Бестраншейная прокладка газопроводов

При строительстве газовых сетей часто встречаются естественные и искусственные преграды. Пройти эти участки открытым способом, раскопав траншею, экономически нецелесообразно либо невозможно. Остановка движения по железной дороге общего пользования равносильна самоубийству. Если автомобильные дороги можно перекрывать по полосам движения и там выполнять земляные работы, то с железной дорогой такой фокус не пройдет.

Для подобных задач разработаны бестраншейные технологии прокладки. Их применяют:

• при прокладке газопроводов через препятствия – реки, водоемы, овраги, автомобильные или железные дороги, улицы, парки и т.п.;

• при пересечении подземных коммуникаций;

• при прокладке внутри жилых кварталов, где при траншейном методе будут значительные затраты на восстановление пешеходных дорожек, придомовых проездов, газонов и др.

Бестраншейная прокладка газопровода в последнее время находит все более широкое применение. При этом разрытие грунта проводят не по всей трассе. Обычно выполняют два котлована, стартовый и приемный. Если коммуникация протяженная, могут быть промежуточные котлованы.

Рис.1 Бестраншейная прокладка

Существует несколько способов бестраншейной прокладки (рис.1):

• прокол;

• продавливание;

• наклонно-направленное бурение;

• микротоннелирование.

Рис.2 Продавливание и прокол

Прокол и продавливание применяют для прокладки стальных футляров газопроводов под автомобильными и железными дорогами. В обоих случаях трубу домкратами вдавливают в породу. При этом при проколе на конце трубы крепится конусная заглушка, которая раздвигает и уплотняет грунт. При продавливании в стенку котлована вгоняется труба с открытым концом (рис.2).

Продавливание

Технология предполагает вдавливание стальной трубы с открытым концом в грунт посредством гидравлических домкратов. Для уменьшения трения конец трубы оснащают кольцевым ножом, диаметр которого больше диаметра трубы. Скосы режущих кромок выполняют под углом 15-22°, при этом они могут быть изготовлены с наклоном внутрь или наружу.

Рис.3 Размещение в котловане установки для продавливания

Продавливание применяют в песчаных, суглинистых и глинистых грунтах без твердых включений. Работа состоит из нескольких этапов. Сначала отрывается котлован, в котором будет размещена силовая установка. К ней подключается гидравлическая маслостанция, которая размещается вне котлована на поверхности. Управление гидроцилиндрами производится пультом управления, связанный с цилиндрами и насосной станцией рукавами высокого давления. Для привода маслостанции может использоваться электродвигатель либо двигатель внутреннего сгорания.

Упором для домкратов служит железобетонная плита (рис.3). Гидравлический агрегат может состоять из одного, двух, трех или четырех гидроцилиндров, смонтированных на общей раме, в зависимости от сложности работ. Домкраты развивают усилие от 100 до 500 тонн. Для обеспечения устойчивости установки на дно котлована уложены железобетонные плиты.

Усилие передается на трубу через нажимное устройство. Оно упирается в опоры штоков гидроцилиндров и представляет собой жесткую сварную плиту с направляющими. Само вдавливание состоит из повторяющихся циклов прямого и обратного хода цилиндров. В котлован отрезками от 1 метра подается труба, которая приваривается к уже проложенному участку. Циклы повторяются до тех пор, пока труба не дойдет до ранее выкопанного приемного котлована.

В процессе продавливания грунт переходит в трубу. Его удаляют механическим способом — транспортерами или желонками. При достаточном диаметре трубы извлечение породы возможно вручную при помощи тележки и укороченной лопаты. Освобождение полости от породы при большой длине представляет сложную задачу, особенно при небольшом диаметре трубы. По этой причине продавливание применяется, начиная с условного прохода 400 мм.

Прокол

Прокол (бестраншейная прокладка без извлечения грунта) может выполняться:

• путем статического внедрения в грунт гидравлическими домкратами, полиспастными системами и др.;

• с применением ударных устройств — пневмопробойников и др.

Технология прокола во многом аналогична продавливанию. Его применяют для прокладки труб малых и средних диаметров в глинистых и суглинистых грунтах нормальной влажности, не содержащих твердых включений. Максимальный диаметр трубы для футляра газопровода - 300 мм. Ограничения при выборе данного метода обусловлено тем, что порода прокалывают трубой, оснащенной наконечником, без удаления грунта из скважины (рис.4). По этой причине протяженность трубы, прокладываемой методом прокола, не превышает 60—80 м.

Рис.4 Бестраншейная прокладка методом прокола

Наконечники монтируются на переднем конце прокладываемой трубы. Они предназначены для уменьшения сопротивления при деформации грунта и уменьшения трения при движении трубы. Для этого наружный диаметр наконечника принимают на 20-50 мм больше диаметра прокладываемого футляра, благодаря чему между стенкой скважины и футляром создается небольшой зазор.

Для прокола критичным является наличие крупных твердых включений (камней, валунов) в грунте. Когда конус упирается в какое-либо препятствие, наконечник немного сдвигается от оси и в дальнейшем траектория отклоняется от заданного направления.

Прокол применим для трубопроводов малых диаметров, так как необходимое усилие прямо пропорционально квадрату радиуса сечения скважины. Для работы применяются нажимные домкратные установки, состоящие из одного или двух спаренных гидравлических домкратов с усилием до 200 т каждый, смонтированных на общей раме.

При небольшой длине прокладки прокалывают трубой с открытым концом без наконечника или с расширительным кольцом, приваренным к трубе. В этих случаях грунт в виде плотной пробки проникает в полость футляра. Обычно после выхода в приемный котлован конец трубы с грунтом отрезают, так как для удаления пробки требуются большие усилия.

Прокол и продавливание служат для прокладки футляров, в которых в дальнейшем размещают газопровод. Более совершенные технологии наклонно-направленного бурения и микротоннелирования позволяют прокладывать не только футляры, но и сам газопровод. Об этих технологиях расскажем в следующей статье.

 Автор статьи: Вершилович Владислав Адамович

- Место работы - ООО «Газпром газораспределение Нижний Новгород»

- Автор популярных книг и учебных пособий по устройству и эксплуатации газового оборудования

Пройдите курсы по промышленной безопасности
И получите удостоверение

Подробности здесь