Izgradnja podzemnih komunalnih mreža beirovnim metodama. Izgradnja cjevovoda metodom bez iskopa

Upotreba: zamena i popravka podzemnih cjevovoda. Suština izuma: prilikom zamjene cjevovoda bez iskopa sa spojnicom za popravak, stari cjevovod se uklanja iz instalacijskog bunara udarnim mehanizmom, uz njegovo uništavanje i formiranje bunara prečnika većeg od vanjskog prečnika starog. cjevovod. Potonji se u dijelovima uklanja na spojnicu za popravak iz dva suprotna montažna bunara. Uklanjanje preostalog dijela starog cjevovoda i izbijanje spojnice u slobodni bunar kombinira se s uvlačenjem novog cjevovoda. 3 ill.

Pronalazak se odnosi na građevinska industrija i može se koristiti za bezrovove zamjene starih podzemnih cjevovoda, za sanaciju i rekonstrukciju podzemnih inženjerske komunikacije. Poznata je metoda zamjene podzemnih komunikacija bez iskopa (RF patent N 2003911 C1), koja se sastoji od lomljenja cevovoda koji se zamjenjuje, utiskivanja njegovih fragmenata u masu tla kako bi se formirao bunar i uvlačenja novog cjevovoda u njega pomoću pneumatskog udara. mehanizam. Nedostatak ove metode zamjene je potreba za dodatnim iskopima ako se na vanjsku površinu starog cjevovoda postavlja popravna metalna spojnica, što zahtijeva velike energetske napore za njegovo uklanjanje. Pneumatski udarni mehanizam nije uvijek u mogućnosti da ga izrežu. Također, u metodi zamjene podzemnog cjevovoda (RF patent N 2003909), koji uključuje izrezivanje uzdužnih žljebova na starom cjevovodu i primjenu koncentrisanih destruktivnih sila na njegove zidove pomoću reznih rebara smještenih na tijelu pneumatskog udarnog alata, u prisustvu remontne metalne spojnice na starom cjevovodu, zaglavljivanje alata zbog potpuno metalne livene spojnice. U praksi se u tim slučajevima tlo na mjestu spajanja otkopava, uklanja, a zatim se nastavljaju radovi na zamjeni. To dovodi do velikih gubitaka vremena i troškova. fizički rad. Najbliže tehnička suština je metoda zamjene podzemnog cjevovoda bez iskopa (RF patent N 2003918), koja se sastoji u uklanjanju starog cjevovoda koji se zamjenjuje pod utjecajem udarnog opterećenja i zbijanju njegovih fragmenata u tlo, nakon čega slijedi uvlačenje novog cjevovoda. Nedostatak ove metode zamjene je u tome što ako udarni mehanizam naiđe na spojnicu za popravak i primijeni značajno udarno opterećenje, udarni mehanizam može biti prisiljen da se zaustavi u trenutku kada dođe u kontakt s metalnom spojnicom za popravak, što će dovesti do potrebu za otvorenim iskopima i usporavanje procesa zamjene. Tehnički problem riješen ovim izumom je ubrzanje metode zamjene cjevovoda. Predložena metoda zamjene, koja uključuje uklanjanje starog cjevovoda i izvlačenje novog cjevovoda iz instalacijskih bunara, je da se uklanjanje starog cjevovoda izvrši do popravne spojnice iz svake bušotine, a zatim se spojnica izvuče. u jedan od instalacijskih bunara. Prilikom uklanjanja starog cjevovoda sa strane bunara u koju je spojnica izbijena, preporučljivo je formirati bunar prečnika većeg od prečnika spojnice. Zamjena cjevovoda ovom metodom značajno ubrzava vrijeme zamjene, jer eliminira potrebu za otkopavanjem dijela trase na mjestu spojnice i uklanjanjem fizičkim radom. Na sl. Slika 1 prikazuje uzdužni presjek cjevovoda koji se zamjenjuje jednim od moguće opcije uređaji za implementaciju predložene metode. Suština predložene metode prikazana je na konkretnom primjeru. Uređaj koji implementira ovu metodu nalazi se unutar starog cjevovoda 1 koji se zamjenjuje iz instalacijskog bunara 2, a sastoji se od udarnog mehanizma 3, na primjer, pneumatskog udarca. U glavnom dijelu udarnog mehanizma 3 nalazi se ekspander 4 konusnog presjeka, čiji je prečnik veći od unutrašnjeg prečnika starog cevovoda 1 i veći od spoljašnjeg prečnika novopoloženog cevovoda 5. Kabel 6 pričvršćen je na prednji dio kućišta udarnog mehanizma 3, koji prolazi unutar starog cjevovoda 1 i povezan je sa vučnim mehanizmom 7 (na primjer, vitlom) koji se nalazi u suprotnom bunaru 8. Na vanjskoj površini starog cjevovoda 1 nalazi se remontna spojnica 9. Za implementaciju ove metode, uređaj se postavlja u instalacioni bunar, koji je najbliži remontnoj spojnici 9 koja se nalazi na cevovodu 1. Metoda se realizuje na sledeći način. Pod djelovanjem udarnih impulsa mehanizma (pneumatskog udarca) 3 i sile vučnog mehanizma (vitla) 7, koju prenosi vučni kabel 6, uređaj se kreće duž starog cjevovoda 1 do spojnice za popravak 9, razbijajući stari cjevovod 1 sa ekspanderom 4, utiskivajući njegove fragmente u zemlju. Nakon iskopa ove dionice trase, uređaj i vučni mehanizam 7 se demontiraju i na isti način se vrši prodor sa novim cijevovodom koji je pričvršćen na njega od instalacijskog bunara 8 do remontne spojnice 9 (sl. 2). Nakon kontakta sa spojnicom, penetracija se nastavlja sve dok se remontna spojnica 9 ne ugura u bunar 2 i potpuna zamjena stari cjevovod u cijeloj dionici (sl. 3). Bušenje ove sekcije je jednostavno, jer je prečnik spojnice manji od prečnika bunara na strani prve bušotine. Zatim, zbog činjenice da bunar ima veći promjer u odnosu na promjer starog cjevovoda 1 i spojnice 9, potonji se lako izbija u instalacijski bunar 2.

6.1. DIRECTIONAL BUŠENJE

Najčešći načini rovova za izgradnju podvodnih prijelaza cjevovoda, uz svoje prednosti, imaju niz značajnih nedostataka i ne zadovoljavaju u potpunosti savremene zahtjeve - potreban nivo pouzdanosti konstrukcije i zaštite okoliša. Glavni nedostaci metode rovova su veliki obim iskopa i radno intenzivni ronilački radovi, potreba za glomaznim, teškim teretima ili drugim sredstvima za držanje cjevovoda u projektiranom položaju u poplavljenom rovu. Mehanizovani razvoj nižim slojevima tlo obalnih i koritnih dionica prelaza, posebno u kombinaciji sa miniranjem, šteti ekološkom stanju akumulacija. Značajna šteta nastala je prilikom izgradnje prelaza magistralnih cjevovoda preko velikih rijeka.

Nakon završetka izgradnje prelaza, korita rijeka se često ne obnavljaju, poplavno područje postaje močvarno, obale se urušavaju, a hidrološki režim je narušen. U međuvremenu, velike rijeke igraju veliku ulogu. To su mrijestilišta, hranilišta za ribe i brodski putevi.

Uzimajući u obzir sve ove faktore, jedan od glavnih i sve hitnijih zadataka sa kojima se susreću graditelji magistralnih cjevovoda u posljednjih 20 godina postao je zadatak kreiranja metoda i tehnologija koje osiguravaju najmanje poremećaje u životnoj sredini, smanjuju radni intenzitet rada. , i smanjiti vrijeme potrebno za njihov završetak. Takve metode uključuju usmjereno bušenje i mikrotuneliranje.

U Rusiji je ideja o metodi kosog bušenja nastala 30-ih godina

godine dvadesetog veka. Primijenjeno je prilikom postavljanja komunikacija ispod puteva.

U SAD je razvijena i implementirana metoda za izgradnju magistralnih cjevovoda koja zadovoljava savremene zahtjeve, a osnivač metode je američki inženjer Martin Cherrington (fotografija 7, 8 na umetku u boji).

