Варианты бестраншейной прокладки труб – преимущества и недостатки способов

Содержание:

Трубопроводы – основная, самая протяжённая и уязвимая часть систем горячего и холодного водоснабжения и водоотведения (канализации). В связи с этим закономерно возникает проблема: как правильно проложить трубы под землёй, наименее задействовав финансовые ресурсы и прилагая минимум усилий для проведения этой операции? Основных решений два: траншейная и бестраншейная прокладка трубопроводов. О преимуществах последнего варианта будет рассказано ниже.

Преимущества и недостатки обоих видов прокладки трубопроводов

Плюсы траншейной прокладки трубопроводов:

• традиционность – долгое время использовался именно этот метод, а значит, именно к нему в большей степени готовы и обученный ранее рабочий персонал, и проектировщики схем канализации и водоснабжения;
• доступность – в связи с первым пунктом, этот процесс быстрее просчитывается и лучше обеспечивается необходимой техникой, включая экскаваторы, сварочные аппараты и т.д.

Минусы метода очевидны:

• разрушение при перекапывании наиболее плодородного почвенного слоя – в результате после прокладки трубопровода возникает необходимость восстанавливать «работоспособность» мест культивации растений;
• гибель при проведении труб уже имеющихся растений всех видов – деревьев и кустарников, дающих кислород, возможно даже агрокультур;
• необходимость при проведении трубопровода через дорогу останавливать движение по выбранному участку – доставляет значительные неудобства автомобилистам; кроме того, на трассах с особенно интенсивным движением полностью перекрыть поток практически невозможно, значит, и обустройство водопровода или канализации будет либо затруднено, или невозможно;
• по той же причине нельзя проложить носители таким методом под уже построенными зданиями.

Поэтому для того, чтобы проложить трубу без вскрытия грунта, к примеру, под трассой, железной дорогой, жилым домом или производственным строением, применяют бестраншейную прокладку труб.

Достоинства этого способа:

• не требует рытья траншеи;
• работы, проведённые таким методом, обходятся дешевле;
• при наличии необходимых устройств и должной квалификации персонала работа проходит значительно быстрее;
• бестраншейная прокладка требует меньшего числа рабочих рук;
• это способ безопаснее и для персонала, и для окружающей среды (не уничтожаются насаждения, не разрушаются слои почвы);
• работы можно проводить в любое время года, в том числе зимой.

Среди недостатков метода можно отметить лишь меньшую пока распространённость и, соответственно, неготовность некоторого числа рабочих к применению такого способа.

Разновидности бестраншейной прокладки труб

Совет: Используйте наши строительные калькуляторы онлайн, и вы выполните расчеты строительных материалов или конструкций быстро и точно.

Способ проведения трубопровода зависит, в частности, от длины участка, на котором требуется провести систему водоснабжения или канализации. Например, если планируемая протяжённость такой системы не будет превышать нескольких десятков метров, проведение работ вполне может быть обеспечено и без использования специфической техники.

Достаточно будет лишь изготовить или найти закрытый цилиндр требуемого диаметра (разумеется, размер должен быть чуть больше, чем у прокладываемой трубы) и прикрепить его к выдвигающейся штанге, работающей на пневматическом, гидравлическом или электрическом приводе. С помощью этого несложного оборудования работы можно провести достаточно быстро, однако придётся по обоим краям проектируемой траншеи выкопать котлованы необходимой глубины.

В случае же, когда планируется прокладка бестраншейным способом трубопровода большой протяжённости, работы осуществляются по одному из следующих сценариев:

1. Проведение санации труб.
2. Создание тоннеля методом прокола.
3. Прокладка элементов продавливанием.
4. Направленное бурение в горизонтальной плоскости.

Каждый из вышеперечисленных способов следует рассмотреть подробнее.

Санация

Суть способа санации трубопровода – бестраншейная замена старых труб на новые.

Различают два основных вида санации.

Санация релайнингом

В таком случае современные трубы из высокомолекулярных соединений (полимеров) протягиваются в уже обустроенный трубопровод. Делать это, в свою очередь, можно двумя способами: без разреза старых труб или с таковым.

В первом случае, когда диаметр новых элементов чуть меньше исходных, необходимо перед началом работ провести обследование внутренней поверхности труб, чтобы предотвратить повреждение пластиковых труб находящимися внутри прежних элементов препятствиями или полное торможение работы.

Второй вариант применяется, когда нужна прокладка труб большого диаметра, превышающего прежний или равного ему. Тогда используется статистическое взламывание старой конструкции.

