Автор: Рыбаков А.П.
Теги: строительство строительные конструкции трубопроводный транспорт издательство москва
ISBN: 5-86035-044-9
Год: 2005
Текст
А. П. РЫБАКОВ
Основы
бестраншейн
технологий
кН
теория и практика
А.П. Рыбаков
Основы
бестраншейных
технологий
теория и практика
Москва, 2005
Рыбаков А. П.
Основы бестраншейных технологий (теория и практика): Технический
учебник-справочник — М.: ПрессБюро №1, 2005. — 304 с.
ISBN 5-86035-044-9
В книге рассматриваются основные методы бестраншейной прокладки и замены
трубопроводов, обобщены зарубежный и российский опыт работы на примере установок
ф и р м ы « TRACT О -Т Е С Н NIК », Го р м а и и я.
Автор преследовал, прежде всего, образовательные цели; материалы, изложенные
в ней, помогут в понимании процессов, происходящих при бестраншейной прокладке и
замене труб. Большинство материалов книги носят рекомендательный характер. Книга
является коллективным трудом сотрудников фирмы «Мехгрундострой».
Экономическая часть книги изложена в редакции В. 10. Литвинского.
Большую работу по подбору и подготовке материалов провели сотрудники фирмы
В. В. Макаренко и Е. А. Рыбакова.
ISBN 5-Н6035 -044 9
Кинга aanijiiu^na авторским пртюм,
l\niiii()nfiuHH(‘, /ин iipw'ilipniirHUr и I ( hi iai па nieiaui
книги (>е //ь/ i/hhhchhh titniiu/iu н^н-нни
1 Рьнымн! \ II , 2005
Основы
бестраншейных
технологий
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ...............................................6
ГЛАВА 1. ПРИРОДА И ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ...11
1.1 ОБЩИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ.........................12
1.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУНТОВ НА ОЩУПЬ...................32
1.3 ГРУНТОВЫЙ РИСК................................ 37
ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ РАЗРУШЕНИЯ ГРУНТОВ.............39
2.1 ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ...................40
2.2 РЕЗАНИЕ ГРУНТОВ................................41
2.3 РАСЧЁТ ЭНЕРГИИ УДАРА ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ЗАБИВКИ СВАЙ.46
2.4 РАСЧЁТ СИЛЫ ПРОДАВЛИВАНИЯ СТАЛЬНОЙ ТРУБЫ.......48
ГЛАВА 3. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ БЕСТРАНШЕЙНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.....49
3.1 ПЛУЖНЫЙ МЕТОД..................................50
3.2 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ МЕТОД...............................54
3.3 МЕТОД ПРОКОЛА..................................56
3.4 ОПЫТ РАБОТ УСТАНОВОК GRUNDOMAT.................61
3.5 ВИБРОУДАРНЫЙ МЕТОД ЗАБИВКИ СТАЛЬНЫХ ТРУБ.......69
3.6 ОПЫТ РАБОТЫ УСТАНОВОК GRUNDORAM................88
ГЛАВА 4. РАЗРУШЕНИЕ И ЗАМЕНА ТРУБ.....................97
4.1 ПРОКЛАДКА И ЗАМЕНА ТРУБОПРОВОДОВ
ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА...............................98
4.2 ДИНАМИЧЕСКИЙ СПОСОБ...........................102
4.3 СТАТИЧЕСКИЙ МЕТОД.............................105
4.4 ОПЫТ РАБОТЫ УСТАНОВОК GRUNDOBURST.............112
"ABA 5. МЕТОД ГОРИЗОНТАЛЬНОГО НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ (ГНБ).125
5.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ ГНБ.........................126
5.2 . КЛАССИФИКАЦИЯ БУРОВЫХ УСТАНОВОК...............129
5.3 ДИАПАЗОН ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНИКИ
ГОРИЗОНТАЛЬНОГО БУРЕНИЯ............................138
5.4 ПРИНЦИП БУРЕНИЯ.................................160
5.5 ОСОБЕННОСТИ УСТАНОВОК ГНБ ФИРМЫ TRACTO-TECHNIK..170
5.6 GRUNDOROK С СИСТЕМОЙ MUD-MOTOR..................190
5.7 ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ТЯГОВОЙ СИЛЫ GRUNDOLOG.195
5.8 БУРОВАЯ ШТАНГА..................................197
5.9 РЕГЕНЕРИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА БУРОВОЙ ЖИДКОСТИ.......209
5.10 БУРОВАЯ ПИКА...................................210
5.11 ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ........................213
