Як виконується прокладання труб методом проколу: технічні правила та поради фахівців

Коли підземні комунікації перетинають дорожню трасу або залізничні колії, демонтаж таких об'єктів може бути вкрай скрутним, а часто й зовсім неможливим. Вирішити проблему допоможе прокладання труб методом проколу. Цей спосіб не вимагає великих витрат та виконується за допомогою спеціального обладнання.

Методом проколу називають технологію, за якої можна отримати отвір без розробки та виїмки ґрунту шляхом його ущільнення. Такий спосіб підходить для прокладання сталевих конструкцій. Діаметр може змінюватись в межах 100-500 мм, довжина отвору – 30-50 м. Прокол під дорогою – це один із найбільш затребуваних методів бестраншейної прокладки комунікацій.

Керований прокол використовують для прокладання:

• комунікацій з металу та пластику;
• футлярів, в які потім укладають газові та водопровідні труби;
• футлярів для силових, телефонних кабелів та ін.

Прокол використовується не тільки в тих випадках, коли необхідно безболісно перетнути трасу або залізничні колії. Метод підходить для прокладання отворів у колодязь (за умови, що діаметр цієї криниці не менше півтора метра), підвал будинку, при необхідності провести дроти під будь-яким відносно невеликим об'єктом і т.п.

Керований прокол — це один із найменш витратних способів бестраншейної прокладки комунікацій під дорогою або іншими схожими об'єктами (+)

Найчастіше керований прокол виконують у товщі глинистого ґрунту під різними дорогами, наприклад, під автотрасою або залізничним полотном. Для цього використовують насосно-домкратний натискний агрегат, наприклад такий як установка Ditch Witch P80. Крім того, знадобиться набір розширювачів, штанг, головок та іншого інструменту, за допомогою якого виконують бурові роботи.

Обов'язково використовують гідравлічну станцію. Необхідний силовий вплив забезпечує гідроциліндр, прийнятна потужність агрегату становить близько 36 тонн. Роботу станції повинен забезпечувати двигун внутрішнього згоряння. Для спостереження за ходом робіт у товщі ґрунту застосовують засоби бездротової локації.

Для виконання бестраншейної прокладки труб методом проколу необхідно попередньо зробити два котловани: стартовий та фінішний (або приймальний)

Як приклад, можна розглянути порядок роботи локаційного пристрою Eclipse. У бурову головку поміщають зонд, який передає інформацію про перебіг бурових робіт. Інформація надходить на локатор. Тут дані аналізуються, у результаті визначається точне розташування бурового інструменту товщі грунту, кут нахилу бурової головки, відповідність її руху складеному раніше плану робіт. Одночасно контролюється стан батареї зонда, з якого надходять відомості.

Бурова головка влаштована таким чином, що частина поверхні скошена. Це покращує продуктивність, але відбивається на якості робіт. Через скос при просуванні в товщі ґрунту положення головки постійно відхилятиметься від вектора впливу. Оператор повинен постійно коригувати траєкторію руху головки, звіряючись із результатами локації.

Щоб інструмент рухався строго по прямій, його потрібно обертати з постійною швидкістю. Першу стадію виконання проколу починають у стартовому котловані, а завершують – у приймальному. Тут замість бурової голівки на установку закріплюють конусний розширювач. Цей пристрій проходить горизонтальну свердловину у зворотному напрямку, що дозволяє розширити її і ущільнити стінки.

Після цього в довгий отвір, що вийшов, вставляється труба необхідного діаметра або футляр для прокладки комунікацій. Залежно від ситуації, можна прокладати не одну, а кілька труб. Подальші дії полягають у тому, щоб ці комунікації прокласти та підключити до загальної системи.

Під час підготовчих робіт також необхідно продумати місце зберігання труб, які мають бути поруч із місцем проведення буріння. Зазвичай майданчик для труб передбачають поряд зі стартовим котлованом. Розміри майданчика для зберігання залежать від довжини труб, яка може сягати шести метрів.

Бажано, щоб труби зберігалися у горизонтальному положенні. Це спростить монтаж та знизить ймовірність пошкодження конструкції. Крім того, потрібно забезпечити під'їзні шляхи до стартового котловану, щоб безперешкодно доставляти матеріали та необхідну для проведення робіт техніку.

