Fetisova, M. A. Pokládka potrubí bez kopání příkopů / M. A. Fetisova, D. N. Gorshkov, K. A. Strakhov. — Text: bezprostřední // Mladý vědec. – 2014. – č. 4 (63). — s. 287-289. — URL: https://moluch.ru/archive/63/10135/ (datum přístupu: 17.11.2023. XNUMX. XNUMX).
Technologie bezvýkopového pokládání potrubí zahrnuje připojení různých typů komunikací k určitým objektům a obcházení vykopávání území. Odpadají tak náklady na obnovu přilehlých ploch a také se zkracuje čas potřebný pro práci. Základním principem, na kterém jsou založeny bezvýkopové technologie, je průchod skrz vrstvy zeminy v libovolném směru. Bezvýkopové způsoby pokládky zahrnují použití určitých zařízení a jednotek poháněných energií stlačeného vzduchu. Tyto metody jsou zvláště důležité pro městské oblasti, pro sektory s dobře rozvinutou infrastrukturou. Tam, kde jsou již zorganizovány silnice, položen asfalt a na povrchu je mnoho budov různého druhu, je prostě nepraktické otevírat povrchové vrstvy a kopat příkopy. Proto je dnes bezvýkopová výstavba tak běžná.
Pokládku potrubí bezvýkopovou metodou lze provádět následujícími způsoby:
– metodou kovového pouzdra (mikrotonování).
Výběr metody je dán přírodními a dalšími podmínkami, jako je hustota a složení půdy, dosah komunikace a průměr pokládaných trubek.
Půda se děruje pomocí speciálního pneumatického razníku s hrotem specifickým pro každý typ půdy a děrování. K provedení práce není potřeba kopat velké rýhy, stačí drobná rez o velikosti asi dva až tři metry čtvereční, do které bude instalace zapuštěna. Vpich lze provést na délku až 20–25 metrů s největší přesností a účinností, protože není možné řídit jeho směr při pohybu razníku. Pokud potřebujete ujet více než 30 metrů, nejrelevantnější metodou by bylo horizontální propíchnutí pomocí vrtačky, protože v tomto případě můžete nejpřesněji překonat zamýšlenou vzdálenost.
Rýže. 1. Schéma průrazu: 1 – olejové čerpadlo, 2 – nosná konstrukce, 3 – hydraulický zvedák, 4 – přítlačná deska, 5 – čisticí tyč, 6 – potrubí
Propichování zeminy se ve srovnání s rýhováním může zpočátku zdát jako dražší procedura. Není to však tak docela pravda. Nastává například situace, kdy je nutné zásobovat vodou rozestavěný objekt, jehož zdroj leží padesát metrů daleko. Mezi budovou a vodním zdrojem však vede městská komunikace. Příkopová metoda pokládky potrubí zahrnuje otevření vozovky, zastavení provozu na dálnici, jakož i dodatečné náklady na opravu silnice v místě, kde byla otevřena. Proražení metodou HDD zcela eliminuje potřebu takových dalších výdajů a nepříjemností, jako je zastavení provozu a oprava povrchu vozovky. To vám umožní ušetřit významnou částku. Tato metoda punkce také umožňuje výrazně ušetřit pracovní čas. V důsledku toho se ukazuje, že punkce půdy se ukazuje jako nejvýnosnější, nejhospodárnější a „humánnější“ ve vztahu k krajinnému způsobu připojení komunikací pro domácnosti nebo průmyslové účely na jakémkoli území.
Tato metoda je velmi aktuální v místech, kde komunikace musí vést pod již vybudovanými silnicemi nebo železničními tratěmi. Jakákoli metoda zemní punkce vám umožňuje vyrovnat se s úkoly stanovenými o řád rychleji a také poskytuje významné úspory materiálových zdrojů.
