4.Безтраншейний спосіб будівництва, його переваги і недоліки.

Незалежно від типу і призначення підземних ЛІГО їх заглиблення можа здійснюватися траншейним і безтраншейним способами.

Безтраншейним називається такий спосіб будівництва, при якому ножевим робочим органом розробляються щілина шириною, як правило, не більше 200 мм без винесення основної маси грунту на денну поверхню, на дно якої укладаються підземний об'єкт, після чого щілина закривається. При цьому способі операції по нарізанню щілини, укладанню ЛПО і закриттю щілини суміщені в одному технологічному процесі.

У світовій практиці відомо дві різновидності безтраншейного способу, чи основані на принципі вертикального заглиблення ЛПО із денної поверхні (рис. 1.4,а...з) і на принципі горизонтального затягування ЛПО в кротову порожнину із приямку (рис. 1.4, і).

Перший принцип використовується для прокладки гнучких ЛПО, а другий - для жорстких трубопроводів.

Переваги: дозволяє зменшити об'єм земляних робіт до мінімуму і у 3...5 разів підвищити робочу швидкість і продуктивність робочого процесу; зберегти родючий шар грунту без проведення рекультиваційних робіт; укладати комунікаційні об'єкти в обвальних і опливаючих грунтах з твердими включеннями з розміром поперечника більше 350 мм і високим рівнем ґрунтових вод; спростити конструкцію і підвищити надійність робочого обладнання; підвищити рівень механізації праці; знизити собівартість будівництва. Безтраншейний спосіб, який грунтується на принципі вертикального заглиблення ЛПО з денної поверхні, в найбільшій мірі відповідає вимогам будівництва підземних комунікацій у сільському господарстві.

Н едоліки: не дозволяє вирішити проблему техногенного впливу робочого процесу на ґрунтове середовище. Він приводить до переущільнення і зниження водопроникаючої спроможності фунту, до порушення гідравлічного зв'язку між горизонтами і погіршення водно-повітряного режиму орного шару. Крім того, стримуючим фактором є великий опір переміщенню безтраншейних укладачів (до 400 кН при укладанні дренажу в зоні осушення на глибину до 1,8 м). Використання додаткових тягачів або збільшення їх маси і потужності веде до подорожчання будівництва, збільшує непродуктивні енерговитрати .

5. Класифікація способів і машин для безтраншейної прокладки

Спосіб проколювання ґрунтується на утворенні циліндричної грунтової порожнини (свердловини) за рахунок радіального витіснення і ущільнення грунту інструментом з конусним наконечником. Розрізняють статичний, вібраційний, віброударний і біонічно-синтезований проколи.

При статичному проколі до заднього кінця труби, зо прокладається прикладається осьове навантаження від гідравлічного, пневматичного або механічного домкрата і робочому інструменту надають дискретно-поступальний рух. Статичне проколювання застосовують для прокладки свердловин діаметром до 425мм на глибині більше 2м у глинистих і суглинистих ґрунтах при максимальній довжині проходки до 40-60м.

Вібраційний прокол передбачає одночасну дію на робочий інструмент статичного навантаження і поздовжніх направлених коливань (вібрацій) від гідравлічного або електричного вібратора. Вібраційний прокол застосовують для прокладання підземних комунікацій у піщаних і супіщаних водонасичених ґрунтах, у яких не можливо отримати стійку свердловину.

Віброударний прокол здійснюється за рахунок крім статичного навантаження ударним імпульсом, який діє на робочий інструмент у напрямку проходки. На цьому принципі працюють пнемо і гідравлічні пробійники.

Біонічносинтезований прокол – ґрунтується на розробці і застосуванні функціонально еквівалентних технічних рішень біологічним прототипам, як оптимальним конструкціям у природі. Наприклад РО може розглядатися, як пружне циліндричне тіло, яке заповнене рідиною і остання періодично перекачується від хвоста до голови і навпаки, що забезпечує відповідно періодичне збільшення діаметра циліндра, ущільнення грунту і утворення порожнини, а також його самопересування у грунті.

По своїй фізичній суті спосіб протискування відрізняється від проколювання тим, що якщо в останньому випадку грунт ущільнюється у стінки свердловини, то в процесі протискування більша частина грунту проходить у порожнини труби, звідки він видаляється різними способами, а частина грунту ущільнюється в бокові стінки свердловини. Відомі установки, що дозволяють протискувати стальні труби діам від 0,5 до 2 м на довжину до 80…100м, середня швидкість проходки 5…15м/год.

Для зменшення опору грунту протискуванню застосовують гідропротискування, при якому вода під тиском подається через отвори наконечника насадки. При гідропротискуванні воду подають центр обіжними насосами, а вода, яка повертається у котлован відкачують грязьовими насосами.

Перевага гідропротискування – простота виконання робіт з великою швидкістю. Недолік – прокладка лише на довжину 20…30м, значні відхилення свердловини від заданого напрямку.

Технологія способу направленого буріння. Особливістю способу є те, що рух інструмента направляється по вибраній трасі. Принцип цієї технології заклечається у наступному:

Першопочатково по трасі майбутнього трубопроводу здійснюють буріння лідерної свердловини. Після проходу лідерної свердловини бурову головку заміняють на розширювач, протягуючи який по підготовленій свердловині збільшують його діаметр до необхідного, а потім приступають до затягування трубопровода. На невеликих відстанях буріння і затягування труби проводять одночасно із розширенням свердловини.

Технологія застосовуються для прокладки стальних і поліетиленових трубопроводів.

На сьогодні можна прокладати трубопроводи діаметром до 1400-2000мм на глибину до 20м і довжиною до 1.5км.

Спосіб розкочування – процес утворення циліндричної свердловини шляхом деформації і щільнення грунту розкочуючим механізмом. Розкатчик складається із конічних котків, які установлені на валу один за одним на підшипниках кочення. Осі котків зміщені відносно повздовжньої осі пристрою так, що при обертанні котки рухаються по гвинтовій лінії і розкатчик вгвинчується в грунт з утворенням свердловини. При обертанні валу і осьовій подачі котки обкочуються по забою і формують стінки свердловини. Кожний наступний коток збільшує діаметр свердловини, грунт при цьому втіснється у радіальному напрямі і утворюється ущільнена зона. Розкатчик може працювати в грунтах з твердими включеннями, якщо вони не перевищують 1/3 діаметра розкатчика.

Переваги: не треба використовувати переносні насосні установки. На поверхні грунт не просідає.

Недоліки: не можна використовувати в умовах насичення комунікаціями. Для роботи необхідна пілотна свердловина.