1971. godine ispod rijeke. Pejeiro u Kaliforniji, metodom kosog bušenja, Cherrington Corporation je postavila cjevovod prečnika 115,3 mm i dužine 231,6 m. Nakon toga je otvoren put za široko uvođenje metode u praksu. Do 1992. godine 2.400 izgrađeni su prelazi, prečnik im je povećan na 1200 mm, maksimalna dužina prelaza dostigla je 1800 m, a ukupna dužina izgrađenih prelaza je premašila 800 km. Do tada je 75% prelaza u SAD izgrađeno po novoj tehnologiji .

U Rusiji su graditelji gasovoda prvi upotrijebili ovu tehnologiju, nazvavši je usmjereno bušenje (DND).

1996. godine, koristeći nekontinuiranu metodu, Transneft AK je izgradio prelaz preko reke. Korženec je dugačak više od 400 m i prečnik 1020 mm.

Prednosti NNB metode:

ekološka sigurnost, očuvanje dna, riječnih obala i vodnog režima rijeke zbog isključenja podvodnih i obalnih iskopa, bušenja i miniranja, zaštite obala i drugih radova;

nema smetnji u transportu; minimalna zapremina iskopanog tla; značajno smanjenje vremena izgradnje; smanjenje operativnih troškova; izdržljivost;

pouzdana zaštita od vanjskih mehaničkih oštećenja, uključujući udar leda i brodskih sidara kao rezultat dubljeg polaganja cjevovoda;

nema opasnosti od izlaganja cjevovoda zbog erozije riječnih korita;

mogućnost izgradnje: na negativnim temperaturama,

na ograničenim područjima A di građevinskih područja A d To ah, u skučenim uslovima,

ispod hidrauličkih konstrukcija i dubokih komunikacija, u permafrostu.

Nedostaci NNB metode koji ograničavaju njegovu upotrebu uključuju:

veliki jednokratni troškovi kupovine opreme;

potreba za dubokim (do 40 m od dna) geotehničkim bušenjem i hidrogeološkim istraživanjima;

poteškoće iskopavanja u šljunčanim, kamenim, muljevitim i kraškim tlima;

povećani zahtjevi za stabilnost obalnih padina.

Unatoč svim nedostacima, NNB metoda je jedna od najprogresivnijih u izgradnji podvodnih prijelaza.

Za procjenu mogućnosti i izvodljivosti korištenja NNB-a uzimaju se u obzir sljedeći faktori:

rezultate inženjerskih istraživanja, koji obuhvataju geodetska, geološka, ​​hidrogeološka, ​​hidrometrijska, hidrometeorološka, ​​geokriološka, ​​ekološka istraživanja, procjenu stanja magnetne pozadine;

prisustvo i karakteristike privredne infrastrukture na području gde se nalazi prelaz, stanje i uslovi rada hidrotehničkih objekata, uslovi međusobnog uticaja različitih objekata tokom njihovog rada; karakteristične karakteristike područja.

Za izgradnju cjevovoda HDD metodom najpovoljnije rijeke (sa pristupačnom širinom i geologijom kanala i obala) imaju vrpcasto-sljemenski, bočni i ograničeno meandrirajući tip kanalskog procesa, kao i kanalski višekrak, gdje kanal procesi u granama razvijaju se po istom tipu . Postoje problemi vezani za korištenje NNB na rijekama koje imaju tipove kanalskog procesa u obliku slobodnog vijuganja, nepotpunog vijuganja i poplavnog višegrananja. Ove uslove karakterišu velike i teško predvidive planske deformacije, široke i niske poplavne ravnice, te različite visine obalnih padina, što predstavlja velike poteškoće za nekonvencionalnu gradnju. U ovim uslovima, upotreba nekonvencionalnih zaštitnih mreža je dozvoljena samo u slučajevima sa neznatnim parametrima korita ovih reka (širina, visina, stanje obala, brzina njihove erozije itd.), uz naknadno predviđanje uslova. za njihov dalji razvoj i izradu dodatnih mjera za njihovu stabilizaciju i sprječavanje opasnih procesa u koritu .

Upotreba NNB je takođe ograničena na dionicama rijeka čija su korita i obale sastavljene od stijena iznad kategorije čvrstoće IV ili tla sa visokim sadržajem šljunka (više od 30%) sa veličinom čestica od 5-10 mm i gromadama.

Postoje i druga ograničenja koja se moraju uzeti u obzir kada se odlučuje da li koristiti DNB. Na primjer, prisustvo krša, poplavljenog pijeska, mulja i klizišta u tlu duž trase cjevovoda.

Izgradnja podvodnih ukrštanja cjevovoda HDD metodom, ovisno o karakteristikama vodenih barijera, vrsti korištenih bušaćih uređaja, tehnologiji bušenja, projektnim parametrima opreme za bušenje i cjevovoda koji se vuče (dužina zakrivljenog dijela, promjer itd. ), provodi se prema raznim tehnološke šeme sa određenim razlikama.

Suština metode je da se duž tačke ukrštanja ispod korita izbuši bunar, uz koji se cevovod vuče od obale do obale.

Ono što je zajedničko svim tehnološkim shemama je:

bušenje pilot bunara;

širenje bunara u jednoj ili više faza u različitim smjerovima - naprijed i nazad;

uvlačenje cjevovoda u razvijenu bušotinu.

Glava za bušenje NNB platforme je nagnuta na način da konstantna rotacija bušaće šipke, u kombinaciji sa pritiskom, stvara ravnu rupu. Rezultat je bunar određene zakrivljenosti. Pritiskom bez rotacije šipka odstupa od navedenog smjera.

Prilikom bušenja u stijeni, rotacija i pritisak mogu se kombinirati sa udarom čekića. Hidraulička energija impulsnih mlazova pod visokim pritiskom koju generiše niskokopski motor koristi se za otkopavanje stijena i drugih čvrstih formacija.

Postoje jedinice za usmjereno bušenje koje ne zahtijevaju tekućinu za bušenje za rad, što ih čini posebno atraktivnim kada je radni prostor ograničen.

Uređaj za upravljanje procesom bušenja nalazi se iza svrdla za bušenje. Kada se krećete u bušotini, informacije dobivene uz njegovu pomoć omogućuju vam praćenje putanje i smjera bušenja. Ove informacije kontinuirano snima zemaljski kompjuterski sistem. U drugoj fazi, u smjeru unazad ili naprijed, bušenjem se proširuje pilot bušotina. Širenje se vrši onoliko puta koliko je potrebno da se bunar proširi do promjera cijevi koja se polaže. U slučaju direktnog razvrtanja, bušaća cijev je pričvršćena i ispred i iza razvrtača. Ekspander se provlači i neki uređaj (traktor, polagač cijevi) održava vuču na izlaznoj strani dok se moment i rotacija primjenjuju na ulaznoj strani. Element razvrtanja za mlazno bušenje postavljen je ispred elementa za razvrtanje i omogućava da bušotina ostane otvorena za cirkulaciju bušaće tečnosti. Za razvrtanje pilot rupe do velikog prečnika, nerotirajući stabilizator se postavlja iza razvrtača kako bi se bušaća cijev pravilno centrirala u rupi. Bušaće cijevi se naizmenično izvlače tokom procesa bušenja, a nosač stroja osigurava translacijsko i rotacijsko kretanje bušaće kolone. Okretni element je pričvršćen na izlazni kraj bušaće žice; potrebno je obezbediti vuču. U slučaju obrnutog razvrtanja, uređaj za bušenje povlači razvrtač u smjeru ulaza u bušotinu i primjenjuje vučnu i rotirajuću silu.

Prije povlačenja cjevovoda, ako je potrebno, bunar se kalibrira (čišćenje i ojačavanje zidova) pomoću cilindričnog ekspandera. Konačni prečnik pripremljenog bunara mora biti najmanje 25% veći od prečnika cevovoda koji se vuče. Cjevovod se uvlači u pripremljeni rov. Sa stabilnim zidovima bunara, faza povlačenja može se kombinovati sa posljednjom fazom proširenja. Duker se sastavlja na izlaznom kraju bunara i zavaruje u jednu celinu. Posebna glava je spojena na sifon, a zatim pričvršćena na bušaću kolonu. Bušaća kolona se povlači unazad uz pomoć bušaće opreme, a bušaće cijevi se uklanjaju kako se sifon provlači.