Technologie horizontálního směrového vrtání si za pouhých patnáct let získala oblibu po celém světě. Donedávna to byla inovace, ale nyní se používá téměř všude. Horizontální směrové vrtání bylo poprvé testováno v 70. letech minulého století v Kalifornii a v Evropě se objevilo již v 80. letech. Tehdy se tomu říkalo „metoda sekvenčního řízeného horizontálního vrtání s proplachem“.
První horizontální směrové vrtání v Evropě bylo použito v roce 1986 k pokládání kabelů a potrubí. V roce 1987 byl metodou HDD proveden první průnik pod administrativní budovu. V roce 1989 byla vyvinuta první instalace HDD pracující s vrtnou kapalinou. V roce 1991 začala výroba velkých HDD strojů. V roce 1993 byla vyvinuta technologie pro utahování nové trubky do staré pomocí HDD při současné izolaci prostoru mezi trubkami. Tato metoda se úspěšně rozšířila po celém světě a nakonec se dostala do Ruska. V roce 1995 došlo k prvnímu použití instalací HDD u nás. V současné době si technologie HDD získala skutečnou popularitu a je úspěšně používána po celé zemi.
Konstrukce instalací HDD umožňuje měnit směr vrtání po celé délce pilotní šachty. Vrták s ohebnou vrtací tyčí se může vyhnout podzemním překážkám shora, zespodu a ze strany. Pro změnu směru vrtání se tyč tlačí bez otáčení, při přímém vrtání se tyč tlačí se současným otáčením. Vrtací kolona se tak ohýbá na příkaz obsluhy instalace. Do vrtu je čerpána speciální vrtná kapalina, která vytváří suspenzi s drcenou horninou a snižuje tření na vrtné tyči a hlavě.
Po vyvrtání pilotního otvoru je instalován zpětný expandér, který je tažen rotací a rozšiřuje pilotní otvor. Zároveň se prodlužuje ropovod. Vrtání se provádí pomocí instalace HDD a zahrnuje následující tři fáze:
1. Stavba pilotní studny. Vrtací hlava používaná pro vrtání v této fázi je vybavena navigačním systémem, který umožňuje nastavit a ovládat směr vrtání.
2. Rozšíření studny na požadovaný průměr. K tomu slouží zpětný výstružník, který prochází vodicím otvorem směrem k vrtné soupravě a zvětšuje ji.
3. Tažení potrubí. Instalace napíná potrubí při pohybu zpět ve směru startovací jámy. Výhody HDD oproti tradiční výkopové metodě jsou nepopiratelné. Vrtací komplexy HDD, aniž by narušily povlak, procházejí všemi nadzemními a podzemními překážkami: oblasti husté obytné zástavby, dálnice, železniční tratě, řeky, přehrady, kanály, aniž by narušily jejich fungování.
Způsob lisování ocelového pouzdra (mikrotunelování) je následující: pneumatický rázový stroj je umístěn na startovacím vozíku pracovní jámy. Ocelová trubka je ke stroji připevněna pomocí systému speciálních nástavců a zaražena do země. Poté, co je trubka nebo její část již ucpaná, se stroj odpojí, na již ucpanou část pláště se přivaří nový úsek a stroj se opět připevní na prodlouženou trubku a vše se opakuje, dokud není ocelový plášť ucpané na celou požadovanou délku. Po zanesení potrubí se vyčistí pomocí stlačeného vzduchu ze stejného kompresoru. Ocelová pouzdra malého průměru (do 20 cm) jsou ucpaná s uzavřeným koncem a nevyžadují čištění.