Метод керованого проколу дозволяє успішно укладати в товщі ґрунту і пластикові, і металеві труби. Спочатку виконується пілотний прокол, потім проводиться ущільнення у зворотний бік

Спочатку виконується попереднє обстеження місця проведення робіт біля. Фахівці при цьому використовують проектну документацію, ґрунтуючись на якій, а також на результатах аналізу об'єкта складається план виконання проколу. Якщо необхідно виконати прокол під об'єктом, що зазнає серйозних транспортних навантажень (трамвайні колії, автотраса, залізниця, метро тощо), труби укладають у спеціальних футлярах.

Якщо потрібно прокласти під дорогою кілька кабелів, спочатку укладають трубу чи футляр, діаметр якого дозволяє вмістити всі необхідні комунікації.

Такий футляр повинен мати діаметр, що перевищує розміри труб приблизно на 15-20 см. Спочатку кладуть футляр, потім у нього монтують труби, а простір між цими комунікаціями заливають розчином, для якого можна використовувати недорогий цемент М-100. Футляри зменшують навантаження на підземні комунікації та знижують ризик їх ушкодження.

Гідро-, вібропрокол та продавлювання

Розрізняють гідро- та вібропроколи. У першому випадку як інструмент для продавлювання ґрунту використовують водяний струмінь, який під великим натиском б'є зі спеціального наконечника. Цей метод особливо ефективний на незв'язних піщаних ґрунтах, що легко розмиваються під вплив струменя. Він дозволяє зробити отвір діаметром близько 50 см за мінімальну кількість часу. Але максимальна довжина свердловини при гідропроколі – 30 м-коду.

Вібропрокол, як відомо з назви, здійснюється за допомогою вібраційного впливу. У пристрої для виконання проколу використовуються ударно-вібраційно-вдавлюючі установки із збудниками поздовжньо-спрямованих коливань. Статичне вдавлювання поєднують із впливом на ґрунт ударних імпульсів вібромолота. Метод застосовується на пливунах і піщаних ґрунтах як для прокладання труб, так і для їх вилучення. Діаметр свердловини може досягати 50 см, а її довжина – 60 м.

Метод продавлювання здійснюється за допомогою домкратів, як і прокол. Але в цьому випадку труба прямує в ґрунт відкритим кінцем. У процесі просування конструкції в трубі утворюється щільна пробка із ґрунту, яка потім видаляється. Для виконання цього типу робіт використовують від двох до восьми потужних (на 200-400 тонн) гідродомкратів, для роботи яких необхідний монтаж наполегливої ​​стінки з рамою та наголовником.

Продавлювання ґрунту - це бестраншейний метод прокладання труб, який виконується за допомогою спеціальних гідравлічних установок високої потужності.

За зміну такий пристрій може пройти до 10 метрів ґрунту, а загальна довжина свердловини зазвичай не перевищує 80 метрів. Якщо потрібно прокласти довшу трасу, її розбивають окремі ділянки трохи більше 80 метрів. Цей метод також вимагає влаштування початкового та фінішного котловану, в яких і встановлюють необхідну гідравліку.

Проходку кожної ділянки виконують двічі: у прямому, а потім у зворотному напрямку. Контроль роботи механізмів та якості продавлювання веде оператор, який знаходиться у котловані.

Технічно цей метод складніше, ніж звичайний прокол, але його можна застосовувати практично на будь-яких ґрунтах. Діаметр конструкції може досягати 172 см. Розробка керна, що сформувався всередині труби, може виконуватися вручну або механізованими засобами.

Переваги методу проколу

Потреба методу проколу пояснюється його значними перевагами в порівнянні з іншими варіантами виконання робіт цього типу. Наприклад, прокол доступний у будь-яку пору року, висока чи низька температура зовнішнього повітря та ґрунту великого значення не має.

Одна з переваг методу керованого проколу полягає в тому, що роботи можуть проводитись і на ділянках з підвищеним рівнем ґрунтових вод

Робота установки не потребує використання бентонітового розчину, подачі у свердловину води або бурового розчину. Це компактний та потужний агрегат, який оснащений надійною системою електробезпеки. Його не складно доставити до об'єкта та встановити. При цьому компактні розміри не заважають пристрою працювати з високими показниками потужності.

Бестраншейні методи прокладання труб, такі як керований прокол, можна з успіхом застосовувати і в літній, і в зимовий період.

Терміни робіт також менші, ніж при застосуванні інших методів. Навіть якщо на ділянці, де виконується прокол, спостерігається підвищений рівень ґрунтових вод, не потрібно проводити заходи щодо відведення води з ділянки. Під час проходження розширювального конуса проводиться й ущільнення стінок траншеї, тому додаткові роботи у цьому відношенні не потрібні.

