Как се извършва безизкопно полагане на тръби: особености на метода + пример за работа

При строителството на нови тръбопроводи, както и при ремонт или подмяна на стари линии комуникации, активно се прилага безтраншейно полагане на тръби.

Разнообразието от методи позволява да се избере оптимален начин — в зависимост от сложността на участъка или гъстотата на застрояване.

В този материал ние ще разкажем подробно за методите на безтраншейно полагане на тръбопроводи и техните отличителни особености.

Предимства и особености на БПТ

Очевидни предимства в сравнение със земни работи при копаене на траншеи са следните аспекти:

• съкращаване на сроковете за провеждане на работите;
• минимизиране на разходите за възстановяване на благоустройството;
• запазване на работата на обектите на инфраструктурата в нормален режим;
• намаляване на въздействието върху екологично чувствителни райони.

Изборът на метода на безтраншейно полагане на тръбопровода зависи от диаметъра на необходимия сондаж, характеристиките на ландшафта и почвите, материала на полаганите тръби, наличието или липсата на действащи комуникации.

Естествени водни обекти, наземна и подземна инфраструктура, зелени насаждения и постройки не се засягат, ако работите по изграждане на тръбопроводи се извършват по безтраншеен начин

Вариантите за реализация са множество, но сред тях могат да се отделят четири основни метода: санация, продавличане и пробив на почва, хоризонтално-насочено сондиране.

Реконструкция и подмяна на тръбопровода по метода на санация

Методът на санация се прилага в случаите, когато в процеса на ревизия е била установена необходимост от пълна или частична замяна на съществуващия тръбопровод.

С помощта на санация ефективно се решават следните проблеми:

• запушване на участъци от тръбопровода и образуване на пукнатини;
• разрушаване на локални отклонения на комуникациите от корени на дървета;
• заплаха от пробив на тръби в резултат на корозия.

В зависимост от състоянието на комуникациите и поставените задачи се прибягва до технологията на релайнинг или реновация.

Технология на релайнинг или “тръба в тръба”

Релайнингът е вариант на санация, прилаган за тръбопроводи, при които е възможно незначително намаляване на диаметъра. Ако реалният експлоатационен живот на металните тръби е изчерпан и има опасения, че те работят до следващия пробив, те предварително се почистват от калциеви отлагания, ръжда и пясък.

Подготвя се полиетиленова вложка, имаща вид на ръкав, който предварително отвътре се напълва с полимерен състав, равномерно разпределян по цялата дължина. Този полимерен чорап под налягане на вода или въздух се разправя вътре в тръбата, като едновременно се обръща отвътре навън, така че нанесеният по-рано състав да прилепва към стените на тръбопровода.

След като ръкавът е запълнил целия сегмент от износения тръбопровод, под въздействието на температура се провежда процесът на полимеризация. В резултат се увеличава както здравината на комуникациите, така и тяхната пропускателна способност.

Друга технология на релайнинг предполага полагане на нови полипропиленови тръби вътре в съществуващите стари. По този начин се заменят стоманени, керамични, азбестоциментови, чугунени, бетонни и стоманобетонни тръбопроводи с диаметър 200-315 мм.

Релайнинг – бърз и икономичен начин за обновяване на тръбопровода и увеличаване на неговата пропускателна способност, въпреки незначителното намаляване на вътрешния диаметър на тръбите.

При това трябва да се вземе предвид, че на местата на съединяване на PVC тръбите се образува шев около 15 мм, а от него е необходимо да се измери разстоянието между вътрешния диаметър на старата тръба и външната повърхност на новата тръба.

Поради ниското хидравлично съпротивление на пластмасовите тръби, пропускателната способност не се влошава дори при намаляване на диаметъра.

Обновяване на тръбопроводи по технология на реновация

Още един вариант за санация е реновация. Тя се различава от релайнинга с много по-малко щадящо отношение към вече съществуващите комуникации, които се разрушават и уплътняват в почвата, създавайки защитна обвивка за новия тръбопровод, който често има по-голям диаметър.

При задействане на технологията на реновация износените сегменти на стария тръбопровод се разрушават и се вкарват в почвата, по този начин за новите комуникации се създава допълнителна защитна обвивка.