Glavni parametri mehanizma za dovod bušaće opreme, koji karakterišu njegovu efikasnost, su sila pomaka naprijed i nazad. Princip rada bušaće opreme je rotacija i povratno kretanje bušaće kolone.

U tabeli 10 prikazani su parametri nekih instalacija proizvedenih u SAD-u

Do 1979. postojale su instalacije prve generacije. Glavne razlike između prve i druge generacije NCD tehnologija su sljedeće.

Tehnologija prve generacije uključuje niz procesa koji se stalno razvijaju, koji se zajednički nazivaju dvostepena tehnologija - "tehnologija bušilice i strune za pranje 1", koja se zasniva na upotrebi dvije žice: bušaće i ispiračke. Bušaća kolona malog promjera (73 mm) sa malom turbo bušilicom pomiče bušaću kolonu do najveće moguće udaljenosti ili do tačke u kojoj se brzina prodiranja smanjuje kada postane nemoguće dati traženi smjer turbo bušilici. U ovom trenutku, kolona ili kolona za ispiranje se gura u bunar oko bušaće kolone. Kolona za pranje se gura na turbobušilicu. Zatim se nastavlja napredovanje bušaće kolone i prodor se vrši teleskopskim uvlačenjem.

Ispiranje ili kućište se koristi za smanjenje opterećenja na bušaću kolonu, eliminisanje mogućnosti zaglavljivanja bušaće kolone i sprečavanje savijanja kolone pod uticajem aksijalnog pritiska. Kasnije je kolona za ispiranje korištena za proširenje bunara i provlačenje kroz cjevovod.

Upotreba snažnih turbobušilica velikog promjera je nemoguća zbog urušavanja stijena u zidovima bušotine uslijed vibracija.

Tehnologija druge generacije zasniva se prvenstveno na upotrebi modifikovane bušaće kolone i naziva se tehnologija radne kolone. U ovom slučaju, bušenje se izvodi u jednoj fazi; eliminira potrebu za dvije kolone.

Korporacija Cherrington je razvila eksternu cirkulacijsku radnu kolonu koja omogućava bušenje na velikim udaljenostima (preko 1200 m) bez upotrebe cirkulacione kolone.Ovo je dobar opis bušaće kolone.

Za prevazilaženje problema urušavanja stijenke bušotine razvijen je dio za vođenje (prvih 30 m bušaće kolone) izrađen od antimagnetne legure visoke čvrstoće. Problem vibracija uzrokovanih turbobušilom riješen je zamjenom hidrauličnog svrdla, koji uništava stijenu ispred sebe i osigurava da se radni alat kreće naprijed bez rotacije. Osim toga, promijenjena je konfiguracija i smještaj mlaznica na svrdlu, što je omogućilo postizanje maksimalnog razaranja stijene uz minimalnu količinu tekućine za bušenje. Turbo bušilice se i dalje koriste, ali samo u tvrdim stijenama, gdje tlo može izdržati turbo bušilice velikog promjera koje prenose veliki obrtni moment, sa vlastitom težinom od 450 kg.

Ovo nova tehnologija dovela je do novih napretka, uključujući i činjenicu da se usmjereno bušenje sada može koristiti u različitim stijenama, kao što su šljunak, lomljeni kamen, krečnjak i granit tvrdoće do 150.000 kg/cm 2.

Proces bušenja sa instalacijom bez bušenja uključuje četiri faze (slika 9):

bušenje pilot bunara; širenje bunara naprijed ili nazad; kalibracija bunara; povlačenjem sifona unazad.

U prvoj fazi se buši pilot, vodilica, čiji je promjer manji od promjera sifona.

Prečnik pilot bušotine ne prelazi 20 cm.Bušenje se može obaviti korišćenjem, na primer, mlaznog rezača, koji koristi hidrauličnu energiju tečnosti za bušenje za erodiranje stena. Tokom pilotskog bušenja, koriste se različiti navigacijski sistemi za vođenje bušotine duž date putanje od njenog ulaza do izlaza.

Druga faza je proširenje bunara do potrebne veličine. Prečnik bunara treba da bude 30-50% veći od prečnika cevovoda. Tokom bušenja ne bi trebalo da dođe do situacije da prečnik bilo kog uređaja koji prolazi kroz bunar bude jednak prečniku bunara. Veličina ovih uređaja trebala bi biti znatno manja od promjera bunara. Proširenje se može izvršiti na dva načina:

1) proširenje prema naprijed. Ovom metodom, bušaći razvrtač se gura od ulaza u bunar do njegovog izlaza pomoću bušaće žice. Ekspander, koji se nalazi na ulaznoj strani, tokom svoje rotacije seče kamenje, povećavajući prečnik bunara i njegovu okomitost na čeonu ravninu;

2) ekspanzija unazad. Ovom metodom ekspander se pomiče od izlaza do ulaza pomoću opreme za bušenje.

Treća faza bušenja je kalibracija. Nakon što je bunar povećan na traženi prečnik, bubanj za razvrtanje istog prečnika kao i cevovod se provlači kroz bunar. Bunar će tada biti kalibriran i očišćen od bilo kakvih smetnji koje mogu postojati unutar proširene bušotine. Na oba kraja razvrtača nalaze se rezači koji omogućavaju razvrtaču da seče i uklanja izlive koji mogu otežati razvrtaču da se kreće kroz bunar.

Četvrta faza je povlačenje cjevovoda. Glava vuče je povezana sa bušaćim cevima koje se spuštaju niz bunar do opreme za bušenje. Telo za vučenje ima okretni konektor koji omogućava savijanje glave tako da cevovod može da prođe u bunar. Dodatno, dragger je opremljen sa reznom glavom na prednjoj strani, tako da kada naiđe na bilo kakvu prepreku unutar proširene bušotine, bušaće cijevi se mogu rotirati i rezna glava može ukloniti prepreku i otvoriti put za provlačenje cjevovoda kroz bušotinu. dobro.

Sistem za potiskivanje cevovoda sastoji se od stezne stege, sidrenog uređaja, sistema nosača cevovoda, sistema remenica i vitla. Ovaj sistem se nalazi na izlaznoj strani bušotine i dizajniran je da olakša rad opreme za bušenje prilikom guranja cjevovoda kroz bušotinu. Sistem za potiskivanje se može koristiti za različite prečnike cevi.

Kao mješavina za bušenje koristi se otopina bentonita koja uklanja čestice razvijene stijene u obliku suspenzije, koja se naknadno može filtrirati u sistemu za regeneraciju. Otopina bentonita ima sljedeće funkcije:

erozija tla i uklanjanje iz bunara; hlađenje i podmazivanje reznih alata; jačanje zidova bunara tokom izvođenja radova; smanjenje trenja radnog cjevovoda o zidove bunara i kada se provlači;

smanjenje rizika od mogućeg oštećenja izolacijskog premaza na cjevovodu prilikom njegovog provlačenja.

Za pripremu tekućine za bušenje koristi se bentonit - stijena koja se sastoji od glinenih materijala. Za upotrebu u NNB potrebna je glina koja ima lamelarnu, kristalnu strukturu. Ovaj uslov najbolje ispunjava natrijum montmorilonit (bentonit). Ovaj materijal se koristi jer ima jedinstvenu sposobnost da apsorbira vodu do 5 puta veću od svoje mase i nabubri do 12 puta od svoje prvobitne zapremine. Da bi se koristio u bušenju, bentonit mora ispunjavati određene zahtjeve kvaliteta, što se postiže odgovarajućom obradom i čišćenjem.

Za održavanje integriteta bušotine i poboljšanje klizanja prilikom bušenja i povlačenja potrebno je izvesti tri jednostavna, ali vrlo važna pravila: kontrola utrošene vode; kontrola viskoziteta; kontrola gubitka tečnosti; kontrola viskoziteta bušaćeg fluida.

Voda koja se koristi za pripremu tečnosti za bušenje mora imati pH vrednost u rasponu od 8,0 do 8,5.

