Монтаж трубы открытым способом

Прокладка трубопровода: методы и технологии

Развитие промышленности и современного городского хозяйства совершенно невозможно без использования трубопроводов разного назначения. Бесперебойная работа систем отопления водоснабжения, канализации, газовых, нефтяных магистралей и т. д. может быть обеспечена только при условии соблюдений положенных технологий и нормативов во время их прокладки. Способов сборки трубопроводов существует множество.

Какие технологии могут использоваться

Существуют следующие основные методы прокладки трубопроводов:

• Открытый способ предполагает сборку магистралей по опорам, а также в непроходных и проходных коллекторах.
• Закрытый или бестраншейный способ. Предполагает прокладку трубопроводов под землей без предварительного вскрытия грунта.
• Скрытый способ. В этом случае трубы тянутся по вырытым траншеям.

Для сборки магистралей в зависимости от особенностей транспортируемой среды, методов монтажа и внешних условий могут использоваться трубы, изготовленные из разных материалов: бетонные, металлические, пластиковые, керамические, асбестовые. В городах прокладка трубопроводов водоснабжения может производиться в одной траншее с другими коммуникациями (магистралями отопления, кабельными системами и т. д). При этом допускается использование как траншейной, так и канальной технологии.

Особенности открытого способа прокладки трубопроводов

По такой методике может производиться прокладка трубопроводов отопления, водоснабжения, канализации и т. д. Использование под магистрали непроходных каналов в сравнении с траншейным методом имеет одно неоспоримое преимущество. Проложенные в них трубы не подвергаются давлению грунта во время пучения или подвижек, а следовательно, служат дольше. Недостатком этой методики считается затрудненный доступ к магистралям при необходимости их ремонта.

Прокладка трубопровода в проходных каналах обходится дороже. Однако в этом случае специалисты обслуживающих компаний имеют возможность доступа к магистралям без необходимости проведения земляных работ.

Над поверхностью земли трубы обычно прокладывают только в неблагоустроенных районах населенных пунктов, в качестве временных магистралей и т. д. Опорами под них могут служить разного рода бетонные и металлические конструкции, эстакады, стены сооружений и т. д.

Способы прокладки трубопроводов в городах могут быть разными. Но в любом случае магистрали по населенным пунктам тянут вне зоны давления в грунте от сооружений и зданий. Это способствует сохранению фундаментов в случае прорыва. Все подземные городские инженерные коммуникации разделяют на три большие группы: магистральные, транзитные и распределительные. К первой разновидности относятся все основные коммуникационные сети населенного пункта. Транзитные трубопроводы проходят по территории города, но никак в нем не используются. Распределительными называют магистрали, отходящие от основной непосредственно к зданиям.

Скрытый способ прокладки

Строительство трубопроводов по этой методике выполняется чаще всего. Основным преимуществом прокладки труб в траншеях является ее относительная дешевизна. Однако технология сборки в данном случае должна соблюдаться неукоснительно. Ведь доступ к трубам в данном случае затруднен и следует добиться того, чтобы ремонт трубопроводу требовался как можно реже.

Правила проведения работ при скрытой прокладке

Траншеи под магистрали могут использоваться мелкозаглубленные или глубокие. В первом случае закладка трубопровода производится на 50-90 см. При использовании глубокого способа траншеи выкапывают ниже промерзания грунта. Прокладка трубопровода промышленного может производиться на глубине до 5 м. Правила при укладке магистралей соблюдаются такие:

1. Если грунт плотный, трубы укладываются непосредственно на него.
2. При прокладке на глубине свыше 4 м, либо если трубы изготовлены из не слишком прочного материала, устраивают искусственную подложку. Так же поступают при условии сборки магистралей в сложных гидрогеологических условиях.
3. Дно траншей подготавливают таким образом, чтобы трубы соприкасались с ним на всем протяжении. Имеющиеся пустоты засыпают местными грунтами или песком.
4. При наличии грунтовых вод в самых низких местах устраивают приямки для их откачки.

Скрытый способ прокладки: особенности технологии

Технология сборки магистралей выбирается в том числе в зависимости от того, трубы из какого материала используются. Полимерные сваривают по нескольку штук (до длины 18-24 м) непосредственно возле объекта хранения, а затем доставляют к месту прокладки. Здесь в летний период времени их собирают в непрерывную нитку, после чего помещают в траншею. Монтаж производится с помощью передвижных сварочных установок. Зимой трубы укладывают в траншею по одной и соединяют склеиванием или с помощью резиновых колец.

