Как выполняется прокладка труб методом прокола: технические правила и советы специалистов

Принцип метода прокола и продавливания

Данной технологией прокладку коммуникаций проводят методом прокалывания и продавливания. Следует сразу отметить, что этими методами бестраншейной подземной прокладки укладывают исключительно новые инженерные трубные коммуникации.

Прокалывание

Метод прокола применяется для трубных линий протяженностью до 60 метров. Такая небольшая длина обусловлена значительными усилиями в 150 – 3000 Кн, которые необходимо технике для прокалывания грунта. В организации прокола задействованы тракторы, бульдозеры, лебедки и гидравлические домкраты. Прокалывание почвы осуществляется трубной конструкцией оборудованной выступающим наконечником в виде конуса с установленными на нем режущих ножей. За счет давления, получаемого от оборудования, наконечник вместе с трубной конструкцией круговыми движениями продвигается вперед. При этом грунт вокруг трубы уплотняется и не обсыпается, а сама конструкция по мере продвижения соединяется сваркой. Таким образом можно прокладывать подземные трубопроводы диаметром до 600 мм. При прокладке трассы инженерных коммуникаций маленького диаметра, прокол осуществляется непосредственно трубой без установки дополнительного наконечника.

В зависимости от категории грунта и технических возможностей оборудования скорость прокалывания грунтов за один час составляет от 4 до 6 метров. Если к круговым движениям трубного элемента приложить вибрационные усилия, то тогда возможно увеличить быстроту прокола до 20 – 40 м/час.

Для грунтов с хорошей водопроницаемостью применяют метод гидропрокола. В этом случае прокладку коммуникаций производят мощным потоком воды направленного действия, который размывает почву и образует тоннель для прокладки трубопроводов.

Продавливание

Продавливанием монтируют трубные коммуникации большого диаметра

Принцип метода продавливания аналогичен проколу, только его проводят одной трубой без специальной насадки. В этом случае земляные массы попадают во внутрь трубной полости и находятся там до общего извлечения всей конструкции.

Грунты, для которых рекомендован метод продавливания, должны относится I–IV категории и представлены глиной, суглинкам, супесями или песками.

Инженерный сети, прокладываемые методом продавливанием, могут иметь размеры от 600 до 1720 мм, а предельно допустимая длина участка составляет 100 метров.

Продавливание осуществляется за счет значительных динамических усилий, создаваемых гидравлическими домкратами, которые симметрично устанавливаются по периметру окружности трубы. Работы проводят в следующей последовательности:

1. Вначале производится отрывка небольшого котлована.
2. Устанавливается упорная конструкция в виде стены для крепления гидравлических домкратов.
3. Первые звенья проводящей трубы присоединяют к домкратам, надежно закрепленных на упорных конструкциях. Другой конец трубной конструкции находится в свободном открытом положении.
4. Гидравлическими домкратами создаются необходимые усилия, приводящие в движение трубный элемент, и он медленно поступательным движением проникает сквозь толщу грунта.

Землю из полости удаляют ручным способом с помощью лопат или сжатым воздухом ударных пневматических приспособлений.

Переходы газопроводов через воду

Магистральные газопроводы могут проходить над и под водой.

Подводные переходы располагаются перпендикулярно оси потока воды. При этом они находятся на расстоянии как минимум полуметра от отметки возможного размыва дна до поверхности трассы, от проектных отметок их должно отделять расстояние не менее одного метра.

Чтобы трубы не всплыли, во время строительства их закрепляют с помощью специальных грузов, заливают бетоном или засыпают минеральными материалами.

Участки переходов, проходящие через природные или искусственные препятствия, должны соответствовать нормам. Это гарантирует их безопасность и надежность в использовании.

Надземные переходы нужны там, где газопровод проходит через овраги, небольшие речки и т. д. Элементы, располагающиеся на поверхности, бывают следующих видов:

• арочные;
• балочные;
• висячие.

Вид надземных элементов выбирается в зависимости от условий места, где прокладывается магистральный газопровод. Переходы арочного типа представляют собой жесткую конструкцию и, как правило, строятся там, где трубы проходят через каналы. Балочная конструкция представляет собой самонесущую трубу.