U svim fazama stvrdnjavanja potrebno je održavati potrebnu viskoznost kako bi se djelotvorno ojačalo tlo i sačuvala bušotina od uništenja.

Prekomjerni gubitak vode iz tekućine za bušenje uzrok je mnogih problema u bušenju bunara. Što je veći gubitak vode, veći je rizik od slabljenja tla, do njegovog uništenja i stvaranja čepa (začepljenja bunara).

Optimalan rezultat upotrebe bentonita u tečnosti za bušenje postiže se temeljnim mešanjem sa vodom koja ima pH vrednost 8,0 -8,5, nizak sadržaj kalcijuma i temperaturu od najmanje 4 °C. Za postizanje potrebnih svojstava koriste se kalcijum karbonat i polimerni aditivi. Količina tekućine za bušenje i polimernih aditiva se prilagođava ovisno o vrsti tla i vrsti opreme za bušenje.

Polimerni aditivi se koriste za: povećanje prinosa rastvora; stabilizacija procesa bušenja; stvaranje filter kolača; poboljšanje svojstava podmazivanja; smanjenje otpora; povećanje snage;

postizanje potrebnog nivoa viskoznosti; postizanje kontrolisanog nivoa filtracije; postizanje suspenzije pri bušenju u teškom pijesku i šljunku;

povećanje dužine prednjeg i obrnutog bušenja. Asortiman uređaja za bušenje koje nude proizvođači vrlo je širok: od kompaktnih uređaja dizajniranih za bušenje bušotina malog promjera na kratkim udaljenostima, do uređaja koji mogu polagati cijevi značajnog promjera na udaljenosti od nekoliko stotina metara.

U ponudi je podjednako širok raspon kontrolnih sistema, glava za bušenje, razvrtača i raznih srodnih alata i uređaja.

Izbor tipa bušaće opreme na osnovu tehničkih parametara vrši projektantska organizacija, uzimajući u obzir uslove za izgradnju određenog podvodnog prelaza: dužinu zakrivljenog dela, prečnik i debljinu zida cevi, geološke uslove na mestu ukrštanja, veličinu potrebnih vučnih sila za uvlačenje cjevovoda u bunar i druge uslove.

Oprema za bušenje (Sl. 24) se bira na osnovu uslova: obezbeđivanje bušenja pilot bušotine i njenog širenja u različitim (uključujući kamenita) tla;

mogućnost ponovne upotrebe tekućine za bušenje zbog njenog pročišćavanja i regeneracije;

korišćenje opreme koja omogućava njen nesmetan rad i otvoreno skladištenje na gradilištima u specifičnim klimatskim uslovima.

Set opreme za usmjereno bušenje uključuje:

oprema za bušenje; mud pump; power unit; Kontrolni blok;

sistem za pripremu i regeneraciju tečnosti za bušenje; bušaći niz;

alat za spuštanje bušotine;

potiskivač cijevi;

oprema navigacionog sistema.

Osnova opreme za bušenje je okvir i nosač bušilice. Okvir sa bušaćim nosačem često se izrađuje odvojeno od pogonskog agregata, što proširuje mogućnosti korišćenja bušaće opreme u različitim građevinskim uslovima.

Hidraulične stezaljke omogućavaju pričvršćivanje bušaćih cijevi prilikom njihovog spajanja i demontaže. Nos za bušilicu ima motore koji pokreću kretanje nosača bušilice naprijed i nazad. Mehanizam koji sadrži letvu i zupčanik omogućava da se nosač bušilice pomera gore-dole kako bi se stvorila potrebna sila uvlačenja. Ugao nagiba ležišta prilikom bušenja bušotine može se podesiti od 0° (horizontalni položaj) do maksimalna vrijednost na 20°.

Oprema za bušenje mora biti zaštićena od pomeranja na tlu tokom procesa bušenja kada se kreće napred ili nazad. U tu svrhu koristi se sidreni sistem koji se u donjem dijelu montira na opremu za bušenje.

Kako bi se povećala vučna sila, na opremu za bušenje može se pričvrstiti dodatni uređaj za povratno napajanje.

Isplačna pumpa je dio ODU instalacije na ulaznoj strani; daje hidrauličku energiju procesu bušenja, erodira stijenu mlaznim svrdlom ili ispire proizvode rezanja kada se koristi trokonusni svrdlo za tvrdu stijenu. Isplatna pumpa optimizuje pritisak i protok tečnosti za bušenje tokom procesa bušenja. Mogućnost pranja proizvoda za bušenje od dna do površine omogućava vam da bušotinu održavate čistim.

Dizel motor se u pravilu koristi kao glavni motor bušaće opreme, koji ga i pomoćnu opremu opskrbljuje električnom i hidrauličnom energijom.

Upravljačka jedinica je dizajnirana na način da bušačicu omogući pregled prostora za bušenje. Kabina ima veliki prozor i krov za zaštitu od kiše. Moguće je vidjeti okvir sa nosačem bušilice i mehanizmom za spajanje i odvrtanje cijevi za bušenje. Upravljačka jedinica velikih instalacija pruža prostor za proizvodnju stručnjaka kutija njegov pregled i proračune putanje bušotine koja se buši.

INIC r zf

g 4

cijevi g U

cjevovod, skladište

b>I]VEIinivoa

Proces usmjerenog bušenja koristi nekoliko različitih konfiguracija bušaće žice. Među njima su tri glavne konfiguracije: "pilot bunar 1", "proširenje", "izvlačenje sifona". Kombinacija različitih delova za konfiguraciju bušaće kolone koja se koristi zavisi od nekoliko faktora: vrste stene koja se buši; prečnik i dužina sifona; direktno ili obrnuto širenje;

potreba za prethodnim čišćenjem bunara; vrsta sifonskog priključka za povlačenje.

Sve tri glavne konfiguracije koriste iste komponente. Međutim, svaka od konfiguracija ima specifične karakteristike koje su jedinstvene za određenu operaciju.

Ovisno o svojstvima i strukturi tla, kao alat za bušenje koriste se sljedeći alati:

za bušenje rastresitih tla (pješčana ilovača, ilovača, glina, pijesak) - ejektorske hidraulične mlaznice za čišćenje (turbo-bušilice), koje razvijaju donju rupu s tekućinom za bušenje pod pritiskom od 4 MPa ili više;

za bušenje u srednje tvrdim tlima - burgije raznih vrsta;

za bušenje u tvrdim kamenitim tlima - višekonusna svrdla.

Za kontrolu pravca bušenja pilot bušotine postoji navigacijski sistem ili upravljačka jedinica. Sistem uključuje: dubinsku sondu, kompjuter, instrumente koji pokazuju položaj u bušotini, u nekim instalacijama postoji kabl koji povezuje bušotinski alat sa površinskim kompjuterom. Ovaj blok se nalazi unutar bušaće kolone u nemagnetnoj komori za prenos.

U slučajevima kada čelični cjevovodi, šipovi ili drugi metalni predmeti koji uzrokuju izobličenje Zemljinog magnetnog polja prolaze blizu ulaznih i izlaznih tačaka bunara, njihova upotreba postaje nemoguća. U tim slučajevima koristi se kolo koje se postavlja duž putanje bušotine kako bi se stvorilo umjetno magnetsko polje, koje se mjeri magnetometrom osjetljivim na magnetsko polje, a ako znate tačan položaj konture, tada možete precizno odrediti položaj mjerne jedinice u bušotini u odnosu na konturu.

Izlazne informacije koje generira jedinica za kontrolu smjera prikazuju azimut, koji određuje ugao između ose bušotine i smjera prema magnetskom meridijanu, položaj udarca u bušotini u odnosu na vertikalu i kut nagiba smjera. Zemljinog magnetnog polja u odnosu na vertikalu. Sistem mjeri jačinu Zemljinog magnetnog polja i prikazuje vrijeme, datum i temperaturu senzornog elementa u bušotini. Ove informacije se mogu daljinski prikazati na displeju.