Rýže. 2. Způsoby uložení potrubí do pouzdra: a – tlačné, b – tažné, 1 – pouzdro, 2 – pracovní potrubí, 3 – zařízení s blokem, 4 – uchopovací zařízení
Výhody způsobu pokládání komunikací v ocelovém pouzdře:
– je možný široký rozsah průměrů položených pouzder,
– pro protlačení ocelových pouzder není nutná opěrná zeď, jako pracovní jáma může sloužit stávající výkop, což výrazně zkracuje čas a náklady na přípravné práce;
– malé rozměry a nízká hmotnost zařízení umožňují pokládat pouzdra ze sklepů budov, kde není použití zdvihacího zařízení;
– zarážení ocelových pažnic se při práci v měkkých půdách a tekutém písku často ukazuje jako efektivnější než jiné způsoby (a často jediné možné), při tomto zarážení potrubí jsou vyloučeny poruchy zeminy při dalším provozu potrubí;
– uložení potrubí do ocelového pouzdra ochrání veškeré komunikace před ničivými vlivy prostředí.
Uložení kanalizačního potrubí v ocelové skříni se používá tam, kde je nutné podstupovat podzemní komunikace pod železnicí nebo dálnicí. V tomto případě je ocelové pouzdro ochranným pouzdrem. Technologie je nejrozšířenější při výstavbě gravitačních stok, které vyžadují přesné dodržování přímek a sklonů svahů, v nestabilních půdách a tekutém písku.
Bezvýkopový způsob pokládky potrubí určují specialisté. Nejprve se provádí geologický průzkum, specialisté určují hustotu půdy, přítomnost tvrdých hornin a dalších nečistot. Poté se určí vzdálenost, kterou bude potřeba překonat. Poté je vybrána vhodná metoda.
Bezvýkopové technologie pokládky potrubí eliminují možnost sesedání půdy a také dávají člověku příležitost pracovat na místech, kde dříve nebylo možné pokládat komunikace.
Zařízení pro horizontální směrové vrtání jsou samozřejmě poněkud větší, ale to se nedá srovnávat s množstvím zařízení a lidí, kteří se podílejí na organizování zákopů pro komunikace a potrubí různých typů.
Hlavní výhodou však je, že technologie bezvýkopové pokládky potrubí umožňují nerušený průchod pod silnicemi, hotovými budovami, železničními tratěmi, malými vodojemy a dalšími překážkami, které by se mohly na povrchu potkat.
1. Vilman Yu.A. Technologie stavebních procesů a výstavby budov. Moderní progresivní metody: Vzdělávací vydání. – M.: Nakladatelství Asociace stavebních vysokých škol, 2005 – 336 s.
2. Brenner V. A. [et al.]. Tunelové komplexy štítů. M.: Nakladatelství “Svět horských knih”, 2009. 447 s.
3. Bondarenko I. S., Barannikova I. V. Analýza faktorů ovlivňujících výběr technologie pro výstavbu komunikačního tunelu // Důlní informační analytik. Bulletin sv. č. 10: Informatizace a management-1. 2008. s. 124–129.
4. Ishin A.V., Korchak A.A. Analýza faktorů ovlivňujících environmentální a ekonomickou efektivitu využívání podzemních prostor v rekonstruovaných městských oblastech // Důlní informační analytik. Bulletin sv. č. 9. 2009. s. 165–170.
Základní pojmy (vygenerováno automaticky): pilotní vrt, ocelové pouzdro, proražení zeminy, technologie bezvýkopové pokládky potrubí, bezvýkopová metoda, povrch vozovky, Evropa, železniční komunikace, zpětný chod, pracovní jáma.
Související články
Trendy ve zlepšování designů pro bezvýkopové.
Těsnění potrubní metoda propíchnout je jedním z nejjednodušších a nejdostupnějších způsoby bezvýkopové těsnění komunikace.
Rýže. 1. Schéma instalací UVP-1 a UVP-2 pro těsnění potrubí metoda vibrační punkce.
Moderní metody rekonstrukcí podzemních plynovodů.
Rýže. 1. Tipy pro bezvýkopové těsnění potrubí tak propíchnout (obr. 1.): a, 6, c – kuželový; g – kuželový s excentricitou; d – kuželový s čepem; f, g – kuželové se štěrbinami; h – kuželový se seříznutým vrcholem; A.