5.12 ОПЫТ РАБОТ УСТАНОВОК ГОРИЗОНТАЛЬНОГО
НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ.............................225
ГЛАВА 6. ЛОКАЦИОННАЯ ТЕХНИКА...........................237
6.1 СПОСОБЫ ЛОКАЦИИ.................................238
6.2 ПРИМЕРЫ ЛОКАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ...............244
ГЛАВА 7. ТЕХНОЛОГИЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ..................257
7.1 ТРЕБОВАНИЯ К БУРОВЫМ РАСТВОРАМ..................258
7.2 СТРОЕНИЕ БЕНТОНИТОВЫХ РАСТВОРОВ.................260
7.3 ДОБАВКИ.........................................265
7.4 МЕТОДИКА ПРОВЕРКИ БУРОВОГО РАСТВОРА.............268
7.5 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ БЕНТОНИТОВ...............270
ГЛАВА 8. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ БЕСТРАНШЕЙНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ.............................................275
ПРИЛОЖЕНИЯ................................................286
Введение
При поохладке труб под дорогами и другими препятствиями возможны два
основных способа производства работ — открытый и закрытый.
Традиционные методы прокладки трубопроводов до недавнего времени, не-
зависимо от их назначения, проводились так называемым «открытым» способом.
Этот способ предусматривает вскрытие грунтов (рытье траншеи) на заданную
дубину, проведение технических мероприятий по подготовке траншеи для про-
кладки. трубопровода (как правило, это выравнивание дна траншеи), создание
песчаной постели, прокладка трубопровода или кабеля, засыпка проложенных
коммуникаций инертным материалом, окончательная засыпка траншеи и, нако-
нец, восстановление растительного слоя или дорожного полотна.
При проведении работ в городе необходимо обеспечить безопасные условия
их проведения на достаточно длительный период, что влечет за собой согласо-
вание с различными дорожными службами. При работе в зоне железных дорог
приходится проводить различные специальные мероприятия по укреплению
железнодорожного полотна, ограничивать скорость движения составов. При
прохождении коммуникаций через водоемы требуется применение специально-
го водолазного оборудования, специальной техники для рытья траншей по дну,
специальных мероприятий по прокладке дюкера и специального же контроля его
состояния в процессе дальнейшей эксплуатации. Нельзя забывать про затраты
на временные сооружения, необходимые во время проведения работ. Не под-
дается экономическому анализу ущерб, который наносится окружающей с еде
при проведении работ по прокладки коммуникаций открытым способом. В кно
отметить, что никто до настоящего момента не учитывал в расчетах косве <ые
финансовые потери (т.е. убытки граждан, предприятий и организаций, вы ан-
ные ведением работ по прокладке коммуникаций или замене трубопрос дов
открытым способом), например отмену или изменение маршрутов город ого
транспорта, в том числе пассажирского и т.д.
Наглядным примером экономического преимущества бестраншейной техь оло-
гии может служить строительство и эксплуатация подводных переходов. Традици-
онный метод строительства основан на процессах механизированной разработки
береговых и русловых траншей.
Во первых, это приводит к целому ряду негативных экологических последс-
твий, а именно: размыву берегов и донных отложений; существенному увеличению
концентрации взвешенных минеральных частиц грунта в воде на участках реки в
несколько километров; взмучиванию воды и значительному распространению за-
грязнения; уничтожению плодородного слоя земли и вырубке лесов на берегах
рек из-за сооружения берегоукрепительных сооружений. Следствие этого — се-
рьезное нарушение баланса экосистемы в местах проведения работ, что пагубно
сказывается на условиях обитания рыб и других водных организмов, на флоре и
фауне береговых территорий, примыкающих к объектам строительства.
