Бестраншейная канализация

Бестраншейная прокладка коммуникаций — это технология, пришедшая к нам из-за рубежа (с англ. Trenchless Technologies или No Dig — без рытья). Этот способ подразумевает прокладку инженерных и других сетей без углубления в землю. Соответственно, чтобы провести новый или отремонтировать имеющийся трубопровод, не нужно выкапывать или разрывать траншею.

Сегодня бестраншейная канализация — эффективный метод подземного ремонта коммуникаций без вскрытия грунта. Благодаря этому можно проводить ремонтные работы путем прокола под автострадой, железнодорожным полотном, взлетно-посадочной полосой, парками и местами отдыха, не нарушая природный ландшафт и жизненный уклад города.

Для проведения магистралей используются специальные буровые установки. Компактные машины потребляют меньше топлива и обслуживаются небольшой бригадой из 3-4 человек:

• Перевозимые устройства. Это спецтехника для бурения скважин диаметром до 10-15 см на длину до 50 метров. Подходят для обустройства водопроводных линий в частных хозяйствах, загородных домах.
• Самоходная техника на гусеничном или колесном шасси для горизонтально-направленного бурения. Установки могут делать каналы под трубы длиной до 500 метров и диаметром 30-80 см. Подходят для обустройства отопительных трасс, водопроводов.

Есть и стационарные агрегаты. Это сборно-разборные конструкции массивных габаритов. С их помощью прокладывают газо- водопроводы областного/федерального значения.

Виды бестраншейной прокладки канализации

Есть несколько методик прокладки коммуникационных систем, труб под дорогой и прочими объектами инфраструктуры без вскрытия грунта. Они различаются по применению, сложности. Выбор конкретной технологии также зависит от длины, диаметра прокладываемых коммуникаций, характеристик почвы.

Санация — когда нужен ремонт, а также полная или частичная замена неисправных участков водопроводных, канализационных или отопительных систем. Процесс включает два этапа: подготовка и восстановительные работы. На первой стадии подготавливаются вход и выход для зацепа эластичного полимерного рукава — «чулка». На второй стадии выполняется протяжка «чулка» внутри изношенной линии. Восстановить канализацию можно двумя способами:

• Релайнинг (труба в трубе) — обустройство новой системы в уже существующую сеть. Соответственно, изношенные конструкции создают дополнительную защиту проложенной магистрали. Релайнинг выполняется протягиванием полимерного чулка в поврежденной зоне или продавливанием от начала до конца участка, который подлежит реконструкции. Преимущества методики — в простоте, возможности использования в условиях плотной городской застройки, в минимизации рисков повреждения других коммуникаций.
• Реновация — полная смена изношенной магистрали. На подготовительном этапе старая конструкция разрушается спецоборудованием. В свободный канал проталкивается полимерный трубопрокат нужного диаметра. В начальной и конечной точке поврежденного участка обустраиваются колодцы, из которых выполняются все работы. Реновацию можно делать в любой сезон, так как протяжка ведется в действующем канале. При этом исключаются риски обвала/просадки почвы, допускается увеличение диаметра магистрали, что повышает пропускную способность системы.

Продавливание — методика применяется для бестраншейной укладки коммуникационных сетей диаметром от 0,8 до 1,72 метра в любой местности: под жилым/коммерческим объектом, водоемом, под междугородной трассой или городской дорогой. Для протягивания магистрали работают гидравлические домкраты.

Этапы:

• в конечных точках магистрали ставят смотровые колодцы;
• монтируются бетонные плиты-основания, на которые устанавливаются гидродомкраты;
• трубопровод фиксируется на домкрат и вдавливается в землю;
• монтаж нажимных патрубков для вдавливания следующих участков магистрали.

Метод прокола применяется для обустройства скважин диаметром до 0,7 метров и длиной до 80 метров. Проход прокалывается насосно-домкратной машиной с гидравлическим приводом.

Этапы:

• Обустройство рабочих котлованов с двух сторон магистрали.
• Размещение домкратного агрегата на бетонных основаниях.
• Трубопрокат фиксируется в домкрате, на оголовок монтируется металлический наконечник. Оснастка позволяет быстрее пробивать проколы в земле, но при этом снижается точность прокладываемой трассы.
• Вдавливание следующих элементов магистрали.

Прокол методом продавливания исключает земляные отвалы в месте работ, так как стенки трассы в процессе прокалывания уплотняются. Прокол используют для систем водоснабжения и водоотведения. Особенность методики — в уплотнении стенок прохода, для чего нужно усилие до 3 МН.

Горизонтально-направленное бурение — это бестраншейная прокладка труб на спец. оборудовании: буровых установках «крот» и других. Можно прокладывать коммуникационные системы диаметром до 2 метров без наружной разработки почвы. Подходит для укладки канализационных магистралей, водопроводов, замены устаревших линий.

