CC BY
91
УДК 625.73
МЕТОДИ БЕЗТРАНШЕЙНОГО УТВОРЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПОРОЖНИН У ҐРУНТІ (ТПҐ) ДЛЯ ПРОКЛАДАННЯ КОМУНІКАЦІЙ
О.П. Посмітюха, здобувач, К.Ц. Главацький, доцент, к.т.н., Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту
імені академіка В. Лазаряна
Анотація. Виконано порівняльний аналіз існуючих методів безтраншейного прокладання комунікацій з метою підвищення ефективності утворення горизонтальних і похилих технологічних порожнин (ТПҐ) у ґрунтах І-ІІІ категорій буровими ущільнювальними робочими органами статичної, динамічної і комбінованої дії.
Ключові слова: порожнина, ґрунт, прокол, буріння, розкатка, ефективність.
МЕТОДЫ БЕСТРАНШЕЙНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОЛОСТЕЙ В ГРУНТЕ ДЛЯ ПРОКЛАДКИ КОММУНИКАЦИЙ
А.П. Посмитюха, соискатель, К.Ц. Главацкий, доцент, к.т.н., Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта
имени академика В. Лазаряна
Аннотация. Выполнен сравнительный анализ существующих методов бестраншейной прокладки коммуникаций с целью повышения эффективности образования горизонтальных и наклонных технологических полостей (ТПҐ) в грунтах І-ІІІ категорий буровыми уплотняющими рабочими органами статического, динамического и комбинированного действия.
Ключевые слова: полость, грунт, прокол, раскатка, эффективность.
METHODS OF TRENCHLESS FORMATION OF TECHNOLOGICAL CAVITIES IN
SOIL FOR COMMUNICATION PIPES
А. Posmityukha, competitor, K. Glavatskiy, Associate Professor, Candidate of Engineering Sciences, Dnepropetrovsk National University of Railway Transport
Abstract. A comparative analysis of available trenchless technologies for communication pipes has been performed for a more efficient formation of horizontal and inclined technological cavities in Category І-ІІІ soils done with drilling-and-compacting work tools of static, dynamic and combined action.
Key words: cavity, soil, moling, rolling, efficiency.
Вступ
Сьогодення бурхливого розвитку населених пунктів, розширення та побудови промислових підприємств, значного прогресу техніки та технологій змушує звернути увагу перш за все на створення комунікацій, які забезпечують їх життєдіяльність та функціонування, по-друге, на відновлення вже існу-
ючих. Основа цього питання мала актуальність з початку виникнення перших населених пунктів. Тому його перегляд щодо сучасності може сприяти більш якісному та ефективному його вирішенню.
Аналіз публікацій
Комунікації, які створюються заздалегідь упорядкованою та визначеною мережею, називають інженерними. До них сьогодні відносять трубопроводи, електросилові та інформаційні мережі кабелів. Їх створення можливе трьома шляхами: наземним, надземним та підземним. З урахуванням дефіциту наземної площі, складності створення надземних конструкцій та більш інтенсивного впливу оточуючих факторів на перші два шляхи створення, найбільш ефективним є створення підземних комунікацій. Останнім часом перевага при прокладанні комунікацій безтраншейним способом надається комплексному методу утворення технологічних порожнин у ґрунті (ТПҐ). При цьому ґрунт частково виймається, а частково ущільнюється. Судячи з відомих публікацій, такий підхід у літературі детально не описано, а саме - відсутня інформація про мінімально необхідні об’єми ущільнення ґрунту для забезпечення стабільності ТПҐ на час прокладання комунікацій [1, 2]. Крім того, відсутня інформація про співставлення різних способів безтран-шейного прокладання комунікацій з точки зору обґрунтування запропонованого методу.
Мета та постановка задачі
Вибір ефективних способів безтраншейного утворення ТПҐ.