Во вторых, скорость строительства подводных переходов традиционным ме-
тодом почти в три раза ниже скорости прокладки трубопровода бестраншейным
методом. Это — без учета дополнительных временных и материальных затрат на
получение специальных разрешений, берегоукрепительные работы, водолазные
исследования при определении глубины залегания и прочее. В целом экономия
финансовых средств при прокладке подводных переходов бестраншейным спосо-
бом, особенно методом горизонтально-направленного бурения составляет от 30
до 50% стоимости работ традиционным способом.
То же самое можно сказать и о применении бестраншейной технологии при
замене вышедших из строя или просто старых трубопроводов методом разруше-
ния с одновременной прокладкой нового.
С 90-х годов прошлого столетия Россия стала широко внедрять проклад-
ку волоконно-оптического кабеля в трубе методом ГНБ. При укладке кабеля в
трубы повышается степень его защиты от вибрационных воздействий и механи-
ческих напряжений, появляется возможность прокладки в ранее проложенную
трубку бестраншейным способом. А в процессе эксплуатации кабеля полиэтиле-
новая (ПЭ) труба становится долговременной защитой от механических повреж-
дений, воздействия окружающей среды, биологической коррозии и грызунов.
Кроме того, решаются и экономические, и экологические задачи.
Замена кабелей в трубопроводах не требует выполнения земляных работ. Это
способствует повышению безопасности движения по магистралям и снижению за-
трат на ремонтно-восстановительные работы и рекультивацию почвы.
Существует возможность прокладки нескольких полиэтиленовых трубок одно-
временно. По мере необходимости в готовые каналы затягивают или вдувают оп-
тические кабели. Применение защитных трубопроводов позволяет повысить на-
дежность кабельных линий связи и улучшить условия технического обслуживания.
Эти факторы в значительной степени обусловили массовое применение труб из
полимерных материалов при строительстве телекоммуникационных линий связи.
Такая технология эффективна еще и потому, что труба выпускается большими от-
резками; от сотен метров — до нескольких километров. ПЭ труба достаточно жес-
ткая (свойство важное для защиты кабеля), и в то же время обладает необходимой
гибкостью (позволяет обходить возникшие при прокладке препятствия).
Один из интереснейших проектов — введенная в эксплуатацию подводная
волоконно-оптическая линия связи, связавшая страны черноморского региона:
Россию, Украину, Турцию, Румынию, Грузию и Болгарию. Строительство линии (меж-
дународное название BSFOCS — Black Sea Fiber Optic Cable System) было задумано
еще в 1993 году. Однако привлечь достаточный объем инвестиций его участни-
ки смогли лишь шесть лет спустя, а завершить реализацию проекта удалось лишь
1 сентября 2001 года. В состав консорциума вошли национальные операторы
связи Греции, Кипра, Болгарии, Украины, Армении и других стран. Генподрядчи-
ками по строительству были американская фирмы TSSL и французская компания
«Alcatel Submarine». Общая протяженность подводного кабеля составила более
1200 км. В центре западной части Черного моря на глубине около 1400 м была
установлена разветвительная муфта, с помощью которой реализована конфигура-
ция типа «звезда», соединяющей береговые станции в пунктах Джубга (Россия),
Каролина-Бугаз (Украина) и Святой Константин (Болгария). Прокладка и за-
глубление однобронного подводного волокно-оптического кабеля типа «SAL»
»•* и iw у t.-e — l<. • днх|мртр 30 им) ос утес tan я лось и дв»
m н) j г«ч>.и гдл — Оуремиг скважины методом ГНБ в кого-
' <' и « '<»•* > if* 4'*«rw’v* ‘«Sf грубы дн лис г ром 63 мм с барабанов, уста-
- г- • хьое? с сафического катера. Второй этап — про-
j а ?ц-, и) пси»»гн’е-оаых труб (вторая — резервная) подводного
1 г*е»* со оог>ы *.’?« на 6epef.
v> ’-;• ’Хь динамичное развитие отрасли связи, причем
*'* * .зи* '-f $ ? ?л ч тое^ьч^з"»'те^"ы роста ВВП.
