Прокладка ТБД методом прокола

ПРОКЛАДКА ТБД МЕТОДОМ ПРОКОЛАВ этой статье мы разберем один из методов прокладки трубопровода труб большого диаметра, распространенный в сфере жилищно-коммунального хозяйства, строительства, организации технологических трубопроводов в нефтегазовой промышленности, а также при создании водоотводов и стоков.

Технология работ крайне проста:

  • На торцевую часть трубы, которая ориентирована непосредственно на грунт, одевают конусный наконечник.
  • К противоположной торцовой части крепят оборудование, которое будет создавать усилие и непосредственно вводить в грунт трубу. Наконечники позволяют снизить сопротивление при проходе и уменьшают силу трения. Кроме того, конусообразная конструкция помогает срезать почву и легче выводить выдавленный грунт. Виды наконечников бывают разные, например, оснащенные «шпилем» или имеющие отверстия в конусе (в этом случае грунт поступает в саму ТБД). Если длина прохода незначительная, прокол можно осуществлять и без насадки – просто открытым концом трубы.

Количество и механика вдавливающих устройств определяется посредством расчетов и какой-то фиксированной установки, универсальной для ТБД любого диаметра и почв любого типа просто не существует. Расчет нажимного усилия зависит от диаметра, длины трубы, длины прохода, свойств почвы, а также условий рабочей зоны и вычисляется по формуле. Нажимное усилие может быть разным и варьируется от 150 кН до 2000 кН. Соответственно, от выбранного для конкретного необходимого нажимного усилия будут подбирать нужное количество домкратов, а так же определять тип упорной стенки в рабочем котловане.

Характеристики оборудования для прокола ТБД

Главным оборудованием при бестраншейной прокладке проколом является насоснодомкратная установка. Технически это рама, на которой закреплены один или два домкрата, спаянных друг с другом. Как правило, применяются гидравлические устанвки типа ГД-170. Усиление каждого из них соответствует 170 тс. Важно, чтобы штоки установок имели большой ход. при проколе используют домкраты с ходом до 1,3 метров. Данную домкратную систему при помощи крана размещают на дне котлована, из которого будет производиться прокол. Насос (применяется оборудование с давлением 300 кгс/см2, т.е. 30 мПа) размещают рядом с котлованом.

Устанвки типа ГД-170

Общий ход работ

Трубы для прокола могут быть как основными, то есть частью функционирующего трубопровода, так и кожухами, в которых размещается функциональная труба. В забой установка вводится поступательными движениями: прямой и обратный ход, что составляет один цикл. Давление на трубу производится не напрямую, а через наголовник, который фиксируется стальными хомутами зажимного типа. Иногда используют патрубки или шомполы. Если в процессе все же применяют патрубки, технология немного изменяется. Патрубок берут длиной от 1 до 4 метров, а когда труба проходит на всю длину штока, этот шток переводят в первоначальное положение. Так образуется проем, в который устанавливают патрубок удвоенной длины. Этот процесс цикличный и повторяется столько раз, пока не будет организован проход на одно полноценное звено трубопровода. Часто эта длина соответствует 6 метрам – то есть мерной длине трубы. Однако, в зависимости от проекта, это расстояние может меняться, но незначительно, что регулируется техникой безопасности. К полученному звену по той же схеме присоединяют новое и так до завершения работ.

Прокол стальной трубой-шомполом

ПРОКЛАДКА ТБД МЕТОДОМ ПРОКОЛАШомпол – это еще один вид ТБД, отличающийся от остальных наличием технологических отверстий, количество и частота которых варьируется в зависимости от длины хода штоков домкрата. То есть шомполы вывариваются из труб под проект или под регулярно используемую систему домкратов. В разделе сайта «трубная продукция» вы можете подобрать трубы любого диаметра из различных марок стали для организации данных работ.

Шомпола бывают двух видов: внутренние и наружные. Внутренние имеют меньший диаметр, чем кожух и продвигаются внутри него. Наружные, соответственно, покрывают футляр по внешней стенке.

Работы осуществляются по простой схеме: во время обратного хода штоков, обратно выводится и шомпол. Потом стержень вставляют в следующее отверстие на шомполе и процесс повторяется до полного прохода звена. Когда проложенная труба приваривается к предыдущей, следующее звено вдавливают все тем же шомполом.

Оборудование для прокладки труб разных диаметров

Для того, чтобы качественно и безопасно проводить работы при помощи домкратов, грунт должен быть однородным песчаным, в крайнем случае – глинистым.

Для труб диаметром 104-630 мм, общая длина которых не превышает 80 метров, в однородных грунтах используют установку ГПУ-600. Среди специалистов ее называют «шагающими домкратами». Ее принцип действия заключается в том, что на длину штока (а это порядка 1,2 метров) гидродомкраты вводят нажимную трубу подвижного типа (вместе с самой трубой). Когда цикл работы завершается, домкраты пускают обратным ходом, вследствие чего подвижный цикл подтягивают следом за прокладываемой трубой. Так организуют первое звено трубопровода. После чего подвижный упор и домкраты переводят в исходное положение. Так работы продолжаются до вварки последнего звена трубопровода.

