Покупателям


Технология строительства трубопроводов методом микротоннелирования

Технология микротоннелирования используется для прокладки новых трубопроводов в неосвоенных грунтовых массивах, а также для разрушения (поглощения или вдавливания в окружающий грунт) старых, подлежащих удалению и заменяемых на новые строго по трассе прокладки, которая одновременно используется в качестве пилотной скважины. При этом подлежащий удалению дефектный трубопровод может быть наполнен буровым раствором для улучшения процесса продавливания.

Микротоннелепроходческие комплексы могут снабжаться механизмами транспортировки отработанного грунта в виде шнековых машин или машин с гидропригрузом. В случае исполь­зования шнековых машин грунт из образовавшейся скважины транспортируется с помощью шнеков от забоя к стартовому котловану. Машины с гидропригрузом, в основном применяемые при обводненных грунтах, превращают отработанный грунт в суспензию, которая удаляется на поверхность путем откачивания через трубы малого диаметра.

При протягивании в скважину труб независимо от их мате­риала (сталь, железобетон, керамика, композитные материалы) должно быть обеспечено плотное соединение отдельных секций труб, практически исключающее наличие выступов (растру­бов). Если стенка труб толстая, то трубы соединяются уступами (специальными разъемами соответствующей конфигурации), обеспечивающими полную герметизацию стыка. Кроме того, тип соединений должен иметь площадь поверхности, достаточную для равномерной передачи нагрузки от одной трубы к другой, т.е. соседней. Эта поверхность должна быть плоской, гладкой и без дефектов. Для соблюдения этих условий стандартные керами­ческие трубы, например, подвергают предварительной машинной обработке, в результате их торцы приобретают требуемый профиль с выемкой для уплотняющей кольцевой вставки. Уплотняющая вставка выполняется из этиленпропилендиенмодифицированного каучука (EPDM), не подверженного микробиологическому разложению, что обеспечивает ее сохранность в течение всего срока эксплуатации трубопровода. Толщина уплотняющих колец зависит от диаметров соединяемых труб.

Технология микротоннелирования включает следующие опе­рации: проведение предварительных грунтовых исследований; устройство вертикальных водонепроницаемых шахт с твердым основанием для погружения и размещения всего необходимого оборудования, а также его последующего демонтажа и подъема на поверхность; установка опорной плиты, соответствующей усилиям продавливания; проходка микротоннельного комплекса и образование горизонтальной (наклонной) скважины; выемка отработанного грунта; продавливание трубопровода в грунт в соответствии с проектным заданием (в том числе с организацией непрерывной смазки внешней поверхности трубопровода); кон­троль направления трассы и ее корректировка (если возникнет необходимость).

Мировой практикой бестраншейного строительства накоп­лен огромный опыт использования микротоннелепроходческих комплексов. Наиболее интересны проекты с применением труб большого диаметра с прокладкой на больших глубинах в слож­ных геологических и технических условиях (состояние грунтов, конфигурация трассы и ее длина, сложность размещения, мон­тажа и демонтажа оборудования на больших глубинах в условиях плотной городской застройки и насыщенности подземными инженерными коммуникациями). Типичным примером успеш­ного использования микротоннелепроходческого комплекса в сложных условиях можно считать опыт Южной Кореи, где был осуществлен уникальный проект по прокладке трубопровода методом продавливания труб.

Согласно техническому заданию необходимо было проложить трубопровод длиной 2535 м из железобетонных труб внутренним диаметром 2600 мм и внешним 3040 мм на средней глубине 45 м в суровых зимних условиях. Сложность проекта заключалась в том, что минимальный радиус кривизны трубопроводной трассы должен был составлять 200 м. Кроме того, большая часть проект­ной трассы располагалась в прочных скальных грунтах, а условия плотной городской застройки не позволяли обустроить финишную шахту на свободной (незастроенной) территории.

В соответствии с проектом трубопровод был выведен под основание существующего многоэтажного здания на уровень
пятого нижнего этажа подвала, после чего внутри подвального помещения произвели демонтаж тоннелепроходческого ком­плекса для его последующего поэлементного извлечения. На рисунке ниже представлен вид сверху стартовой шахты глубиной 45 м с подсобными технологическими трубопроводами, специальным оборудованием и установкой для продавливания в забое.

Стартовая шахта для микротоннелирования

5.1

Для выполнения работ бестраншейным методом использовался тоннелепроходческий комплекс A VN 2400 D производ­ства фирмы «Herrenknecht AG» (Германия), с помощью которого трасса тоннеля была пройдена за один прием с технологическими паузами технического характера (частая замена дисковых резцов диаметром 356 мм из-за преобладания гранитных пород, частое обслуживание шламовых насосов из-за низких температур и т.д.). Максимальная скорость проходки по трассе на прямолинейных участках составила 14,5 м/с.

На рисунке ниже показан план трассы со стартовой и финишной шахтами и местами ее пяти изгибов (три — с радиусом 250 м и два — с радиусом 200 м).

Для экономии времени на установку труб на дне стартовой шахты глубиной 45 м в нее опускали сразу по два звена труб, пред­варительно соединенных друг с другом на поверхности.

Тоннелепроходческий комплекс A VN 2400 D

5.2

План трассы трубопровода

5.3

Таким образом, общая длина звена составила 3 м. Ход поршня основного домкратного модуля, установленного на дне шахты и развивающего усилие продавливания 1,4 тс, составлял 3,5 м.

Из-за сложности трассы вдоль нее были установлены девять промежуточных домкратных станций, однако за счет исполь­зования автоматической системы смазки труб бентонитовым раствором удалось настолько уменьшить силу трения, что для завершения проходки потребовалось лишь четыре домкратные станции. Успешная реализация данного проекта подтвердила многочисленные преимущества метода продавливания с помощью микротоннелирования по сравнению с другими методами.

Фрагмент спуска в стартовую шахту спаренных звеньев

5.4

Техническим специалистам