K problematice stanovení míry pronikání horizontál.
Vrtání vodorovně studny tak vibrace propíchnout na bezvýkopové těsnění komunikace výrazně umožňuje
Autoři definovali disipativní práci země v objemu při provádění vibrací pracovník hrot, obr. 1 [2]
Zajištění stability konstrukční polohy a pevnosti.
Za účelem odstranění těchto nedostatků v obtížných klimatických podmínkách Severu byl vyvinut způsobem těsnění potrubí v permafrostu půdy na pružných podpěrách.
kde D0 – průměr trubky s přihlédnutím k izolaci, – hustota rozmrazení země, přijato 1100 kg/m3.
Metoda “zazdít” půdy» | Článek v časopise „Mladý vědec“
Jsou však chvíle, kdy zeď vstoupí půdy“ se stává jediným možným tak výstavba konstrukcí, protože výstavba je otevřená jáma nebo demisivní tak nepraktické popř
Zařízení pro těsnění studny в půdy.
Použitelnost způsobu spouštění hotových sekcí při.
Metoda ve střední části Kanonerského tunelu byly použity spouštěcí tunelové úseky.
Průvodce návrhem zemních prací plátna dálnice na slabé půdy.
Diagnostika nových zařízení ve stavebnictví studny.
Vlastnosti použití různých technologie vrtání
Zpětná vazba Rozvoj zdola nahoru je vykořisťování
‒ Spontánní zakřivení trupu studny pod akce geologické podmínky a parametry vrtů.
Vlastnosti designu a konstrukce silnice oděvy s vyztuženou základnou půdy.
Technologie horizontálního směrového vrtání (mezinárodní zkratka HDD) byla vyvinuta a průkopníkem Martin Cherrington v polovině 60. let. Popularitu si však získal až v 70. letech, po vybudování komunikací pod řekou Pajaro v oblasti Monterey Bay v Kalifornii.
Typy bezvýkopových technologií pro pokládku komunikací
Bezvýkopové technologie pro pokládku komunikací jsou ve světě známé jako bezvýkopové technologie nebo NO-DIG (nekopejte). Představují podzemní stavbu potrubí bez otevření zeminy.
Existuje několik metod horizontálního vrtání pro pokládku komunikací:
- horizontální vrtání (HDD);
- propíchnout;
- děrování;
- mikrotunelování;
- relining.
Co je metoda HDD
Jednou z nejúčinnějších a nejoblíbenějších metod je horizontální směrové vrtání. Metoda HDD je způsob, jak vrtat rovné i zakřivené studny o průměru až 1720 mm. Navíc délka takového souvislého tunelu může dosáhnout 2 km. Mezi všemi technologiemi pro bezvýkopové pokládání komunikací je to HDD, který poskytuje maximální délku studny.
Dávejte pozor! Mnoho lidí považuje HDD za synonymum pro bezvýkopovou technologii. Toto je chybné tvrzení. Metoda horizontálního směrového vrtání je běžnější a oblíbenější.
Přesnost uložení potrubí po dané trajektorii zajišťuje vysílač umístěný ve vrtné soupravě. Jeho signály jsou přijímány přijímačem na povrchu, což umožňuje nepřetržité sledování směru, hloubky a dalších parametrů ražby.
Vlastnosti technologie HDD a základní principy
Horizontální směrové vrtání je metoda bezvýkopového kladení potrubí a jiných komunikací v různých hloubkách pod přírodními a umělými překážkami bez narušení jejich normální funkce.
Technologie vrtání HDD je poměrně jednoduchá a efektivní. Vrtná souprava se umístí do požadovaného bodu „A“ (například na jednu stranu silnice nebo řeky). Po dané trajektorii vrtá studnu s výstupem v bodě „B“. V závislosti na průměru studny se práce provádějí v jednom nebo více expanzních stupních. Do výsledné studny je vtažena trubka pomocí speciální vrtné kapaliny, která maže a tvoří kanál.
