При проведении бестраншейной прокладки труб также применяют метод проталкивания. Этот подход является наиболее действенным для укладки стальных труб с диаметром до двух метров. Процедура похожа на процесс проталкивания, однако сверление осуществляется открытым концом трубы, а образовавшуюся почву необходимо удалять для обеспечения чистоты рабочего места.
Что такое ГНБ
ГНБ, или горизонтально-направленное бурение, представляет собой закрытый метод для строительства инженерных коммуникаций и сетей связи, который осуществляют без открытого копания. Эта техника позволяет создавать подземные скважины в грунте для прокладки различных трубопроводов, избегая необходимости в традиционном рытье траншей. Из-за своих многочисленных преимуществ этот метод постепенно вытесняет стандартные земляные работы. Хотя метод был впервые изобретен в 1960 году, он по-прежнему считается относительно новым на российском рынке строительства, и лишь в последние годы стал популярным среди отечественных специалистов.
Установка горизонтально направленного бурения
Для осуществления процесса ГНБ требуется специализированное оборудование, которое называется установкой горизонтально-направленного бурения. Данное оборудование позволяет быстро, а также экономично прокладывать разнообразные инженерные сети и коммуникации, включая:
- теплопроводы, водопроводы, нефтепроводы и газопроводы;
- канализационные системы;
- коммуникационные сети и сети электроснабжения и так далее.
Когда используется ГНБ?
Традиционные земляные работы могут встречать трудности или быть полностью невозможными по различным причинам. Это часто происходит, когда инженерные коммуникации прокладываются под железнодорожными путями или автомобильными магистралями. Кроме того, естественные преграды, такие как озера, реки, леса или овраги, также могут создать сложности. В таких случаях горизонтально-направленное бурение (ГНБ) становится оптимальным решением, позволяющим выполнять работы быстро и эффективно, не нарушая при этом окружение.
На сегодняшний день машины ГНБ обрели большую популярность и активно используются всеми ведущими строительными компаниями. Это объясняется тем, что использование установок ГНБ обладает рядом значительных преимуществ по сравнению с традиционными земляными работами:
- Экономичность. По данным экспертов, затраты на прокладку инженерных коммуникаций с использованием метода ГНБ ниже как минимум на 20% по сравнению с аналогичными работами, выполненными традиционным траншейным методом.
- Оперативность. Скорость выполнения работ с применением ГНБ увеличивается, сокращая срок выполнения проектов в среднем в 20 раз, что также приводит к снижению общей стоимости сметы.
- Экологичность. В ходе работ с применением ГНБ естественный ландшафт остается практически нетронутым, поверхностная структура грунта сохраняется. При проведении работ в городских условиях негативное воздействие на местных жителей минимизируется, поскольку их привычный образ жизни не нарушается.
- Безопасность. Процесс ГНБ является более безопасным по сравнению с традиционными землеройными работами. Риски возникновения непредвиденных или аварийных ситуаций значительно снижаются.
- Мобильность. Применение установки ГНБ не требует привлечения дополнительной техники или рабочей силы. Она способна самостоятельно проводить прокладку подземных коммуникаций. Более того, такие установки могут использоваться в сложных условиях, где землеройные работы невозможно провести (например, под реками, оврагами, лесами и транспортными магистралями).
Особенности метода горизонтально-направленного бурения
Метод HDD позволяет уменьшить стоимость аналогичной работы в 2-3 раза. Когда нет возможности осуществить прокладку коммуникаций традиционным способом с выкопкой траншей, применяют бурение грунта, что дает дополнительные преимущества.
Горизонтально-направленное бурение (ГНБ) используется для разнообразных целей, включая:
- Прокладку трубопроводов, газопроводов, электрических кабелей и других коммуникаций к зданиям;
- Формирование скважин для добычи нефти и других полезных ископаемых;
- Замена устаревших коммуникаций и оборудования;
- Создание подземных магистралей.
В дополнение к высокому спросу на эту технологию метод ГНБ обладает несколькими ключевыми преимуществами:
- Разрушения на поверхности минимизируются, так как требуется вырыть только два котлована в стартовой и конечной точках;
- Для выполнения работ необходима небольшая группа специалистов — всего 3-5 человек;
- Оборудование для бурения обладает высокой мобильностью, легко транспортируется и быстро устанавливается на месте выполнения работ;
- Метод ГНБ обеспечивает более быстрое и более дешевое обустройство коммуникаций, что содействует его широкой популярности.
Общее описание технологии
В процессе ГНБ применяют специализированное буровое оборудование (вы можете ознакомиться с подробностями о работе установок ГНБ в нашем блоге). Основные этапы технологии бурения можно представить следующим образом:
- Создание проектной документации, включающей расчеты для точного горизонтального бурения в грунте;
- Согласование проектов с местными органами власти или владельцами участков;
- На месте бурения осуществляется выемка двух котлованов — на стартовой позиции и в месте выхода коммуникации;
- С использованием бурового инструмента организуется прокладка необходимого оборудования;
- Завершение работ, засыпка котлованов и восстановление поверхности на месте их нахождения при необходимости.
