В статье рассмотрены способы прокладки трубопроводов и инженерных сетей в стесненных условиях. Эти коммуникации способствуют улучшению качества строительства и являются эффективным решением, отвечающим современным техническим и экологическим требованиям. С учетом всех преимуществ и перспектив, а также усилений требований к экологии и устойчивому развитию, технологии бестраншейной прокладки будут играть важную роль в будущем инфраструктурного развития. Ожидается внедрение новых методов и улучшение существующих, что позволит еще больше повысить эффективность и безопасность работ. В статье предлагаются технологические решения по обеспечению безопасности окружающей застройки при производстве работ.

Ключевые слова: строительство, бестраншейная прокладка инженерных сетей, трубопроводов, коммуникаций, проходка скважин

The article discusses the methods of laying pipelines and engineering networks in cramped conditions, contributing to improving the quality of construction, and is a modern and effective solution that meets the requirements of modern construction and environmental protection. Taking into account all the advantages and prospects, this technology will play an important role in future infrastructural development. Taking into account the increasing demands on ecology and sustainable development, trenchless laying technologies will continue to evolve. It is expected to introduce new methods and improve existing ones, which will further increase the efficiency and safety of work. The article offers technological solutions to ensure the safety of the surrounding buildings during work.

Keywords: construction, trenchless laying of engineering networks, pipelines, communications, drilling

В строительстве важное значение имеет применение современных технологий, которые сокращают сроки и стоимость строительства, уменьшают долю ручного труда и повышают качество строительно-монтажных работ. Бестраншейная (закрытая) прокладка трубопроводов является одним из эффективных способов строительства инженерных коммуникаций при их пересечении с различного рода препятствиями: автомобильными и железными дорогами, городскими улицами и т. п. При открытом способе производства работ приходится прекращать или ограничивать движение транспорта, строить объезды, перекладывать существующие коммуникации, нарушать благоустройство территорий.

При бестраншейной прокладке трубопроводов указанные недостатки отсутствуют. Этот способ может быть эффективно использован при сооружении магистральных, разводящих и внутриквартальных инженерных сетей. Сочетание теоретических знаний с практическими навыками обеспечивает высокое качество подготовки инженеров-строителей, занимающихся городским строительством и хозяйством [1].

1. Метод горизонтального направленного бурения.

Способ прокладки труб методом горизонтального направленного бурения (ГНБ) достаточно распространен. Он основывается на использовании специальной техники: буровых установок направленного бурения. Длина прокладки трубопровода может достигать от нескольких метров до нескольких километров при большом диаметре.

Технология ГНБ применяется на различных грунтах (песчаные породы, супеси, суглинки и глинистые почвы, скальные породы). В зависимости от вида грунта выбирают соответствующий инструмент и буровую жидкость. Буровая жидкость уменьшает трение при протяжке плети труб, поддерживает грунт во взвешенном состоянии и выносит разработанную почву на поверхность, охлаждает и смазывает оборудование [2].

Проведение работ методом ГНБ включает несколько стадий:

– подготовительная стадия (планирование и расчет траектории);

– организация места проведения работ;

– бурение пилотной скважины;

– расширение скважины;

– обратное протягивание трубопровода;

– завершение работ и восстановление ландшафта.

После того как трубопровод проложен, горизонтальное направленное бурение можно считать завершенным. Буровую установку демонтируют с рабочей площадки, убирают соединители, фильтр и вертлюг. Приямок засыпается и по мере возможного восстанавливают ландшафт.

Рис. 1. Схема прокладки трубопровода методом ГНБ

2. Технология микротоннелирования.

Микротоннелирование — абсолютно автоматизированная технология бестраншейной прокладки трубопроводов и коммунальных трубопроводных систем, систем водоснабжения и водоотведения, теплоснабжения. Продавливание трубопровода осуществляется механизированным тоннелепроходческим комплексом. Проходческий щит изготовлен в виде металлической оболочки. Диаметр оболочки соответствует наружному диаметру сооружаемого тоннеля. Эту технологию используют в тех случаях, когда иные методы бестраншейной прокладки трубопроводов применить невозможно, например в зонах исторической застройки города. При микротоннелировании сводится к минимуму влияние подземной выработки на грунт основания и фундаменты существующих зданий и сооружений. Это обеспечивается особой работой проходческого щита и наличием специальной системы удаления грунта из забоя и сохранения в его зоне избыточного давления.

Бестраншейная прокладка трубопроводов с помощью метода микротоннелирования осуществляется на разных глубинах до 30 м. Работа по строительству трубопроводов может вестись в самых разнообразных грунтах — от неустойчивых суглинков и водонасыщенных песков до скальных пород. С учетом класса грунта подбирают соответствующий режущий орган. Диаметр микротоннелей варьируется от 250 до 3000 мм. Срок строительства трубопровода длиной 150 м, включая подготовительный период, примерно от 1,5 до 2 месяцев [3].

Рис. 2. Принципиальная схема технологии микротоннелирования

3. Метод продавливания труб.

Технология бестраншейной прокладки трубопроводов способом продавливания отличается от прокола тем, что прокладываемую трубу, снабженную ножевым устройством, последовательно вдавливают в массив открытым концом. Забой внутри трубы разрабатывается, и грунт удаляется через прокладываемую трубу. Этим методом эффективно прокладывать трубы диаметром от 600 до 1720 мм и более при длине прокладки до 100 м.

