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

Прокладка трубопровода методом прокола

Прокол – это такой метод бестраншейной прокладки труб, который зачастую применяется для монтирования трубопроводов в глинистом и суглинистом грунтах. Трубы, имеющие диаметр не более 600 мм, могут прокладываться таким методом на длину до 60 м. При этом методе бестраншейной прокладки труб грунт не вырабатывается, а уплотняется вокруг трубы в радиальном направлении. Для прокола необходимо весьма значительное усилие (от 150 до 3000 кН), которое создают с помощью лебедок, тракторов и бульдозеров, а чаще всего используют гидравлические домкраты.

Прокладка трубопровода методом прокола.

Для того чтобы уменьшить сопротивления грунта, а также силы бокового трения, на окончание трубы закрепляется конусный наконечник с диаметром основания на 20 мм больше, чем наружный диаметр прокладываемой трубы. При небольшом диаметре трубы конусный наконечник не устанавливается, а грунт прокалывается трубой (с созданием уплотняющего ядра). В таком случае точность выполнения прокола будет выше, чем с применением конусного наконечника, исходя из того, что, когда коническая поверхность встречается с какими-либо препятствиями в грунте (булыжники, валуны и т. п.), наконечник немного сдвигается от оси прокола и в дальнейшем прокол делается по дуге.

Прокол выполняется со скоростью 4 – 6 м/ч. Для того чтобы увеличить скорость прокола, применяется вибропрокол. При таком способе прокола статические усилия домкратов сочетаются с виброимпульсами, это позволяет увеличить скорость до 20 – 40 м/ч.

Существует еще одна разновидность прокола – гидропрокол, он применяется в легкоразмываемом грунте. Процесс гидропрокола заключается в том, что грунт, находящийся перед трубой, размывается с помощью специальной насадки и в образующуюся впадину продвигается труба. Существенными недостатками этой разновидности прокола является то, что возможно отклонения от оси прокладки и необходимы дополнительные расходы на организацию отвода пульпы.

Последовательность выполнения прокола

На определенном удалении от препятствия выкапывается котлован, в котором сооружается опорная конструкция, устанавливаются гидравлические домкраты. На поверхности этого котлована монтируется насос высокого давления для дальнейшего подключения домкратов. В технической характеристике домкрата, помимо величины усилия, которое он может создать, указывается величина хода его штоков или расстояние, на которое способна передвигаться нажимная плита, возвращаясь в начальное положение.

Схема бестраншейной прокладки труб методом прокола.

В котлован со смонтированными домкратами опускается протягиваемая труба с наконечником, имеющая специальное приспособление (предназначенное для передачи усилия от плиты домкрата на протягиваемую трубу), называющееся шомполом. Этот шомпол изготавливается из трубы, диаметр которой может быть больше или меньше диаметра протягиваемого трубопровода. В первом варианте шомпол надевается на трубу, во втором – вставляется внутрь трубы. Шомпол имеет диаметрально просверленные отверстия, расстояние между ними равняется ходу штоков домкрата. Первое звено протягиваемой с шомполом трубы имеет длину 6 – 7 м.

Дабы выполнить первый цикл прокола, к нажимной плите домкратов закрепляется только шомпол, а окончание протягиваемой трубы остается свободным. Когда труба вдавливается, наконечник защемляется грунтом, с помощью нажимной плиты домкратов, при ее возвращении в изначальное положение, вытаскивается шомпол. Результатом данного процесса будет то, что за свободным концом трубы, на расстоянии одного хода штока домкрата от нажимной плиты, образуется первое отверстие. В отверстия шомпола монтируется стальной стержень, который имеет диаметр 50 мм, и цикл повторяется.

Существуют установки, которые имеют подвижный упор, он подтягивает домкрат при обратном ходе штоков. В данном случае не требуется шомпол. Домкрат с подвижным упором и нажимной плитой перемещаются вслед за протягиваемой трубой до полного ее погружения в грунт, после чего возвращаются в изначальное положение. К свободному окончанию трубы приваривается очередное звено, и циклы повторяются.