Висячие переходы делятся на вантовые, провисающие и гибкие. В вантовых переходах за закрепление трубопровода в необходимой позиции отвечают наклонные тросы. В переходах висячего типа газопровод ничем не удерживается и свободно прогибается под собственной массой. Гибкий переход – это конструкция, в которой трубы закреплены системой подвесок к одному или нескольким тросам.

Способы бестраншейной прокладки

Бестраншейная прокладка системы канализации, как правило, проводится следующими способами:

1. Прокол дороги — используют при работе с трубами диаметром от 100 до 400 мм.
2. Горизонтально-направленное бурение — применяется для труб диаметром от 110 миллиметров до 800 миллиметров.
3. Продавливание стальными футлярами — осуществляется для труб 159-1420 миллиметров.

Для прокладки канализационных систем методом прокола применяют оборудование некрупных размеров, что позволяет выполнять работы в маленьких котлованах.

Все виды оборудования для ГНБ марки Vermeer описаны здесь. А здесь вы можете ознакомиться с характеристикой оборудования других известных марок .

Все подготовительные работы занимают минимум времени, при том, что в рабочем процессе достигается максимальная скорость проходки. Такая прокладка труб может быть реализована в кротчайшие сроки. Однако есть один нюанс — длина проходки не может превышать пятнадцати метров.

Для прокладки канализационных линий большой протяженности идеально подходит ГНБ-способ.

Проходка с использованием установки горизонтально-направленного движения включает три рабочие фазы. В первую очередь, устраивают пилотную скважину, затем проводят расширение скважины до нужного диаметра и на третьем этапе протягивают трубопровод.

Прокладка канализационных труб в стальном футляре показана при прохождении коммуникаций под автомагистралями или железнодорожными линиями. Стальной футляр выполняет функцию защитного кожуха. Чаще всего эта технология используется при обустройстве самотечных канализаций, для которых характерны прямые линии и углы наклона в ненадежных плывучих грунтах.

Последовательность действий

При помощи УШМ затачивается отрезок арматуры до 2 м, причем заточка должна быть равномерной и максимальной. При использовании отреза более 2 м велик риск изгибания.

Теперь можно непосредственно начать горизонтально направленное бурение. Этот отрезок при помощи кувалды вбивается в землю в нужном направлении, причем удары всегда должны быть равномерные.

После того как отрезок полностью вогнан, нужно наварить на него следующий. Таким образом, продвигается работа на необходимую глубину. При стыке с породой можно немного изогнуть прут, поэтому нужно быть внимательным. Работа заканчивается ровно в тот момент, когда в месте выхода покажется рабочая «голова». Таким образом формируется направляющий стержень.

Теперь берется труба большего диаметра и надевается на арматуру. Поверх трубы надевается еще один небольшой отрезок немного большего диаметра (стакан), который защитит трубу от расплющивания при ударах, а после того как бить уже не надо, стакан следует снять. Трубу нужно в обязательном порядке заострить болгаркой, дабы ход работы был максимальный.

После того как труба вогнана на самый максимум (не более 2 м), нужно установить в нее насос с водой и включить подачу. Для искусственного повышения давления используются насадки на уменьшение диаметра. Из открытой части трубы будет выходить вода, для которой и подготавливалась бочка на 200 л.

Когда работа с отрезком завершается, нужно убрать бочку в сторону и опорожнить ее. Теперь можно наваривать сверху еще один отрез и аналогичным образом продолжать деятельность, пока не будет зафиксирован выход трубы с другой стороны. Стоит учесть, что один стакан используется на всю работу.

Установка для горизонтально направленного бурения — достаточно дорогостоящее оборудование. Но если нет финансовой возможности для покупки такой спецтехники, то есть вариант изготовления мини ГНБ своими руками. Подобная идея вполне осуществима, что неоднократно доказали многие народные умельцы, демонстрируя свои ГНБ установки на специализированных форумах. Такая установка отлично подойдет для использования в бытовых нуждах.