5 .’?<•* 'д, объем уоцг с?*зи оказываемый организациями народному
<• ‘м.'з, * *з.е7?*»»ю составит ориентировочно 491,2 млрд, руб. (110%
4 ЛСЗ тоду \
развитие телекоммуникаций является необходимым условием
дч сош-н* инфраструктуры бизнеса, формирования благоприятных условий
X’* '>?’^е-и4 ^есмций в страну решения вопросов занятости населения,
7аз«/Гл« совреме-чыд информационных технологий.
3 ftxo*» постоянно развивается газотранспортная система. По сравнению с
.*?• ; ;*м прогнозируется. что объем коммерческих перевозок к 2007 году воз-
•Ж’г -м '5 — 12 5%. Объем перекачки газа по магистральному газопроводу воз-
мстег < 2007 году на 8 — 13%.
Слетела газоснабжения России имеет чрезвычайно сложную многоступен-
•з\*: стру<-усу. Она состоит из 5 тысяч газопроводов и множества сооружений.
’ г/ .и? распределительный трубопроводный транспорт значительно пре*
1. <?>- го протяженности магистральные трубопроводы. По разным оценкам,
о более миллиона километров распределительных сетей.
г иге*е нефтепроводного и нефтепродуктопроводного транспорта за период
20С 3-2007 годов ожидается постеленное увеличение как объемов транспортиров-
ки ’ 5 — 12,7% и 11,2%), так и грузооборота (19,8 — 25,6% и 7,6 — 8%).
Планируется расширение БК (Балтийской трубопроводной системы)
t2 тон- - 2006 году. Для обеспечения экспорта 62 млн. тонн нефти в год »-
рез горт Приморск необходимо расширение существующего резервуарного па а
на 300 тыс. м’, реконструкция 4 НПС, строительство одной НПС, причала, объег в
ддя ^иеиа с железнодорожных путей нефти и нефтепродуктов.
В 2007 году запланирован ввод первой очереди экспортного магистрали о
'рубогрсасда *Второво-Ярославль-Кириши-Приморск» (проект «Север»).
На Касгийско-Черноморско-Средиземноморском направлении планиру» ся
развитие маршрутов транзита нефти прикаспийских стран СНГ путем увели ie-
иия пропускной способности трубопровода Атырау-Самара до 25 — 30 млн. тони
нефти в год и нефтеналивных морских терминалов в Новороссийске и Туапсе до
59 «лн тонн нефти в год. з также достижение проектной мощности нефтепровода
Каспийского трубопроводного консорциума (67 млн. тонн в год).
На Центрально-Европейском направлении планируется соединение трубопро-
водных систем «Дружба* и «Адрия* с целью поэтапного (5 — 10 — 15 млн. тонн
в год) увеличения экспорта нефти из России и стран СНГ через нефтеперевалоч-
ный терминал в порту Омишаль (Хорватия). Планируется также объединение тру-
бопрслодмых систем Центральной и Восточной Европы в единую систему.
На Дальневосточном направлении планируется создание оптимальной транс-
лортюи инфраструктуры, отвечающей требованиям рационального пользования
недрами, в том числе в рамках проектов «Са/алии-1т> и «Сахллии-2», / -//
перспективы освоения нефтегазовых ресурсов в районе о, Сахалм*
Развитие современного городского хозяйства невозможно без *HOp*a.Rv?*o-
го функционирования основных жизнеобеспечивающих систем — инженерных
коммуникаций различного назначения. Существующие и про клады валете ’’од/нг*
ные трубопроводы снабжают жилые дома, коммунальные и промышленное пред-
приятия горячей и холодной водой, электроэнергией, газом и обеспечивают е-одоот-
ведение бытовых и промышленных стоков, поверхностных и фильтрацией^/ вод.