Співставний аналіз методів безтраншейного утворення ТПҐ
Улаштування останніх здійснюється такими методами:
- відкритим, який вимагає: великого обсягу складних процедур узгодження робіт із місцевими адміністраціями, із представниками залізниці, водоохоронними й автодорожніми службами, ДАІ, повного відновлення після закінчення робіт зіпсованого ландшафту, дорожнього покриття, тротуарів, зелених насаджень, значного обсягу витрат і строків проведення робіт;
- безтраншейним, до переваг якого можна віднести високі темпи виконання, значне зниження об’єму земляних робіт, можливість виконання робіт у складних гідрогеологічних умовах, точність виконання та істотне скорочення залученої до проведення робіт техніки та робочої сили.
В контексті вищезгаданого можна виділити переваги безтраншейного методу виконання горизонтальних ТПҐ.
З виробничо-технічної точки зору, безтран-шейний метод прокладання підземних комунікацій та інженерних мереж дозволяє:
- скоротити строки та обсяг організаційно-технічних узгоджень перед початком виконання робіт, у зв’язку з відсутністю необхідності зупинки руху всіх видів наземного транспорту, перекриття автомобільних доріг і залізничних колій;
- значно скоротити строки виконання робіт та кількість задіяної землерийної техніки;
- знизити ризик виникнення аварійних ситуацій, що, у свою чергу, гарантує тривалу безаварійну експлуатацію комунікацій;
- оминати перепони на шляху ТПҐ та формувати її траєкторію практично будь-якої конфігурґації;
- прокладати інженерні мережі під річками, озерами, кручами, лісовими масивами, сільськогосподарськими об’єктами;
- виконувати роботи у специфічних ґрунтах (плавуни, скельні породи);
- виконувати роботи без завдання шкоди в охоронних зонах ліній електропередач, нафто- та газогонів, в умовах щільної забудови міст, під автомагістралями, скверами та парками;
- виконувати роботи під діючими залізничними коліями, злітно-посадковими смугами аеропортів, а також для заміни та введення в дію нових комунікацій на території заводів без зупинки або короткострокового припинення роботи останніх;
- швидко виконувати роботи з осушування та відведення води з насипу земляного полотна.
З фінансово-економічної точки зору, безтра-ншейний метод прокладання комунікацій суттєво зменшує кошторис будівництва за рахунок зменшення строків виконання робіт, зниження витрат на використання важкої землерийної техніки та додаткових робочих рук, виключає або зводить до мінімуму витрати на відновлення пошкоджених ділянок автомобільних доріг та залізничних колій, зелених насаджень та об’єктів міської інфраструктури, скорочує витрати на контроль та ремонт комунікацій у процесі експлуатації.
Із соціально-економічної точки зору, безтра-ншейний метод прокладання комунікацій зберігає природний ландшафт та екологічний баланс у місцях проведення робіт, виключає технологічний вплив на флору та фауну, розмивання берегів та придонних відкладень водойм, зводить до мінімуму негативний
вплив на умови проживання людей в зоні виконання робіт.
Відомий ряд способів утворення ТПҐ без видалення робочого органа із забою, серед яких: горизонтальне (похиле) направлене буріння (ГНБ); мікротонелювання; ударно-імпульсний і статичний прокол; гідравлічне буріння; розкатне буріння і т.д.
Об’єктом дослідження є бурова установка та бурові ущільнювальні робочі органи (БУРО) статичної, динамічної і комбінованої дії для утворення горизонтальних та похилих ТПҐ у ґрунтах І-ІІІ категорій при будівництві і ремонті ґрунтового полотна залізниць чи прокладанні нових та ремонті старих підземних комунікацій у структурних підрозділах залізниці або в умовах міського будівництва.
Предметом дослідження є процес взаємодії БУРО статичної, динамічної і комбінованої дії з ґрунтом, закономірності деформування ґрунтового масиву сумісною дією статичного навантаження і коливальних або вібраційних імпульсів, що визначають стійкість стінок ТПҐ, і закономірності розподілу тиску і стійкості стінок свердловини залежно від її форми та технологічних вимог.
Метою дослідження є підвищення ефективності утворення горизонтальних і похилих ТПҐ у ґрунтах І-ІІІ категорій БУРО статичної, динамічної і комбінованої дії.