Помимо прокладки стальных сварных трубопроводов, методом продавливания производят строительство железобетонных коллекторов и тоннелей различного назначения диаметром 1000–4000 мм.

Наибольшее распространение для продавливания трубопроводов получили нажимные насосно-домкратные установки с ходом штока 1100–2100 мм и большой скоростью вдавливания из двух, четырех и более гидродомкратов мощностью 50–300 т каждый в зависимости от величины усилия сопротивления грунта [4].

Рис. 3. Схема выполнения метода продавливания: 1 — насосная станция; 2 — гидравлический домкрат; 3 — опорная конструкция; 4 — опорная плита; 5 — продавливаемая труба

4. Прокладка трубопроводов методом шнекового бурения.

Бестраншейная прокладка трубопроводов методом шнекового бурения — это вращательное бурение, в результате которого разрушенный грунт доставляется на поверхность шнеком. Шнек представляет собой бурильную трубу (сердечник с внутренним стержнем) с навитой на ней под углом 35–60° стальной лентой. Одновременно вместе с бурением скважины происходит и продавливание трубопровода. Трубы могут быть стальными, бетонными или стеклопластиковыми диаметром от 400 до 1860 мм.

Допустимая длина проходки равна 140 м. Актуально для прокладки самотечных трубопроводов, так как бурошнековые установки прокладывают трубы с высокой точностью и соблюдением проектного уклона. К установке можно применить микротоннельную приставку, что позволит увеличить диаметр трубы до 3500 мм, а длину — до 300 м [4].

Скорость проходки — до 20 м/ч. Главное преимущество технологии шнекового бурения — достаточно высокая скорость проходки, но необходимо учитывать крупные твердые включения грунта и существующие подземные коммуникации.

Вывод

Технология бестраншейной прокладки трубопроводов и инженерных сетей представляет собой современный подход, который позволяет минимизировать воздействие на окружающую среду и сократить время выполнения работ. Ее основные особенности:

1. Снижение воздействия на окружающую среду. Бестраншейные методы, такие как горизонтально-направленное бурение и микротоннелирование, позволяют прокладывать трубы без необходимости выемки больших объемов грунта, что снижает уровень загрязнения и разрушения экосистем.
2. Экономия времени и средств. Благодаря уменьшению объема земляных работ и необходимости восстановления поверхности, такие технологии позволяют значительно сократить сроки выполнения проектов и снизить затраты на их реализацию.
3. Увеличение безопасности. Бестраншейные методы снижают риски, связанные с работами вблизи зданий, дорог и других инфраструктурных объектов, что делает их более безопасными по сравнению с традиционными методами.
4. Гибкость применения. Эти технологии могут использоваться для прокладки трубопроводов различного назначения, включая водоснабжение, газоснабжение, канализацию и телекоммуникационные сети, что делает их универсальными.
5. Технические ограничения. Бестраншейные технологии требуют специализированного оборудования и высококвалифицированных специалистов, а также имеют ограничения по диаметру и длине прокладываемых труб.
6. Перспективы развития. С учетом растущих требований к экологии и устойчивому развитию технологии бестраншейной прокладки будут продолжать развиваться: появятся новые методы и улучшатся существующие.

В целом бестраншейная прокладка трубопроводов и инженерных сетей является эффективным и современным решением, которое отвечает требованиям современного строительства и охраны окружающей среды.

Литература:

1. Верстов, В. В. Разработка технологии бестраншейной прокладки трубопроводов: метод. указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Технология и организация городского строительства и хозяйства» для студ. специальности 270105 «Городское строительство и хозяйство» / В. В. Верстов, Л. Д. Копанская, Г. А. Белов. — СПб. : СПбГАСУ, 2008. — 66 с.
2. Баландинский, Е. Д. Бестраншейная прокладка инженерных коммуникаций / Баландинский Е. Д., Васильев В. А., Минаев В. И., Ладыженский Б. Н. — М. : Центр тоннел. инжиниринга, маркетинга и рекламы, 1991. — 139 с.
3. Верстов, В. В. Устройство ограждений стволов шахт для микротоннелирования в условиях городской застройки / В. В. Верстов // Монтажные и специальные работы в строительстве — 1999. — № 9. — С. 8–11.
4. Васильев, В. И. Бестраншейные технологии строительства и реконструкции подземных трубопроводов: учебное пособие / В. И. Васильев, И. В. Антоненко. — Челябинск : Изд-во ЮУрГУ, 2007. — 118 с.
5. Скляров, Р. А. Комплексная механизация работ технологии бестраншейной прокладки инженерных коммуникаций / Р. А. Скляров, А. А. Склярова, Е. В. Куракина // Вестник гражданских инженеров. — 2018. — № 6 (71). — С. 163–168. — DOI 10.23968/1999–5571–2018–15–6-163–168.
6. Охримов, С. О. Построение системы управления бестраншейной прокладкой трубопроводов / С. О. Охримов, П. В. Савин, А. П. Прокопьев // Математические методы в технологиях и технике. — 2024. — № 5. — С. 25–28.