Порядок проведения работ следующий:

1. По краям участка, на котором планируется производить работы, роются углубления (размерами около 2×3 м).
2. Из начального углубления проводятся выдвигающиеся штанги, на рабочих концах которых (в той же яме) фиксируется нож для расширения, посредством вертлюга скреплённый с прокладываемой трубой из ПНД (полиэтилена низкого давления).
3. В конечном котловане устанавливают на каркасе гидравлические домкраты, с помощью которых осуществляется возвратно-поступательное движение установленных штанг. Для дополнительной надёжности конструкции каркас с домкратами можно установить на бетонную плиту.
4. Начинают процесс протяжки, длящийся до того момента, когда нож не выйдет полностью в конечный котлован.
5. Периодически штанги длиной 1,5 м вытаскиваются из траншеи и очищаются от загрязнений.

В итоге старые трубы разрезаются соответствующим ножом, расширяются, и в них проволакивается полимерная труба.

При проведении релайнинга необходимо учитывать несколько рекомендаций:

• на стадии проектирования процесса следует тщательно подобрать сечение новой прокладываемой трубы ПНД;
• отрезки новых труб размером 10-12 м свариваются на поверхности и после проводятся в санируемую систему;
• общая длина сварного участка не должна превышать 0,7 км;
• при подборе диаметра труб и проведении замеров необходимо учитывать образующийся при сварке бурт, достигающий в некоторых случаях 15 мм.

Санация трубопровода методом релайнига позволяется только в случаях, когда допустимо небольшое изменение диаметра трубопровода или его пропускная способность, благодаря преимуществам полиэтилена низкого давления (гладкой внутренней поверхности и небольшому гидравлическому сопротивлению), повышается.

Реновация

Этот вариант сопровождается полным разрушением старых конструкций с одновременной прокладкой новых труб. Этот метод применяется, когда прежний трубопровод или не удовлетворяет возросшим требованиям к пропускной способности, или слишком обветшал. Методом реновации можно прокладывать трубы как большего, так и меньшего сечения, чем исходные.

Этот способ также существует в двух вариантах исполнения: заменой старых труб на новые ПНД-трубы, имеющие резьбу, или разрушением трубопровода.

В первом случае возможно осуществлять замену конкретного повреждённого участка трубопровода. Неисправный отрезок трубы разрезают роликовыми ножами, с помощью расширителя увеличивают тоннель, затем вводят новые трубы.

Во втором варианте трубопровод, как при релайнинге, ломается статическим способом.

Преимущества санации:

• отсутствие необходимости рыть новые тоннели – можно использовать уже обустроенные коммуникационные системы;
• практически невозможно при проведении работ повредить другие трубопроводы;
• можно изменять диаметр старых труб на соответствующий современным требованиям;
• затраты на проведение земельных и восстановительных работ минимальны.

Метод прокола

Следующий способ прокладки трубопровода – прокол. Проведение работ таким методом особенно рекомендуется при обустройстве канализации или систем водоснабжения на участках с глинистым или суглинистым грунтом.

Метод имеет ограничения по длине. Например, для труб диаметром до 0,6 м длина соответствующего тоннеля может достигать 60 м.

Прокол для прокладки трубопровода осуществляется путём уплотнения грунта по краям, в результате чего земля не выбрасывается на поверхность, а остаётся в зоне проведения работ.

Соответственно, главное преимущество способа проведения трубопровода проколом – отсутствие образующихся в результате работы земляных отвалов, от которых необходимо каким-либо образом избавляться. Читайте также: "Способы прокладки трубопроводов – открытый и закрытый, правила выполнения работ".

Недостаток также связан с уплотнением земли: для создания достаточного радиального давления в месте проведения работ необходимо серьёзное усилие (0,15 до 3 МН). Это усилие достигается за счёт использования лебёдок, бульдозеров, тракторов и домкратов, обычно гидравлического типа.

Конечно, есть способ преодолеть повышенное сопротивление земли. Для этого на конец протягиваемой трубы устанавливается конус, основание которого выступает на 20 мм за края элемента (для труб большого диаметра). Если планируется проложить трубу небольшого сечения, землю прокалывают непосредственно трубой, причём в процессе образуется уплотняющее ядро.

Следует отметить, что при использовании конуса точность проволакивания трубы снижается, поскольку при встрече наконечника с различными расположенными в земле препятствиями труба незначительно отклоняется от исходной траектории.

Обычная скорость выполнения работ методом прокола – 4-6 м/ч. Если в дополнение к методике использовать виброимпульсы (техника называется вибропроколом), скорость повышается до значений 20-40 м/ч.

