Прокладывание труб методом прокола: технические рекомендации и советы от экспертов

Когда подземные коммуникации пересекают дороги или железные дороги, демонтаж этих сооружений часто становится крайне трудным, а иногда и невозможным. В таких случаях на помощь приходит прокладка труб методом прокола, который оказывается более простым и менее затратным вариантом.

Для тех, кто заинтересован в том, как осуществить прокладку труб в земле, сохраняя при этом целостность поверхностей, избегая сноса построек и перемещения объектов, мы подробно расскажем о данной технологии. Вы узнаете о необходимом оборудовании и способах проведения проколов.

Помимо основной технологии, мы также рассмотрим альтернативные методы прокладки труб по бестраншейной технологии, добавим схемы, фотогалереи и видеоматериалы для лучшего понимания процесса.

Определение метода прокола

Под методом прокола подразумевается технология, позволяющая создавать отверстия в грунте без его выемки, путем уплотнения окружающей земли.

Данная методика подходит для установки стальных конструкций. Диаметр проколов может варьироваться от 100 до 500 мм, длина достигает 30-50 метров. Прокладывание труб под дорогами — это один из наиболее популярных способов бестраншейной укладки коммуникаций.

С помощью этого метода можно прокладывать подземные линии водоснабжения, канализации, а также магистральный газ.

Управляемый прокол используется для установки:

• металлических и пластиковых коммуникаций;
• кожухов для размещения газовых и водопроводных труб;
• кожухов для электрических, телефонных кабелей и других подобных объектов.

Метод прокола не ограничивается лишь пересечением дорог или железнодорожных путей.

Он также подходит для создания отверстий для колодцев (при условии, что диаметр колодца составляет не менее 1,5 метра), подвалов, а также для прокладки проводов под различными небольшими зданиями.

Галерея изображений

Использование технологии прокола значительно ускоряет процесс и снижает затраты на выполнение работ.

С помощью прокола можно осуществлять укладку лишь металлических труб диаметром от 100 до 500 мм, которые могут быть использованы как основные каналы или в качестве защитных кожухов.

Проверка на возможность прокола осуществляется в условиях суглинков, которые способны удерживать стенки после механического воздействия. Процесс прокола выполняется либо с помощью наращиваемого металлического стержня с конусным наконечником, либо с использованием струи воды под высоким давлением.

Оборудование для прокола грунта различается по технологиям, габаритам и мощности.

При помощи этой технологии возможно проложить один участок длиной до 50 метров. Оптимальный размер подземного участка, выполненного методом прокола, рекомендуется в пределах 30-35 метров.

Малые, мобильные установки могут применяться в тех местах, куда невозможно заехать тяжелой технике.

В процессе выполнения работ крайне важно поддерживать горизонтальное положение установки и обеспечивать ее стабильность.

Технология прокола позволяет значительно сократить объем земляных работ. Для укладки трубопровода достаточно двух небольших котлованов в начальной и конечной точках трассы.

Как правило, управляемый прокол осуществляется в глинистых грунтах под автодорогами или железнодорожными путями. Для этого используют насосно-домкратные аппараты, такие как установка Ditch Witch P80.

Также потребуется набор расширителей, штанг, головок и другого инструмента для бурового процесса.

Обязательно необходимо применение гидравлической станции. Силовое воздействие обеспечивает гидроцилиндр, а мощность такого агрегата составляет около 36 тонн. Работа станции должна обеспечиваться двигателем внутреннего сгорания. Для контроля за процессом бурения в грунте используются беспроводные системы локализации.

В качестве примера можно представить работу устройства локализации Eclipse. В буровую головку устанавливается зонд, который передает информацию о ходе бурения.

Управляемый прокол — один из наименее затратных методов бестраншейной укладки под дорогами и другими объектами.

Информация передается на локатор, где данные анализируются и определяются параметры: положение бурового инструмента, угол наклона буровой головки и соответствие движения запланированному маршруту. Одновременно контролируется состояние батареи зонда.

Буровая головка имеет скошенную поверхность, что повышает производительность, но может негативно сказаться на качестве работ.

Из-за наклона в ходе продвижения по грунту положение головки может отклоняться от заданного вектора. Оператор обязан постоянно подправлять направление движения, сверяясь с результатами локализации.

Для того чтобы инструмент двигался строго по линии, его следует вращать с постоянной скоростью. Начало прокола осуществляется с стартового котлована, а завершение — в приемном. В этом месте вместо буровой головки устанавливается конусный расширитель.

