Закрытые способы прокладки подземных коммуникаций
При необходимости устройства подземных коммуникаций (тоннелей, коллекторов, трубопроводов) под существующими дорогами, зданиями и сооружениями применяют закрытые (бестраншейные) способы их прокладки.
На практике пользуются двумя основными способами бестраншейной прокладки подземных коммуникаций:
- продавливание трубопроводов (футляра) без выемки грунта (способы прокола, внбропрокола и пневмопропробивки скважин);
- продавливание труб или коллекторов квадратного сечения с выемкой грунта (способы продавливания и горизонтального бурения).
Рис. 11 Схема установки для продавливания труб малого диаметра
способом прокола скважин - разрез
1 - трубопровод от насоса, 2 - упор для домкрата, 3 - гидравлический домкрат,
4 - проталкиваемая труба, 5 - шомпол, 6 - шток, 7 - приямок для сварки труб,
8 - направляющие рамы, 9 - наконечник
Подготовительные работы по закрытой прокладке коммуникаций начинают с отрывки в начале и в конце трассы рабочего и приемного котлованов с креплением вертикальных стенок. Размеры котлованов определяются параметрами домкратной установки и продавливаемой трубы, а глубина - глубиной заложения трубопровода, с учетом направляющих с поперечинами и балластного слоя под ними.
Рис 12. Схема установки для продавливания труб малого диаметра
способом прокола скважин - последовательность прокалывания
1 - трубопровод от насоса, 2 - упор для домкрата, 3 - гидравлический домкрат,
4 - проталкиваемая труба, 5 - шомпол, 6 - шток, 7 - приямок для сварки труб,
8 - направляющие рамы, 9 - наконечник, 10 - отверстие для штока
Прокол скважин под прокладываемый трубопровод применяют для труб диаметром 100-400 мм на глубине более 3 м. Установка для прокола (рис. 11-12) состоит из мощного гидравлического домкрата с ходом поршня 150 мм, шомпола, вставленного в трубу, который передает усилие домкрата на трубу через шток, и стального конусообразного наконечника, приваренного к концу трубы.
После включения домкрата труба передвигается на 150 мм, а затем домкрат выключают и возвращают его поршень в исходное положение. Потом переставляют шток в следующее отверстие и снова включают домкрат (передвижение за каждый цикл равно 150 мм). Этот способ применяют в грунтах, не содержащих камней и гравия. Скорость проходки достигают 1,5 м/ч.
Вибропрокол скважин осуществляется установками, работающим с использованием виброударных устройств, расположенных на конце трубы, по типу устройств для погружения свай с помощью вибромолота.
В установке прокалывающее усилие создается вибропогружателем, жестко соединенным с трубой, а установленная на тележке лебедка подает трубу в готовую скважину с усилием 7,5 кН и скоростью 30-40 м/ч.
Значительное сокращение трудозатрат по продавливанию труб без выемки грунта достигается благодаря использованию снарядов виброударного прокола.
Пневмопробивка скважин осуществляется пневмопробойниками, работающими от энергии сжатого воздуха.
Пневмопробойник (рис.68) представляет собой самодвижущуюся пневматическую машину ударного действия, корпус которой является рабочим органом, образующим скважину.
Ударник под действием сжатого воздуха, поступающего от передвижного компрессора, совершает возвратно-поступательное движение и наносит удар по переднему внутреннему торцу корпуса, забивая его в грунт. Реверсивное устройство позволяет изменять направление действия машины за счет изменения направления ударов. В комплект пневмопробойника входят расширители для пробивки скважин большого диаметра. Реверсивная работа пнепмопробойников возможна только без расширителей.
Для запуска пневмопробойника и выхода машины из забоя в начале и в конце пробиваемой скважины отрывают входной и приемный рабочие приямки шириной не менее 1 и длиной 1,8-2 м. Для точного ориентирования пневмопробойников по оси скважины используют простые прицельные приспособления.
Использование пневмопробойннков резко увеличивает производительность труда по сравнению с традиционными методами бестраншейной прокладки подземных коммуникаций.
Продавливание скважин применяют для прокладки труб диаметром 500-1800 мм, коллекторов квадратного или прямоугольного сечения па расстояние до 80 м.
Рис. 13 Пневмопробойник
1 - корпус, 2 - съемный расширитель, 3 - ударник, 4 - окна,
5 - золотник, 6 - реверсивное устройство, 7 - рукав
Установка для продавливания скважин (рис.14) состоит из рамы с одним или несколькими гидравлическими домкратами, которые передают усилие на торец трубы через надеваемый на него нажимной фланец. Противоположный конец трубы снабжен кольцом, приваренным к торцу трубы для уменьшения сопротивления (диаметр ножа несколько больше диаметра трубы). Упором для домкратов служит специальная стенка, состоящая из свай и двух рядов брусьев.
Рис. 14 Схема установки для продавливания скважин большого диаметра
1 - упорная стенка, 2 - гидравлический домкрат, 3 - нажимной фланец,
4 - труба, 5 - ножевое кольцо, 6 - приямок для сваривания труб
После возвратного движения штока домкрата между нажимным фланцем и торцом трубы устанавливают нажимной патрубок, повторяя затем цикл продавливания. Когда задний конец трубы достигнет приямка, к ней приваривают дополнительное звено. Грунт из трубы удаляют совком, имеющим канатный привод от лебедки, или с помощью других приспособлений.
Способ продавливания является особенно эффективным при прокладке тоннелей или коллекторов под действующими дорогами или существующими зданиями и сооружениями.