4.4. Бестраншейная прокладка переходов инженерных коммуникаций

В условиях городской и промышленной застройки при необходимости пересечения существующих автомобильных и железных дорог, различных коммуникаций, вновь устраиваемыми в связи с реконструкцией подземными сетями (водопровода, канализации, теплоснабжения и др.) возникают серьезные осложнения при их устройстве открытым способом. Это связано с прекращением движения транспорта, повреждением зеленых насаждений, необходимостью демонтажа существующих коммуникаций и требует значительных средств на восстановление.

Поэтому такие пересечения, получившие наименования переходов, устраивают способами бестраншейной подземной прокладки. Переходом называют защитную трубу-кожух (чаще металлическую или железобетонную), прокладываемую различными способами под естественными или искусственными препятствиями.

К основным способам прокладки переходов инженерных коммуникаций по относятся следующие, получившие применение при диаметрах до 1720 мм.

1. Бестраншейная прокладка труб без извлечения грунта - прокол:

• путем статического внедрения (гидравлическими домкратами, полиспастными системами и др.);

• с применением ударных устройств (пневмопробойников и др.).

2. Бестраншейная прокладка труб с разработкой и извлечением грунта - продавливание:

• с опережающей разработкой грунта перед прокладываемой тру­бой (транспортирование грунта по трубе шнеком, конвейером и др.);

• путем извлечения грунтового керна из продавливаемой трубы.

Выбор способа прокладки перехода зависит от ряда основных фак­торов, таких, как грунтовые и гидрогеологические условия, диаметр и длина прокладываемого кожуха, тип и техническое состояние препятст­вий по трассе перехода, требования к сооружаемому переходу (точность прокладки -и др.), степень стесненности строительной площадки, сроки строительства и др. Окончательное решение при выборе принимается в зависимости от экономических показателей при использовании рас­сматриваемых способов (табл. 4.2).

Проколы широко используют при прокладке труб малых диаметров преимущественно в глинистых и суглинистых (связных) грунтах. При наличии крупных валунов применять прокол не следует. В песчаных грунтах способ менее эффективен, поскольку требует больших усилий подачи трубы.

Способ прокола основан на образовании отверстий за счет радиаль­ного уплотнения грунта при вдавливании в него трубы с коническим наконечником. Для вдавливания используют гидравлические домкраты (рис. 4.15).

Таблица 4.2

Способы бестраншейной подземной прокладки

Способ прокладки	Факторы, влияющие на выбор средств и способа прокладки переход инженерных коммуникаций
	Диаметр скважин, мм.	Длина скважин, мм.	Грунтовые условия
1	2	3	4
Статический прокол	До 400	40…50	Глинистые и пес­чаные грунты I -IV категорий лю­бой влажности. Лучшие результа- ты в глинистых и суглинистых грун­тах. В песчаных грунтах требуются большие усилия прокола
Прокол пневматопро-бойниками	63…400	До 60
Прокол с применением вибрационной техники	270…426	До 50
Продавливание с опережающей раз­работкой грунта	400…1720	30…80	Любые необвод-ненные грунты I -IV категорий, устойчивые
Продавливание путем извлечения грунтового керна из продавливаемой трубы	800…1720	25…60	Любые грунты I –IV категорий
Продавливание с применением пневмопробой-ников	300…600	25…40	То же

Рис. 4.15. Схема способа прокола: 1 - крепление передней стенки рабочего котлована; 2 - упор, устанавливаемый на задней стенке рабочего котлована; 3 - гидравлический домкрат

Технологическая последовательность работ при этом способе такова: открывается котлован с двух сторон участка, в котлован укладывают звено трубы с наконечником и после выверки домкратом вдавливают ее в грунт на длину хода штока, а после возвращения штока в начальное положение вводят на его место нажимной патрубок (шомпол) и процес­сы повторяют. По окончании вдавливания первого звена трубы на пол­ную длину шомпол убирают, а в котлован опускают следующее звено, которое стыкуют с уже вдавленным в грунт звеном и сваривают их. Для сварки в котловане должен быть предусмотрен приямок около передней стенки котлована. Затем вдавливают наваренное звено и циклы повто­ряют до выполнения прокола на требуемую глубину.

Этим способом в сжимаемых грунтах получают отверстия диамет­ром 500 мм. Длина проходки - 20.. .60 м.

Способ продавливания применяют, как правило, для прокладки труб большого диаметра (до 1720 мм) и длиной до 100 м. Основан он на по­следовательном вдавливании в грунт звеньев труб со сваркой, разработ­кой грунта внутри трубы и удалением его через прокладываемую трубу с помощью шнековой установки или гидромеханическим методом путем размыва грунта внутри трубы струей воды и последующей откачки пульпы насосом. Схема способа продавливания приведена на рис. 4.16.

При горизонтальном бурении конец трубы имеет режущую коронку увеличенного диаметра, трубу приводят во вращение от двигателя, установленного на бровке котлована. Поступательное движение трубы обеспечивает реечный домкрат с упором в заднюю стенку котлована. Грунт, заполняющий трубу, удаляют, как при способе продавливания (рис.4.17).

При щитовой проходке разработку грунта и устройство стенок туннеля ведут под защитой цилиндрической оболочки щита (рис. 4.18), представляющего собой кольцевую, открытую с обоих концов конструкцию, временный диаметр которой равняется наружному диаметру сооружаемого туннеля. Впереди щит имеет в верхней части козырек-выступ, служащий для защиты рабочих от возможных обвалов грунта. Продвижение щита сопровождается врезанием его режущего края в грунт и происходит под действием гидравлических домкратов, расположенных по всему периметру щита и упирающихся с одной стороны в выступ режущего края, а с другой стороны - в край обделки туннеля.

Рис. 4.16. Схема способа продавливания: 1 - крепление передней стенки соседнего котлована; 2 - упор, устанавливаемый на задней стенке рабочего котлована; 3 - гидравлический домкрат

Рис. 4.17. Схема горизонтального бурения: 1 - крепление передней стенки рабочего котлована; 2 - пор, устанавливаемый на задней стенке рабочего котлована

Рис. 4.18. Схема проходки туннеля с помощью щита: 1 - полость, заполненная бетонной смесью; 2 - обделка туннеля из тюбингов; 3 -обойма щита; 4 - домкраты; 5 - режущий край; 6 – защитный козырек; 7 - рабочая платформа; 8 - эректор; 9 - вагонетка; 10 - рукав растворонасоса

Рассмотренные выше только некоторые основные способы бестраншейной прокладки переходов инженерных коммуникаций имеют бес- спорные преимущества перед открытыми способами строительства таких объектов. Объемы земляных работ снижаются в 6...10 раз. Эти способы в будущем имеют большую перспективу применения, особенно с учетом предстоящего роста объемов реконструкции по сравнению с новым строительством.