Строительство трубопроводов керамических по уклону производят сверху вниз. Перед началом монтажа трубы осматривают на наличие сколов. Соединяют их раструбным методом с уплотнением битумной прядью и устройством замка из цементного раствора. Примерно так же укладываются и бетонные трубы. В качестве уплотнителя в данном случае может использоваться резиновое кольцо.

Асбоцементные магистральные трубопроводы с давлением до 0,6 МПа собирают с применением двухбуртных асбоцементных муфт, а с давлением до 0,9 МПа — с использованием чугунных фланцевых. Безнапорные трубопроводы ведут с применением цилиндрических муфт. Стальные магистрали прокладывают с использованием сварки.

Бестраншейный метод

Прокладка трубопровода этим способом используется в основном при невозможности сборки по скрытой технологии. К примеру, именно так тянут магистрали под оживленными автотрассами, железными дорогами, наружными инженерными коммуникациями и т. д. Существуют следующие методы бестраншейной прокладки трубопроводов:

• проколом;
• продавливанием;
• горизонтальным бурением;
• щитовой проходкой.

Прокладка методом прокола

По этой технологии тянут магистральные трубопроводы на суглинистых и глинистых грунтах. При ее использовании можно прокладывать трубопроводы длиной до 60 м. Заключается эта методика в следующем:

• на трубу надевается стальной наконечник;
• на определенном расстоянии от препятствия выкапывают котлован и устанавливают в него гидравлический домкрат на опорах;
• в котлован опускается труба со вставленной в нее трубой меньшего диаметра — «шомполом»;
• производится поэтапный прокол грунта.

При использовании этой методики земля наружу не вынимается. В процессе прокола она просто уплотняется по окружности трубы.

Метод продавливания и технология щитовой проходки

Эти технологии также довольно-таки часто используются при необходимости сборки трубопроводов под препятствиями. Прокладка трубопровода методом продавливания позволяет преодолевать препятствия длиной до ста метров. Труба в данном случае открытым концом продавливается в грунт. Образующаяся при этом внутри нее земляная пробка удаляется.

Проходческий щит состоит из опорной, ножевой и хвостовой части. Вторая обеспечивает срезание породы и углубление конструкции в массив. Опорная часть имеет вид кольца и предназначена для придания конструкции необходимой жесткости. В хвостовой части расположен пульт управления щитом.

Направленное горизонтальное бурение

Этот метод считается наиболее затратным. Но у него есть одно безусловное преимущество. С использованием такой технологии можно проходить даже самые плотные грунты. Бурение в данном случае производится специальными штангами, соединенными шарнирами. Осуществляться проходка может со скоростью 1,5-19 м/ч. К сожалению, эту технологию нельзя использовать при наличии на участке грунтовых вод.

Таким образом, выбор методики прокладки трубопроводов зависит от особенностей грунта, материала изготовления труб, производственной необходимости. В любом случае технологии сборки магистралей должны соблюдаться в точности. Качественный трубопровод — гарантия бесперебойной работы промышленных предприятий и городских коммунальных сетей.

Источник

Способы прокладки трубопроводов – открытый и закрытый, правила выполнения работ

Необходимые материалы

Выбор материала труб — весьма ответственная задача. Если подойти к ней недостаточно тщательно, то в дальнейшем это скажется на эксплуатационных качествах трубопровода. Чаще всего для их прокладки используются металлы и полимеры. Хорошо проявляет себя сталь и чугун. Еще демонстрирует высокие показатели качественная медь. Это то, что относится к металлам. Среди полимерных материалов выбор гораздо шире: множество видов полиэтилена, полипропилен и так далее. Определенной популярностью пользуются укрепленные стекловолокном и алюминием трубы.

У всех из представленных материалов имеются определенные особенности, благодаря которым они и стали популярными. На отечественном рынке наиболее востребованы стальные трубы для монтажа трубопровода. Связано это с низкой стоимостью материалов. Но у нее ряд недостатков: такие трубы подвержены коррозийному воздействию, требуют покраску, монтаж отличается своей сложностью.