Вертикальное бурение и буронабивные сваи

Сегодня все чаще возводятся достаточно большие и объемные здания жилого и промышленного назначения в местностях с неустойчивым грунтом. Для передачи основной нагрузки на более устойчивые слои почвы используются буронабивные сваи. Наша компания выполняет работы по устройству свай:

1. Изготовление арматурных каркасов и их погружение.
2. Сборка оголовков свай под отметку проекта.
3. Бурение в обсадной трубе диаметром от 620 до 1500 мм.
4. Бетонирование скважин с применением технологии ВПТ.

Буронабивные сваи применяются также в условиях плотной застройки и городе, так как при выполнении работ практически отсутствуют пыль, шум, вибрация и колебания.

Технология буронабивных свай имеет некоторые преимущества, среди которых:

1. Долговечность и надежность.
2. Прочность.
3. Устойчивость, особенно в зонах с большой сейсмической активностью.
4. Возможность устройства БНС поблизости от фундаментов.

Кроме этого, на одну сваю можно передать достаточно большие нагрузки. При проведении работ отсутствует возможность повреждения уже проложенных коммуникаций.

Метод прокола: преимущества, технологии и стоимость

Прокол грунта осуществляется при помощи специального оборудования. Технология на данный момент является самым востребованным и популярным способом проведения коммуникаций, особенно в городских условиях и районах с плотной застройкой.

Технология предполагает несколько этапов. В первую очередь выполняется скважина, затем она расширяется до определенного диаметра, который должен превышать сечение труб не менее чем на 30%.

Третий этап метода подразумевает затягивание труб или футляров для дальнейшей прокладки линий связи или электричества.

Какие трубы использовать для канализации под дорогой

Требования к размещению канализационных сетей зависят от плотности коммуникаций под ними. В крупных городах с развитой подземной инфраструктурой, либо под автомагистралями с мощным транспортным потоком все трубы (кроме газовых) монтируют в железобетонных сборных коллекторах.

При индивидуальной прокладке канализации под дорогой местного значения трубы подбирают по материалу и классу прочности с учетом типа транспортной линии:

• I категория (автомагистрали и скоростные трассы с четырьмя и более полосами) – под ними монтируют тяжелые ПВХ трубы SN 8 или особо прочные гофрированные изделия из полиэтилена;
• II, III, IV, V категории (нескоростные дороги с 1-4 полосами) – для них подойдут средние трубы из ПВХ SN 4.

Легкие трубы из поливинилхлорида класса SN 2 предназначены для укладки на малой глубине, но не под дорогами. А вот изделия из полипропилена (ПП) нельзя прокладывать в грунте: они обладают малой жесткостью, их могут повредить грызуны. До недавних пор канализацию монтировали из прочных и долговечных чугунных труб. Однако им свойственны и недостатки: шероховатая внутренняя поверхность, большая масса и дороговизна.

Строительные нормы и правила (СНиП) регламентируют монтаж канализации в стальных футлярах с антикоррозионным покрытием. Их задача – предупредить смятие трубопровода из-за давления грунта под воздействием веса транспорта, предохранить материал от коррозии.

Превышение диаметра футляра по отношению к диаметру канализационного трубопровода должно составлять 150-250 мм. Осуществив протаскивание трубы в защитную оболочку, пространство между ними заполняют цементно-песчаным раствором.

В строительстве бестраншейная прокладка канализации осуществляется методом прокола грунта и относится к экономичным способам, сберегающим время и денежные ресурсы.

Самостоятельное выполнение

Прокол под землей для водопровода можно сделать собственными силами. Без привлечения дорогостоящей техники и специалистов. Единственное ограничение, это длина необходимой трассы. Вручную получиться пробить не более 30 метров грунта.

Для этого понадобятся обычные инструменты:

• штыковая лопата;
• тяжелая кувалда;
• лом;
• ножовка по металлу или болгарка с аккумулятором.

