействие върху почвата на ударни импулси от виброчук. Методът се прилага във водонаситени и маловлажни песъчливи почви както за полагане на тръби, така и за тяхното извличане. Диаметърът на пробива може да достигне 50 см, а дължината му – 60 м.

Методът на продавявяне се осъществява с помощта на крикове, както и пробивът. Но в този случай тръбата се насочва в почвата с отворен край. В процеса на придвижване на конструкцията в тръбата се образува плътна тапа от почва, която след това се отстранява.

За извършване на този тип работи се използват от два до осем мощни (от 200 до 400 тона) хидравлични крикове, за работата на които е необходим монтаж на опорна стена с рама и наглавник.

Продавявянето на почва – това е безтраншеен метод за полагане на тръби, който се извършва с помощта на специални хидравлични уредби с висока мощност

За една смяна такова устройство може да премине до 10 метра почва, а общата дължина на пробива обикновено не надвишава 80 метра. Ако се изисква да се положи по-дълга трасе, тя се разделя на отделни участъци от не повече от 80 метра.

Този метод също изисква изграждане на начален и краен котлован, в които се инсталира необходимата хидравлика.

Проходът на всеки участък се изпълнява два пъти: в права, а след това в обратна посока. Контролът върху работата на механизмите и качеството на продавявянето се води от оператор, който се намира в котлована.

Технически този метод е по-сложен от обикновения пробив, но може да се прилага практически на всякакви почви. Диаметърът на конструкцията може да достигне 172 см. Извличането на керна, формирало се вътре в тръбата, може да се извършва ръчно или с механизирани средства.

Предимства на метода на пробиване

Търсенето на метода на пробиване се обяснява с неговите значителни предимства в сравнение с други варианти за извършване на работи от този тип. Например, пробиването е достъпно по всяко време на годината, високата или ниската температура на външния въздух и почвата няма голямо значение.

Едно от предимствата на метода на управляваното пробиване е, че работите могат да се провеждат и в зони с повишено ниво на подпочвените води

Работата на инсталацията не изисква използване на бентонитов разтвор, подаване на вода в сондажа или сондажен разтвор. Това е компактен и мощен агрегат, който е оборудван с надеждна система за електробезопасност. Не е трудно да се достави до обекта и да се инсталира. При това компактните размери не пречат на устройството да работи с високи показатели на мощност.

Безтраншейните методи за полагане на тръби, като управляваното пробиване, могат успешно да се прилагат както през летния, така и през зимния период.

Сроковете на работите също са по-малки, отколкото при прилагане на други методи. Дори ако на мястото, където се извършва пробиването, се наблюдава повишено ниво на подпочвените води, няма необходимост да се провеждат мероприятия за отвеждане на водата от зоната.

По време на преминаването на разширителния конус се извършва и уплътняване на стените на изкопа, поради което не са необходими допълнителни работи в това отношение.

Извършване на пробиване на различни обекти

Сложността и скоростта на работите от този тип до голяма степен зависят от условията, т.е. от терена и характеристиките на обекта, под който се извършва пробиването. За сондаж под железопътното платно обикновено се изисква доста сериозно оформяне. Първо трябва да се съгласува сондажът с цяла редица служби на железниците.

Използването на метода на управляваното пробиване в градската територия позволява да се запази цялостта на пътните трасета, за да се минимизират разходите и да не се нарушава движението на транспорта.

В Русия трябва да се обърне към подразделенията ЕЧ, ШЧ, РЦС НОДГ, ПЧ и други служби на ОАО “РЖД”. В задължителен ред се оформят договори за водене на технически надзор, както и за инсталиране на предпазни пакети. Цялата изпълнителна документация трябва да бъде съгласувана и предоставена на органите на железницата.

В дистанцията на пътя се предава пакет документи след приключване на цикъла на работите по полагане на тръби. В градовете пробиването под път е много търсено при полагане на нови комуникации, особено на места с исторически забележителности.