Как уже было упомянуто выше, медные трубы также используют в трубопроводах. Данный материал отличается долгим сроком эксплуатации, но еще и дороговизной. Медные трубы устойчивы к коррозии, зарастанию сечения, переносят высокие и низкие температуры, а также их перепады. Такой трубопровод прослужит очень долго, но и затраты на него будут соответствующие.

Среди полимерных материалов чаще всего выбирают полипропилен. Такие трубы стоят относительно дешево, при этом обладают высокими эксплуатационными характеристиками и долговечные.

Существует два используемых сейчас типа прокладки трубопроводов наружного устройства: открытый (вскапывание земли) и закрытый (его еще называют бестраншейный. Он реализуется проколами, продавливанием, бурениями или проходкой. Рассмотрим их все более подробно.

Бестраншейная замена канализационных трубопроводов

При необходимости проведения ремонта трубопроводов открытым способом возникает множество проблем, связанных с необходимостью вести открытую перекладку в условиях, когда на участке проведения работ имеются другие инженерные коммуникации, также требуется перекрытие трассы, если трубопровод проходит через дорогу.

Бестраншейная замена трубопроводов в этом отношении – лучший вариант. Его использование в коммунальной, производственной сфере всегда эффективно как с экономической, так и с технической точки зрения.

Стоимость подобного проекта при использовании такого метода снижается за счёт выполнения работ:

• с минимальным количеством рабочих;
• без мощной землеройной техники;
• в сжатые сроки;
• без ордера на земляные работы;
• без затрат на вскрытие траншеи, вывоз земли, восстановление асфальта, благоустройство территории.

Именно поэтому при бестраншейном ремонте трубопроводов цена проекта будет существенно ниже в сравнении с использованием открытой технологии.

Открытый способ прокладки трубопроводов

В основном открытый метод прокладки трубопровода применяется в обстоятельствах, когда отсутствует необходимое оборудование для реализации закрытого. Поскольку данный вариант относится к компромиссным, он обладает рядом недостатком: необходимость больших расходов, разрушения ландшафта с последующим его восстановлением, временная приостановка работы предприятий, находящихся в зоне работ, затруднение перемещения и так далее.

Открытый метод прокладки трубопровода и канализаций заключается в выкапывании траншей нужной глубины с их последующим укреплением и размещением самих труб. Задача состоит из нескольких этапов.

• Выкапывание траншеи, ее выравнивание;
• Укрепление траншеи;
• Отсыпка подушки;
• Укладка трубопровода;
• Укрывание труб;
• Закрытие траншеи;
• Восстановление ландшафта территории или дорожного покрытия.

Прокладка открытого трубопровода связана с крупными расходами и большим объемом работ. Поэтому чаще всего используется закрытый метод. Он сохраняет окружающую среду, более экономичный, а еще не препятствует жизнедеятельности населенного пункта.

Закрытые технологии широко применяются внутри городов, но также задействованы и за их пределами. Таким методом прокладываются коммуникации под водными сооружениями, в природных заповедниках, а также под рельефами, в районе которых не получится реализовать открытый трубопровод. К ним относятся болота, овраги, каньоны и так далее.

Методы строительства подземных систем

Наиболее распространенные методы прокладки трубопровода:

• бестраншейный (укладка под землю без вскрытия грунта);
• открытый вариант (сборка по опорам, может проводиться в проходных или непроходных коллекторах);
• скрытый способ монтажа (готовятся траншеи, по которым тянутся трубы).

Проект может быть сложным или простым. В первом случае (как правило, применяется для прокладки трубопроводов водоснабжения в городских условиях траншейным или канальным способом) в одной траншее могут проходить несколько разных магистралей – коробы с кабелями, отопительная сеть и водообеспечение, например.

Одно из важных условий долговечности службы всей сборки – выбор соответствующего материала труб. В современной практике применяют изделия из пластика, асбеста, металла (сталь, медь), керамики, бетона.

Горизонтально направленное бурение

Закрытая прокладка трубопровода — высокотехнологичный процесс, реализуемый благодаря использованию буровых комплексов. Раздел посвящен описанию горизонтально направленного бурения (подробнее: «Преимущества прокладки труб методом ГНБ – как выполняются работы»). Это оптимальный вариант укладки труб закрытым способом.

Процесс горизонтально направленного бурения:

1. Бурение пилотной скважины. На этом этапе задействовано навигационное оборудование, придающее ей направление.
2. Расширение скважины до необходимых размеров.
3. Укладка труб.

