Бестраншейные технологии

При этом способе массив грунта прокалывают штангой, оснащенной наконечником, без удаления грунта из скважины, вследствие чего для прокола требуются значительные усилия.

Для гнб прокола труб чаше всего применяют нажимные насоснодомкратные установки, состоящие из одного или двух спаренных гидравлических домкратов типа ГД-170 с усилием до 170 тс каждый, смонтированных на общей раме. Штоки домкратов обладают большим свободным ходом (до 1,15—1,3 м). Раму с домкратами устанавливают на дне рабочего котлована, из которого ведут гнб прокол. Рядом с котлованом на поверхности размешают гидравлический насос высокого давления - до 30 МПа (300 кгс/см2).

Трубу вдавливают циклически путем попеременного переключения домкратов на прямой и обратный ход. Давление домкратов на трубу передается через наголовник сменными нажимными удлинительными патрубками, шомполами или зажимными хомутами. При применении нажимных удлинительных патрубков длиной 1, 2, 3 и 4 м после вдавливания трубы в грунт на длину хода штока домкрата (например, 1 м) шток возвращают в первоначальное положение и в образовавшееся пространство вставляют другой патрубок удвоенной длины и так продолжают до тех пор, пока не закончат прокол первого звена трубопровода (обычно длиной 6 м). Затем к нему приваривают второе звено и указанные операции повторяют до тех пор, пока не будет завершен гнб прокол на всю длину трубопровода.

В начале этапа подготавливаются две шахты – стартовая и приемная, минимальные размеры которых зависят от диаметра микрощита проходческого комплекса. Глубина шахт определяется глубиной прокладки трубопровода.
В стартовую шахту опускается домкратная установка, на которую монтируется микрощит и платформа с гидроцилиндрами для задавливания микрощита. На поверхности грунта вблизи стартовой шахты размещается установка для приготовления и нагнетания бурового раствора в забой
После запуска во вращение буровой головки микрощита, оснащенной резцами, через щели резца грунт нагнетается в трубы и вместе с бентонитовым раствором подается в смесительную установку, где происходит очистка грунта от раствора. Бентонитовый раствор повторно используется в технологическом процессе. Грунт из забоя возможно удалять с помощью сжатого воздуха или шнеком.
Когда микрощит проходит забой на свою полную длину, к нему крепится отдельная секция трубы, которая задавливается в образованную скважину домкратной станцией. Затем производится наращивание трубопровода следующей секцией трубы.
Направление проходки контролируется лазером. Когда микрощит выходит в приемную шахту, производится демонтаж установки. Из приемной шахты удаляется микрощит, из стартовой – извлекается домкрат.

Щитовая проходка, применяемая при устройстве коллекторов и тоннелей, предусматривает разработку грунта под прикрытием щита и закрепление коллектора или тоннеля сборными чугунными, железобетонными тюбингами или монолитным бетоном, а также керамическими блоками. Щитовую проходку ведут обычно с помощью проходческого шита, изготовленного в виде металлической оболочки, диаметр которой равен наружному диаметру сооружаемого тоннеля.
Щит вдавливается в грунт гидравлическими домкратами, а грунт перед щитом разрабатывают ручным или механическим способом. Сооружение обделки (стенок) коллектора выполняют в хвостовой части щита.
Для щитовой проходки применяют проходческие щиты нескольких видов с наружным диаметром 2-5 м, которые в зависимости от способа разработки грунта в забое и его транспортировки подразделяются на механизированные, частично-механизированные и немеханизированные.
Механизированные щиты более производительны, но сложнее в эксплуатации, а немеханизированные отличаются простотой в управлении и широко применяются при проходке коллекторов диаметром до 2,5 м.
Немеханизированные проходческие щиты конструктивно в основном одинаковы, хотя и бывают нескольких разновидностей — с открытой и закрытой головной частью, жесткими решетками и горизонтальными полками. В щите с открытой головной частью диаметром 2 м для срезания грунта и внедрения щита режущая часть оснащена козырьком с клиновидным ножом. Щит периодически продвигается вперед с помощью гидравлических домкратов, расположенных по периметру щита и упирающихся своими штоками в ранее уложенные элементы тоннельной обделки. Опорная часть, расположенная посредине шита, обеспечивает ему необходимую прочность и жесткость, а под защитой хвостовой части монтируют одно-два кольца сборной или сооружают определенный участок монолитной обделки коллектора.

Процесс бурения и прокладки звеньев трубопровода в скважину может быть раздельным и совмещенным.
При раздельном вначале бурят скважину, а затем, после извлечения из нее бурового инструмента, протаскивают трубопровод.
При совмещенном методе одновременно с продвижением бурового инструмента прокладывают трубу.В ходе прокладки непрерывное механическое бурение скважины осуществляется фрезерной головкой, а удаление разрыхленного грунта — винтовым конвейером.
Бестраншейную прокладку трубопроводов большого диаметра горизонтальным бурением осуществляют еще путем расширения пионерной скважины. Вначале с помощью установки разрабатывают пионерную скважину с одновременной прокладкой в ней тубы-лидера. Затем обратным ходом установки с помощью расширителя, установленного на конце шнека, пионерную скважину разбуривают под трубу большого диаметра. При обратном ходе труба-лидер выталкивается из скважины прокладываемым трубопроводом большого диаметра.

Бестраншейная прокладка труб продавливанием отличается тем, что прокладываемую трубу открытым концом, снабженным ножом, вдавливают в массив грунта, а грунт, поступающий в трубу в виде плотного керна (пробки), разрабатывают и удаляют из забоя. При продвижении трубы преодолевают усилия трения грунта по наружному ее контуру и врезания ножевой части в грунт.
Способом продавливания ведут прокладку не только стальных труб, но и железобетонных коллекторов и тоннелей из элементов различной замкнутой по периметру формы.
Для продавливания труб или элементов коллекторов и тоннелей применяют нажимные насосно-домкратные установки из двух, четырех, восьми и более гидродомкратов усилием 50-300 тс каждый с ходом штока 1,1-2,1 м. Количество домкратов в установке зависит от необходимого нажимного усилия для продавливания трубопровода.
Поскольку при продавливании труб больших диаметров, особенно в твердых грунтах, применяют особо мощные нажимные установки из нескольких домкратов, способных создать усилия более 10000 кН, для них необходимы прочные упорные стенки.

Буровая головка имеет отверстия для подачи специального бурового раствора, который закачивается в скважину. Буровой раствор уменьшает трение на, предохраняет скважину от обвалов, разрушает породу и отчищает скважину от ее обломков.

Процесс бурения скважины (гнб) и прокладки трубопровода с помощью установок УГБ и ГБ следующий. В ходе прокладки непрерывное механическое бурение скважины осуществляется фрезерной головкой, а удаление разрыхленного грунта — винтовым конвейером.
Бестраншейные технологии прокладки трубопроводов большого диаметра горизонтальным бурением осуществляют еще путем расширения пионерной скважины. Вначале с помощью установки УГБ или ГБ разрабатывают пионерную скважину с одновременной прокладкой в ней тубы-лидера. Затем обратным ходом установки с помощью расширителя, установленного на конце шнека, пионерную скважину разбуривают под трубу большого диаметра. При обратном ходе труба-лидер выталкивается из скважины прокладываемым трубопроводом большого диаметра.