Новое строительство в районах сложившейся застройки зачастую требует прокладки новых инженерных сетей. Однако они должны пройти под автомобильными дорогами с интенсивным движением или под трамвайными путями, пересечь сквер, зеленый массив или водоем. Принцип, заложенный в технологии бестраншейного метода горизонтально направленного бурения (ГНБ) позволит проложить коммуникации на любом рельефе, под зданиями, сооружениями, дорогами, естественными или искусственными объектами ландшафта.
Что такое метод ГНБ в строительстве: описание технологии
ГНБ – один из методов бестраншейной прокладки кабелей, водопроводов, канализации тепловых сетей на различной глубине под естественными и искусственными сооружениями и препятствиями с сохранением их стандартного режима. Технология ГНБ достаточно проста: в начальной точке устанавливается специальная буровая установка. Суть метода закрытой проходки в том, что по траектории, заданной заранее и учитывающей ее расхождение с пересекающими трассами других сетей, бурится скважина с выходом на дневную поверхность диаметра в конечной точке трассы.
Далее, в зависимости от диаметра трубопровода, производится несколько проходок трассы с последовательным расширением. В подготовленную скважину затягивается труба, причем между наружной стенкой трубы и стенкой скважины нагнетается специальный смазывающий и укрепляющий раствор. Детальное описание услуги по технологии ГНБ приведено в СТО Нострой 2.27.17-2011 «Прокладка подземных инженерных коммуникаций методом горизонтального направленного бурения».
Когда используется метод ГНБ
Метод ГНБ труднозаменим в случаях, когда необходимо сделать переход под искусственными и естественными ландшафтными преградами – лесными массивами, парками, в районах с высокоплотной застройкой, в т.ч. под памятниками архитектуры, а также под железнодорожными и трамвайными путями, автомобильными дорогами. При проходке методом ГНБ дорожное покрытие остается нетронутым, отсутствует потребность останавливать или ограничивать движение по рельсам и автодорогам.
Установка для ГНБ оборудована специальным радаром, на экране которого оператор комплекса видит движение бура под землей и может сообщить машинисту о необходимости изменить направление движения, чтобы обойти крупный камень, металлический предмет или другие коммуникации, идущие перпендикулярно. При получении сигнала, машинист меняет угол атаки буровой лопатки и бур меняет направление. Локатор играет важную роль при проходке трасс в местах с большим количеством действующих коммуникаций.
При прокладке коммуникаций под руслами рек с значительным эффектом используется современный метод наклонно-направленного бурения (ННБ), когда буровая скважина может отклоняться от горизонта, но сохранять при этом начальное направление бурения. Стоимость этого метода значительно выше из-за высоких цен на сложное оборудование.
Преимущества ГНБ перед открытым способом
В Москве, Московской области и других регионах России повышается востребованность бестраншейной прокладки новых и санации существующих трубопроводов технология ГНБ. Это объясняется преимуществами, которые представляет эта технология и куда относятся:
- сокращение продолжительности предварительных согласований с владельцами автомобильных и железных дорог в связи с отсутствием потребности в перекрытиях дорог;
- сокращение продолжительности работ в 2 – 3 раза из-за применения комплекса для ГНБ;
- снижение количества привлекаемой тяжелой техники и трудовых ресурсов с уменьшением соответствующих затрат;
- уменьшение риска возникновения аварийных ситуаций;
- отсутствие необходимости в источниках питания из-за автономности установок для ГНБ;
- использование технологии ГНБ исключает необходимость устройства водопонижения при высоком уровне грунтовых вод;
- сохранение ландшафта в первоначальном виде;
- снижение уровня негативного воздействия на условия жизни людей в зоне работ.
Применение технологии ГНБ позволяет на 20 – 30% снизить затраты на прокладку наружных инженерных сетей.
Необходимое оборудование и материалы
Основным видом оборудования, необходимым для бестраншейной прокладки инженерных сетей является буровая установка для ГНБ, основными узлами которой являются:
- двигатель;
- бур;
- буровой лафет с креплением, позволяющим изменять угол наклона штанги при бурении;
- каретка, закрепленная на буровом лафете, обеспечивающая поступательное перемещение штанг;
- рабочее место оператора комплекса с панелью управления;
- станцией для приготовления, подачи и регенерации бурового раствора.