Давайте разберемся, что потребуется для изготовления такой установки, кроме «прямых рук»:

1. Сварочный аппарат;
2. Шлифовальная машина (болгарка);
3. Хорошая кувалда;
4. Арматура диаметром не менее, чем 20 миллиметров и длиной на десять сантиметров больше дорожной ширины. Понадобятся также стальные трубы такой же длины;
5. Насос со шлангом;
6. Кадушка объемом не менее 150-ти литров (рекомендуется более вместительную) с широким «горлом»;
7. Бур, с помощью которого будет осуществляться бурение (можно также изготовить самостоятельно);
8. Воронка с закрепленным шлангом длиной не менее 2-х метров.

Сведения об обеспечении безопасности персональных данных

9.1. Оператор назначает ответственного за организацию обработки персональных данных для выполнения обязанностей, предусмотренных ФЗ «О персональных данных» и принятыми в соответствии с ним нормативными правовыми актами.

9.2. Оператор применяет комплекс правовых, организационных и технических мер по обеспечению безопасности персональных данных для обеспечения конфиденциальности персональных данных и их защиты от неправомерных действий:

9.2.1 обеспечивает неограниченный доступ к Политике, копия которой размещена на сайте Оператора по адресу https://undergroundexpert.info;

9.2.2 во исполнение Политики утверждает и приводит в действие внутренние локальные акты;

9.2.3 производит ознакомление работников с положениями законодательства о персональных данных, а также с Политикой и внутренними локальными актами;

9.2.4 осуществляет допуск работников к персональным данным, обрабатываемым в информационной системе Оператора, а также к их материальным носителям только для выполнения трудовых обязанностей;

9.2.5 устанавливает правила доступа к персональным данным, обрабатываемым в информационной системе Оператора, а также обеспечивает регистрацию и учёт всех действий с ними;

9.2.6 производит оценку вреда, который может быть причинен субъектам персональных данных в случае нарушения ФЗ «О персональных данных»;

9.2.7 производит определение угроз безопасности персональных данных при их обработке в информационной системе Оператора;

9.2.8 применяет организационные и технические меры и использует средства защиты информации, необходимые для достижения установленного уровня защищенности персональных данных;

9.2.9 осуществляет обнаружение фактов несанкционированного доступа к персональным данным и принимает меры по реагированию, включая восстановление персональных данных, модифицированных или уничтоженных вследствие несанкционированного доступа к ним;

9.2.10 осуществляет внутренний контроль соответствия обработки персональных данных ФЗ «О персональных данных», принятым в соответствии с ним нормативным правовым актам, требованиям к защите персональных данных, Политике, Положению и иным локальным актам, включающий контроль за принимаемыми мерами по обеспечению безопасности персональных данных и их уровня защищенности при обработке в информационной системе Оператора.

Прокол с применением шомпола

Шомпола – это трубы с боковыми отверстиями. Расстояние между этими отверстиями определяется длиной хода штоков домкрата. Шомпола делятся на два вида: внутренние (движутся внутри кожуха и имеют меньший диаметр, чем прокладываемая труба) и наружные (охватывают кожух с внешней стороны).

В процессе проталкивания первого звена, с обратным ходом штоков, назад одновременно выдвигается и шомпол. Стержень переставляют в следующее отверстие и действия повторяются до полного вдавливания звена. Приварив следующее звено его вдавливают при помощи этого же шомпола.

Обычно, мы осуществляем прокол трубопроводов с использованием домкратов в глинистых и песчаных грунтах, не имеющих твердые включения.

Этапы прокладки

Прокладка канализации методом прокола — это процедура, выполняемая в несколько этапов:

• подготовка площадки под оборудование. Ее размер составляет 10 × 15 м;
• установка пилотной штанги, которая погружается в грунт в точке входа буровой головки;
• проходка пилотной скважины. Это основной этап работ. Делается скважина с заданной конфигурацией, ее диаметр составляет 100 мм. Контроль траектории проводится через каждые 3 м длины;
• извлечение буровой головки и расширение скважины путем протягивания риммера. Это инструмент, который устанавливают на гибкую штангу и с усилием тянут в сторону, противоположную проходке пилотной скважины;
• позади риммера крепится плеть трубопроводов, которая сразу после расширения скважины затягивается в нее в направлении к буровой установке.

