Трубопроводи - основна, найдовша і вразлива частина систем гарячого і холодного водопостачання та водовідведення (каналізації). У зв'язку з цим закономірно виникає проблема: як правильно прокласти труби під землею, найменш задіявши фінансові ресурси і докладаючи мінімум зусиль для проведення цієї операції? Основних рішень два: траншейна і бестраншейная прокладання трубопроводів. Про переваги останнього варіанту буде розказано нижче.
Переваги і недоліки обох видів прокладки трубопроводів
Плюси траншейною прокладки трубопроводів:
- традиційність - довгий час використовувався саме цей метод, а значить, саме до нього в більшій мірі готові і навчений раніше робочий персонал, і проектувальники схем каналізації та водопостачання;
- доступність - в зв'язку з першим пунктом, цей процес швидше прораховується і краще забезпечується необхідною технікою, включаючи екскаватори, зварювальні апарати і т.д.
Мінуси методу очевидні:
- руйнування при перекопуванні найбільш родючого грунтового шару - в результаті після прокладки трубопроводу виникає необхідність відновлювати «працездатність» місць культивації рослин;
- загибель при проведенні труб вже наявних рослин всіх видів - дерев і чагарників, що дають кисень, можливо навіть агрокультур;
- необхідність при проведенні трубопроводу через дорогу зупиняти рух по обраній ділянці - доставляє значні незручності автомобілістам; крім того, на трасах з особливо інтенсивним рухом повністю перекрити потік практично неможливо, значить, і облаштування водопроводу або каналізації буде або утруднене, або неможливо;
- з тієї ж причини не можна прокласти носії таким методом під уже побудованими будинками.
Тому для того, щоб прокласти трубу без розтину грунту, наприклад, під трасою, залізницею, житловим будинком або виробничим будовою, застосовують безтраншейну прокладку труб.
Переваги цього способу:
- не вимагає риття траншеї;
- роботи, проведені таким методом, обходяться дешевше;
- при наявності необхідних пристроїв і належної кваліфікації персоналу робота проходить значно швидше;
- бестраншейная прокладка вимагає меншого числа робочих рук;
- це спосіб безпечніше і для персоналу, і для навколишнього середовища (не знищуються насадження, не руйнуються шари грунту);
- роботи можна проводити в будь-який час року, в тому числі взимку.
Серед недоліків методу можна відзначити лише меншу поки поширеність і, відповідно, неготовність деякого числа робочих до застосування такого способу.
Різновиди безтраншейної прокладки труб
Спосіб проведення трубопроводу залежить, зокрема, від довжини ділянки, на якому потрібно провести систему водопостачання або каналізації. Наприклад, якщо планована довжина такої системи не буде перевищувати декількох десятків метрів, проведення робіт цілком може бути забезпечено і без використання специфічної техніки.
Достатньо буде лише виготовити або знайти закритий циліндр необхідного діаметра (зрозуміло, розмір повинен бути трохи більше, ніж у труби, що прокладається) і прикріпити його до висувається штанзі, що працює на пневматичному, гідравлічному або електричному приводі. За допомогою цього нескладного обладнання роботи можна провести досить швидко, однак доведеться по обох краях проектованої траншеї викопати котловани необхідної глибини.
У разі ж, коли планується прокладка безтраншейним способом трубопроводу великої протяжності, роботи здійснюються по одному з наступних сценаріїв:
- Проведення санації труб.
- Створення тунелю методом проколу.
- Прокладка елементів продавлювання.
- Направлене буріння в горизонтальній площині.
Кожен з перерахованих вище способів слід розглянути докладніше.
Суть способу санації трубопроводу - бестраншейная заміна старих труб на нові.
Розрізняють два основних види санації.
санація релайнінгом
В такому випадку сучасні труби з високомолекулярних сполук (полімерів) простягаються в уже облаштований трубопровід. Робити це, в свою чергу, можна двома способами: без розрізу старих труб або з таким.
У першому випадку, коли діаметр нових елементів трохи менше вихідних, необхідно перед початком робіт провести обстеження внутрішньої поверхні труб, щоб запобігти пошкодженню пластикових труб знаходяться всередині колишніх елементів перешкодами або повне гальмування роботи.
Другий варіант застосовується, коли потрібна прокладка труб великого діаметру, що перевищує колишній або рівного йому. Тоді використовується статистичне злом старої конструкції.
Порядок проведення робіт наступний:
- По краях ділянки, на якому планується проводити роботи, риються поглиблення (розмірами близько 2 × 3 м).