Для досягнення поставленої мети вирішуються такі задачі:
- обґрунтування принципової схеми та параметрів способів буріння горизонтальних та похилих ТПҐ;
- розробка математичної моделі взаємодії БУРО із ґрунтом;
- створення простої, надійної та ефективної мобільної установки і комплекту робочих органів (РО), що забезпечують тимчасову стійкість стінок ТПҐ шляхом видалення частини ґрунту разом з одночасним ущільненням частини ґрунту в стінки з мінімальними витратами часу та коштів;
- обґрунтування принципової схеми комплексу обладнання для буріння горизонтальних та похилих ТПҐ із частковим руйнуванням та видаленням частини ґрунту шнековим РО, визначення основних конструктивних, динамічних та енергетичних параметрів основних систем та елементів;
- виявлення особливостей динаміки взаємодії РО із ґрунтовим масивом за одночасної дії статичного зусилля, динамічних та вібраційних імпульсів, визначення раціональних значень цих впливів;
- визначення динамічних та конструктивних параметрів вібросистем модульного типу, що забезпечують створення ТПҐ раціональної форми;
- створення комплексу технологічного обладнання, що реалізує ідею створення горизонтальних та похилих ТПҐ методом часткового ущільнення ґрунту статичним та динамічним впливом РО на стінки ТПҐ та видалення частини ґрунту шнековим РО в отриманій ТПҐ;
- експериментальне дослідження процесу і випробування в польових умовах.
Обладнання для безтраншейних технологій прокладання комунікацій можна розділити на кілька видів, кожен з яких має свою сферу ефективного застосування. Розрізняють 5 способів утворення ТПҐ без видалення робочого органа із забою:
- установками шнекового буріння;
- установками горизонтально направленого керованого буріння (ГНКБ) чи похило направленого керованого буріння (ПНКБ);
- вібраційними системами - пневматичними пробійниками, ударно-імпульсними машинами, з одночасним руйнуванням замінюваних комунікацій;
- машинами для гідростатичного втискання -статичного проколу з одночасним руйнуванням замінюваних комунікацій;
- установками для гідравлічного буріння;
- установками розкатного буріння, з одночасним руйнуванням замінюваних комунікацій.
Застосування установок шнекового буріння -найбільш поширений і універсальний спосіб з усіх видів безтраншейних технологій прокладання комунікацій. Його застосовують при створенні горизонтальних та похилих ТПҐ довжиною до 50-80 м у ґрунтах I-VI категорій, у тому числі в гравійних породах і породах із включенням невеликих валунів. Широко застосовується шнекове буріння для ТПҐ великого діаметра - до 2 м, з огляду на те, що при бурінні у більшості порід відбувається попутно закріплення стінок ТПҐ породою, що транспортується [1].
Діаметри ТПҐ, які можна отримати способом шнекового буріння, знаходяться в діапазонах 60-310; 110-610; 310-1070 та 610-2440 мм, а
максимальна довжина проходки може досягати 100 м.
Отримані шнековим бурінням ТПҐ характеризуються відносно невисокою стійкістю до руйнування верхньої частини (особливо в піщаних ґрунтах за наявності зовнішнього вібраційного навантаження) через незначне ущільнення стінок забою поверхнями шнека. Цей недолік одночасно є перевагою - спосіб дає можливість отримувати ТПҐ в умовах близького розташування інших комунікацій. Для ГНКБ шнековими РО використовують буровий інструмент і машини «Vermeer», «Ditch Witch», «Ti-Drill», «AMERICAN AUGERS», «TRACTO-TECHNIK»,
«Straightline», «Robbins», «Prime Drilling» та фірм України і близького зарубіжжя: «ГНБ Навігатор», ВАТ «Михневський РМЗ» та <^КОПРОМ» (Росія), «Індустріалгруп» (м. Дніпропетровськ) тощо.
Фізику процесу шнекового буріння характеризують кілька важливих моментів: охолодження породоруйнуючого інструменту, транспортування зруйнованої породи на поверхню і закріплення нижніх та бокових стінок ТПҐ породою, що транспортується.