Устройство прокола для канализации требует постоянного контроля траектории. Этим занимается оператор, который наблюдает за ходом работ на дисплее приемника. Сигнал на него идет с датчиков буровой головки. При необходимости изменить траекторию он дает бурильщику команду на остановку подачи и задает нужный угол поворота. При любой его величине головку вращают только по часовой стрелке, чтобы не ослаблялось соединение буровых штанг.

Разновидности

            Канализация методом прокола — это эффективная и перспективная технология. Со времени ее появления разработано три варианта выполнения работ:

• гидропрокол;
• вибропрокол;
• продавливание.

Каждая из этих методик рассчитана на работу в определенных условиях. Например, гидравлический способ хорош в глинистых вязких грунтах, вибрационный более эффективен в плотных породах с многочисленными скальными включениями. Продавливание используется на мягких почвах, не требующих значительных усилий для проходки скважины.

При использовании любой методики необходима подача значительного осевого усилия в направлении проходки. Для его создания применяются мощные гидродомкраты. Нагрузка на ось штанги велика — от 30 до 400 тонн, что обеспечивает эффективное и быстрое решение задачи.

Достоинства и недостатки

            Устройство канализации методом ГНБ обладает рядом достоинств:

• уменьшаются затраты на укладку сети;
• технология менее трудоемкая, чем традиционная методика;
• время строительства линии сокращается примерно на 30%;
• не требуется восстанавливать ландшафт, элементы благоустройства поверхности;
• практически нет ограничений по месту проведения работ. Можно выполнять укладку на территории исторических памятников, промышленных предприятий, в зоне плотной застройки;
• не снимается и не портится плодородный слой почвы;
• во время выполнения работ не приходится перекрывать движение автомобилей, останавливать производство или принимать другие ограничения.

Недостатки технологии ГНБ:

• методика не годится для создания протяженных скважин или для укладки трубопроводов на большой глубине;
• максимальная длина одной линии составляет 300-400 м. Если нужна более протяженная система, придется делать промежуточные котлованы и проходить повторные скважины.

Определенные затруднения возникают, если производится устройство самотечной канализации методом ГНБ. Для этого надо обеспечить перепад высот между точкой входа и выхода скважины. Если используется труба диаметром 160-200 мм, необходим уклон 8 или 7 мм на каждый метр длины. Для линии длиной 400 м (максимум) перепад высот составит 3,2 м. кроме этого, обход препятствий в вертикальной плоскости становится невозможен. Если на пути скважины возникают крупные включения, придется делать обход по горизонтали, не изменяя заданного угла наклона. Это может потребовать большей длины трубопроводов, что увеличит расходы и время сборки системы.

Преимущества метода прокола

Востребованность метода прокола объясняется его значительными преимуществами по сравнению с другими вариантами выполнения работ этого типа. Например, прокол доступен в любое время года, высокая или низкая температура наружного воздуха и грунта большого значения не имеет.

Одно из преимуществ метода управляемого прокола состоит в том, что работы могут проводиться и на участках с повышенным уровнем грунтовых вод

Работа установки не требует использования бентонитового раствора, подачи в скважину воды или бурового раствора. Это компактный и мощный агрегат, который оснащен надежной системой электробезопасности. Его не сложно доставить к объекту и установить. При этом компактные размеры не мешают устройству работать с высокими показателями мощности.

Бестраншейные методы прокладки труб, такие как управляемый прокол, можно с успехом применять и в летний, и в зимний период

Сроки работ также меньше, чем при применении других методов. Даже если на участке, где выполняется прокол, наблюдается повышенный уровень грунтовых вод, нет необходимости проводить мероприятия по отведению воды с участка.

Во время прохождения расширительного конуса производится и уплотнение стенок траншеи, поэтому дополнительные работы в этом отношении не требуются.