Пилотную скважину еще называют экспериментальной. Ее бурение является самым важным этапом в прокладке закрытых труб. Для этого используется буровая головка с интегрированным излучателем. Она крепится к гибкой приводной штанге. Благодаря этому рабочие смогут контролировать процессом бурения. В такой системе присутствует отверстие, куда подается специальный раствор, охлаждающий установку снижающий трения и защищающий скважину от разрушений.

В буровой головке имеется передатчик. Он отсылает сигналы на локатор, так она и управляется. Основная ответственность лежит на операторе. Он регулирует положение головки, контролируя весь процесс бурения. Его задача — не допустить отклонение в скважине от проектной траектории. Горизонтально направленное бурение — сложный процесс с высоким уровнем автоматизации. Для реализации данного метода необходимо точное планирование и современное оборудование.

Отличия от других способов бестраншейной прокладки

Горизонтальное направленное бурение похоже на ряд иных способов прокладки труб бестраншейным методом – шнековое бурение, микротоннелирование, управляемый прокол. Принципиальная разница состоит в промывке скважины бентонитовым буровым раствором.

Раствор выполняет следующие задачи:

• В процессе бурения или расширения с высокой скоростью выходит через сопла, создавая режущий эффект
• Уменьшает трение бура и налипание грунта на головку, охлаждает инструмент
• Укрепляет стенки скважины и предохраняет их от разрушения
• Облегчает прохождение трубы в пробуренное отверстие
• Выносит наружу измельченную породу

Состав бурового раствора относится к ключевым факторам успешного проведения операции, подбирается под тип грунта.

Направленный прокол

Метод направленного прокола заключается в использовании пневмопробойников для проходки скважин. В них затем затягиваются трубы, диаметр которых не превышает 400 мм. У пневмопробойника цилиндрический корпус. В нем находится ударник и воздухораспределительная система. На корпус выпускается сжатый воздух, а затем наносятся удары, так он двигается.

Ключевой особенностью метода прокола считается быстрота его реализации за счет скорости работы пробойника. Кроме того, в небольшой степени уплотняется друг от друга. Больше всего преимущества дают о себе знать при прокладке нескольких трубопроводов неподалеку или вблизи с инфраструктурой.

Сущность технологии

Прокладка труб методом ГНБ заключается в бурении с поверхности земли подземной скважины, в которую потом протягивается трубопровод. Процесс бурения управляемый, скважина идет по установленной расчетами и утвержденной проектом траектории.

Плеть трубопровода формируется из стальных труб в изолирующей оболочке или полимерных аналогов, обычно из полиэтилена или полипропилена.

Технологию применяют в различных типах грунтов, включая скальные, однако в сложных геологических условиях (плывуны, карст, наличие включений искусственного происхождения и т. д.) прокладка бывает затруднена или вовсе невозможна.

Метод продавливания

Метод продавливания предназначен для укладки металлических труб большого диаметра (от 800 мм). А одной из его главных особенностей является отсутствие необходимости выкапывания траншеи. Данный способ используется для трубопроводов не длиннее 80 метров. Суть метода заключается в том, что гидравлические домкраты вдавливают стальной футляр с ножом на конце в землю. Она высыпается в трубы, далее их необходимо вычищать вручную.

Данный метод широко используется при укладке трубопроводов под различными сооружениями, автострадами и рельсами. Также он задействован при проведении водо-, нефте- и газопроводов, монтаже канализаций. Помимо того, что таким способом можно использовать трубы большого диаметра, имеются и другие преимущества: относительно небольшие расходы и скорость работ.

Бесканальная прокладка трубопровода

В отличие от канального метода, при бесканальном устройстве систем подвижные опоры и лотки не используются. Бесканальная прокладка трубопровода нашла широкое применение в регионах с сухими почвами, хотя на влажных грунтах бесканальные системы тоже устанавливают (с дренажом). В качестве защиты здесь выступает изоляционная оболочка. Особенности бесканальной прокладки:

• подготовка траншеи под укладку (ее дно должно быть максимально ровным);
• устройство «подушки» из трамбованного песка, которая должна быть толщиной не менее 10 см (для глинистых почв – 10–15 см);
• неподвижными опорами при бесканальной прокладке выступают стенки из ЖБИ (монтируются под прямым углом к трубопроводу);
• в нишах (камерах) устанавливаются компенсаторы, которые могут быть сальниковыми или гнутыми. Они отвечают за компенсацию перемещений труб под действием температур при бесканальной прокладке.