Застосування установок ГНКБ чи ПНКБ дозволяє здійснювати безтраншейне прокладання трубопроводів та інших комунікацій на різній глибині в будь-яких ґрунтах під природними та штучними спорудами з різною траєкторією без порушення режиму їх звичайної експлуатації.
Використовувана техніка дозволяє прокладати трубопроводи з поліетилену, ПВХ, металу.
При цьому досягається висока точність трасування завдяки застосуванню сучасної локаційної системи позиціонування, яка дозволяє постійно відстежувати положення бурової головки і, на основі багатопараметрич-них даних локації, керувати процесом буріння. Таким чином можна бурити як прямолінійні, так і криволінійні ТПҐ, завдяки тому, що у буровій головці розташований передавач (випромінювач), а сигнали, що випромінюються цим передавачем, уловлює приймач на поверхні. Це дозволяє безперервно відстежувати напрям, глибину та інші параметри буріння.
При прокладанні каналізації з дуже невисокими ухилами застосовується високоточний
(до 0,1 %) випромінювач, розташований у буровій головці, що забезпечує ухил прокладання труби 1мм на 1 м.
Це дозволяє прокладати низько похилі самопливні каналізації. Роботи, виконані з використанням мобільного комплексу Ditch Witch, дозволяють прокладати комунікації на глибині до 20 метрів (максимальна глибина роботи навігаційної системи) діаметром 501800 мм і довжиною переходу 100-3000 м (без виходу на поверхню).
Для ГНКБ використовують натрієві бурові суміші, бентоніти та полімери.
З економічної точки зору, даний спосіб забезпечує:
- зменшення кошторисної вартості будівництва через значне скорочення термінів виконання робіт, витрат на залучення додаткових технічних засобів, робочої сили і важкої землерийної техніки до 60 %;
- мінімізацію витрат на енергозабезпечення бурових комплексів внаслідок їх повної автономності й економічності використовуваних агрегатів;
- відсутність витрат на відновлення пошкоджених ділянок автомобільних доріг і залізниць, зелених насаджень і об’єктів міської інфраструктури;
- скорочення експлуатаційних витрат на контроль і ремонт трубопроводів у процесі експлуатації.
З екологічної точки зору:
- при проведенні робіт комплекси не створюють незручностей для оточуючих і не шкодять екології;
- прокладаючи трубопроводи методом ГНКБ через лісові масиви, міські парки, лісопосадки, сквери, водні перешкоди, відпадає необхідність копати траншеї, вирубуючи і знищуючи природне багатство; також немає потреби проводити осушувальні заходи і відводити русла річок;
- зберігається природний ландшафт і екологічний баланс в місцях проведення робіт;
- виключається дія на флору і фауну, а саме -розмив берегів і донних відкладень водойм.
Установки ударно-імпульсні, пневматичні пробійники забезпечують механічний прокол і застосовуються для прокладання трубопроводів різного призначення діаметром до 450 мм у глинистих і суглинних ґрунтах, за максимальної протяжності проходок до 40-60 м.
Суть вібропроколу полягає в тому, що трубі (чи її наконечнику), що прокладається, одночасно із зусиллям подачі передаються по-довжньо-спрямовані коливання уздовж її осі, що різко зменшують (у 8-10 разів) тертя між ґрунтом і упроваджуваною в нього трубою.
Вібропроколом прокладають труби діаметром до 425 мм на довжину до 25-50 м. Швидкість проходки залежить від ґрунтових умов і діаметра труби і складає в середньому 2060 м/год.
Порівняно з установками ГНКБ пневмопро-бійники відрізняє відносна дешевизна (тобто доступність навіть для порівняно невеликої підрядної організації). З їх допомогою можна прокладати або ремонтувати комунікації у безпосередній близькості від сусідніх, оскільки робота пневмопробійника не супроводжується значним ущільненням ґрунту в навколишньому масиві. Але при зустрічі з перешкодами (наприклад, каменем) пневмо-пробійник може відхилитися від заданого напрямку (а він підтримується завдяки осьовій симетрії і достатньо великій довжині) і бути загубленим. Існують і інші обмеження. Наприклад, пневмопробійники не можна застосовувати для скельних або болотистих ґрунтів.