- З початкового поглиблення проводяться висуваються штанги, на робочих кінцях яких (в тій же ямі) фіксується ніж для розширення, за допомогою вертлюга скріплений з прокладається трубою з ПНД (поліетилен низького тиску).
- В кінцевому котловані встановлюють на каркасі гідравлічні домкрати, за допомогою яких здійснюється зворотно-поступальний рух встановлених штанг. Для додаткової надійності конструкції каркас з домкратами можна встановити на бетонну плиту.
- Починають процес протягання, що триває до того моменту, коли ніж не вийде повністю в кінцевий котлован.
- Періодично штанги довжиною 1,5 м витягуються з траншеї і очищаються від забруднень.
В результаті старі труби розрізають відповідним ножем, розширюються, і в них проволаківается полімерна труба.
При проведенні релайнінга необхідно враховувати кілька рекомендацій:
- на стадії проектування процесу слід ретельно підібрати переріз нової труби, що прокладається ПНД;
- відрізки нових труб розміром 10-12 м зварюються на поверхні і після проводяться в сановане систему;
- загальна довжина зварного ділянки не повинна перевищувати 0,7 км;
- при підборі діаметра труб і проведенні замірів необхідно враховувати утворюється при зварюванні бурт, що досягає в деяких випадках 15 мм.
Санація трубопроводу методом релайніга дозволяється тільки у випадках, коли допустимо невелика зміна діаметра трубопроводу або його пропускна здатність, завдяки перевагам поліетилену низького тиску (гладкої внутрішньої поверхні і невеликій гідравлічному опору), підвищується.
Цей варіант супроводжується повним руйнуванням старих конструкцій з одночасною прокладкою нових труб. Цей метод застосовується, коли колишній трубопровід або не задовольняє збільшеним вимогам до пропускної спроможності, або занадто занепав. Методом реновації можна прокладати труби як більшого, так і меншого перетину, ніж вихідні.
Цей спосіб також існує в двох варіантах виконання: заміною старих труб на нові ПНД-труби, що мають різьбу, або руйнуванням трубопроводу.
У першому випадку можливо здійснювати заміну конкретного пошкодженої ділянки трубопроводу. Несправний відрізок труби розрізають роликовими ножами, за допомогою розширювача збільшують тунель, потім вводять нові труби.
У другому варіанті трубопровід, як при релайнінге, ламається статичним способом.
- відсутність необхідності рити нові тунелі - можна використовувати вже облаштовані комунікаційні системи;
- практично неможливо при проведенні робіт пошкодити інші трубопроводи;
- можна змінювати діаметр старих труб на відповідний сучасним вимогам;
- витрати на проведення земельних і відновлювальних робіт мінімальні.
метод проколу
Наступний спосіб прокладки трубопроводу - прокол. Проведення робіт таким методом особливо рекомендується при облаштуванні каналізації або систем водопостачання на ділянках з глинистим або суглинистим грунтом.
Метод має обмеження по довжині. Наприклад, для труб діаметром до 0,6 м довжина відповідного тунелю може досягати 60 м.
Прокол для прокладки трубопроводу здійснюється шляхом ущільнення грунту по краях, в результаті чого земля не викидається на поверхню, а залишається в зоні проведення робіт.
Відповідно, головна перевага способу проведення трубопроводу проколом - відсутність утворюються в результаті роботи земляних відвалів, від яких необхідно якимось чином позбуватися.
Недолік також пов'язаний з ущільненням землі: для створення достатньої радіального тиску в місці проведення робіт необхідно серйозне зусилля (0,15 до 3 МН). Це зусилля досягається за рахунок використання лебідок, бульдозерів, тракторів і домкратів, зазвичай гідравлічного типу.
Звичайно, є спосіб подолати підвищений опір землі. Для цього на кінець простягається труби встановлюється конус, основа якого виступає на 20 мм за краї елемента (для труб великого діаметра). Якщо планується прокласти трубу невеликого перерізу, землю проколюють безпосередньо трубою, причому в процесі утворюється уплотняющее ядро.
Слід зазначити, що при використанні конуса точність проволоки труби знижується, оскільки при зустрічі наконечника з різними розташованими в землі перешкодами труба незначно відхиляється від вихідної траєкторії.
Звичайна швидкість виконання робіт методом проколу - 4-6 м / ч. Якщо на додаток до методики використовувати віброімпульсів (техніка називається вібропроколом), швидкість підвищується до значень 20-40 м / ч.