Изготовить потребуется лишь острый пирамидальный или конусный наконечник. Его нужно делать только из инструментальной стали. Обычное железо быстро деформируется, встретив на пути твердые вложения в грунте. Также заранее необходимо подготовить саму трубу для водопровода.

Она должна быть толстостенной, из хорошей стали и диаметром 40 мм. Ее длина должна превышать размер прокола минимум на метр. При необходимости нужно нарастить трубу из кусков, используя качественную сварку. И желательно, чтобы получившийся трубопровод был идеально ровным.

Горизонтальный прокол для водопроводаИсточник speczakaz.info

Наконечник приваривают к одному концу трубы. По обоим сторонам дороги выкапывают по приямку. Финишный можно сделать небольшим. А вот с начальным придется повозиться. Его размер должен быть равным длине трубы и еще нужно прибавить пару метров для удобства в начале работы.

Трубу опускают на дно начальной траншеи. Ее острый конец упирают в грунт. По всей длине трубы, под нее подкладываются кирпичи с шагом в один метр. Причем положение необходимо создать четко горизонтальное, выровняв при помощи уровня.

Начинают бить кувалдой по другому концу трубы, вгоняя ее в грунт. Удары должны быть сильными и точными. Завершают прокол, когда острый конец покажется в финишном приямке. После этого спиливают наконечник и расплющенный ударами кувалды другой торец. И завершают прокладку трубопровода к дому.

Видео описание

Видео покажет, как проложить трубу под дорогой для бытовых нужд самостоятельно:

Коротко о главном

Когда нужно проложить трубопровод по участку, который пересекает дорога, приходиться применять новые технологии. Чтобы не ломать покрытие при рытье открытой траншеи, выполняют прокол грунта. Такой метод бурения подразумевает продавливание почвы стальной штангой с острым наконечником непосредственно прямо под дорожным полотном.

В полученный канал впоследствии заводиться трубопровод. Также способ применяют при прокладке кабельной трассы. Работу можно выполнить вручную самостоятельно, если длина прокола будет небольшая. А в промышленных масштабах применяется специальная техника.

Бестраншейная прокладка труб: технология

Бестраншейная прокладка труб – это наиболее простой и современный метод обустройства основных коммуникационных сетей. Суть метода заключается в отсутствии земляных работ, что позволяет сохранить в целостности ландшафт участка, посадки, дороги и иные сооружения. В чем преимущества данного способа прокладки труб? Какие методы используются при строительстве трубопроводов, читайте далее.

Сооружение канализации бестраншейным способом

Преимущества бестраншейного метода

Укладка трубопровода бестраншейным методом, то сравнению со стандартной траншейной технологией обладает следующими преимуществами:

• сниженная стоимость работ. При выборе такого способа укладки не надо проводить дорогостоящие земляные работы;
• оперативность прокладки трубопровода, достигаемая за счет сокращения выполняемого перечня работ;
• отсутствие необходимости привлечения большого количества специалистов, что в определенной мере также снижает конечную стоимость трубопровода;
• максимальная безопасность для окружающей среды, деревьев и иных насаждений;
• универсальность, то есть возможность прокладки в любой местности и при любых условиях;

Прокладка трубопровода под естественным водоемом

• возможность выполнения работ по прокладке трубопровода в любое время года, независимо от промерзания почвенного слоя;
• безопасность метода.

Способы укладки труб

В настоящее время существует несколько различных способов прокладки трубопровода бестраншейным методом. К ним относятся:

• санация;
• продавливание;
• прокол;
• горизонтально-направленное бурение.

Рассмотрим каждую из методик более подробно.

