1.5.1 Прокладка кожухов методом горизонтального бурения

Прокладка кожуха характеризуется тем что разработка грунта по площади сечения скважины несколько опережает продвижение защитного кожуха в скважину.

Работы по строительству переходов этим методом обычно начинаются с геодезической разбивки места перехода и рытья рабочего и приемного котлованов, размеры которых определяют в зависимости от грунтовых условий и конструкции машин и установок применяемых для бурения горизонтальных скважин.

После окончания рытья рабочего котлована и устройства креплений стенок дно котлована выравнивают и размещают направляющие конструкции, агрегаты и узлы установки, применяемой для прокладки кожухов.

При монтаже направляющих конструкций особое внимание обращают на правильное их размещение в горизонтальной и вертикальной плоскостях, так как от этого зависит сохранение заданного направления прокладки и минимальные отклонения фактического положения кожуха от проектного.

Прокладку кожухов методом горизонтального бурения осуществляют путем последовательного наращивания их звеньями или же без наращивания на всю длину предполагаемой прокладки. Для прокладки кожухов разработано несколько конструкций машин и установок. Наиболее совершенными являются установки типа «Запорожье» и УГБ выпускаемые серийно.

Установку «Запорожье» применяют для прокладки кожухов при строительстве переходов магистральных трубопроводов, а также различных трубопроводов в городах, поселках и на территориях промышленных предприятий при небольших объемах бестраншейной прокладки.

Рисунок 12 – Установка горизонтального бурения типа УГБ

Установки горизонтального бурения типа УГБ применяют в строительстве переходов магистральных трубопроводов при бестраншейной прокладке кожухов диаметром от 325 до 1420 мм в грунтах I—IV групп.

Принцип действия установок горизонтального бурения УГБ основан на механическом разрушении грунта режущей головкой, непрерывном сухом транспортировании грунта безопорным шнеком, совмещении процесса бурения с прокладкой кожуха, разработке скважин диаметром на 50—70 мм больше наружного диаметра прокладываемого кожуха, благодаря чему уменьшаются сопротивления продвижению кожуха в грунте.

Установки типа УГБ (рисунок 12) состоят из металлической сварной рамы 6 на которой смонтирован двигатель внутреннего сгорания 9 с основной коробкой передач и короб­кой отбора мощности 11. Последняя соединена цепной передачей с четырехскоростной коробкой передач 10 привода лебедки. Одноба­рабанная лебедка 7 с червячным редуктором смонтирована впе­реди радиатора двигателя внутреннего сгорания и соединена с че­тырехскоростной коробкой передач карданным валом 8. В перед­ней части 'рамы размещены ролики подвижного полиспаста 5 меха­низма подачи, приводимого в действие лебедкой. Барабан лебедки 7 разделен перегородкой на две части, из которых одна является ра­бочей, а вторая запасной. На запасную часть барабана перематы­вают канат с рабочей части, когда на рабочей части число рядов каната превышает четыре. Выходной вал коробки передач соединен цепной муфтой с валом двухступенчатого редуктора 14 с цилиндрическими косозубыми шестернями. На выходном валу редуктора 14 смонтирована на шпонках звездочка, которая цепной передачей 15 передает крутящий момент на ведомую звездочку ва­ла привода шнека 16. Рядом с ведомой звездочкой на валу приво­да укреплена муфта 17 предельного момента. Передний конец вала привода соединен со шнеком 20, размещенным в прокладываемом кожухе 19. На переднем конце шнека смонтирована режущая го­ловка 22, которая при вращении шнека разрабатывает грунт.

Ко­жух опирается на дно рабочего котлована роликовыми опорными тележками 21.

Для закрепления машины на прокладываемом ко­жухе внизу рамы имеются опорные башмаки и стяжные цепи или хомуты 18.

В поперечной траншее рабочего котлована размещают упорный брус 1 и якорь 2, к которому прикрепляют неподвижный блок полиспаста 3, соединяемый с подвижным блоком 5 каната 4.

Для предотвращения поворота машины УГБ при бурении используют кран-трубоукладчик 12, который сопровождает и поддерживает машину при бурении. Для приведения в действие устано­вок горизонтального бурения применяют двигатели внутреннего сгорания автомобильного типа ГАЗ-51 и ЗИЛ-157 и тракторного типа СМД-14

Бурение скважины и прокладка кожуха осуществляются следующим образом. Перед началом работы пускают двигатель, вклю­чают первую передачу основной коробки передач и приводят во вращение редуктор, вал привода шнека и шнек с режущей голов­кой.

Затем включают трансмиссию привода лебедки и осуществля­ют подачу кожуха. Вращающаяся режущая головка, соприкасаясь с грунтом, разрабатывает его, т. е. срезает стружку, толщина кото­рой зависит от подачи на один оборот шнека и числа режущих граней головки. Срезанный и разрыхленный грунт подхватывается лопастью шнека и продвигается по кожуху до его второго конца, где высыпается на дно рабочего котлована. Для отбрасывания грунта в сторону на конце вала привода шнекового транспортера установлена крыльчатка.

При работе машины сопротивления вра­щению режущей головки создают реактивный момент, который стремится повернуть машину вместе с кожухом вокруг его оси в направлении, обратном вращению режущей головки. Для предот­вращения опрокидывания машину удерживает кран-трубоуклад­чик, который постоянно сопровождает установки горизонтального бурения в процессе их работы.

Обслуживает установку горизон­тального бурения типа УТБ и ГБ бригада, состоящая из 4—5 че­ловек. Опыт эксплуатации установок горизонтального бурения по­казал, что скорости бурения в грунтах I—IV групп составляют 2–7,8 м, а средние скорости проходки — 2,7–3,3 м/ч, или 19–25 м/смену. [3]