Безтраншейні технології в будівництві

Вехтева Г.А., Павлов О.В., Предейн І.А., Михайлов М.Д. - студенти 4 БГМФ
Федорченко О. М. - к.с.-г.н., доцент

Метод проколу. Одним з перших і найбільш простих додатків безтраншейних технологій став метод проколу - утворення свердловини за рахунок ущільнення масиву грунту. Технологія робіт виглядає таким чином. Спочатку вириваються два котловани необхідної глибини - стартовий і приймальний. У першому встановлюється рама з домкратами, і рухома їх зусиллями споряджена наконечником труба, у буквальному значенні, пронизує масив грунту і постійно подовжується за рахунок додавання нових секцій, виходить у приймальному котловані. Необхідне для проколу зусилля (зазвичай  становить від 150 до 2000 кН) прямо пропорційне квадрату радіуса перетину свердловини, що автоматично позиціонує цю технологію в область малих діаметрів труб. Важливе значення мають властивості грунту - пористість (чим вона менша, тим важче зробити прокол) і коефіцієнт тертя сталі об грунт. Свій вклад в потрібну величину зусилля вносять маса труби і довжина проколу (тому особливо довгі проколи недоцільні). Спочатку прокол був просто «механічним». Потім з'явилися його удосконалення: гідропрокол (коли струмінь води під тиском виходить з розташованої попереду труби спеціальної насадки і, розмиваючи грунт, допомагає їй рухатися вперед) і вібропрокол (у цьому випадку застосовуються спеціальні джерела поздовжньо-спрямованих коливань - вібромолоти).

Метод продавлювання. Якщо при проколі грунт, витиснений зі свердловини, просто «вдавлюється» у стінки свердловини, то при продавлюванні він, подібно керну при колонковому бурінні, надходить у споряджену ножем трубу, що дозволяє працювати з трубами набагато більшого діаметру (до 2000, а окремих випадках навіть 3000 мм). Проштовхування труби, як і при проколі, здійснюється домкратами. Тиск передається через наголовник змінними нажимними подовжувальними патрубками, шомполами або зажмними хомутами. Труба (сталева або залізобетонна) вдавлюється циклічно, шляхом поперемінного перемикання домкратів на прямий і зворотний хід. Зусилля, що докладаються до труби 3000 кН. Можливе використання віброударних установок, гідророзмиву, комбінації гідромонітора, що розмиває грунт, і шнека, що його видаляє.

Довжина продавлювання становить зазвичай до 100 м. Швидкість проходки при застосуванні гідравлічних домкратів - до 10-12 метрів за зміну. Роботи можуть вестися як з руйнуванням, так і без руйнування старої труби.

Горизонтальне буріння. Способом горизонтального буріння можна проходити виробіток для безтраншейної прокладки трубопроводів практично будь-яких діаметрів і з відносно меншими зусиллями, ніж при проколі або продавлюванні. Певні труднощі представляє видалення грунту з пробуреної свердловини.

Процес буріння і прокладки ланок трубопроводу в свердловину може бути як роздільним, так і поєднаним. У першому випадку спочатку бурять свердловину, а потім, після вилучення з неї бурового інструменту, протягують трубопровід. При поєднаному - трубу прокладають одночасно з просуванням бурового інструменту.

Для прокладки трубопроводів способом горизонтального буріння застосовують бурильно-шнекові установки з циклічним або безперервним видаленням грунту із забою, оснащені набором змінного обладнання для прокладки труб шляхом їх послідовного нарощування в свердловині ланками.

Мікротунелювання. Мікротунелювання можна вважати свого роду симбіозом технологій горизонтального буріння і продавлювання. Цей метод заснований на будівництві тунелю за допомогою дистанційно керованого прохідницького щита, що висувається із заздалегідь підготовленої стартової шахти. Після завершення проходки (а вона може вестися в прямолінійному або криволінійному напрямку) його дістають з приймальної шахти.

Що означає приставка «мікро»?. Мікротунелювання - процес будівництва підземної споруди круглої форми поперечного перерізу з діаметром від 200 до 2000 мм з використанням керованих установок без присутності людей у вибої. Втім, іноді до мікротоннелям відносять тунелі діаметром 3000 мм.

Від продавлювання мікротунелювання відрізняється більшою довжиною проходки (до 500 м, а при необхідності до кількох кілометрів), швидкістю і точністю (незалежно від довжини траси вона контролюється комп'ютерним комплексом із застосуванням системи лазерного наведення). А крім того, мінімізацією витрат і матеріальних ресурсів. Імпульс прискореного розвитку цієї технології дала поява ефективної техніки і прихід кваліфікованих фахівців з метробуду.

За допомогою мікротунелювання можна «пробитися» через грунти будь-якої категорії - від нестійких суглинків і водоносних пісків до скельних порід, працювати в змішаному забої, не боятися появи в грунтовому масиві по трасі великоуламкових включень, валунів, гальки та щебеню.

Для прокладки мікротунелювання використовуються самі різні труби: полімері, бетонні, залізобетонні, керамічні, склопластикові, азбестоцементні.