Если трубы необходимо разместить на длину до 45 метров, вне зависимости от типа грунта (от I до IV, т.е. включая тяжелые глины или промерзшую землю), можно использовать так называемую установку Главмосстроя, действие которой аналогично описанной выше установки. Такой подход актуален для труб наружным диаметром 209-426 мм.

Другие методики прокладки ТБД проколом

Помимо описанных выше способов проработки грунта проколом существует еще несколько, применение которых имеет свои особенности и ограничения.

Гидропрокол

ГидропроколВ этом случае на торцовую часть трубы одевается специальная насадка, через которую под давлением подается вода. Жидкость размывает почву, создавая отверстие до 500 мм в диаметре, куда и размещается труба. Главное преимущество такого способа – скорость работы, которая увеличивается вплоть до 30 метров за одну смену. А главный недостаток – есть вероятность отклониться от установленной проектом оси. Поэтому длина одной проходки фиксировано ограничена 20-30-ю метрами, после чего производятся контрольные замеры. Более того, нужно учитывать, что дно рабочего котлована станет влагонасыщенным и перемещение по нему осложнится.

Вибропрокол

Для песчаных, супечаных грунтов и плывунов отлично подходит методика вибропрокола – скорость проведения работ значительно возрастает. В этом случае специализированные установки создают направленные продольные колебания. Но следует учитывать, что для данного метода существуют ограничения по диаметру прокладываемой трубы (или кожуха): вибропроколом организуют трубопроводы до 500 мм в диаметре. Причем максимально допустимая длина прокладки 35-60 метров. Но эти ограничения с лихвой компенсируются скростью работы: 20-60 метров в час. Более того, методика подходит не только для установки труб, но и для их извлечения. Как один из вариантов, в работах используют установку УВВГП-400. Механика работ такова: на одном торце трубы (скорлупы) фиксируют наконечник, другой устанавливается в ударной части вибромолота. так труба под ударными импульсами, усиленными статическим вдавливанием пригрузочным полиспастом, проходит в грунт.

Если все же необходимо проложить трубы большего диаметра, чем указанный выше, можно использовать другую виброустановку УВГ-51. В этом случае при прокладке муфты (футляра), ее диаметр может достигать 1020 мм (номинальный), а при прокладке основной трубы максимальный диаметр все также не превышает 530 мм.

Грунтопрокалыватели и пневматические пробойники

Несмотря на то, что ТБД с их помощью не прокладывают, все же упомянуть о них необходимо, потому как с их помощью можно извлекать трубы большого диаметра из грунта без повреждения, после чего они могут использоваться в качестве все тех же кожухов.

Пробойники применяют для прокладки труб 63-400 мм. Методика работы аналогична системе забоя – поступательными движениями пневматический пробойник вбивает трубу в заданную проектом ось, причем аппарат самостоятельно движется по заданной траектории. Длина до 1,7 метров не позволяет аппарату сместиться с траектории, более того, современные установки предполагают контроль усили и регулировку силы трения о грунт.

При замене ТБД на трубы меньшего диаметра в той же скважине пневмопробойники незаменимы. В этом случае к выдавливаемой трубе большого диаметра при помощи переходов (фасонные изделия) приваривается новая функциональная. По ней производятся пневмоудары, которые по инерции распространяются на старую трубу. По мере выхода заменяемой ТБД она по частям отрезается. Таким методом из грунта можно извлекать трубы диаметром до 800 мм, а при работе в податливых почвах этот диаметр может быть еще увеличен.

Трубы, используемые при организации трубопровода проколом

Методом прокола организуют трубопроводы различного назначения. Это могут быть

  • сети жилищно-коммунального хозяйства;
  • технологические водоводы;
  • магистральные трубопроводы;
  • транспортирующие среды любой степени агрессивности.

Бестраншейная прокладка позволяет организовать трубопровод в условиях плотной городской застройки и вблизи загруженных автодорог, ж/д путей и т.д. непосредственно в процессе работы чаще всего используют трубы-футляры – стальные металлоизделия, которые либо уже были в употреблении и не подлежать применению согласно ГОСТа, либо новые трубы, если этого требуют проектные условия. В отдельных случая в забой идет основная сварная труба. По типу изготовления применимость труб для прокола не ограничена: это могут быть бесшовные, прямошовные, обечаечные ТБД, изготовленные по ГОСТ или ТУ предприятия. Однако существует ограничение по диаметру трубы. Максимально возможный номинальный диаметр из всех видов прокола – 1220 мм. Предполагается, что материал стального листа, из которого изготовлена труба будет с малым содержанием углерода в составе, что обеспечит высокие показатели вязкости, но при этом стойкость к деформации.