Виконання проколу на різних об'єктах

Складність і швидкість робіт цього багато в чому залежить умов, тобто. від місцевості та показників об'єкта, під яким виконується прокол. Для буріння під залізничним полотном зазвичай потрібне досить серйозне оформлення. Спочатку потрібно узгодити буріння з низкою служб залізниці.

Використання методу керованого проколу в межах міста дозволяє зберегти цілісність дорожніх трас, щоб мінімізувати витрати та не порушувати рух транспорту

У Росії її потрібно звернутися до підрозділів ЭЧ, ШЧ, РЦС НОДГ, ПЧ та інші служби ВАТ “РЖД”. В обов'язковому порядку оформлюються договори на ведення технагляду, а також на встановлення страхових пакетів. Вся виконавча документація має бути узгоджена та надана органам залізниці.

У дистанцію шляху передається пакет документів після закінчення циклу робіт із прокладання труб. У містах прокол під дорогою дуже затребуваний під час прокладання нових комунікацій, особливо у місцях з історичними пам'ятками. Метод дозволяє не тільки зберегти звичайний рух на дорогах, а й запобігти руйнуванню старовинної бруківки, коли необхідно прокласти труби під такими ділянками.

Реставрація такого об'єкта може бути складною, а часом і неможливою. У котеджних селищах прокладання комунікацій методом проколу дозволяє виконати всі роботи з мінімальними пошкодженнями вже готових об'єктів: доріг, огорож тощо.

Які альтернативи?

Крім методу керованого проколу існують й інші варіанти влаштування комунікацій у товщі ґрунту без влаштування траншей. Іноді альтернатива може бути прийнятнішою, ніж прокол, все залежить від конкретної ситуації. Горизонтально спрямоване буріння, яке також називають похило-спрямованим, використовується для прокладання напірних та безнапірних трубопроводів.

Буріння у такий спосіб виконується з поверхні землі. Діаметр отвору слід взяти на 30-50% більше, ніж розміри труб, які передбачається укласти. Отвір розширюють не відразу, а кілька етапів. При цьому використовується бентонітовий розчин, який поєднується з розпушеним ґрунтом і полегшує його видалення зі стовбура.

Крім того, ця робоча рідина використовується для охолодження бурового інструменту, а надалі утворює на стінках шахти шар, який захищає їх від руйнування. Для відкачування відпрацьованого бентонітового розчину використовують илосос. Після відкачування непотрібний розчин потрібно відвезти на звалище для подальшої утилізації.

Якщо роботи виконані правильно, в результаті виходить свердловина з міцними стінками. Бурові установки для виконання робіт цього типу мають різні характеристики, такі як крутний момент і тягове зусилля. Від цього залежить довжина труб, які будуть укладені у товщі ґрунту, яка може досягати 1000 метрів.

Допустимий діаметр труб - 120 см. Шляхом горизонтального спрямованого буріння можна укладати і металеві, і пластикові труби. Буріння виконується за попередньо розрахованою траєкторією, рух бурового інструменту контролюється за допомогою системи локації. Кут забурювання може змінюватись в межах 26-34 градуси. Ще один важливий показник при використанні ГНБ - вигин штанг, який може становити 6-12%, це залежить від їхнього типу.

Ще одна популярна методика бестраншейної прокладки труб – бурошнекове буріння. Для її виконання використовують спеціальну гідравлічну установку, що діє як домкрат. Спочатку роблять стартовий та фінішний котловани. Глибина кожного з них має бути на один метр глибшою, ніж рівень прокладки трубопроводу.

У стартовий котлован опускають гідравлічну установку, що обертає шнек та труби продавлювання. В результаті частина ґрунту видаляється і виходить свердловина для труби. Потім усередину встановлюють труби, футляри і т.п. Максимальна довжина прокладки зазвичай становить лише 100 метрів, але діаметр комунікацій може досягати 172 см, показники багато в чому залежать від типу ґрунту, на якому проводиться буріння.

Метод продавлювання сталевих футлярів часто застосовують, якщо необхідно прокласти за допомогою бестраншейних способів труби чи футляри великого діаметру

Для контролю за проведенням робіт під час бурошнекового буріння використовують лазер, який забезпечує правильний кут нахилу бура, а також дозволяє відстежувати напрямок буріння з високою точністю. Після того, як шнек досягає фінішного котловану, його виводять із свердловини, що вийшла, у зворотному порядку.