Продавливание

Следующим способом бестраншейной прокладки является продавливание. Данная методика позволяет проложить трубопроводы диаметром до 2000 мм в любой местности: под дорогой, водоемом, зданием и так далее. Технология использования продавливания следующая:

1. на концах участка будущей системы выкапываются котлованы, необходимые для выполнения дальнейшей работы;
2. в котлованы устанавливаются опорные бетонные основания и специальные приспособления – домкраты;

Установка оборудования для выполнения продавливания

1. труба устанавливается на домкрат и при помощи этого приспособления вдавливается в землю в нужном направлении;
2. удаление грунта, собирающегося в трубе в ходе выполнения операции, осуществляется при помощи лопат и специализированного пмевмооборудования.

Методика выполнения продавливания

Прокол

Технология прокалывания преимущественно используется при прокладке труб канализации или водоснабжения, диаметр которых не превышает 600 мм. Основным требованием выполнения данного вида работ также является ограничение по максимальной длине трубопровода. Для труб диаметром в 600 мм максимальная длина должна составлять не более 60 м.

Прокол трубы осуществляется в следующем порядке:

1. обустраиваются котлованы для выполнения прокола;
2. в котлован помещается гидравлический домкрат;

Установка для выполнения прокола грунта

1. труба устанавливается в домкрат и на нее надевается металлический наконечник;

1. труба постепенно вводится домкратом в слой грунта.

Прокладка труб методом прокалывания

Преимуществом данного метола является полное отсутствие скоплений грунта в ходе выполнения прокладки трубопровода, так как земля не вытаскивается на поверхность, а просто уплотняется.

Горизонтально-направленное бурение

Технология горизонтально-направленного бурения (ГНБ) оптимально подходит для прокладки различных коммуникаций в любых условиях. Для выполнения работы потребуется специальная бурильная установка.

Технология прокладки данным способом следующая:

1. прокладка скважины для трубопровода, которая выполняется буровой головкой, изготовленной из высокопрочных материалов и оснащенной навигационным блоком для контролирования правильной траектории движения;
2. расширение скважины. Вместо буровой головки на установку надевается расширитель, который проходит по проложенной ранее трассе, увеличивая ее диаметр;
3. прокладка труб методом протягивания.

Последовательность выполнения работ при бурении

Технология выполнения направленного бурения подробно представлена на видео.

Благодаря разнообразию методик бестраншейной прокладки трубопроводов можно подобрать способ, который наиболее подходит для определенных условий и значительно снизить затраты и время на проведение различных коммуникаций.

Выполнение прокола на разных объектах

Сложность и скорость работ этого типа во многом зависит от условий, т.е. от местности и характеристик объекта, под которым выполняется прокол.

Для бурения под железнодорожным полотном обычно требуется достаточно серьезное оформление. Сначала нужно согласовать бурение с целым рядом служб железной дороги.

Использование метода управляемого прокола в черте города позволяет сохранить целостность дорожных трасс, чтобы минимизировать затраты и не нарушать движение транспорта

В России нужно обратиться в подразделения ЭЧ, ШЧ, РЦС НОДГ, ПЧ и другие службы ОАО “РЖД”. В обязательном порядке оформляются договора на ведение технадзора, а также на установку страховочных пакетов.

Вся исполнительная документация должна быть согласована и предоставлена органам железной дороги.

В дистанцию пути передается пакет документов по окончании цикла работ по прокладке труб. В городах прокол под дорогой очень востребован при прокладке новых коммуникаций, особенно в местах с историческими достопримечательностями.

Метод позволяет не только сохранить обычное движение на дорогах, но и предотвратить разрушение старинной мостовой, когда необходимо проложить трубы под такими участками.

Реставрация подобного объекта может быть сложной, а порой и невозможной. В коттеджных поселках прокладка коммуникаций методом прокола позволяет выполнить все работы с минимальными повреждениями уже готовых объектов: дорог, изгородей и т.п.

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.

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.

Монтаж трубопроводов способом продавливания

Бестраншейная прокладка трубопроводов также может выполняться способом продавливания. В большинстве случаев такой способ используется для того, чтобы проводить трубы из стали с размерами сечения до 2000 мм. Продавливание очень похоже на прокол, однако, разница состоит в том, что оно осуществляется открытым концом трубы. В результате трубу достают и убирают из неё земляной столб.