Два варианта бурения:

1. Раздельное. Обустраивается шахта, спецтехника извлекается, выполняется прокладка магистрали.
2. Совместное. Бурение выполняется одновременно с укладкой магистрали.

Методика позволяет проложить коммуникационные системы под объектами инфраструктуры без риска их разрушения.

Особенности метода санации канализации

Распространенным способом обустройства городских коммуникаций длительное время оставалась замена и укладка трубопроводных систем в траншею. Результатом оставались испорченные газоны и тротуары, поврежденное дорожное полотно, изменения в движении общественного транспорта, заторы на дороге. Траншейный тип укладки канализации вызывал недовольство жителей, поскольку привлекалась тяжелая шумная техника. Избежать подобных проблем можно благодаря технологии без вскрытия грунта.

Восстановление самотечной канализации бестраншейным способом выполняется с помощью эластичного полимерного рукава из гибкого материала, пропитанного смолами. Чулок прочен благодаря использованию в производстве армированного полотна и ламинированного полимерного покрытия. Материал, протянутый в изношенных системах канализации, увеличивает их пропускную способность.

Использование полимерного чулка позволяет ремонтировать стальные, железобетонные или чугунные инженерные сети с изгибами до 90 градусов, которые находятся под напором или без напора. Свойства рукава помогают работать в ограниченном пространстве, привлекая минимум рабочих сил и техники. Бестраншейный метод допускает использование чулка в трубопроводе, диаметр которого не превышает 1100 мм.

Особенности ГНБ

Методика горизонтально-направленного бурения полезна в ситуациях, когда невозможно копать траншеи традиционным способом. При этом стоимость работ с использованием буровых агрегатов снижается в 2-3 раза по сравнению со вскрытием почвы. Помимо экономии, метод дает еще несколько преимуществ:

• Земляные работы ограничиваются обустройством двух смотровых котлованов.
• Практически исключаются разрушения инфраструктурных объектов, почвы, насыпей.
• Применяются мобильные буровые агрегаты, которые просто доставить к месту работ и установить в котлованы.
• Затрачивается на 30% меньше времени по сравнению с рытьем каналов.
• Бурить можно на объектах инфраструктуры и даже в условиях плотной городской застройки.

Среди недостатков методики: обустройство глубоких и/или протяженных магистралей дороже, чем траншейный вариант; максимальная длина буровых насадок — 350-400 метров. Соответственно прокладка более длинной магистрали не обходится без стыков.

Методика включает несколько этапов:

• Разработка и согласование проекта горизонтального бурения с учетом имеющихся факторов: инфраструктурных объектов, характеристик почвы, длины и диаметра коммуникационных линий;
• Обустройство двух котлованов по крайним точкам магистрали для размещения буровых агрегатов и дополнительного спецоборудования: щелерезов, расширителей, систем локации и т.д.
• Горизонтальное бурение и прокладывание труб раздельным или совместным способом. Через каждые 3-4 метра с помощью локационных систем корректируется направление инструмента.
• Завершение работ — закапывание котлованов, восстановительные работы на объекте при необходимости.

Перед проколом нужно изучить характеристики почвы, чтобы взять нужную насадку для буровой машины. При горизонтально-направленном бурении обязательно применяется специальный раствор. Бурильный состав размягчает почву, поэтому насадка быстро проходит на заданную глубину.

Для горизонтально-направленного бурения используют разное спецоборудование:

• Буровой агрегат на дизельном топливе. Установка имеет гидравлический рабочий орган, лафете, панели управления. Бурение осуществляется обученным оператором.
• Вспомогательные насадки для прокалывания и вдавливания. Это расширители, штанги, насосные станции, винтовые компоненты с резьбой и другое.
• Локационная система. Для точной укладки магистрали нужно контролировать траекторию прохождения бура. На оголовку насадки устанавливается зонд, который передает сигналы на локатор.

Также используется медно-графитовый состав для смазывания стыков буровых штанг.

Способы продавливания труб

Есть несколько методов бестраншейного вдавливания трубопроводов: пневмопрокол, гидропрокол и вибропрокалывание. Рассмотрим каждый:

• Пневмопрокол. Пневматические пробойники подходят для обустройства горизонтальных, сквозных, вертикальных и наклонных скважин длиной 45-80 метров и диаметром до 200 мм. В образованных каналах размещаются коммуникационные магистрали. Пробойник — это самодвижущийся агрегат ударного типа, который имеет гладкий заостренный корпус-цилиндр с ударником. Под действием сжатого воздуха ударник продвигает корпус вперед, за счет чего образуется канал с уплотненными стенками. Диаметр скважины может быть увеличен с помощью сменных насадок — расширителей. Реверса возвращает ударное оборудование в начало скважины.
• Гидравлический прокол. Гидравлическое продавливание подходит для закрытых скважин в мягких/песчаных почвах. Агрегат имеет насосную установку и силовую головку, на которую насаживается труба. За счет гидроударов осуществляется вдавливание элементов магистрали в грунт. Грязь откачивается из забоя при помощи челнока, размещенного внутри рабочей оснастки. Методика позволяет проходить до 40 метров на одну смену.
• Вибропрокалывание. Эта методика основана на вибрационной составляющей, которая позволяет ускорить процесс прокладки коммуникаций закрытым способом. Вибропрокалывание подходит для песчаных/плавучих почв, а также для выемки старых коммуникаций из шахт. Вдавливание гидравлическими или пневматическими ударниками в нестабильных грунтах грозит разрушением/осыпанием скважины. Поэтому на ударную установку устанавливают вибратор. Этот механизм состоит из рамы, по направляющим которой движется тележка с вибрационным агрегатом и электромотором. Прокладываемые элементы коммуникации заводят в вибратор и фиксируют хомутом. Продвижение тележки осуществляется лебедкой через систему канатов. Вибрация снижает трение между частицами почвы в прилегающей зоне, а также внутри шахты между трубой и стенками прохода. Средняя скорость горизонтального углубления — до 60 метров/час.

Как производится прокалывание грунта?

Технология заключается в прокалывании почвы стальным трубопрокатом, который имеет либо малый диаметр, либо остроконечный конус-насадку. В первом случае выполняется прокалывание для коммуникационных систем небольшого диаметра — водоотведение, инженерные сети в загородных коттеджах, застройках городского типа. Во втором случае — для более массивных магистралей. Работа ведется на гидравлических и пневматических домкратах. Элемент системы постепенно вдавливается в почву, одновременно уплотняя стенки шахты. После укладки одного элемента, к его торцу приваривают другой и продолжают работу.

Прокалывание выполняют в несколько этапов:

• Выкапывают стартовый и финишный котлованы на объекте.
• В стартовый котлован устанавливают домкрат.
• На ударник ставят элемент магистрали с металлической насадкой.
• Выполняют горизонтальное вдавливание.

Процесс завершается, когда первый элемент системы появляется в финишном котловане. Скорость обустройства коммуникационных линий зависит от характеристик почвы, а также от мощности домкрата. Средние показатели — 5-7 км/час.

При использовании ударно-вибрационной тележки, скорость прокалывания повышается до 25-35 м/час. Вибрация снижает трение между частицами почвы и стальной оснасткой, особенно актуален вибропрокол в скальных и плотных грунтах.

Прокалывание имеет один существенный недостаток — это потенциальное изменение подземной трассы. Ударник при столкновении с твердыми включениями может изменить направление.

Преимущества бестраншейной канализации

Этот метод ремонта канализации проводится без земляных работ. При установке рукава не нужны экскаваторы. Технология не требует песчаной подушки на дне канавы, что исключает работы по утрамбовке грунта и засыпанию траншеи. Способы с применением полимерного чулка позволяет разработать проект индивидуально.

Среди основных плюсов метода можно также отметить:

1. Мобильность. Для обустройства канализации не нужна тяжелая техника.
2. Доступную цену восстановления. Стоимость работ отличается в сравнении традиционными методами. Бестраншейный ремонт канализации не требует привлечения другой спецтехники, большого количества рабочих. Для обслуживания агрегатов достаточно бригады из 3-4 человек.
3. Скорость. Поскольку после восстановления канализации не требуется проводить ремонт дорожного полотна и тротуаров, скорость монтажа увеличивается в несколько раз.
4. Сохранность инфраструктуры города. Метод восстановления канализации не требует демонтировать асфальт и тротуарную плитку, вырубать зеленые насаждения, демонтировать постройки, сооружения и коммуникации.
5. Отсутствие аварийности на дорогах. Не перекрывается дорожное сообщение на оживленной трассе или во дворах из-за строительства.
6. Можно работать зимой. Полимерный чулок укладывается даже в промерзший грунт.

Область применения

Бестраншейный способ подходит при восстановлении канализационной трубы в общественных местах, возле оживленных трасс, под железнодорожными путями и линиями метрополитена. К универсальному методу прибегают в случае реновации систем трубопроводов возле водоемов и в местах, где расположены другие сети. Бестраншейная установка рукава возможна вблизи водопровода, электрических кабелей, газового сообщения, кабеля связи.

Восстановительные работы бестраншейным способом с помощью полимерного чулка безопасны, не вредят окружающей среде и не мешают жизнедеятельности города.

При таком способе ремонта трубопровода специалисты учитывают расстояние между коммуникациями в траншее, которое закреплено в строительных нормах. Компания «Рекат» выполняет ремонт канализации в Москве, используя бестраншейный способ. Мы работаем с соблюдением сроков, не нарушая сохранность дорожного полотна, тротуаров и газонов.

Похожие статьи