Передбачений випуск пневмопробійників для проходки ТПҐ із зовнішнім діаметром (без розширювача) 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160 і 200 мм, для забивання труб - з максимальним діаметром 400; 630; 800; 1000; 1250 і 1600 мм і завдовжки до 100 м, рідше - до 150 м. Швидкість проходки при цьому складає 2-6 м/год (при механічному проколі) і до 30-40 м/год у пневмопробійників.
Сьогодні на ринку цей вид устаткування представляють декілька закордонних і вітчизняних компаній. Наприклад, в асортименті компанії Vermeer 23 моделі пневмопробійни-ків діаметром 45-580 мм і вагою 8-4237 кг.
Німецька Tracto-Technik GmbH (TT Group) випускає 11 типів машин вагою 8-260 кг і діаметром 45-180 мм (діаметр труби - 40160 мм). В асортименті швейцарської Terra AG 26 моделей вагою від 9 кг до 2,5 т, діаметром 45-565 мм. Подібну продукцію також випускають фірми та організації України і Росії: «Рутектор», «Пневмостроймашина»,
Одеський завод будівельно - оздоблюваль-
них машин ТОВ «СОМ» (установки типів ПР-60 (СО-144), ИП-4605, ИП-4603, ПР-400 (СО-134) та М130).
Джерелом стисненого повітря для пневмо-ударних установок є пневматичні компресори різної продуктивності з максимальним тиском до 1,2 МПа.
Сучасні розробки пневмопробійників та наявність керованих наконечників із системами локації дають змогу отримувати складну траєкторію ТПҐ з обходженням перепон на шляху їх руху. Використання домкратів та пнев-мопробійників для затягування комунікацій при зворотному ході зменшує вартість робіт та кількість працюючих.
Але, поряд із цим, основними недоліками пневматичних пробійників є необхідність використання компресорів, значне вібраційне навантаження на сусідні комунікації й елементи споруд та будівель, а також обмеження довжини та діаметра отвору.
Усі сучасні установки гідростатичного проколу ґрунту працюють за одним принципом і за однаковою технологією. Але їх основною відмінністю є конструкція штанг. Найчастіше з’єднання штанг є різьбовим. Недоліком різьбового з’єднання є зношення при частому монтажі-демонтажі. У статичних установках Grundoburst застосовуються штанги зі швид-корознімним з’єднанням Quicklock, що не має різьбового з’єднання. Вони просто вставляються одна в одну, забезпечуючи надійне з’єднання. До того ж, завдяки рухливості з’єднання Quicklock, штанги можуть проходити невеликі повороти технологічної порожнини (приблизно 2°).
Розрізняють два види проколу ґрунту: прокол трубою (що в подальшому служить футляром) або прокол за допомогою штанг із наконечниками і подальшим розширенням ТПҐ до потрібного розміру.
Прокол є ефективним на невеликих відстанях (до 100 м) та в широкому діапазоні розмірів (від 50 до 2000 мм).
Тип і кількість втискувальних пристроїв, здатних розвинути необхідне зусилля, вибирають відповідно до необхідного розрахункового зусилля втискання, яке залежить, наприклад, від діаметра і довжини трубопровода, що прокладається, а також виду ґрунту. Зусилля, необхідні для проколу труб, коли-
ваються в межах 150-2000 кН. Визначивши натискне зусилля, приймають необхідне число гідродомкратів для силової установки, а також вибирають тип прилеглої стінки в котловані.
Установки гідравлічного буріння є удосконаленням способу механічного проколу, коли струмінь води під тиском виходить із розташованої попереду труби спеціальної насадки
і, розмиваючи ґрунт, допомагає їй рухатися під дією невеликих домкратних установок вперед.
Переваги гідропроколу - у простоті виконання робіт і високій швидкості утворення ТПҐ (до 30 м за зміну).
Недоліками такого способу є порівняно невелика довжина ТПҐ (20-30 м), значні її відхилення від заданого напрямку, незручні умови роботи через повернення води в котлован.