Glavne funkcije sistema za pripremu i regeneraciju tečnosti za bušenje:

vraća tekućinu za bušenje za ponovnu upotrebu u budućnosti;

održava potrebne karakteristike tečnosti za bušenje;

obavlja funkcije pripreme, skladištenja i čišćenja tekućine za bušenje;

obezbeđuje rezervu tečnosti za bušenje u slučaju nužde kada je potrebno dopremiti veliku količinu tečnosti za bušenje u bušotinu.

Sistem ne zagađuje okolinu jer se svi fluidi koji se koriste u bušenju skladište u rezervoarima. Sva pomoćna oprema smještena je unutar tijela spremnika za blato radi lakšeg transporta.

Oprema za pripremu i regeneraciju bušaćeg fluida sadrži pumpe, rezervoare za bušaću tečnost, generator koji snabdeva energijom pumpe koje pumpaju tečnost za bušenje kroz sistem, filtere i sistem vibracionih sita.

Sistem regeneracije radi na sljedeći način: tekućina za bušenje koja dolazi iz bušotine prolazi kroz vibrirajuće sito, zbog čega se uklanjaju velike čestice. Tečnost za bušenje zatim prolazi kroz grube i fine filtere, koji uklanjaju većinu najsitnijih čestica iz tečnosti za bušenje, nakon čega bušaća tečnost ponovo ulazi u rezervoar za pripremu isplake.

Rezervoar za pripremu rastvora opremljen je mešalicom, mlaznim lijevkom i pumpom.

Postoje neke posebnosti prilikom izgradnje cjevovoda HDD metodom.

Prije početka rada na složenom projektu u određenom problemskom području, potrebno je izdvojiti vrijeme za pravilno planiranje i pripremu skupih preventivnih mjera. Tri jednostavna, ali često zanemarena pravila pomoći će održati integritet bušotine i poboljšati klizanje prilikom bušenja i povlačenja cjevovoda:

1) kontrolu korišćene vode;

2) kontrolu viskoziteta bušaćeg fluida;

3) kontrolu gubitka vode iz bušaćeg fluida.

Gubitak stabilnosti oblika vučenog cjevovoda može nastati zbog kombinacije vlačnog naprezanja uzrokovanog aksijalnim opterećenjem, naprezanja savijanja zbog zakrivljenosti bušotine i naprezanja zbog pritiska tekućine ili plina koji se transportira kroz cjevovod. Kao rezultat toga, nabori formiraju ili čak izravnavaju poprečni presjek, što dovodi do uništenja cjevovoda. Prilikom projektovanja cevovoda izgrađenih usmerenim bušenjem potrebno je izvršiti studije o mogućem gubitku stabilnosti oblika, odabiru fizičko-mehaničkih karakteristika cevi i proračunu sila i napona pri njihovom izvlačenju i daljem radu.

Za balastiranje cjevovoda u bunaru, vučena cijev se puni vodom. Ova cijev se ne pomiče s cjevovodom, čini se da puzi iz njega. Punjenje se vrši samo u cijevima velikog promjera, ali na način da cjevovod ne postane pretežak. Ponekad se u cjevovod postavlja polietilenska cijev, koja se puni vodom, postepeno se kreće kroz nju. Ako je potrebno primijeniti dodatnu silu, koristi se uređaj za izvlačenje cijevi, takozvani A-okvir. Kada radite sa A-okvirom, početak povlačenja mora doći od opreme za bušenje.

Operater bušaće opreme primjenjuje potrebnu početnu silu, održava je konstantnom neko vrijeme (50% maksimalne nazivne sile), a zatim šalje signal A-ramu putem radija. Počinje povlačenje, a nakon što se cijev pomakne, daje se signal bušaćoj platformi. U ovom slučaju, sila na opremu za bušenje se ne povećava, jer se cijev mora kretati ravnomjerno. Ovo se također radi kako bi se osiguralo da vertikalna komponenta vučne sile ne podiže cijev snažno do vrha bunara.

Prilikom rada sa ekspanderima na obje obale mora se poštovati sinhronost u radu. Uređaj za vuču (traktor, instalacija, vitlo) treba da radi samo kada se cijev okreće. Svaki ciklus rada treba završiti na pogodnoj tački. To može biti, na primjer, udaljenost jednaka dužini šipke za bušenje (9 m).

Reakcioni moment se javlja u cijevi i usmjeren je protiv smjera rotacije cijevi. Posebno kritičan trenutak nastaje kada operater bušenja želi brzo promijeniti smjer bušenja. Kada je operater već prestao da se okreće, cijev se još uvijek okreće zbog torzijskih sila. Kada radite s cijevi na suprotnom kraju, ljudima mora biti jasno da li se cijela cijev rasplela. To bilježi uređaj rukovaoca bušilice. Čak i sa malim obrtnim momentom, može doći do nezgoda. Operater ima dva načina za uklanjanje reaktivnog momenta: 1 - rotirati cijev nazad 1-2

promet; 2 - progresivno napredujte cijev u bunar.

Odmotavanje je posebno opasno kada se radi sa škripcem na suprotnoj strani (čije dugačke ručke mogu uzrokovati ozljede).

Što je kamenje mekše, to bi trebalo biti manje zaustavljanja. Često prilikom provlačenja morate stati da zavarite sljedeći dio. Prilikom gašenja (u trenutku gašenja) snimaju se sva očitavanja instrumenata - prilikom bušenja pilot bušotine i njenog proširenja.

Do kvara u bušenju može doći iz različitih razloga. Najtipičniji od njih:

netačna pH vrijednost;

netačan viskozitet tečnosti za bušenje; tečnost za bušenje se ne koristi u oba procesa - bušenju pilot rupe i povlačenju;

dodavanje polimera vodi prije dodavanja bentonita;

ubrizgavanje rastvora pre nego što se potpuno potroši;

miješanje i pumpanje otopine „u letu“, tj. prije nego što bude potpuno spreman;

prebrzo povlačenje; rastvor ne izlazi iz bunara, tj. nema cirkulacije;

prekomjerno savijanje cijevi za bušenje;

previše neujednačen put bušenja sa puno krivina i zavoja koji stvaraju trenje;

korištenjem ekspandera premalog promjera;

upotreba ekspandera za gusta tla u rastresitim tlima.

Podvodni prelazi izgrađeni HDD metodom imaju vijek trajanja do 50 godina. Stoga izolacijski premaz cijevi položenih HDB metodom mora biti armiranog tipa. To zahtijevaju i uslovi vučenja. Dizajn premaza (debljina, materijali) odabire se uzimajući u obzir karakteristike tla, svrhu cjevovoda i uvjete pod kojima je izolacija izložena silama trenja kada se provuče kroz bunar.

Zaštita cjevovoda od korozije, na osnovu mogućih promjena u uslovima korozije tokom dugog vijeka trajanja naftovoda, mora se provoditi sveobuhvatno: zaštitnim i izolacijskim premazima i sredstvima elektrohemijske zaštite.

Fizička i mehanička svojstva izolacijskog premaza (otpornost na udarno opterećenje, ljuštenje i smicanje, vlačna čvrstoća itd.) nakon nanošenja na cijevi u tvornici i izolacije zavarenih spojeva žica na terenu moraju ispunjavati zahtjeve GOST-a. R51164-98.

Uz zaštitu cjevovoda od korozije pomoću izolacijskog premaza, koristi se i elektrohemijska zaštita.

Za projektovanje i izgradnju podvodnih prelaza HDD metodom neophodna je sveobuhvatna studija prirodnih uslova građevinskog područja kako bi se dobili potrebni i dovoljni materijali.

Inženjerska snimanja u toku izgradnje ili velikih popravki podvodnih prelaza metodom HDD obuhvataju: geodetska snimanja, geološka, ​​hidrološka, ​​hidrometrijska, hidrometeorološka, ​​geokriološka, ​​ekološka snimanja i kabinetsku obradu dobijenih podataka.

Materijali dobiveni kao rezultat inženjerskih istraživanja i obrađeni moraju biti dovoljni da projektna organizacija odabere opciju izgradnje ukrštanja cjevovoda metodom HDD.