Методът позволява не само да се запази обичайното движение по пътищата, но и да се предотврати разрушаването на старинната настилка, когато е необходимо да се поставят тръби под такива зони.

Реставрацията на подобен обект може да бъде сложна, а понякога и невъзможна. В кварталите с вили, прокарването на комуникации по метод на пробив позволява да се извършат всички работи с минимални повреди на вече готови обекти: пътища, огради и др.

Оценка на алтернативни варианти

Освен метода на управляемия пробив, съществуват и други варианти на устройване на комуникации в дебелината на почвата без изкопаване на окопи. Понякога алтернативата може да се окаже по-приемлива от пробива, всичко зависи от конкретната ситуация.

Хоризонтално насочено сондиране, което още се нарича наклонено насочено, се използва за полагане на напорни и безнапорни тръбопроводи. Сондирането по този начин се извършва от земната повърхност. Диаметърът на отвора трябва да бъде с 30-50% по-голям от размерите на тръбите, които се предвижда да се поставят в него.

Отворът се разширява не наведнъж, а на няколко етапа. При това се използва бентонитов разтвор, който се смесва с разрохканата почва и улеснява нейното отстраняване от ствола. Освен това, тази работна течност се използва за охлаждане на сондажния инструмент, а впоследствие тя образува по стените на шахтата слой, който ги предпазва от разрушаване.

За изпомпване на отработения бентонитов разтвор се използва илосос. След изпомпването ненужният разтвор трябва да се закара на сметище за по-нататъшно обезвреждане. Ако работите са изпълнени правилно, в резултат се получава чист сондаж със здрави стени.

Сондажните инсталации за извършване на работи от този тип притежават различни характеристики, като въртящ момент и теглителна сила. От това зависи дължината на тръбите, които ще бъдат положени в дебелината на почвата, която може да достига 1000 метра.

Допустимият диаметър на тръбите – 120 см. Чрез хоризонтално насочено сондиране могат да се полагат както метални, така и пластмасови тръби.

Сондирането се извършва по предварително изчислена траектория, движението на сондажния инструмент се контролира чрез система за локация. Ъгълът на забурване може да варира в рамките на 26-34 градуса.

Още един важен показател при използване на ХНС – огъването на щангите, което може да съставлява 6-12 %, това зависи от техния тип. Още една популярна методика за безизкопно полагане на тръби – сондиране с шнек. За нейното изпълнение се използва специална хидравлична инсталация, действаща като крик.

Първо се правят стартов и финишен котловани. Дълбочината на всеки от тях трябва да бъде с един метър по-дълбока от нивото на полагане на тръбопровода. В стартовия котлован се спуска хидравлична инсталация, която върти шнека и тръбите за продавяне. В резултат част от почвата се отстранява и се получава сондаж за тръбата.

След това вътре се поставят тръби, футляри и др. Максималната дължина на полагане обикновено е само 100 метра, но диаметърът на комуникациите може да достигне 172 см, показателите до голяма степен зависят от типа на почвата, върху която се провежда сондирането.

Методът на продавване на стоманени обвивки често се прилага, когато е необходимо да се положат с помощта на безтраншейни методи тръби или обвивки с голям диаметър

За контрол на извършването на работите по време на шнековото сондиране се използва лазер, който осигурява правилния ъгъл на наклон на свредлото, а също така позволява проследяване на посоката на сондиране с висока точност. След като шнекът достигне финалния котлован, той се изважда от получената сондаж в обратен ред.

Микротунелиране – това е високоточен метод за безтраншейно полагане на комуникации, който се изпълнява с помощта на специален проходчески щит.

За преместване на устройството се използва високомощна домкратна станция. Тя въздейства върху колона от стоманобетонни тръби, които са свързани към щита. Постепенно дължината на сондажа се увеличава, затова дължината на колоната се увеличава чрез надграждане на стоманобетонни конструкции.

За полагане на стоманобетонни и стоманени тръби се използва методът на микротунелиране. Той се изпълнява с помощта на специален проходчески щит, който разрохква почвата.