За такова безтраншейно полагане на тръби е необходимо специализирано оборудване — използва се пневмоударна машина с конус-разширител, снабден с режещи ребра. Във видеото под статията е показано нагледно как конусът се справя с тръба от 6-милиметрова стомана.

Работният механизъм се фиксира към тегловен трос, след което поетапно се присъединяват модули от PVC тръби, чиято дължина може да варира от 600 до 1000 мм — в зависимост от ширината на шахтата. Пневматичният шлаух се свързва с компресора, след което заедно с предпазния трос се прокарва през присъединените модули.

Входът в заменявания тръбопровод се разширява и в него се вкарва пневмоударната машина. Придвижвайки се по комуникациите, тя ги разбива, като едновременно изтегля след себе си материала за полагане.

Методи на продавличане на почва

Продавяването на почвата се извършва също така със значителен брой варианти. Това е технология на микротунелиране, използване на пневмопробойници, насочено-шнеково пробиване, управляем и неуправляем пробив.

Всеки от тези методи за безтраншейно полагане е търсен и актуален в зависимост от мястото на разположение на комуникациите.

Футляр за тръби или метод на неуправляем пробив

При този метод обсадната тръба се втиска в почвата, като едновременно с това се извършва нейното изземване. По-често за изземване се използват шнекове, по-рядко – сгъстен въздух и отмиване с вода.

Неуправляемият пробив се прилага при всякакъв тип почва, въпреки че могат да възникнат затруднения в случай на несвързани почви и при наличие на едри камъни, когато обсадната тръба се притиска от почвата или нейното придвижване се блокира.

На етапа на подготовка на работите, обсадната тръба се поставя в изкопа точно по оста на пробива. Поради възможни препятствия, траекторията на движение може да бъде коригирана чрез използване на две тръби, като едната се избира с по-голям диаметър от необходимия, а вътре в нея се полага нишка от тръби с нужния диаметър.

Външната тръба служи като своеобразен калъф и защитава работния тръбопровод, което е актуално в случаите, когато полагането се извършва под железопътни или трамвайни линии, както и под автомагистрали с голямо натоварване.

Една от най-разпространените инсталации за безизкопно полагане на нишка от тръби с малък диаметър. Предимствата на инсталацията – компактност и удобство за транспортиране.

Разликата в диаметър обикновено е 150-250 мм, а междутръбното разстояние подлежи на запълване — запълване с цименто-пясъчен разтвор. По този начин се намалява натискът на почвата върху работната тръба, намалява се натоварването върху нея от транспорта, както и се осигурява защита от въздействието на други комуникации, разположени наблизо.

Дължината на сегментите на обсадните тръби варира от 3 до 12 метра; в процеса на полагане те се заваряват последователно.

Разлики при управляемия пробив

Този метод се различава от неуправляемия пробив чрез допълнително използване на отклоняващи устройства — стоманени плочи, закрепени в предната част на обсадната тръба. Те се повдигат с помощта на хидравлични цилиндри, като по този начин се коригира посоката на пробива.

Инсталацията за управляем пробив на почвата УПГК-40У може да се прилага в шахти с диаметър до един метър с капак на люк до 600 мм.

И в двата случая за намаляване на триенето се използва бентонитов разтвор, който след полагане на тръбопровода се изпомпва и след филтрация може да се използва повторно.

Повече за технологията на полагане на тръби чрез метод на пробив можете да прочетете в този материал.

Използване на пневмопробивачи в плътни почви

Използването на пневмопробойници за пробив на почвата е най-евтиният, бърз и ефективен начин, благодарение на относително високата точност на безизкопното прокарване.

Този метод не изисква изработване на допълнителни опори за хидравлични крикове, при прилагането му се използва малко и удобно за транспортиране оборудване, като се поставят минимални изисквания за подготовка на строителната площадка.

Пневмопробойник с такава мощност се използва за пробиване на сондажи с диаметър от 155 мм без разширител до 245 мм при условие на използване на разширител

Благодарение на сгъстен въздух се развива достатъчна енергия на удара, под въздействието на която отворена стоманена тръба с дължина до 80 метра се забива в почви с висока якост. Средната скорост на прокарване при това е 15 метра в час. След полагане тръбите се почистват от почва с вода и сгъстен въздух. Тръбите с голям диаметър се почистват ръчно.