Установка может быть стационарной, нам чаще всего используют передвижную для полевых условий, на гусеничном ходу.
Важнейшим узлом управления установки для ГНБ является система локации. Поскольку во время бурения бур не виден, на его головке закрепляется специальный зонд, обеспечивающий оператора информацией о ходе работ, показывая угол и направление бурения, количество оборотов бура, температуру в зоне работ.
Кроме этого, в комплект поставки бурового комплекса входит дополнительное оборудование:
- набор расширителей разного диаметра;
- комплект буровых штанг;
- насосы;
- доталкиватель, посредством которого удаляют остатки бурового раствора.
Для приготовления бурового раствора требуются бентонит и химические или полимерные добавки, содержание которых определяется в зависимости от требуемой вязкости раствора.
В России используются установки среднего и большого класса с диаметром проходки 0,4 и 1,2 метра, длиной до 600 и 2000 метров.
Как проходит строительство
Прокладка сетей с использование технологии ГНБ проходит в стандартной последовательности:
Подготовительный этап
Главной задачей подготовительного этапа становится организация разработки проекта устройства сети: с выкопировки из топографического плана местности переносятся положение в плане и высотные отметки всех, расположенных на пути проектируемой трассы, действующих трубопроводов и кабельных линий, после чего вычерчивается траектория проектируемой трассы.
Бурение пилотной скважины
Первичное бурение производится зондом – буровой головкой диаметром не более 10 см. Зонд вводят в грунт и продвигают его по проектной траектории при постоянной подаче бентонитового раствора, который уменьшает трение бура о грунт, укрепляет стенки скважины и выносит наружу обломки грунта. Датчик, расположенный на готовке бура, передает оператору информацию о траектории движения бурового инструмента. Оператор сравнивает полученные данные с проектом и при необходимости корректирует движение.
Расширение скважины
На вышедшем после пилотной проходки буре закрепляют риммер – расширитель, который отправляется в обратный путь, в начальную точку, увеличивая диаметр скважины на 10 – 15 см. В ходе расширения в скважину также подается бентонитовый раствор. Количество проходок зависит от диаметра проектируемого трубопровода, но как правило, это не более 3 проходок.
Протаскивание трубопровода
После достижения скважиной проектного диаметра производится протаскивание трубы. Для этого на конец трубы надевается специальный оголовок, а на бур – вертлюг. Бур, вращаясь продвигается к одному концу трассы, а за ним на сцепке вертлюг- оголовок следует труба. После выхода трубы из скважины на оба ее конца надеваются заглушки, а потом она присоединяется к магистрали.
Завершение работ
По завершении работ по ГНБ, площадка очищается от остатков бентонитового раствора, производится рекультивация мест расположения входного и выходного котлованов, наводится порядок. Заказчику передается исполнительная документация на трассу.
Правила безопасности при выполнении работ
Правила охраны труда при ГНБ мало чем отличаются от правил техники безопасности при работах с другими строительными машинами и механизмами. Так, например, площадка под установку должны быть утрамбованной и размеченной, а ее наклон не должен превышать допустимых значений. Размеры площадки должны позволять установке маневрировать.
Вывоз не использованной бентонитовой смеси на утилизацию производится ежедневно. Зоны котлованов засыпаются и заравниваются, восстанавливается озеленение или благоустройство.
Недостатки метода ГНБ
Несмотря на широкое распространение технология ГНБ не свободна от недостатков, в частности:
- технология неприменима для твердых, каменистых, а также мягких, сыпучих и переувлажненных грунтов;
- дорогостоящая установка может использоваться только при бестраншейной прокладке инженерных коммуникаций по технологии ГНБ.
Метод ГНБ позволяет проложить сети в условиях сложившейся застройки без вреда для благоустройства и провести коммуникации под железными и автомобильными дорогами без демонтажа участка пути.