Този метод също изисква предварителна подготовка на два котлована, разстоянието между тях може да варира в границите на 50-500 метра. Домкратната инсталация трябва да се спусне в началния котлован на дълбочина, която съответства на нивото на полагане на комуникациите. Ако дължината на сондажа надвишава 200 метра, обикновено се използва междинна домкратна станция.

Проходческият щит разрохква почвата, която се измива с вода или бентонитов разтвор, постъпващ по захранващите линии. Отработената течност, смесена с частици почва, се премества в утаител по отвеждащите линии. След като проходческият щит попадне във финалния котлован, работите могат да се считат за завършени.

Безтраншейните методи за полагане на комуникации се изпълняват с прилагане на специално високомощно оборудване. Точното спазване на технологията ще осигури надежден сондаж.

Оборудването се разглобява и отстранява. Чрез метода на микротунелиране могат да се монтират не само стоманобетонни, но и стоманени тръби. За контрол на правилното изпълнение на работите се използва навигационна система, състояща се от лазер, мишена и измервателно колело.

За дълги участъци (над 200 м) за ефективна се счита електронна лазерна система, снабдена с хидростатично ниво, което дава точни сведения за дълбочината на полагане на тръбите независимо от температурата на въздуха вътре в конструкцията.

Тънкости при избора на подходящ метод

Методът за прокарване на комуникации с помощта на хоризонтално сондиране се избира още на етапа на проектиране на конкретния процес. Ако безтраншейното полагане на тръби се извършва в рамките на строителството на някакъв обект, например жилищна сграда, то работите могат да станат част от общия строителен проект.

При проектирането се вземат предвид следните данни:

• дължина на комуникациите, които трябва да се положат по безтраншеен начин;
• диаметър на обвивката или тръбата;
• материал, от който са изработени комуникациите;
• дълбочина, на която трябва да се поставят тръбите;
• тип на тръбопровода (напорен или безнапорен);
• възможност за монтаж на начален и краен изкоп с подходяща дълбочина;
• подходи за достъп до мястото на извършване на работите;
• наличие на достатъчно просторна площадка за съхранение на материали, техника и др.;
• ниво на залягане на подземните води;
• други геоложки особености на участъка;
• план за разположението на вече съществуващите комуникации на участъка.

В процеса на строителството понякога е необходимо да се промени вече изготвеният проект. Това може да бъде предизвикано от желание за намаляване на разходите, като се използват например пластмасови тръби вместо стоманени. Освен това, планът за разположение на подземните комуникации на обекта не винаги се оказва достатъчно точен.

Диаметърът на тръбата – един от показателите, които се вземат предвид при избора на методи за безтраншейно полагане на комуникации. Сондажът трябва да бъде малко по-голям

При извършване на работите могат да бъдат открити такива неотчетени тръби или кабели. Всички тези моменти могат да наложат промени в проекта, а това може да се отрази и на решението за метода на сондиране.

Ако дълбочината на полагане на комуникациите е малка, възниква опасност от слягане на горния слой на почвата, особено ако при сондирането е използван бентонитов разтвор. В такива случаи е по-добре да се даде предпочитание на хоризонтално шнеково сондиране.

Много често методът на сондиране се определя от това, каква точно техника е на разположение на организацията, изпълняваща поръчката.

Например, ако строителите разполагат с крикове или инсталация за хоризонтално насочено сондиране, то на него ще бъде дадено предпочитание пред метода на пробива. Най-често такива промени са продиктувани от съображения за икономическа изгода.

Изводи и полезно видео по темата

Нагледно процесът на работа на инсталацията за извършване на управляем пробив е представен във видеосюжета:

Управляемият пробив – високоточен и относително евтин начин да се прокарат комуникации под път или друг обект. При това е важно правилно да се проектират всички работи и точно да се спазва технологията.

Искате ли да съобщите за интересни факти, свързани с полагането на тръби по технологията на пробива? Появиха ли се въпроси в процеса на запознаване с представената информация? Пишете, моля, коментари в блока под текста на статията.