Предимства на технологията за микротунелиране

Процесът на микротунелиране е напълно автоматизиран. Обсадните и работните тръби се изработват не само от стомана, но и от керамика, стъкловлакно, чугун и стоманобетон. Средното разстояние на проходка без преместване на криковата станция е от 100 до 250 метра.

Микротунелни комплекси позволяват да се прокарват стоманени и стоманобетонни кожуси с диаметър до 1700 мм в почви, съдържащи камъни и скални включения

Дължината на дистанцията варира в зависимост от вида на почвата, мощността на рамката за продавличане, с която е оборудван микротунелният комплекс, както и от материала на използваните тръби — в зависимост от това каква сила на натиск тръбата може да издържи.

Използване на инсталации за насочено-шнеково сондиране

Използването на сондажно-шнекови уредби е евтина алтернатива на микротунелирането. Такива уредби позволяват да се прокарват обсадни тръби с висока точност и спазване на проектния наклон, което е актуално за гравитачни комуникации.

Ограничение за приложение могат да бъдат плаващи пясъци и големи твърди включения в почвата. Разстоянието на проходка обикновено не надвишава 80 метра.

Максималната дължина на сондажа до преместване на сондажно-шнековото оборудване – около 80 метра. Дължината също зависи от якостта на обсадната тръба

Прилагането на шнекове с кух вал позволява да се извършва сондиране без разработване на приемен изкоп.

Метод на хоризонтално-насочено сондиране

Вероятно, това е най-скъпият метод от всички съществуващи при безизкопното полагане на тръби, но и най-високотехнологичният.

Към ХНС прибягват не само при необходимост от сондиране на дълги разстояния и полагане на тръби с големи диаметри, но и в случаите, когато се изисква да се прокара малък участък от тръбопровод с малък диаметър в непосредствена близост до частни имоти или обекти с културна стойност.

В процеса се използва сондажна течност, която осигурява намаляване на триенето при пробутване на тръбната нишка, поддържане на разработената почва в суспендирано състояние за изключване на притискане на полагания материал, охлаждане и смазване на оборудването, изнасяне на разработената почва на повърхността.

Сондажен разтвор се приготвя чрез разреждане с вода на бентонит — естествен минерал с комплекс от специални добавки. Получената суспензия предотвратява срутването на каналите, изключва необходимостта от частично или пълно изпомпване на подземните води, тъй като е способна да изпълнява функциите си дори в пропускливи почви.

Хоризонтално-насоченото сондиране във водонаситени почви изисква точен контрол на налягането и разхода на сондажния разтвор, а също и използването на специални добавки при приготвянето му.

Тъй като водата за приготвяне на разтвора се взема от водоеми, разположени в непосредствена близост, необходимо е да се вземе предвид наличието на минерални соли и pH на подземните води, тъй като тези параметри могат да повлияят на стабилността на суспензията. Такъв подход позволява да се избегне неконтролираното размиване.

Извършването на работи по ХНС може да се раздели на няколко етапа:

• планиране на траекторията на сондиране;
• подготовка на мястото за извършване на работите;
• изпълнение на пилотния сондаж;
• етап на разширяване на сондажа;
• обратно изтегляне;
• възстановяване на територията.

Нека разгледаме всяка точка от плана.

Етап на планиране и изчисляване на траекторията на сондажа

Преди началото на сондирането е необходимо да се изчисли и планира траекторията на преминаване на сондажа.

Да се вземат предвид не само дължината и дълбочината на трасето, но и вероятните препятствия, като:

• сгъстяемост на почвата, нейната порьозност и лепливост;
• съдържание на влага и ниво на подземните води;
• наличие на големи камъни и скални образувания;
• прилежащи към зоната на сондиране подземни структури.

Определят се възможните рискове и се изпращат уведомления до аварийните служби и до Управлението на КАТ.

Дори при прокарване на комуникации на малко разстояние е необходимо точно да се изчисли траекторията на сондажа, както и да се вземат предвид възможните рискове.

Изготвя се чертеж на траекторията на сондиране или се прави маркировка директно върху повърхността на територията. При сериозен инженерен подход се вземат предвид ъглите на влизане и излизане на сондажа, както и минимално допустимите радиуси на кривина на сондажните пръти.