Posebnu pažnju treba posvetiti područjima sa nepovoljnim geološkim uslovima. Takvi uvjeti uključuju: diskontinuitet i rupture slojeva, prisustvo stijena ili velikih količina šljunka, prisustvo kraških stijena i klizišta, intenzivne kanalske i obalne deformacije, prisustvo brojnih kanala i otoka. U takvim područjima, kao iu zakrivljenim dijelovima predloženog prijelaza, istražne bušotine treba bušiti na udaljenosti od najviše 100 m jedna od druge.

Bez obzira na to koliko često se buše istražne bušotine, postoji opasnost da se „ne primjećuju“ prepreke poput gromada, šupljina, rasjeda, rasjeda ili slojeva tla sa hemijskom kontaminacijom.

Postoje tehnologije snimanja koje prikazuju sliku podzemnih uslova duž cijele rute.

Efikasnost istražnih bušotina značajno se povećava kada se u njih postavljaju geofizički instrumenti i provode studije podzemnog prostora između bušotina različitim geofizičkim metodama.

Seizmičke i elektromagnetne metode zahtijevaju izvore visokofrekventnih vibracija i instrumente koji bilježe rezonanciju, refleksiju i prelamanje valova u tlu. Ispitivanje reflektovanog talasa omogućava vam da identifikujete prepreke. Nedostatak metoda je što postoji interferencija buke antropogenog porijekla i visoka apsorpcija seizmičke energije na rasjedima, rasjedama i okruženjima sa više praznina.

Magnetometrijsko snimanje je laka, neprobojna metoda traženja podzemnih objekata koji imaju magnetne karakteristike.

Mjerenje otpornosti tla omogućava vam da identifikujete podzemne objekte i šupljine.

Prilikom geofizičkog ispitivanja podzemnih plinova, uzorkivači plina se postavljaju na površinu određenim redoslijedom. Ako u masivu postoji kontaminirano tlo, plinovi koje ispušta brzo dospiju na površinu, a granica njihovog ispuštanja striktno odgovara površini kontaminiranog tla. Razlike u hemijskom sastavu gasova omogućavaju određivanje vrste zagađenja.

Izvođenje geoloških istraživanja moguće je korištenjem geofizičkih instrumenata postavljenih u prethodno izbušenu horizontalnu bušotinu ili u postojeći cjevovod koji se nalazi na području od interesa.

Prilikom preliminarnog odabira opcija za lokaciju prijelaznih dionica treba uzeti u obzir sljedeće faktore:

lokacija u blizini naselja, industrijskih preduzeća, pojedinačnih zgrada i objekata, željeznica i autoputeva i drugih objekata naznačenih u materijalima;

zahtjevi odjeljenja o minimalnim udaljenostima od objekata do naftovoda;

priroda obalnih kontura vodene barijere; očekivana dužina tranzicije; magnetno pozadinsko stanje; podaci inženjerskih istraživanja.

Konačan odabir mjesta prijelaza vrši komisija koju kreira kupac. U ovom slučaju uzimaju se u obzir i analiziraju sljedeći faktori:

topografija, izgrađeno okruženje i izgledi za razvoj područja i vodnog područja uz prelaz;

geološke karakteristike sastavljene prema opcijama preseka;

parametri vodene barijere, stanje i prognoza razvoja kanalskih i obalnih procesa na mjestu prijelaza; strukturalna pouzdanost tranzicije;

tehnička izvodljivost i ekološka dozvoljenost izgradnje prelaza na predviđenoj lokaciji;

tehničko-ekonomski pokazatelji izgradnje prelaza.

6.2. MICROTUNNELLING

Mikrotuneliranje je druga najčešća metoda izgradnje cjevovoda bez iskopa. Ova metoda se zasniva na izgradnji tunela pomoću daljinski upravljanog tunelskog štita (Sl. 25).

Tunelski štit u obliku konične radne glave, opremljen sistemom zubaca, šaka i izbočina za drobljenje, mehanički obrađuje tlo i tako buši rupu kroz koju će se bušiti. pakao gasovod će biti otvoren. Kako se štit pomiče naprijed, tlo se nakuplja u otvorenom prednjem dijelu, gdje ga štitnik konusa drobilice drobi i pomiče u komoru za miješanje sa ispiranjem bušaće opreme. Transport otpadnog tla se vrši u obliku mješavine za ispiranje kroz tehnološke cjevovode u radni šaht. Prednji dio štita je zglobno povezan sa jedinicom za uklanjanje otpadne zemlje, a pogonski cilindri koji spajaju oba dijela omogućavaju usmjeravanje instalacije u bilo kojem smjeru. Kontrola trase i pravca bušenja vrši se pomoću lasera, koji se kontinuirano kontroliše računarom. Instalacija zajedno sa položenim cijevima se provlači

Rice. 25. Šema polaganja cjevovoda metodom mikrotuneliranja:

t - bušenje pilot bušotine, 6 - postepeno širenje bunara;

V - povlačenje radnog niza cjevovoda; 1 - oprema za bušenje,

2 - bušaći stub sa šipkama za ispiranje, 3 - pilot šipke, 4 - putanja pilot rupe, 5 - glava za bušenje, 6 - okretna, 7, 8, 9, 10 - razvrtači različitih prečnika, 11 - cevovod, 12 - glava za izvlačenje , 13 - nosač valjka, A - ugao bušenja 6°, (3 - izlazni ugao 5°

Stvara se blokom pogonskih cilindara koji se ugrađuju u radnu osovinu kako bušenje napreduje. Performanse pogonskih cilindara i brzina njihovog kretanja su sinhroni sa obradom tla bušaćom glavom. Kontinuirano praćenje parametara pritiska tla, momenta bušaće glave i parametara bušaćeg fluida od strane operatera omogućava kontinuirano praćenje procesa polaganja cjevovoda. Glava za bušenje ima sistem mlaznica pod visokim pritiskom, koje omogućavaju podršku procesa bušenja hidrauličkim ispiranjem tla tekućinom za bušenje.

Štit za tuneliranje radi iz unaprijed pripremljenog startnog okna u datom ravnom ili zakrivljenom smjeru. Štit se uklanja sa prijemnog vratila.

Mikrotuneliranje se može koristiti u svim uslovima tla i bilo kom stepenu sadržaja vode u tlu.

Procesom izgradnje mikrotunela upravlja se iz kabine koja se nalazi na površini. Lokacija i orijentacija štita se kontroliše pomoću laserskog sistema.

Mikrotunelske mašine se uglavnom koriste u izgradnji kratkih (100 - 300 m) tunela, međutim, u praksi izgradnje podvodnih prolaza različitih cevovoda, realizovani su projekti gde je dužina tunela bila oko 3000 m. Glavni parametar u izgradnji tunela je prečnik. Moderni proizvođači nude instalacije prečnika od 200 mm do 14 m.

Za iskop mikrotunela koriste se štitovi različitih veličina i rasporeda. Moguće je, na primjer, postaviti jedinicu za napajanje unutar štita ili na površini zemlje. Osim toga, ovisno o kategoriji tla, mijenja se vrsta i tvrdoća reznih rubova radnog tijela. Različite metode se također koriste za transport stijena iz tunela na površinu. Ako tlo nije natopljeno vodom, tada se štitnik sa pužnim uređajem može koristiti za transport otpadne rude na površinu. Ako je tlo natopljeno vodom ili može postati vlažno tokom radnog procesa, koristite štitnik s hidrauličnim opterećenjem. U ovoj metodi, otopina vode i bentonita se pumpa kroz cjevovode, dovodeći istrošenu rudu na površinu.

Ovako izgrađen tunel može se koristiti kao kanalizacija, vodovod ili se u njega može položiti čelični cjevovod koji transportuje naftu, plin ili bilo koji drugi proizvod.

Kao i kod DNB-a, i kod mikrotuneliranja obim iskopnih radova je beznačajan samo za izgradnju početne i završne šahte. Ako je potrebno, okrenite A d To i dugog ili zakrivljenog dijela cjevovoda, grade se međušahtovi. Prednosti mikrotuneliranja su iste kao i usmjereno bušenje.