Vrtací zařízení
Pokládka potrubí metodou HDD je technicky složitý proces, který vyžaduje speciální vybavení. Výběr zařízení pro horizontální vrtání je široký – od levných čínských jednotek až po prémiové americké a německé. Je potěšující, že výroba tohoto typu komunální techniky se etablovala i v Rusku.
Vrtná souprava HDD může být stacionární nebo samohybná, obvykle pásová. Je vybaven:
- motor;
- vrtat;
- vrtací vozík se svěrákem, který nastavuje úhel sklonu tyče při vrtání;
- vozík, který je připevněn k vozíku, pohání tyče a odpovídá za jejich translační pohyb;
- pracoviště operátora s ovládacím panelem;
- hydraulická stanice pro přípravu, dodávku a regeneraci vrtné kapaliny pro výplach studní.
Důležitou součástí moderních horizontálních vrtných souprav je systém umístění. Během práce je vrták v nedohlednu. Pro kontrolu přesnosti průchodu a jeho procesu je na vrtací hlavě instalována speciální sonda. Tento detektor poskytuje obsluze potřebné informace o postupu práce – úhel a směr vrtání, rychlost vrtání, teplota v pracovní oblasti.
Kromě toho vrtací zařízení obsahuje další nástroje: expandéry různých průměrů, tyče, čerpadla a posunovač pro odstraňování vrtného bahna.
V roce 2000 byla v Německu vyvinuta jednotná klasifikace zařízení pro pokládání komunikací metodou HDD. Zařízení jsou klasifikována podle maximální tažné síly do čtyř hlavních skupin:
- mini vrtací soupravy – s tahem do 100 kN;
- midi-vrtání – od 100 do 400 kN;
- maxivrtání – od 400 do 2 500 kN;
- megavrtání – přes 2 500 kN.
Etapy horizontálního směrového vrtání
Práce na pokládce komunikací pomocí bezvýkopových technologií začínají přípravou projektové dokumentace. Zde je třeba vzít v úvahu mnoho nuancí, včetně již položených komunikací, aby nedošlo k jejich poškození.
Poté se vybere metoda HDD a připraví se plocha pro zařízení. Některé instalace vyžadují vybudování jímky nebo jímky na vstupu a výstupu.
Po instalaci zařízení zahájí proces horizontálního vrtání, který se skládá z několika fází:
- pilotní studna;
- předexpanze;
- utahování potrubí.
Pilotní vrtání
Pilotní jamka během HDD je to, co určuje vektor pro celý vývoj. Pro počáteční vrtání je na tyči instalována sonda – vrtací hlava. Zavádí se do skály, pokud se práce provádí ze země pod úhlem 10-20 stupňů, a postupuje se po trajektorii určené projektem.
Během pilotního vrtání je do vrtu přiváděna vrtná kapalina, která snižuje tření na vrtací hlavě a tyči a také chrání vrt před kolapsem. Kromě toho kompozice ničí horninu, čistí studnu od úlomků, vynáší je na povrch a slouží jako chladicí kapalina pro vrtací hlavu.
Směr podél osy vrtání se provádí pomocí lokalizačního systému založeného na počítačovém zpracování informací v reálném čase. Signál o dráze vrtacího nástroje pochází z vysílače umístěného ve vrtací hlavě. Operátor porovná data s vrtným plánem a natočí sondu do požadovaného úhlu. To zajišťuje vysokou přesnost práce.
Průměr pilotní studny pro horizontální směrové vrtání nepřesahuje 10 cm.To obvykle nestačí pro pokládku komunikací. Proto se po dosažení výstupního bodu vrtací hlava odpojí od tyče a nasadí se zpětný expandér.