Глубина прокладки

Глубина прокладки трубопроводов зависит от:

• гидрогеологических условий;
• рельефа местности;
• проектных уклонов;
• назначения трубопроводов;
• глубины промерзания грунтов;
• динамических нагрузок (при прокладке труб под автомобильными дорогами, железнодорожными путями и т. д.);
• препятствий (рек, озёр, мостов и т. д.).

Глубина прокладки трубопроводов устанавливается проектом обычно от 0,6…0,9 м (газопроводы) до 5,0 м и более (фекальная, промышленная канализация, водопроводы).

При прокладке воды и канализации глубину заложения труб принимают:

ниже глубины промерзания грунта (зависит от транспортируемого вещества, его подверженности замерзанию зимой).

При прокладке газопроводов глубину заложения труб принимается проектом до верха трубы:

• не менее 1,0 м до верха газопровода — на пахотных и орошаемых землях;
• не менее 0,5 м ниже — на оползневых участках (зеркала скольжения) и подверженных эрозии участках (границы прогнозируемого размыва).

Заглубление магистральных трубопроводов принимается проектом до верха трубы:

• не менее 0,6 м в скальных грунтах и болотистой местности при отсутствии проезда транспортных средств;
• не менее 0,8 м при диаметре трубы менее 1000 мм;
• не менее 1,0 м при диаметре 1000—1400 мм, а также при прокладке трубы в песчаных барханах, на пахотных и орошаемых землях;
• не менее 1,1 м на болотах или торфяных грунтах, подлежащих осушению, при пересечении оросительных и осушительных каналов.

Преимущества метода

Популярность и востребованность данного метода прокладки водопровода объясняется такими преимуществами:

• Оперативность выполнения работ – по сравнению с копкой открытой траншеи прокол занимает в 3 -4 раза меньше времени.
• Невысокая трудоемкость – прокол не требует значительных физических усилий и большого количества рабочих, как в случае с траншейным способом прокладки труб.
• Всесезонность – прокол грунта под водопровод с помощью различных установок можно производить в любое время года.
• Экологичность – данный способ прокладки трубопровода позволяет избежать нарушение почвенной структуры, повреждение корней деревьев, разрушение природных ландшафтов, искусственных газонов и насаждений.
• Низкий риск повреждения расположенных рядом коммуникаций (канализации, линий связи, газопровода) – при проколе вероятность повредить находящиеся поблизости коммуникации значительно меньше, чем при выемке грунта ковшом экскаватора или траншеекопателя.
• Невысокая стоимость – даже при найме специалистов со специальным оборудованием выкопать канализацию методом прокола стоит на 30-40% дешевле чем при традиционной траншейной прокладке.

Гидро-, вибропрокол и продавливание

Различают гидро- и вибропроколы. В первом случае в качестве инструмента для продавливания грунта используют водяную струю, которая под большим напором бьет из специального наконечника.

Этот метод особенно эффективен на несвязных песчаных грунтах, легко размываемых под воздействие струи. Он позволяет проделать отверстие диаметром около 50 см за минимальное количество времени. Но максимальная длина скважины при гидропроколе – 30 м.

Вибропрокол, как понятно из названия, осуществляется с помощь вибрационного воздействия. В устройстве для выполнения прокола используются ударно-вибрационно-вдавливающие установки с возбудителями продольно-направленных колебаний.

Статическое вдавливание сочетают с воздействием на грунт ударных импульсов вибромолота. Метод применяется на водонасыщенных и маловлажных песчаных грунтах как для прокладки труб, так и для их извлечения. Диаметр скважины может достигать 50 см, а ее протяженность – 60 м.

Метод продавливания осуществляется с помощью домкратов, как и прокол. Но в этом случае труба направляется в грунт открытым концом. В процессе продвижения конструкции в трубе образуется плотная пробка из грунта, которая затем удаляется.

Для выполнения этого типа работ используют от двух до восьми мощных (на 200-400 тонн) гидродомкратов, для работы которых необходим монтаж упорной стенки с рамой и наголовником.

Продавливание грунта – это бестраншейный метод прокладки труб, который выполняется с помощью специальных гидравлических установок высокой мощности

За смену такое устройство может пройти до 10 метров грунта, а общая длина скважины обычно не превышает 80 метров. Если требуется проложить более длинную трассу, ее разбивают на отдельные участки не более 80 метров.