Мікротоннелювання - це високоточний метод бестраншейної прокладки комунікацій, який виконується за допомогою спеціального прохідницького щита. Для переміщення пристрою використається домкратна станція високої потужності. Вона впливає на колону з ж/б труб, які приєднані до щита. Поступово довжина свердловини збільшується, тому довжину колони збільшують шляхом нарощування залізобетонних конструкцій.

Для прокладання залізобетонних та сталевих труб використовують метод мікротунелювання. Його виконують за допомогою спеціального прохідницького щита, який розпушує ґрунт.

Цей метод також вимагає попередньої підготовки двох котлованів, відстань між ними може змінюватись в межах 50-500 метрів. Домкратну установку потрібно опустити у стартовий котлован на глибину, що відповідає рівню прокладання комунікацій. Якщо довжина свердловини перевищує 200 метрів, зазвичай використовують проміжну домкратну станцію.

Прохідницький щит розпушує грунт, який вимивається водою або бентонітовим розчином, що надходить по лініях, що підводять. Відпрацьована рідина, змішана з частинками ґрунту, переміщається у відстійник відвідних ліній. Після того, як прохідницький щит потрапляє до фінішного котловану, роботи можна вважати закінченими.

Бестраншейні методи прокладання комунікацій виконуються із застосуванням спеціального обладнання високої потужності. Точне дотримання технології забезпечить надійну свердловину

Обладнання розбирають та видаляють. Методом мікротунелювання можна встановлювати не лише залізобетонні, а й сталеві труби. Для контролю правильності виконання робіт використовується навігаційна система, що складається з лазера, мішені та вимірювального колеса. Для довгих ділянок (понад 200 м) ефективною вважається електронна лазерна система, забезпечена гідростатичним рівнем, який дає точні відомості про глибину прокладання труб незалежно від температури повітря всередині конструкції.

Як вибрати відповідний спосіб

Спосіб прокладання комунікацій за допомогою горизонтального буріння обирають ще на стадії проектування конкретного процесу. Якщо бестраншейна прокладка труб виконуватиметься в рамках будівництва якогось об'єкта, наприклад, житлового будинку, то роботи можуть стати частиною загального будівельного проекту. Під час проектування враховуються такі відомості:

• довжина комунікацій, які необхідно укласти бестраншейним способом;
• діаметр футляра чи труби;
• матеріал, з якого виготовлено комунікації;
• глибина, яку необхідно укласти труби;
• тип трубопроводу (напірний чи безнапірний);
• можливість для монтажу стартового та фінішного котлованів відповідної глибини;
• під'їзні шляхи до місця проведення робіт;
• наявність досить просторого майданчика для зберігання матеріалів, техніки тощо;
• рівень пролягання ґрунтових вод;
• інші геологічні особливості ділянки;
• план розташування вже наявних дільниці комунікацій.

У процесі будівництва іноді необхідно змінити вже складений проект. Це може бути викликане бажанням скоротити витрати, використовуючи, наприклад, пластикові труби замість сталевих. З іншого боку, план розташування підземних комунікацій на об'єкті який завжди виявляється досить точним.

Діаметр труби – один із показників, які враховують при виборі методів бестраншейної прокладки комунікацій. Свердловина має бути трохи більшою

Під час виконання робіт можуть виявитися такі невраховані труби або кабелі. Всі ці моменти можуть вимагати змін у проекті, а це може позначитися і на вирішенні способу буріння. Якщо глибина прокладки комунікацій невелика, виникає небезпека просадки верхнього шару ґрунту, особливо якщо при бурінні використовувався бентонітовий розчин. У таких випадках краще віддати перевагу горизонтальному шнековому бурінню.

Найчастіше метод буріння визначається тим, яка саме техніка є у розпорядженні організації, виконує замовлення. Наприклад, якщо будівельники мають домкрати або установку для горизонтального спрямованого буріння, то йому і буде віддано перевагу перед методом проколу. Найчастіше такі зміни продиктовані міркуваннями економічної вигоди.

Відео з керованого проколу

Наочно процес роботи установки для виконання керованого проколу представлений тут:

Керований прокол — високоточний і недорогий спосіб прокласти комунікації під дорогою чи іншим об'єктом. При цьому важливо правильно спроектувати всі роботи і точно дотримуватись технології.