Předexpanze
Rozšíření vrtu se provádí speciálním nástrojem – výstružníkem. Vrtačka se přepne do režimu zpětného tahu a rotující výstružník (rimmer) je tažen ve směru vrtné soupravy. Zároveň je do vrtu přiváděn roztok bentonitu, který zpevňuje kmen odplavováním odpadní zeminy a kalů.
K expanzi dochází postupně: průměr expanzních trysek se mění v krocích po 10-15 cm, dokud průřez vrtu nedosáhne požadované velikosti. Obvykle se jedná o 1-3 průchody v závislosti na struktuře půdy a výkonu instalace.
Stojí za zmínku,že pro zajištění nerušeného natahování potrubí by měl být průměr vrtu o 25-30% větší než průměr potrubí.
Utažení potrubí
Po vytvoření požadovaného průměru komunikačního tunelu se potrubí utáhne. Potrubí se nachází na opačné straně vrtné soupravy (v místě výstupu z vrtné soupravy). Nasadí se na něj speciální hlava vrtu a připevní se k vrtné tyči.
Otočný čep se otáčí spolu s vrtací kolonou a rimmerem, přičemž potrubí zůstává nehybné. Tímto způsobem je potrubí vtaženo do studny z vývodu na vrtnou soupravu. Pro usnadnění procesu se během utahování dodává vrtná kapalina. Když je trubka zcela uvnitř studny, na její konce se nasadí zátky a poté se připojí k hlavnímu vedení.
Závěrečná fáze práce
Po dokončení vrtacích operací se zařízení složí. Zbylý roztok bentonitu je pomocí speciálních strojů odčerpáván k likvidaci. Místo je rozebráno a jáma nebo studna je zasypána v závislosti na použitém zařízení. Po dokončení je objekt předán zákazníkovi.
Technické vlastnosti zařízení HDD
Hlavní technické vlastnosti instalace HDD jsou tažná síla (tažná síla), krouticí moment a hmotnost zařízení. Právě tyto tři parametry vytvořily základ pro jednotnou klasifikaci postojů. Neméně důležité jsou však:
- maximální možný průměr studny;
- maximální délka průchodu;
- rozměry samotné instalace.
Výhody a nevýhody metody HDD
Pro určení metod pokládky komunikací hraje důležitou roli jejich účinnost. Bezvýkopové technologie, to platí pro všechny metody, mají oproti otevřené metodě řadu výhod:
- snížení nákladů na těsnění v průměru o 30 %;
- efektivita práce, čas se zkrátí 2-3krát;
- zachování okolní krajiny beze změny;
- snižování škodlivého dopadu na životní prostředí, životní podmínky lidí v pracovní oblasti, udržování ekologické rovnováhy;
- možnost položení komunikací přímo pod dopravní cesty, budovy a architektonické památky.
Metoda HDD navíc umožňuje maximální délku komunikačních sítí a pokládku potrubí největšího průměru ve srovnání s jinými bezvýkopovými technologiemi.
Horizontální vrtání má však i své nevýhody. Za prvé, potíže vznikají při práci s tvrdými, skalnatými horninami a půdami. Za druhé, drahé zařízení lze použít pouze k určenému účelu, zatímco při práci s tradiční otevřenou metodou se používá univerzálnější zařízení.
Technologie horizontálního vrtání není použitelná v případech příliš měkkých, drobivých a vlhkých půd. V tomto případě by byl vhodnější HDD využívající metodu punkce. Výhodné bude také v chladném období, kdy je použití tradiční metody směrového vrtání obtížné kvůli zamrzání roztoku bentonitu.
Stojí za zmínku, že metoda punkce není vrtání. Zemina se jednoduše protlačí trubkou nebo expandérem. Poté je na výstupu k nástroji připojen kabel, který táhne polyetylenové trubky na začátek punkce.
Pro horizontální vrtání můžete použít i šnekovou vrtnou soupravu, a to tak, že vrták posunete do vodorovné polohy. Maximální délka studny v tomto případě bude přibližně 100-150 m.