Ще одна варіація проколу - гідропрокол. Техніка застосовується при проведенні робіт в легкоразмиваемих грунті. При проведенні процесу грунт перед трубою за допомогою особливої насадки розмивається, а в одержуваний тунель проштовхується труба. Серед недоліків цього способу - досить значні відхилення від проектованої траєкторії руху труби і необхідність звільнення шляху руху від утворюється пульпи.
Алгоритм проведення роботи наступний:
- На деякій відстані від початку тунелю риється котлован, в ньому на каркасі ставляться гідравлічні домкрати. Зверху встановлюється насос, що підводить воду до домкратів. Параметри домкратів (величина створюваного зусилля і довжина ходів штоків або натискної плити) повинні відповідати характеристикам грунту, труб, що прокладаються і т.д.
- В котлован занурюється оснащена спеціальним наконечником і передавальним шомполом, що зв'язує її з плитою домкрата, труба. Шомпол може по діаметру бути більше або менше труби, відповідно кріпиться він або зовні, або всередині. Перший відрізок труби, на який надівається шомпол, повинен мати довжину 6-7 м.
- Перший прокол виконується за допомогою одного тільки шомпола, зафіксованого безпосередньо на натискний плиті. Після в отвори шомпола вставляється стрижень зі сталі радіусом 25 мм, потім цикл роботи повторюють.
- Якщо в процесі прокладки використовується рухомий упор, що підтягує домкрат під час зворотного проходу штоків, шомпол не потрібно. В цьому випадку домкрат пересувається разом з плитою за прокладається трубою аж до її повного заглиблення в грунт, потім повертається на місце. До кінця трубу приварюють новий елемент, і процес повторюють до нарощування необхідної довжини трубопроводу.
метод продавлювання
Ще один спосіб прокладки трубопроводу - метод продавлювання. При такому способі труба, як і при проколюванні, втискається в землю, але незакритим кінцем, а після проведення роботи труба очищується - вручну або з використанням відповідної техніки.
Такий спосіб дозволяє протягувати трубопроводи зі сталевих труб діаметром до 2 м.
Для здійснення продавлювання по колу труб кріплять гідравлічні домкрати. Таке кріплення забезпечує нормальну роботу в грунтах будь-якої групи, довжині протягування труб до 100 м і діаметрі виробів до 1,72 м.
Порядок виконання робіт:
- У створений котлован встановлюють гідравлічні домкрати.
- Перший елемент майбутнього трубопроводу встановлюється на направляючу, фіксується на плиті домкрата, при цьому закінчення труби вільно.
- Труба, проштовхувати домкратами, вводиться в землю, в результаті чого в ній утворюється земляна пробка. При зворотному русі труби ця пробка спочатку витягується за допомогою лопат з довгою рукояткою, після - лопат з короткою рукояткою і пневматичних ударних апаратів.
- Після очищення труби в простір між нажімной плитою домкрата і проволаківаемой трубою ставиться перший нажімной патрубок. Всього таких патрубків передбачається три, довжина першого відповідає довжині кроку штоків домкрата, другий довший вдвічі, третій - втричі. Коли зазор між трубою і плитою домкрата досягає значення, вчетверо перевищує крок штока, встановлюються перший і третій патрубки, уп'ятеро - другий і третій.
Після того, як перша ділянка трубопроводу повністю покладений, так само монтують другий і наступний ділянки.
Таким чином здійснюються будь-які операції продавлювання, в тому числі продавлювання труб під дорогою.
Горизонтально-направлене буріння (ГНБ)
Застосування цього методу передбачає наявність відповідних бурових агрегатів і відмінно підходить для створення систем підземної комунікації.
Роботи по даному методи включають три етапи:
- Прокладка свердловини. На цьому етапі застосовується бурова головка з твердих сплавів, поєднана з гнучкою штангою. Напрямок руху контролюється вбудованим в головку навігаційним блоком.
- Розширення свердловини. Здійснюється за допомогою розширювача, що встановлюється замість головки. Пристрій витягується від точки виходу головки до розташування бурильного апарату. Якщо необхідно істотно розширити тунель, розширення зазвичай проводять в декілька стадій. Діаметр вийшла свердловини повинен на третину перевищувати відповідний параметр труби.
- Протягування труби. Труба за допомогою розширювача з шарніром кріпиться до штанги, потім агрегат ГНБ витягає її в виритий тунель. Для полегшення процесу використовують буровий розчин.
При використанні цього способу довжина тунелю практично не обмежена (аж до декількох тисяч метрів), діаметр використовуваних труб - до 1,4 м.