Pri korištenju mikrotuneliranja moraju se uzeti u obzir geotehnički i hidrološki uslovi. Oprema se bira u zavisnosti od ovih uslova i

prečnik cevovoda. Na primjer, tla poput pijeska i gline srednje gustine lako se obrađuju i ne zahtijevaju posebne štitove (glave) za bušenje. Lokalno dostupan mulj u čvrstoj plastičnoj formi ne stvara probleme, već samo zahtijeva upotrebu posebnih aditiva u tekućini za bušenje. Ako se na gradilištu naiđe na homogenu stijenu, tada se njena tvrdoća utvrđuje na Mohsovoj skali, gustina i daje se opšta ocjena kvaliteta stijene na lokaciji uzoraka. Broj izbušenih nadzornih bušotina zavisi od očekivane dužine tunela i složenosti geološke strukture. Ako dužina bušenja mora biti oko 100 m, obično je dovoljno izbušiti jednu bušotinu na početku i na kraju dionice. Ako rezultati ispitivanja istražnog bušenja pokažu da postoji ujednačena struktura tla na oba kraja, nije potrebno dalje istraživanje. U slučaju bilo kakvih odstupanja, diskontinuiteta geoloških slojeva, prisustva stijena ili velike akumulacije šuta, potrebno je izvršiti dodatna istražna bušenja.

Mikrotunelska instalacija je kompleks jedinica koje međusobno djeluju tokom izgradnje mikrotunela. Instalacija uključuje sljedeće jedinice:

glava za bušenje koja se sastoji od štita za bušenje, konusne drobilice i komore za miješanje. Glava sadrži: elektromotor, hidrauličnu pumpu, hidraulički motor za pogon bušaćeg štita, tri upravljačka cilindra snage, kontrolnu tablu, električne žice, kontrolne žice, energetski cjevovod i cevovod za utiskivanje, pumpu za ispiranje koja pumpa tlo od glave do početne osovine;

glavna stanica za prešanje, koja se sastoji od okvira i dva hidraulična cilindra;

hidraulična jedinica koja napaja glavnu i međustanicu za prešanje.

STRANA 4

TEMA br. 4. IZGRADNJA PODZEMNIH INŽENJERSKIH MREŽA

Metode bez rova

1. Izgradnja cjevovoda metodom probijanja tla.
2. Montaža cjevovoda metodom potiskivanja.
3. Ugradnja cjevovoda pomoću horizontalnog bušenja.
4. Izgradnja tunela korištenjem štitnog tunela.
5. Obećavajuće metode za polaganje podzemnih komunalnih mreža.

1 IZGRADNJA CEVOVODA METODOM PROBUŠANJA TLA

Na ulicama i trgovima sa gustim saobraćajem gradskog saobraćaja, na raskrsnici tramvajskih, automobilskih i željeznice, kao iu nerazvijenim dijelovima grada s velike dubine(više od 5 m), treba koristiti zatvorene (bez rovove) metode polaganja cjevovoda.

Trenutno se koriste četiri metode ugradnje podzemnih mreža bez iskopa. Ovisno o načinu izvođenja radova, razlikuju se: prodiranje štitovima, probijanje, bušenje, horizontalno bušenje.

Radovima na berovanjskom načinu polaganja podzemne mreže prethode geološka i geodetska istraživanja, kao i izrada projektnih predračuna i pažljiv horizontalni i vertikalni raspored na gradilištu u skladu sa odobrenim projektom.

Punkcija je metoda prodiranja u kojoj se zbog radijalnog zbijanja tla, bez njegovog razvoja, formira rupa za cijev.

Metodom punkcije, cijevi promjera do 500 mm mogu se polagati u tla koja imaju stišljivost (glina, ilovača). Dužina prodora je 30-40 m, a za cijevi malog promjera (150-200 mm) uzimajući u obzir uzdužno savijanje cijevi - 20-25 m. Brzina prodiranja pri korištenju snažnih hidrauličnih dizalica je 2-3 m/h .

Piercing se može izvesti pomoću dizalica, vitla, traktora, poluga i drugih mehanizama koji mogu razviti sile od 25 do 300 tf.

Sila se prenosi na cijev koja se polaže kroz tlačne spojnice kroz stražnji kraj. Tlačne cijevi su dijelovi cijevi čija je dužina jednaka hodu šipke dizalice. Prirubnice su zavarene na njihove krajeve pomoću uložaka. Dizalica se kroz potisnu cijev i oblogu utiskuje direktno u kraj cijevi. Nakon utiskivanja cijevi u tlo za dužinu hoda šipke dizalice (na primjer, 1 m), šipka se vraća u prvobitni položaj i u nastali prostor se ubacuje druga cijev dvostruke dužine. Tako se kombinacijom potisnih cijevi dužine 1 i 2 m presuje prva cijevna veza. Zatim se postavlja druga cijevna veza i zavaruje se na prethodnu. Zatim se postupci ponavljaju sve dok se penetracija ne dovede na projektovanu dužinu.

Za ugradnju probijajućih mehanizama na trasu razvija se jama širine 1,2-2,5 m. Dužina jame je određena tako da se može lako uklopiti karika cijevi koja se postavlja, potporna brtva, dizalica i graničnik. Obezbeđen je i slobodan prostor od 0,8-1 m, tako da je ukupna dužina jame oko 10 m (sa dužinom veze 6 m). Dubina jame određuje se ovisno o lokaciji cjevovoda.

Na stražnjem zidu jame je postavljen graničnik. Sa malim silama probijanja, graničnik se može napraviti od drveta. Za velike napore, preporučljivo je ugraditi metalni graničnik za inventar.

Za smanjenje otpora cijevi (sile trenja) pri probijanju tla koristi se konusni vrh čiji je promjer baze 25-35 mm veći od vanjskog promjera cijevi. Povećanjem baze konusnog vrha smanjuje se sila trenja bočne površine cijevi o tlo.

2 IZGRADNJA CEVOVODA METODOM GUSKA

Probijanje je metoda polaganja komunalnih mreža bez iskopa u kojoj se pojedine cijevne karike sukcesivno utiskuju u tlo, povezuju jedna s drugom prilikom zavarivanja, uz razvijanje čela unutar cijevi i uklanjanje tla kroz cijev koja se polaže. Ova metoda može gurati cijevi promjera od 200 do 3600 mm ili više.

Najrasprostranjeniji za potiskivanje cijevi, instalacije sa hidrauličnim dizalicama sa velikim hodom šipke i velika brzina pritiskom. Pritisak se prenosi na cijev pomoću tlačnih cijevi dužine jednake hodu šipke dizalice ili dvostrukoj dužini šipke.

Probijanje je moguće ručnim iskopom i mehanizovanim metodama.

Prilikom ručnog iskopa zemlje (za cijevi prečnika većeg od 800 mm) radnici se nalaze unutar cijevi i lopatama s kratkim drškama utovaruju zemlju u kolica koja se kablom izvlače iz cijevi koja se postavlja i podignuta na površinu. Za cijevi promjera do 700 mm, iskop tla se vrši iz radne jame pomoću bailera, čije se ručke povećavaju kako se dužina prodora povećava.

Mehaniziranom metodom moguće je koristiti instalaciju sa cilindričnim iskopom tla pomoću šatla. Koristi se za čelične cijevi (kućišta) prečnika od 529 do 1420 mm.

3 IZGRADNJA CEVOVODA METODOM HORIZONTALNOG BUŠENJA

Metoda horizontalnog bušenja koristi se za polaganje cijevi bez rova ​​prečnika od 325 do 1220 mm do dužine 40-60 m, a koristi se za izradu tvrdih stijena tla.

Mogu se koristiti jedinice za horizontalno bušenje tipa UGB. Istovremeno, karika cijevi koja se polaže sa reznom glavom i pužovima postavlja se u radnu jamu na nosače kotača. Na osovinu puža je pričvršćena mašina koja je tokom ugradnje i rada okačena na kuku polagača cijevi. U radnoj jami na početku bušotine ojačana je potisna greda s blokovima remenica. Cijev se pomiče naprijed pomoću vitla, koje namota uže remenice. Tokom rada, kada se cijev kreće naprijed, polagač cijevi se kreće u istom smjeru, podržavajući mašinu. Rezači su ugrađeni na reznu glavu. Glava za rezanje je opremljena preklopnim noževima, koji vam omogućavaju da povećate promjer bunara za 30-40 mm veći od promjera cijevi koja se polaže. Uklonite puževe i glavu kroz cijev preklapanjem oštrica i rotiranjem glave u suprotnom smjeru.