Этот метод также требует устройства начального и финишного котлована, в которых и устанавливают необходимую гидравлику.

Проходку каждого участка выполняют дважды: в прямом, а затем в обратном направлении. Контроль работы механизмов и качества продавливания ведет оператор, который находится в котловане.

Технически этот метод сложнее, чем обычный прокол, но его можно применять практически на любых грунтах. Диаметр конструкции может достигать 172 см. Выборка керна, сформировавшегося внутри трубы, может производиться вручную или механизированными средствами.

Приёмы прокладки трубопроводных линий

Среди всех известных приёмов прокладки трубных линий наибольшее распространение получили следующие:

• прямой прокол;
• так называемое «продавливание» почвы;
• бурение (горизонтальное);
• проходка с использованием щитов.

Для того чтобы выбрать подходящий вариант укладки труб, вам потребуется определиться со следующими вещами:

• состояние грунта в зоне проводки (в том числе и наличие в нём природных вод);
• характер застройки;
• параметры изолированности прокладываемого канала от внешних факторов;
• протяжённость прокладки;
• диаметр трубопровода;
• экономическое обоснование именно этого способа прокладки.

Прокол с применением шомпола

Шомпола – это трубы с боковыми отверстиями. Расстояние между этими отверстиями определяется длиной хода штоков домкрата. Шомпола делятся на два вида: внутренние (движутся внутри кожуха и имеют меньший диаметр, чем прокладываемая труба) и наружные (охватывают кожух с внешней стороны).

В процессе проталкивания первого звена, с обратным ходом штоков, назад одновременно выдвигается и шомпол. Стержень переставляют в следующее отверстие и действия повторяются до полного вдавливания звена. Приварив следующее звено его вдавливают при помощи этого же шомпола.

Обычно, мы осуществляем прокол трубопроводов с использованием домкратов в глинистых и песчаных грунтах, не имеющих твердые включения.

Технология продавливания труб (ТПТ)

ТПТ предусмотрена с целью осуществления рабочего фронта, который связан с бестраншейным монтажом труб. Данный способ активно используется при монтаже трубопровода из разных материалов и футляров из стали. Основное достоинство ТПТ – это полное отсутствие провисания трубопровода, скважина располагается строго в заданном месте. Также к преимуществам можно отнести малые траты на электрическую энергию и относительно оперативную проходку.

ТПТ представляет собой прокладывание трубы стороной, к которой прикреплен нож, вдавливающий в почву материал в вертикальном направлении, применяя мощные домкраты. Надежный керн, который поступает при продавливании в трубу, начинает работать и ликвидируется из забоя посредством механизированного или ручного метода. Специфичные домкраты монтируются в изначальной траншее и обязательно наверху устанавливаются насосы высокого давления. Ключевой принцип работы представляет собой поперечное регулярное вдавливание трубы, а также переключение гидравлического домкрата на прямое, а затем обратное положение. На финишной стадии спецоборудование снимается, начальная и приемная траншеи засыпаются.

ТПТ позволяет работать в условиях имеющихся автомобильных дорог, железнодорожных путей, озер, лесных территорий, ландшафтных поверхностей. Причем для беспрепятственной и качественной работы не нужно ничего разрушать и создавать временные препятствия на указанных выше точках. Не наносится никакого вреда экологической остановке.

Также данный вид технологии используется при выполнении профилактических, ремонтных и реконструкционных работ трубопроводов. Такой рабочий процесс будет проводиться без разрушения имеющихся труб, даже если потребуется смена материала, то будет заменен только неисправный участок.

Монтаж инженерных коммуникаций посредством продавливания считается рациональным выходом в сложившихся ситуациях. В первую очередь нет необходимости нанимать высокооплачиваемых специалистов, рабочий процесс можно осуществлять при проведении плотной стройки и при наличии проведенных ранее коммуникаций. Что не скажешь об открытом методе монтажа труб. При выполнении работ в жилых кварталах также незаменима ТПТ, в результате пыли и грязи образуется значительно меньше.