Данное устройство проходит через образовавшуюся горизонтальную скважину в обратном направлении, что позволяет увеличить диаметр и уплотнить стенки.

Для успешного выполнения бестраншейной прокладки труб методом прокола необходимо подготовить два котлована: один для начала работ, другой — для завершения.

В получившееся длинное отверстие вставляется труба необходимого диаметра или футляр для укладки коммуникаций. При необходимости можно установить несколько труб. После этого необходимо соединить их с общей системой.

Во время подготовки также нужно учесть место для хранения труб, которые должны находиться в непосредственной близости к месту бурения.

Обычно площадка для труб располагается рядом со стартовым котлованом. Размеры такой площадки зависят от длины труб, которая может достигать шести метров. Рекомендуется хранить трубы в горизонтальном положении, что облегчает монтаж и снижает риск повреждений.

Также нужно позаботиться о подъездных путях к стартовому котловану для беспрепятственной доставки материалов и техники, требуемой для выполнения работ.

Метод управляемого прокола позволяет успешно укладывать пластиковые и металлические трубы в стальные кожухи. Сначала выполняется пилотный прокол, затем идет упрочнение в обратном направлении, установка кожуха и последующая укладка труб.

Сначала обязательным является предварительное обследование местности. Специалисты используют проектную документацию для составления плана выполнения прокола.

Если необходимо проложить трубы под объектами с высоким транспортным нагрузками (такими как трамвайные пути, автодороги или метро), трубы устанавливаются в специальных футлярах.

Если нужно провести несколько кабелей под дорогой, сначала устанавливается труба или футляр достаточного диаметра для всех необходимы коммуникаций.

Футляр должен быть на 15-20 см больше в диаметре, чем размеры труб. Сначала укладывается футляр, затем внутри него размещаются трубы, а пространство между ними заполняется раствором, например, недорогим цементом М-100. Футляры уменьшают нагрузку на подземные коммуникации и минимизируют риск повреждений.

Гидро-, вибропрокол и продавливание

Существуют две разновидности проколов: гидро- и вибропрокол. В первом случае применяется водяная струя под высоким давлением, которая пробивает грунт.

Этот метод особенно эффективен в несвязных песчаных грунтах, легко поддающихся размыванию. Он может создать отверстие диаметром около 50 см за короткие промежутки времени, однако максимальная длина скважины при гидропроколе составляет 30 м.

Вибропрокол, как следует из названия, осуществляется с помощью вибрационного воздействия. В установках для этого метода используются ударно-вибрационно-продавливающие устройства с генераторами продольных колебаний.

Статическое вдавливание здесь комбинируется с структурой вибромолота, работающего на насыщенных или маловлажных песках, как при прокладке труб, так и при их извлечении. Диаметр скважины может достигать 50 см, а протяженность – до 60 м.

Метод продавливания реализуется с использованием домкратов, как и прокол, но здесь труба помещается в грунт открытым концом. В процессе продвижения в трубе формируется плотная пробка из грунта, которая затем удаляется.

Для этой работы используются мощные гидродомкраты с силой от 200 до 400 тонн, для установки которых необходима опорная стенка с рамой и наголовником.

Продавливание грунта — это бестраншейный метод укладки труб, осуществляемый с помощью специализированных высокомощных гидравлических установок.

В ходе смены данное оборудование способно пройти до 10 метров почвы, при этом общая длина скважины обычно составляет не более 80 метров. В случае необходимости прокладывания более длинного участка, его разделяют на отдельные фрагменты, каждый из которых не превышает 80 метров.

Этот способ также требует создания стартового и конечного котлованов, в которых устанавливается необходимая гидравлическая система.

Проходка каждого участка выполняется дважды: сначала в прямом направлении, затем в обратном. Контроль за работой механизмов и качеством процесса осуществляется оператором, который находится в котловане.

С технической точки зрения этот метод более сложный по сравнению с традиционным проколом, однако он может применяться практически в любых грунтах. Диаметр используемой конструкции может достигать 172 см. Извлечение керна, который образуется внутри трубы, может выполняться как вручную, так и с помощью механизированного оборудования.

Преимущества метода прокола

Популярность метода прокола объясняется множеством его значительных преимуществ по сравнению с другими способами выполнения подобных работ. Например, прокол можно осуществлять в любое время года, независимо от погодных условий, будь то жара или холод.