4 IZGRADNJA TUNELA ŠTITNIM BUŠENJEM

Štit tunel je podzemni tunel u kojem se vrši iskop tla i izgradnja zidova tunela pod zaštitom cilindrične ljuske štita.

Bušenje pomoću štitnika izvodi se u sljedećem redoslijedu. Štit umetnut u lice utiskuje se u tlo u horizontalnom smjeru (duž ose tunela) pomoću dizalica.

Kada se pritisne, tlo ulazi u rezni dio koji ima oblik cilindričnog klina. Tlo utisnuto unutar štita iskopava se ručno ili mehanizirano i utovaruje na kolica koja se kotrljaju po tunelu. U prednjem dijelu štita nalazi se izbočeni vizir, koji služi za sprječavanje ispadanja zemlje u štit (u slučaju slabih tla). Nakon što se tlo utisnuto u štit potpuno razvije i ukloni, štit se ponovo kreće naprijed.

Štit se pomiče naprijed umetanjem njegovog reznog dijela u tlo pomoću hidrauličnih dizalica koje se nalaze duž perimetra štita. Blok obloga iskopa služi kao oslonac za dizalice. Nakon pomicanja štita prema naprijed i uklanjanja zemlje u repnom dijelu štita, duž njegovog perimetra se postavljaju blokovi obloge pod zaštitom repne školjke štita.

Za izradu obloga tunela koriste se blokovi: keramika, beton i armiranobetonski.

Tlo se može razvijati ručno pomoću krakova, pajsera i bajonetnih lopata, kao i mehanizirano. Otkopano tlo se utovaruje u kolica i transportuje iz tunela.

Panelni prodori za vodovodnu i kanalizacionu mrežu izvode se panelima spoljašnjeg prečnika od 2,1 do 5,63 m.

04/09/2013 Postaje sve popularniji u cijelom svijetu izgradnja cjevovoda metodom bez rova, kada otvaranje tla uopće nije potrebno. Ovakav način bušenja omogućava da se najveći dio radova izvodi pod zemljom, čime se otklanja niz posljedica, kao što su potreba za sanacijom kolovoza, problemi sa postojećim komunikacijama, blokada kolovoza, poremećaji tla, šteta po okoliš itd.

Tradicionalne metode bušenja su otprilike tri puta manje isplative od metoda bez iskopa, budući da obnavljanje puteva i izgradnja rova ​​zauzimaju lavovski udio budžeta izdvojen za izgradnju gasovoda metodom rovova. Metoda bez iskopa zahtijeva mali broj osoblja i kratke periode rada.

Osnovne metode izgradnje cjevovoda bez iskopa

Među svim metodama izgradnje cjevovoda treba istaknuti probijanje i horizontalno bušenje.

Metoda horizontalnog usmjerenog bušenja prvi put je korištena 70-ih godina u Kaliforniji i odmah je stekla popularnost. Danas u civilizovanim zemljama jedva da ćete igde videti nepokriveni asfalt, jer ako ga ima savremenim metodama, kopanje rovova se već doživljava kao varvarstvo.

Princip tehnologije je vrlo jednostavan - na jednom kraju predloženog cjevovoda ugrađena je posebna oprema koja buši pilot bušotinu duž predviđene putanje s velikom preciznošću. Zatim se pomoću rimera bušotina širi do potrebnog promjera. U procesu se koristi posebna tekućina za bušenje za podmazivanje glave bušotine i jačanje zidova same bušotine.

Sa ovim pristupom, izgradnja cjevovoda ima niz prednosti. Posebno, bušenje ne dodiruje komunikacije na putu, što vam omogućava da izbjegnete velike nesreće i nepotrebne troškove. Osim toga, ekološka komponenta procesa ostaje visoka, jer zelene površine uopće nisu pogođene, a plodni sloj tla nije narušen. U radu ne učestvuje više od četiri osobe.

Metoda kao što je piercing koristi se samo u slučajevima kada promjer cijevi ne prelazi 150 mm. Proces ide na sljedeći način: na samu cijev se stavlja konus namijenjen za bušenje. Za potiskivanje cijevi koriste se sile vibroudarnih ili pneumatskih udarnih mašina, kao i buldožeri, pa čak i traktori. Prilikom guranja cijevi, tlo se uz pomoć konusa odmiče i sabija, a cijev se pomiče dalje.

Kada se suočite sa složenim izazovima izgradnje cjevovoda, odabir metoda bez iskopa uštedjet će vam značajno vrijeme i novac.

Tokom rada komunikacionih cjevovoda s vremenom nastaju momenti kada vod gubi snagu, podložan je habanju i potrebno ga je popraviti ili rekonstruirati. Ranije je takav posao bio problematičan jer je bilo potrebno okopati tlo, ukloniti cijevi, popraviti ih i ponovo zakopati. Obim građevinskih i instalaterskih radova doveo je do gužvi na gradskim ulicama, raštrkanih deponija i bio je prilično skup u novčanom smislu. Sada se sve to može izbjeći jer se sve više koriste tehnologije bez iskopa.

Cjevovodi se uglavnom nalaze u tlu. Tamo ne stvaraju prepreke gradskom životu, zaštićeni su i ne zahtijevaju dodatnu toplinsku izolaciju. Međutim, pristup takvim cijevima je težak i popravka ili rekonstrukcija postaje ozbiljan problem. Danas postoje opcije za provjeru nepropusnosti spojeva cjevovoda, kao što je detektor curenja helijuma.

BT također omogućavaju izvođenje građevinskih i instalacijskih radova iz jame ili direktno iz bunara bez pripreme rovova duž cijele trase. Ovo štedi tehničke resurse, štedi budžet i omogućava izvođenje radova u kraćem vremenu.

Mnogo mogućnosti implementacije tehnologije je razvijeno u BT segmentu. Izbor zavisi od stepena istrošenosti, budžeta, tehničkih karakteristika komunikacije. Istaknite:

– način zatezanja fleksibilne polimerne čahure;

Način nanošenja CPP premaza;

Relining;

Burstlining;

Način nanošenja lokalnih premaza (spiralni, lim, spot, kalibrirani).

Za cijevi koje su jako istrošene, relevantne su tehnike pucanja (ovo je metoda kojom se uništava stara, neispravna cijev i izvlači nova. ... Stara cijev se uništava posebnim destruktivnim noževima, izvlači se specijalizirani ekspander unutar njega, kojim se fragmenti stare cijevi istiskuju u zemlju) i relining (beskopna metoda sanitacije i restauracije cjevovoda, kada se novi cjevovod polaže unutar postojećeg bez otvaranja (ili s djelomičnim otvaranjem), kao i bez demontaže starog cjevovoda). Jedna od opcija je postavljanje novih cijevi u stari cjevovod. Općenito, ovo su 2 slične metode. Njihov pripremni rad je isti. Cevi se moraju očistiti, obezbediti pristup (iskop), otvoriti i instalirati opremu. Zatim dolazi vodeći tehnički proces, koji određuje vrstu tehnike. Prilikom ponovnog oblaganja, PVP cijev manjeg kalibra se uvlači u cijev koja se popravlja pomoću sajle za vitlo. Glavni cjevovod ostaje u zemlji, ali sada obavlja samo zaštitnu funkciju (okućište). Supstanca se zatim transportuje kroz PVP cijev. Prilikom pucanja, stara cijev se prvo uništava posebnom opremom. Nakon toga se u nastali kanal postavlja PVP cijev. Spojen je na glavni vod pomoću spojnica. Kao rezultat toga, oštećeni dio se obnavlja pod istim uvjetima, istim kalibrom, jedinom zamjenom tipa cijevi.

Obje tehnike se mogu koristiti na različite vrste komunikacije. Ovo pruža velike prednosti. Gledajući tehnologiju, možemo reći da su ove metode jednostavne i ekonomične. Linija se može vratiti na punu funkcionalnost u najkraćem mogućem roku. Ovo je zgodno u urbanim sredinama, kada bi zastoji u uslugama za potrošače trebali biti minimalni.