Приведенное выше описание является лишь общей схемой; на сегодняшний день разработаны и применяются различные типы операций по HDD. Выбор того или иного метода горизонтального бурения зависит от типа грунта, требований к установленным коммуникациям и других факторов.
Буровая оснастка
В технологии бурения используются разные инструменты, которые важны для качественного выполнения работ:
- Буровая машина (Установка ГНБ). Это профессиональное оборудование, работающие на дизельном топливе, с управлением, осуществляемым оператором. Она выполняет бурение на основе нескольких функциональных элементов: лафета, гидростанции и панели управления.
- Вспомогательные инструменты. Для процесса продавливания или прокалывания почвы используются различные инструменты, такие как штанги, расширители, насосы, винтовые элементы с резьбой и т.д. В зависимости от типа и стадии выполняемых работ бригада выбирает соответствующий инструмент для установки на буровую машину.
- Система локации. При осуществлении ГНБ критически важно следить за траекторией прохождения бура и точностью выхода во втором котловане. Для этого на головке бура устанавливается зонд, а рабочая группа отслеживает передвижение инструмента с помощью локатора.
- Медно-графитовая смазка. Применяется для смазывания мест соединения буровых штанг, что улучшает процесс бурения и снижает износ оборудования.
Каждый элемент оборудования для ГНБ играет ключевую роль и требует внимательного обслуживания и профессионального обращения.
Горизонтально-направленное бурение (ГНБ)
Горизонтальное направленное бурение (ГНБ) — это метод бестраншейной прокладки подземных коммуникаций, включая трубы, каналы, кабели и подобные конструкции, по заданной траектории с использованием оборудования для направленного бурения с поверхности.
Метод ГНБ обладает значительными преимуществами по сравнению с традиционными работами с рытьем траншей и часто используется в ситуациях, когда открытия траншей или котлованов представляется нецелесообразным или невозможным.
За последние два десятилетия эта технология существенно изменила подходы к прокладке инженерных коммуникаций. Возможность устраивать их по специальным криволинейным траекториям с высокой скоростью способствовала стремительному развитию технологии ГНБ. Это радикально изменило методы строительства и восстановления инженерных сетей, особенно в густонаселенных районах с развитыми транспортными сетями.
Горизонтальное направленное бурение актуально для строительства и восстановления следующих объектов:
- Наружные сети водоснабжения, канализации и дренажа;
- Кабельные линии для электроснабжения, телекоммуникаций и связи;
- Газораспределительные сети, как в жилых районах, так и на промышленных объектах и межмуниципальных сетях;
- Нефтепроводы, расположенные в городах и других населенных пунктах;
- Пересечения с естественными и искусственными физическими препятствиями, такими как реки, ручьи, водоемы, холмы, леса, парки, автомобильные и железные дороги, трамвайные линии, а также линии метро и аэропорты.
Метод ГНБ
Процесс установки технических коммуникаций с использованием технологии HDD включает три основных этапа:
Пилотная скважина
Первый этап включает бурение пилотной скважины, строго соответствующей ранее подготовленным проектным документам.
Бурение производит буровая головка, вращение которой передается динамикой буровой установки через гибкий вал. Такой вал способствует поддержанию необходимых параметров бурения, позволяет подавать очиститель на рабочую зону и корректировать направление бурения. Положение забоя и инструмента, разрушающего породу, контролируется приемником, передающим сигнал от передатчика, размещенного на буровой головке, к дисплею установки. Это позволяет оператору точно контролировать процесс и вносить изменения в траекторию бурения, обеспечивать соответствие техническим требованиям и следить за правильным направлением движения.
В процессе бурения используется промывочная жидкость, она необходима для охлаждения инструмента, транспортировки измельченной породы на поверхность, поддержания устойчивости стенок скважины, а также для снижения энергозатрат путем уменьшения трения в буровой головке и колонне. Буровая установка оборудована резервуарами и смесителями для подготовки бурового раствора, который подается на забой с помощью насосов высокого давления. Бурение завершается, когда дно скважины выполняется в вывод на поверхность.
Расширение ствола скважины
На втором этапе происходит расширение скважины до необходимых размерных параметров в зависимости от предполагаемого назначения. Буровая головка заменяется на долото, а диаметр пилотного отверстия увеличивается до заданного значения с помощью специального инструмента втягивания на буровой установке.
Для различных типов грунта и размеров расширения используются буровые коронки разных конструкций и характеристик.
Установка трубопровода
Третий этап завершается укладкой трубопровода в подготовленный тоннель, что позволяет завершить операцию по установки коммуникаций.
На трубопровод устанавливается задний съемник, который фиксирует его положение и обеспечивает правильную укладку в скважине.