К плюсам бесканальной прокладки относят выгодную стоимость строительства трубопровода, минимальный объем работ, короткие сроки реализации проектов. Есть и минусы: затрудненный ремонт и механическая фиксация (зажатие) труб грунтом, что затрудняет их тепловое перемещение.

Бурошнековое бурение

Существует способ укладки трубопроводов с помощью специального оборудования — шнековых буровых машин. При этом бурение идет в приемный котлован из рабочего. А значит, не требуется выход на поверхность. Данный метод подходит для прокладки трубопроводов закрытым способом до ста метров из стальных, бетонных или полимерных труб (100 – 1700 мм в диаметре). Он отличается высокой точностью, максимальное отклонение не будет превышать 30 мм. Сам трубопровод получится ровным, без провисаний. Такой метод часто используется при монтаже самотечных канализаций, при укладке труб под железнодорожными путями или в зоне коммуникаций домов.

Виды монтажа

Все способы можно разделить на 2 большие группы.

1. Подземная установка. Она применяется чаще и проводится с применением 1 из 2 технологий.
   Бесканальная прокладка трубопроводов.
2. Подземное устройство в каналах.
3. Надземная прокладка трубопровода. Предполагает монтаж труб на поверхности земли или на расстоянии от нее (актуально для трубопроводов над трассами, в этом случае высота размещения труб должна быть достаточной, чтобы трубопроводная магистраль не мешала работе трассы). Надземные трубопроводы незаменимы, когда маршрут труб пролегает через овраги, пути транспортного следования, реки, иные сооружения. Надземная прокладка трубопровода выполняется в каналах (лотках). Они могут располагаться на грунте или быть слегка в него заглублены, такой способ монтажа актуален в регионах с холодным климатом, которым свойственно присутствие вечномерзлых почв.

Выбор способа устройства трубопроводной линии зависит от ряда условий. Среди них планировочные факторы (назначение, пересечения маршрута с сооружениями и объектами), природные (категория почвы), финансовые (бюджет строительства) и прочие (требования к эстетике вида инженерной системы). Решение по технологии принимается после проведения расчетов по разным вариантам монтажа и должно быть ориентировано в первую очередь на оптимизацию стоимости коммуникации.

Причем учитываться в технико-экономическом обосновании должна не только цена строительства, но и сервисная составляющая стоимости проекта. Пример – прокладка трубопровода отопления. Выбор в пользу подземного устройства позволит снизить капитальные расходы на постройку. Но в практике обслуживания стоимость будет выше, чем у надземной прокладки в силу:

• необходимости устройства изоляции (при бесканальной укладке теплопотери будут выше, особенно во влажной почве);
• дополнительной постоянной поддержки во избежание раннего износа.

Монтаж внутренних трубопроводов

В СНиП 3.05.01-85 регламентирован устройство внутренних трубопроводов. Документ действует также на системы водоснабжения, климатическое оборудование, отопление, водостоки и аналогичные коммуникации.

Основные принципы работы

Если планируется реализовывать трубопровод диаметром не больше 50 мм, то используются стальные трубы. В остальных случаях больше подходят чугунные. Водопровод должен располагаться от других коммуникаций на расстоянии от полутора метров. Если он проходит через стену здания, то его необходимо защитить от возможных осадок. Магистральные водопроводы в зданиях с большим человекопотоком проводят в подвалах, на промышленных объектах его размещают на техническом этаже или в чердачном помещении.

Прокладка методом прокола

По этой технологии тянут магистральные трубопроводы на суглинистых и глинистых грунтах. При ее использовании можно прокладывать трубопроводы длиной до 60 м. Заключается эта методика в следующем:

• на трубу надевается стальной наконечник;
• на определенном расстоянии от препятствия выкапывают котлован и устанавливают в него гидравлический домкрат на опорах;
• в котлован опускается труба со вставленной в нее трубой меньшего диаметра — «шомполом»;
• производится поэтапный прокол грунта.

При использовании этой методики земля наружу не вынимается. В процессе прокола она просто уплотняется по окружности трубы.

Источник