Спосіб гідропроколу можна застосовувати для утворення ТПҐ у ґрунті поза міськими умовами при перетині трас підземних комунікацій та за наявності джерел постачання водою і місць скидання пульпи. Установки розкатного буріння виконують ТПҐ безудар-ним методом, що використовує РО, який сам загвинчується у ґрунт під дією осьових сил, що виникають у процесі обертання багатова-льного РО розкатчика. Процес отримання ТПҐ складається зі спорудження приямків (можливе використання існуючих колодязів або підвалів будинків), установки туди обладнання, установки пілотного розкатчика, прицілювання і проходження пілотної ТПҐ. З другого боку забою пілотний розкатчик замінюється на розширювач необхідного діаметра. Довжина проходки обмежена набором штанг (до 100 м), а діаметр складає 50, 80, 120, 200 та 230 мм [2].
Перевагами прохідників (наприклад, RANER) є екологічна чистота при проведенні робіт, безшумність, відсутність винесення ґрунту на поверхню, зменшені енерговитрати (наприклад, палива) в 12-40 разів, в порівнянні з відомим устаткуванням, компактність і мала вага. Крім того, устаткування переноситься одним оператором і вирішено проблему створення ТПҐ в незв’язних ґрунтах.
З економічної та екологічної точок зору, спосіб передбачає: відсутність витрат на віднов-
лення зруйнованих ділянок на шляху трубопроводу; зменшення кількості задіяних при спорудженні комунікацій механізмів (наприклад, при прокладанні трубопроводів); можливість використання устаткування у випадках, коли заборонено використання будь-яких рідин для промивання або закріплення стінок ТПҐ; можливість використання у стиснутих умовах, використання у будь-яких типах ґрунтів із різним вмістом вологи (навіть у перезволожених). Суттєвою перевагою даного способу є низька енергоємність процесу та високі швидкості проходки з урахуванням проміжних операцій.
Також слід відмітити здатність розкатних РО руйнувати зношені трубопроводи та проводити їх заміну на нові без використання традиційного відкритого способу.
Співставно аналізуючи й визначаючи переваги і недоліки та вибір основних і другорядних параметрів РО, слід зазначити таке.
Основним недоліком шнекового буріння є відносно великі потужність приводу і мета-лоємність та невелика довжина ТПҐ.
Перевага шнекового буріння - у простоті конструкції, високій швидкості виконання робіт, відносно малій вартості обладнання, широкому діапазоні діаметрів отворів.
Перевагою ГНКБ є велика довжина отримуваних ТПҐ, точність проходження траси, мінімальна кількість обслуговуючого персоналу, висока швидкість виконання робіт, широкий діапазон діаметрів ТПҐ.
Перевага пневмопробійників - у простоті конструкції та експлуатації РО, невеликих габаритних розмірах та відносно невеликій вартості установки, можливості одночасного пробивання ТПҐ та затягування обсадної труби й у можливості забивання обсадних труб.
Основним недоліком пневмопробійників є необхідність використання додаткового обладнання, низький ККД, невелика протяжність ТПҐ (обмежені довжиною пневматичного шланга), велике вібраційне навантаження на навколишнє середовище та малий діапазон діаметрів ТПҐ.
Перевага проколу ґрунту домкратами - у простоті конструкції та їх експлуатації, неве-
ликих габаритних розмірах, можливості виконання робіт з колодязів, невеликій вартості установки, можливості одночасного проколу ТПҐ та затягування обсадної труби або декількох труб, а також можливості виконання робіт у широкому діапазоні діаметрів ТПҐ.
Основним недоліком проколу ґрунту домкратами є необхідність використання додаткового обладнання (гідростанція), невелика протяжність ТПҐ, велика вага та габаритні розміри установки, велика кількість допоміжних операцій.
Поряд із зазначеними вище недоліками гід-ропроколу слід відзначити наявність великої кількості води, що може спричинити пере-зволоження навколишнього ґрунту, та потребу у джерелі великої кількості води.