Ещё одна вариация прокола – гидропрокол. Техника применяется при проведении работ в легкоразмывающемся грунте. При проведении процесса грунт перед трубой с помощью особой насадки размывается, а в получаемый тоннель проталкивается труба. Среди недостатков этого способа – довольно значительные отклонения от проектируемой траектории движения трубы и необходимость освобождения пути движения от образующейся пульпы. Таким способом часто укладывается труба на въезд на участок, так как это наиболее оптимальный вариант в данном случае.

Алгоритм проведения работы следующий:

1. На некотором расстоянии от начала тоннеля роется котлован, в нём на каркасе ставятся гидравлические домкраты. Сверху устанавливается насос, подводящий воду к домкратам. Параметры домкратов (величина создаваемого усилия и длина ходов штоков или нажимной плиты) должны соответствовать характеристикам грунта, прокладываемых труб и т.д.
2. В котлован погружается оснащённая специальным наконечником и передаточным шомполом, связывающим её с плитой домкрата, труба. Шомпол может по диаметру быть больше или меньше трубы, соответственно крепится он или снаружи, или внутри. Первый отрезок трубы, на который надевается шомпол, должен иметь длину 6-7 м.
3. Первый прокол выполняется с помощью одного только шомпола, зафиксированного непосредственно на нажимной плите. После в отверстия шомпола вставляется стержень из стали радиусом 25 мм, затем цикл работы повторяют.
4. Если в процессе прокладки используется подвижный упор, подтягивающий домкрат во время обратного прохода штоков, шомпол не требуется. В этом случае домкрат передвигается вместе с плитой за прокладываемой трубой вплоть до её полного заглубления в грунт, затем возвращается на место. К концу трубу приваривают новый элемент, и процесс повторяют до наращивания необходимой длины трубопровода.

Метод продавливания

Ещё один способ прокладки трубопровода – метод продавливания. При таком способе труба, как и при прокалывании, вжимается в землю, но незакрытым концом, а после проведения работы труба очищается – вручную или с использованием соответствующей техники.

Такой способ позволяет протягивать трубопроводы из стальных труб диаметром до 2 м.

Для осуществления продавливания по окружности труб крепят гидравлические домкраты. Такое крепление обеспечивает нормальную работу в грунтах любой группы, длине протаскивания труб до 100 м и диаметре изделий до 1,72 м.

Порядок выполнения работ:

1. В созданный котлован устанавливают гидравлические домкраты.
2. Первый элемент будущего трубопровода устанавливается на направляющую, фиксируется на плите домкрата, при этом окончание трубы свободно.
3. Труба, проталкиваемая домкратами, вводится в землю, в результате чего в ней образуется земляная пробка. При возвратном движении трубы эта пробка поначалу извлекается с помощью лопат с длинной рукоятью, после – лопат с короткой рукоятью и пневматических ударных аппаратов.
4. После очистки трубы в пространство между нажимной плитой домкрата и проволакиваемой трубой ставится первый нажимной патрубок. Всего таких патрубков предусматривается три, длина первого соответствует длине шага штоков домкрата, второй длиннее вдвое, третий – втрое. Когда зазор между трубой и плитой домкрата достигает значения, вчетверо превышающего шаг штока, устанавливаются первый и третий патрубки, впятеро – второй и третий.

После того как первый участок трубопровода полностью уложен, подобным образом монтируют второй и последующий участки.

Таким образом осуществляются любые операции продавливания, в том числе продавливание труб под дорогой.

Горизонтально-направленное бурение (ГНБ)

Применение этого метода предполагает наличие соответствующих буровых агрегатов и отлично подходит для создания систем подземной коммуникации.

Работы по данному методы включают три этапа:

1. Прокладка скважины. На этом этапе применяется буровая головка из твёрдых сплавов, соединённая с гибкой штангой. Направление движения контролируется встроенным в головку навигационным блоком.
2. Расширение скважины. Осуществляется с помощью расширителя, устанавливаемого вместо головки. Устройство вытягивается от точки выхода головки до расположения бурильного аппарата. Если необходимо существенно расширить тоннель, расширение обычно проводят в несколько стадий. Диаметр получившейся скважины должен на треть превышать соответствующий параметр трубы. Читайте также: "Преимущества прокладки труб методом ГНБ – как выполняются работы".
3. Протягивание трубы. Труба посредством расширителя с шарниром крепится к штанге, затем агрегат ГНБ втаскивает её в вырытый тоннель. Для облегчения процесса используют буровой раствор.

При использовании этого способа длина тоннеля практически не ограничена (вплоть до нескольких тысяч метров), диаметр используемых труб – до 1,4 м.