Одним из ключевых достоинств управляемого прокола является возможность его применения на участках с высоким уровнем грунтовых вод.

Эксплуатация установки не требует применения бентонитовых растворов, подачи воды или бурового раствора. Это компактное и мощное устройство, оснащенное надежной системой электробезопасности, легко доставляется к месту работы и устанавливается. Несмотря на свои небольшие размеры, оно демонстрирует высокую производительность.

Безтраншейные методы прокладки труб, включая управляемый прокол, успешно применяются как летом, так и зимой.

Время выполнения работ также сокращено по сравнению с другими методами. Даже в условиях повышенного уровня грунтовых вод не требуется проводить работы по отведению воды с участка.

Во время прохождения расширительного конуса происходит уплотнение стенок траншеи, что исключает необходимость в дополнительных работах по этому направлению.

Проведение прокола на различных объектах

Сложность и скорость выполнения этих работ во многом зависят от условий, таких как тип местности и характеристики объекта, под которым проводится прокол. Для бурения под железнодорожными путями требуется тщательное оформление, включая согласование с несколькими службами железной дороги.

Применение метода управляемого прокола в городских условиях позволяет сохранить целостность дорожного покрытия, тем самым минимизируя затраты и не нарушая движение транспорта.

В России нужно связываться с структурами ЭЧ, ШЧ, РЦС НОДГ, ПЧ и другими подразделениями ОАО «РЖД». Необходимо заключать договоры на ведение технического надзора и установку страховочных пакетов. Вся исполнительная документация должна быть согласована и предоставлена соответствующим органам железной дороги.

По завершении работ пакет документов передается в дистанцию пути. Проколы под дорогами широко используются для прокладки новых коммуникаций, особенно в исторических районах.

Метод позволяет сохранить нормальное движение по дорогам и предотвращает разрушение старинной мостовой при необходимости прокладки труб под такими территориями.

Реставрация подобных объектов часто бывает сложной и иногда невозможной. В загородных поселках прокладка коммуникаций с использованием прокола обеспечивает минимальные повреждения существующих объектов, таких как дороги и заборы.

Оценка альтернативных вариантов

Помимо метода управляемого прокола, есть и другие варианты прокладки коммуникаций в грунте без устройства траншей. Иногда альтернативные методики могут быть более подходящими в зависимости от конкретной ситуации.

Горизонтально направленное бурение, также известное как наклонно-направленное, применяется для укладки напорных и безнапорных трубопроводов. Этот процесс осуществляется с поверхности земли, при этом диаметр отверстия должен превышать размеры труб на 30-50%.

Расширение отверстия происходит поэтапно, с использованием бентонитового раствора, который смешивается с рыхлым грунтом для облегчения его удаления из ствола. Кроме того, этот раствор служит для охлаждения бурового инструмента и формирования защитного слоя на стенках шахты.

Для откачки использованного бентонитового раствора применяется илосос. После откачки образовавшийся раствор утилизируется на свалке. При корректном выполнении работ, в итоге получается чистая скважина с прочными стенками.

Буровые установки для таких работ имеют различные характеристики, включая крутящий момент и тяговое усилие, от которых зависит длина укладываемых труб, способных достигать 1000 метров.

Допустимый диаметр труб — 120 см. С помощью горизонтального направленного бурения можно укладывать как металлические, так и пластиковые коммуникации.

Бурение происходит по заранее рассчитанной траектории, а движение инструмента контролируется с помощью навигационной системы. Угол забуривания может варьироваться от 26 до 34 градусов.

Другим важным параметром при применении ГНБ является изгиб штанг, который может колебаться от 6 до 12%, в зависимости от их типа. Также популярной безтраншейной методикой является бурошнековое бурение, которое выполняется с использованием специальной гидравлической установки, действующей как домкрат.

Сначала создаются стартовый и конечный котлованы, глубина которых должна быть на метр больше уровня прокладки трубопровода. В стартовом котловане устанавливается гидравлическая установка, которая вращает шнек и трубы для продавливания, что позволяет удалить часть грунта и создать скважину для трубы.

Затем устанавливают трубы, футляры и т.д. Максимальная длина прокладки, как правило, составляет 100 метров, однако диаметр коммуникаций может доходить до 172 см, что зависит от типа грунта.

Метод продавливания стальных футляров часто применяется для безтраншейной прокладки крупных труб или футляров.