Для создания достаточного усилия в этом случае используют гидравлические домкраты. Их устанавливают симметрично по всему сечению трубы. Грунты, в которых можно проводить эти работы, относятся к I–IV группам (глина, суглинок, пески и т. д.). Диаметр труб, которые можно использовать при таком методе, варьируется от 600 до 1720 мм. Расстояние прокладки, как правило, не превышает 100 м.

Для прокладки труб на небольшие расстояния применяют метод продавливания

Вначале выполняются работы по рытью котлована. Далее проходит установка упорной стены, на которую впоследствии крепят домкраты. Первое звено проводящей трубы соединяют с домкратами, располагающимися на плите. В результате конец трубы остаётся свободным.

Домкраты создают усилие, которое передаётся трубе, и она проникает открытым концом в грунт. При проникновении через почву внутри детали скапливается столб земли. Его удаление проводится с использованием лопат (с длинной и короткой рукояткой) и ударных приспособлений, в основе работы которых лежит пневматика.

Метод «прокола»

Выделяют несколько методов прокола: вибро-, гидропрокол, прокол с помощью грунтопрокалывателя, прокол механический с помощью гидравлического домкрата, пневмопробивка с помощью пневмопробойника, прокол Матвієнко (3 слесаря і 10 кг кувалда).

Прокол — это образование отверстий за счёт радиального уплотнения грунта при вдавливании в него трубы с коническим наконечником. Применяются различные по форме наконечники, наиболее распространённые из них в виде прямого кругового конуса, при использовании которых создаётся минимальное сопротивление грунта проколу. От угла заострения наконечника существенно зависит усилие прокола.

Прокол механический гидравлическим домкратом

Вдавливание производят с помощью гидравлического домкрата. В котловане укладывается звено трубы с наконечником и после выверки домкратом вдавливается в грунт на длину хода штока. После возврата штока в начальное положение на его место вводится нажимной патрубок (шомпол), и процесс повторяется. По окончании вдавливания первого звена трубы на полную длину шомпол убирается, в котлован опускается следующее звено и приваривается встык к уже задавленному в грунт. Далее задавливается наваренное звено, и цикл повторяется до прокола на всю длину участка. За каждый цикл труба продвигается на 150 мм.

Создание нажимного усилия на задний торец футляра вместо домкрата может быть обеспечено тяговым усилием лебёдки или трактора с помощью тросов или полиспастов. Вместо длинного шомпола-толкателя также применяются короткие нажимные патрубки с фланцами, длина которых равна величине хода штока домкрата. В этом случае после прокола грунта на длину хода шток домкрата возвращают в первоначальное положение и в образовавшееся пространство вставляют очередной нажимной патрубок для продолжения процесса прокола.

Способом прокола прокладываются трубы диаметром до 500 мм на длину 30-40 м со скоростью проходки 2-3 м/ч, величина усилий, необходимых для прокола, в зависимости от свойств грунтов и диаметров труб составляет 50-300 т.

Метод практикуется в хорошо сжимаемых грунтах, отверстия прокалывают для труб диаметром 100-400 мм на глубине более 2,5-3 м. В мало сжимаемых грунтах (песок, супесь) для обеспечения устойчивости стенок дополнительно к горизонтальному усилию применяется поперечное и вибрационное воздействие, при этом диаметр отверстия выполняется до 300 мм.

Пневмопробивка

Пневмопробивка производится с помощью специального проходческого снаряда виброударного действия — пневмопробойника, впервые предложенного Сибирским отделением Академии наук СССР, который позволяет проходить скважины до 50 м для трубопроводов до 400 мм включительно.

Агрегат представляет собой самодвижущуюся пневматическую машину, корпус которой является рабочим органом, образующим скважину. Ударник под действием сжатого воздуха совершает возвратно-поступательные движения и наносит удары по переднему внутреннему торцу корпуса, забивая его в грунт.