Закрытый способ
Бестраншейная прокладка коммуникаций

В современном строительстве и благоустройстве городских территорий, при прокладке подземных инженерных коммуникаций и восстановлении старых, отживших свой век трасс все более востребованными оказываются бестраншейные технологии.

Рассказывает генеральный директор ЗАО «АВА Гидросистемы» кандидат технических наук Анатолий Яцкевич.

– Преимущества метода бестраншейной прокладки коммуникаций бесспорны: затраты снижаются в 2–3 раза, сокращается время работ и количество рабочих рук, не разрушаются объекты благоустройства и дороги. Он всесезонный, мобильный и надежный.

Особое место в разработках и производственной программе нашего предприятия, наряду с другими, в течение последних 10 лет занимают гидравлические установки для бестраншейной прокладки и замены труб. Разработана целая гамма установок с номинальными рабочими усилиями от 200 до 3000 кН.

(Технические характеристики разработанного оборудования представлены в таблице.)

С помощью установки АС-20 прокладывают трубопроводы Ж60–150 мм, что позволяет ремонтировать «вводы» и «выпуски» из здания, идущие к основной трубопроводной трассе.
Установки АС-60, АС-120 и АС-300 разработаны для работы из котлована. Опорная стенка котлована должна быть надежно закреплена. Дно котлована при использовании установок АС-120 и АС-300 должно быть выложено бетонными плитами. Для работы установкой АС-60 дно достаточно засыпать щебнем. Отличия между установками АС-60 и АС-120, АС-300 заключаются в том, что более тяжелые установки АС-120, АС-300 оснащены вертикальными и горизонтальными гидроцилиндрами, позволяющими выставить установку относительно оси трубы.
Область применения котлованных установок, как правило, трубопроводы с небольшой глубиной залегания при наличии возможности вскрытия грунта для обустройства рабочего и приемного котлованов.

Заменить изношенные трубы в условиях плотной застройки и глубокого залегания трубопроводов с помощью котлованных установок нельзя. Для проведения таких работ нами изготавливаются гидравлические установки АСР-240 и АСР-60. Они выполнены в виде легко собираемых в единый силовой блок модулей, каждый из которых свободно проходит в стандартный люк водопроводного или канализационного колодца. Для захвата штанг, а также для их свинчивания, развинчивания и проворота установки оснащены соответственно гидроуправляемыми зажимным патроном и ключом. Гидроагрегаты установок АСР выполняются с автономным приводом от ДВС или с электроприводом от городской электросети.

Возможность размещения силового блока в колодце без разрушения его верхней части является главным преимуществом установок типа АСР перед котлованными установками типа АС. Колодезные (шахтные) установки не имеют ограничений по глубине, не требуют рытья котлованов. В то же время они могут быть использованы и для работы в котлованах. Эти преимущества обуславливают все более широкое применение установок типа АСР.

Главное – все рассчитать

Зависимость усилий протягивания полиэтиленовых модулей от длины участка трассы при реконструкции канализационного коллектора в г. Ярославле, расширение с диаметра 300 мм до диаметра 500 мм.

Цена одного деления по ординате – 200 кН
измеренные усилия на участке длиной 53 м;
измеренные усилия на участке длиной 62 м;
расчетные усилия на участке длиной 53 м;
расчетные усилия на участке длиной 62 м.

В центре Ярославля требовалось произвести реконструкцию канализационного коллектора протяженностью 320 метров. Он состоял из керамических труб Ж300 мм, имел заглубление 6,0ё7,0 м с уклоном 0,0025ё0,004 в зоне супеси и песков средней крупности. Смотровые колодцы, круглые Ж1000 мм и прямоугольные размером 1000х1000 мм с горловиной Ж700 мм и рабочей частью 2 м, были выполнены из кирпича.
В результате технико-экономического сравнения открытого и бестраншейного вариантов реконструкции был выбран последний. И не удивительно. Только необходимый при открытом способе объем земляных работ составил бы около 36 000 м3, для вывоза грунта потребовалось бы 5000 самосвалов типа КАМАЗ. Но самое главное, ширина траншеи составила бы не менее
15 м, и пришлось бы не только разрушить дорогу, но и уничтожить зеленые насаждения и снести дома, расположенные в 7 м от места пролегания реконструируемого коллектора.
Работы осуществлялись методом разрушения старой трубы и протягиванием модулей из полиэтиленовых труб ПЭ 80 SDR 17,6-500х28,3.
Прокладка трубопроводов производилась между двумя камерами (шахтами), одна из которых являлась технологической, а другая – вспомогательной.
В технологической камере монтировалась установка АСР-240, через вспомогательную камеру подавался протягиваемый трубопровод.

Аналогичным образом использовали установку АСР-240 специалисты ООО «Москаналремстрой» для работ по перекладке канализации в Москве по Большому Полуярославскому переулку. На участке общей протяженностью 185 м на глубине залегания 3–4,5 м необходимо было заменить керамическую трубу Ж350 на ПНД Ж500. Работы производились в относительно тяжелом грунте – суглинке с примесью известняка. Проведенные в ходе работ замеры показали, что тяговое усилие установки в этих условиях достигало 1500 кН.

Формула тягового усилия

Для правильного выбора типоразмера силовой установки, как правило, необходимо и достаточно знать величины требуемого тягового усилия или произвести его расчет. Расчетные формулы, предлагаемые в технической литературе, являются приближенными и не учитывают все силы сопротивления, возникающие при разрушении старой трубы и протягивании новой.
С целью проверки допустимости упрощенного расчета тяговых усилий во время выполнения описанных выше работ в г. Ярославле были проведены замеры тяговых усилий и выполнены соответствующие расчеты. Построены графики расчетных и фактических усилий, замеренных в процессе работы.
Расчетные усилия на участке реконструкции длиной 53 м, с достаточной степенью точности подтверждаются фактическими измерениями, что свидетельствует о приемлемости использованной расчетной формулы для случаев замены керамических труб и, вероятно, новой прокладки.
На участке трассы длиной 62 м было встречено и преодолевалось препятствие в виде старого крепления траншеи, что привело к значительному возрастанию фактических тяговых усилий по сравнению с расчетными.

Расчеты и замеры фактических тяговых усилий в двух приведенных примерах показывают, что для прокладки новых труб Ж500 мм с одновременным разрушением старых труб Ж300–350 мм необходимо развивать тяговые усилия до 1500 кН и более. Этому требованию, в частности, отвечает установка АСР-240 с номинальным тяговым усилием 2000 кН.

Общие проблемы

Изучение опыта применения бестраншейных технологий показывает наличие схожих проблем, часто возникающих при проходке трубопроводных трасс как методом ГНБ, так и способом силового протягивания (продавливания) труб. В первом случае в процессе бурения нередко требуется на коротком участке трассы существенно, иногда многократно, увеличить тяговое усилие.
Во втором случае при продавливании пилотного става штанг или труб часто невозможно преодолеть твердое препятствие, например, в виде камня или бетона. Очевидно, решение этих проблем возможно путем совмещения в одной установке обеих технологий проходки. Примером такого технического решения является разработанная и изготовленная в ЗАО «АВА Гидросистемы» установка АСРТ-60. Как и другие установки типа АСР, она является разборной, но отличается наличием съемной бурильной головки, устанавливаемой при обнаружении препятствий вместо легкосъемных узлов (зажимного патрона и ключа), используемых при силовом продавливании.

Юрий Малекин

Тел. (812) 540-6220