В процессе бурошнекового бурения используется лазер для контроля угла наклона бура и высокой точности отслеживания направления бурения. После достижения шнеком конечного котлована, его вытаскивают из скважины в обратном порядке.

Микротоннелирование представляет собой высокоточный метод безтраншейной прокладки коммуникаций, который осуществляется с использованием специального проходческого щита.

Перемещение устройства осуществляется с помощью мощной домкратной станции, которая воздействует на колонну из железобетонных труб, соединённых с щитом, постепенно увеличивая длину скважины.

Для прокладки железобетонных и стальных труб используется микротоннелирование, при этом проходческий щит рыхлит грунт.

Этот метод также требует подготовки двух котлованов, расстояние между которыми может колебаться от 50 до 500 метров. Домкратная установка устанавливается в стартовый котлован и опускается на глубину, соответствующую уровню прокладки коммуникаций. Если длина скважины превышает 200 метров, обычно устанавливается промежуточная домкратная станция.

Проходческий щит разрыхляет грунт, удаляемый с помощью воды или бентонитового раствора из подводящих линий. Отработанная жидкость, смешанная с частицами грунта, по отводным линиям перемещается в отстойник. Как только проходческий щит достигает конечного котлована, работы считаются завершенными.

Безтраншейные методы прокладки коммуникаций применяются с использованием специализированного мощного оборудования. Точное соблюдение технологии обеспечивает надежное создание скважины.

Оборудование разбирается и убирается. Микротоннелирование позволяет устанавливать как железобетонные, так и стальные трубопроводы. Для контроля точности выполнения работ используется навигационная система, состоящая из лазера, мишени и измерительного колеса.

Для длинных участков (более 200 м) эффективна электронная лазерная система с гидростатическим уровнем, который предоставляет точные данные о глубине прокладки труб вне зависимости от температуры внутри конструкции.

Тонкости выбора подходящего способа

Метод прокладки коммуникаций с помощью горизонтального бурения определяется на этапе проектирования. Если безтраншейная прокладка будет произведена в рамках строительства какого-то объекта, например, жилого дома, эта работа может быть включена в общий строительный проект.

При проектировании учитываются следующие аспекты:

• длина необходимых для бестраншейной прокладки коммуникаций;
• диаметр труб или футляров;
• материал, из которого изготовлены коммуникации;
• глубина прокладки труб;
• тип трубопровода (напорный или безнапорный);
• возможность монтажа стартового и конечного котлованов соответствующей глубины;
• путь доступа к месту выполнения работ;
• наличие достаточной площади для хранения материалов и техники;
• уровень залегания грунтовых вод;
• другие геологические особенности участка;
• план расположения имеющихся коммуникаций на участке.

В ходе строительных работ может возникнуть необходимость внести изменения в уже существующий проект. Это может быть обусловлено стремлением оптимизировать бюджет, например, при выборе пластиковых труб вместо стальных. Кроме того, план, описывающий расположение подземных коммуникаций, иногда оказывается неточным.

Диаметр трубы считается одним из критически важных параметров при выборе способов бестраншейной прокладки коммуникаций. Скважина, как правило, должна иметь немного больший размер.

В процессе выполнения работ могут возникнуть неучтенные трубы или кабели. Эти аспекты зачастую требуют корректировок в проекте, что, в свою очередь, может повлиять на выбор технологии бурения.

При незначительной глубине прокладки коммуникаций существует риск просадки верхнего слоя земли, особенно если для бурения использовался бентонитовый раствор. В таких случаях целесообразно рассмотреть вариант горизонтального шнекового бурения.

Метод бурения часто зависит от техники, доступной организации, выполняющей работы.

Например, если у строителей есть в наличии домкраты или установка для горизонтального направленного бурения, предпочтение отдается последнему методу вместо прокола. Обычно такие изменения вызваны экономическими соображениями.

Заключение и полезное видео по теме

Процесс работы установок для проведения управляемого прокола наглядно иллюстрирован в представленном видеосюжете:

Управляемый прокол — это высокоточная и относительно экономичная технология прокладки коммуникаций под дорогами или иными объектами. Основополагающим фактором является корректное проектирование всех этапов работ и строгое соблюдение технологии.

Если у вас есть интересные факты о прокладке труб с использованием технологии прокола, или возникли вопросы в ходе ознакомления с материалом, пожалуйста, оставляйте комментарии в блоке под статьей.