Основними перевагами способу розкочування ґрунту є: використання установок малої потужності, простота конструкції та експлуатації РО, невеликі габаритні розміри, можливість виконання робіт з колодязів, мала вартість установки, висока швидкість проходження ТПҐ, високий ККД установки,
мінімальні експлуатаційні витрати та енерго-витрати. Основним недоліком даного способу є обмеження діаметрів ТПҐ, виконаних існуючими установками (до 250 мм), і високе ущільнення їх стінок та ґрунту поблизу розташованого ґрунту, а також можливість деформації інших комунікацій.
Визначаючи основні і другорядні параметри РО та бурових машин, слід відзначити, що в сучасних економічних умовах основним параметром є мінімальні витрати на отримання горизонтальних ТПҐ. Мінімальні витрати можливі лише за мінімальних енергетичних витрат на спорудження 1 погонного метра горизонтальної ТПҐ. Найкращі результати можна отримати при використанні способів, які дозволяють отримувати ТПҐ без виймання породи (ґрунту) на поверхню забою -пневмопробиванням, розкочуванням та механічним проколом закритим кінцем труби.
Результати аналізу відомих різних способів безтраншейного прокладання ТПҐ на прикладі трубопроводів зведено в табл. 1.
Т аблидя 1 Рекомендовані способи безтраншейного прокладання трубопроводів
Спосіб Трубопровід Швидкість проходки, м/год Найкращі ґрунтові умови використан- ня Необхідне зусилля втискання, кН Обмеження до використання способу
діаметр, мм довжина, м
Шнекове (горизонтальне) буріння 325-2000 40-70 1,5-19 В піщаних та глинистих ґрунтах - За наявності у ґрунті ґрунтових вод та крупних твердих включень
Г оризонтально направлене кероване буріння (ГНКБ) 50-150 120-600 150-2000 30-3000 0,2-19 У ґрунтах 1-^ груп - Траєкторія має радіус, менший за 25 м
Прокол: механічний з допомогою домкратів 50-500 400-2000 80 20-80 0,2-6 Піщані і глинисті без твердих включень, ґрунти I—IV групи 148-2450 4500 У скельних ґрунтах не використовується
Установки гідравлічного буріння (гідропрокол) 100-200 400-500 30-40 20 1,6-14 Піщані та супіщані 250-1600 Спосіб використовується за наявності джерела води та місця для утилізації пульпи
Пневматичні пробійники: пневмо-пробійники та вібропрокол 500 300-400 60 40-50 3,5-8 30-40 (без розширювачів) Незв’язні піщані, супіщані і пливуни, м’які ґрунти до III групи 5-7,5 0,75-25 У твердих і скельних ґрунтах не використовується. В ґрунтах з підвищеним водонаси-ченням та малим зчеп-
ленням не використовується
Проведений аналіз існуючих способів і робіт у сфері безтраншейної проходки ТПҐ проколом дозволяє зробити наступні висновки.
Враховуючи велику енергоємність процесу статичного проколу, одним зі шляхів зниження опору прокладання ТПҐ є застосування вібрації, що значно знижує габарити устаткування, підвищує швидкість і точність проходки.
Існуючі конструкції устаткування для отримання горизонтальних ТПҐ методом проколу з використанням вібрації мають істотні конструктивні недоробки. При цьому найбільш активним є устаткування для вібро-проколу горизонтальних ТПҐ із високочастотними коливаннями робочого наконечника перпендикулярно осі проходки.
Висновки
Важливими параметрами коливань робочого наконечника при проколі є частота і прискорення коливань, від яких суттєво залежить
коефіцієнт внутрішнього тертя й опір ґрунту зрушенню, а зрештою і ефективність ущільнення ґрунту, а також форма ТПҐ та РО.
Література
1. Буровой станок Стерх [Електронний ре-
сурс] - Режим доступу: http: //www. stanoknavodu. ru/snekbur. -
Технические характеристики. Описание. Модельный ряд станков. Буровые установки.
2. Технология раскатки скважин [Електрон-
ний ресурс] - Режим доступу: http://www.rackat.narod.ru. - Раскатка скважин. Оборудование.
Рецензент: М.Д. Каслін, професор, к.т.н., ХНАДУ.
Стаття надійшла до редакції 7 травня 2012 р.