Най-голямото натоварване на инсталацията възниква при едновременно разширяване на пилотния сондаж и прокарване на тръбопровода, поради което изчисленията се извършват с корекция за мощността на оборудването.

Организация на мястото за провеждане на хоризонтално-насочено сондиране

Комплексът за ХНС се доставя на обекта, разтоварва се и се разполага на мястото за извършване на работите. Необходимо е да се провери ъгълът на наклона на сондажната рама и да се извърши анкерно закрепване на инсталацията.

Без такова закрепване самият сондаж, неговото задвижване и сондажната рама се износват по-бързо, затова не бива да се пренебрегва фиксацията. След това трябва да се направи тестов пуск на миксера за суспензия и на двигателите на инсталацията, като се уверите в стабилността на връзките на маркучите на хидросистемата.

Изпълнение на пилотен сондаж

Пилотното сондиране се състои в преминаване на цялата дължина на траекторията на сондажа с малък диаметър, достатъчен за изтегляне на нишката от пръти. Първият сегмент се зарежда в направляващата штанга, резбовата връзка се смазва обилно и се свързва със сондажната глава — устройство, състоящо се от предавател на локационната система, самата сондажна лопатка, както и филтър за подаване на суспензия.

След това се извършва подаване на бентонитов разтвор и регулиране на налягането — това е необходимо, за да се уверите, че суспензията преминава през маркучите в сондажната штанга, постъпва в ствола, филтъра и дюзите на сондажната глава, след което излиза с необходимия напор.

Операторът на инсталацията изпълнява входния отвор перпендикулярно на повърхността на почвата спрямо надлъжната ос на сондажната глава, след което извършва сондиране, последователно нараствайки нишката от пръти.

Малък екип от оператори, минимум намеса в съществуващия ландшафт, висока скорост на строителство на тръбопроводи – сериозни аргументи в полза на ХНС

Операторът на локационната система прави отметки на позициите, дълбочината и ъгъла на сондиране, сверява се с планираната траектория и нанася на плана фактическата траектория, ако се изисква преориентиране. След като сондажната глава се появи в изходната точка, пилотното сондиране приключва.

Етапи на разширяване на сондажа и полагане на тунела

В процеса на пилотното сондиране се формира сондаж с ширина 75-100 mm, което е достатъчно при полагане на комуникации с малък диаметър. Ако диаметърът на сондажа е по-тесен от необходимото, то в противоположната страна се изтегля ример-разширител.

Често този етап се обединява с полагането на комуникациите, тогава зад въртящия се разширител се монтира вертлюг, за да не се усуква полаганият материал.

В някои случаи, като се вземат предвид усилията, необходими за изтегляне, отделно се извършва разширяване на сондажа дотолкова, че размерът на тунела да осигури полагане на материал с нужния диаметър.

Обратното изтегляне се извършва също с подаване на сондажна течност, за да се намали триенето на материала по стените на сондажа. Докато се изтегля нишката на дължината на штангата, операторът на ХНС изключва подаването на суспензия, спира въртенето и откача штангата, след което възобновява работата на инсталацията.

Процедурата се повтаря докато разширителят се появи от входния отвор на сондажа.

Завършване на работите и възстановяване на озеленяването

След като безтраншейното полагане на тръбопровода приключи, двигателят на инсталацията се изключва, откача се положената нишка от комуникации, премахват се съединителите, вертлюгът и филтърът.

Всички приспособления се почистват от земята, обработват се с водоустойчива смазка. Остатъците от суспензия се изпомпват, приямъкът се засипва и, по възможност, се възстановява естественият или близкият до естествен ландшафт.

Изводи и полезно видео по темата

Сондиране на сондаж с подръчни средства в частен парцел:

Видеоклип за прилагане на метода релайнинг:

Принцип на реновацията – разрушаване на стоманената тръба:

Поетапна инструкция за прилагане на компактната ГНБ инсталация:

Прилагането на безтраншейния метод за полагане на комуникации предполага използване на специално оборудване и определени приспособления. Но на малки разстояния може да се пробие сондаж с диаметър 50-100 мм, като разполагате с обикновени електроуреди. Основното е да се направят правилно изчисленията.

Имате въпроси, открили сте неточности в нашия материал или можете да го допълните с ценна информация? Моля, оставете вашите коментари в блока под статията.