Общо* протяженность подземных сетей (без учете внутри» еартальных), тыс. 3735
Из них отслужили нормативный срок и требуют замены, тыс. хм 109,7
Ежегодное увеличение отслуживших нормативный срок, тыс км 11.5
Объем ежегодной замены, ликвидации изношенных участков до 2000 г., тыс ш 205
Фактически перекладывается, тыс км и
Необходимый объем годового финансирования для замены изношенных трубопроводов открытым способом, млрд. руб. 61.8
В настоящее время в городах России находится в эксплуатации свыше
300 тыс. км систем водоснабжения и водоотведения, отслуживших нормативный
срок, из которых свыше 85,2 тыс. км находятся в аварийном состоянии и требуют
немедленной замены. Эксплуатация изношенных трубопроводов ухудшает соци-
альную и экологическую обстановку в городах Российской Федерации (ежегодно
на каждые 100 км коммуникаций приходится 45 аварий), поскольку утечки приво-
дят к подтоплению территорий, просадке дорожных покрытий, зданий и сооруже-
ний, загрязняют подземное пространство городов промышленными и бытовыми
стоками. На территории России значительно подтоплены 809 городов и 478 по-
селков городского типа, что не в последнюю очередь вызвано утечками из водо-
проводных и канализационных сетей. Если не будут приняты срочные меры по
планомерной реконструкции подземных коммуникаций, то в ближайшие годы вы-
шеперечисленные проблемы будут представлять серьезную угрозу для населения
многих крупных городов России.
Для того, чтобы в течение 10 лет заменить аварийные сети, необходимо еже-
годно реконструировать 15 — 17 тыс. км подземных коммуникаций. Выполнение
этого объема работ традиционными (траншейными) методами требует значи-
тельных затрат, что совершенно нереально в текущей экономической ситуации.
•4'Ы
- т тГМнШейиуми методами в таких крупных городах, как
*’•’* Тт-пин&ург Новосибирск и т.д., невозможно из-за боль-
Хороводов (ДО 12 м), пересечений с другими подзем.
. u-екзрическими и телефонными кабелями, газопровода-
34<’чн>. н необходимости прекращения движения
-н Гг-Хго-па и разрушения дорожных покрытии.
7 JCcc ,и население которой превысило 11 млн. человек, питают сети
Сг° ₽ нч длиной около 10000 км (из них 72% — стальные, 26% — чугун-
8Т4 - п иХлхлоридные, 0.4% - железобетонные, 0,4% - асбестоце-
02% - полиэтиленовые трубы). Москвич, по статистике, потребляет
в в 3 5 оаз больше,чем европеец. По оценкам Госкомстата утечки воды в раз-
ичных городах достигают 30% и более. Специалисты «Мосводоканала» считают,
’ в столице этот показатель равен 12%. Зарастанию внутренней поверхности
ппд=ер>ечы 75% ныне действующих водопроводов, из-за этого снижаются экс-
плуатационных характеристики, в 3 раза увеличивается расход электроэнергии
на'лерехачку и - самое неприятное — питьевая вода подвергается вторичному
загрязнению. Износ водопроводов - главная причина их аварийности: ежегод-
но на каждые 100 км сетей приходится 70 аварий (в Москве — 50).
Таким образом, необходимость проведения оперативных и качественных ре-
монтно-восстановительных работ на поврежденных участках трубопроводов во-
долрозоднои и водоотводящей сетей в современном городе обусловлена не толь-
ко техническими, но и экономическими и социальными факторами.
На сегодняшний день в передовой зарубежной практике 95% объема работ
о прокладке и реконструкции подземных инженерных коммуникаций произво-
дится бестраншейными методами, что позволяет снизить затраты на проведение
ремонта трубопроводов на 10-40% (в зависимости от их диаметра).
Во многих крупных зарубежных городах прокладка инженерных коммун! ка-
рий открытым способом уже запрещена. Необходимо отметить, что в Европе
гоянно растет число объектов, где находят применение методы бестранше^
технологии ремонта, реконструкции и прокладки коммуникаций. Этот рост н-
более стремительный характер, чем в США, поскольку крупнейшие европеж
города были заложены, в основном, несколько столетий назад.
В нашей стране из-за отсутствия соответствующего оборудования и мате,
лов ремонт и прокладка коммуникаций в последние годы производились пре
щественно открытым способом, что приводило к резкому увеличению стоим*
работ и сроков строительства объектов г
IX 'Ik-UUAU^ril’iyL I Г| р U J у U.I х-
KoroZZT* И Перекрытию Авижения автомобильного и железнодорож-
обстанойки^2глТ ПОМимо существенных убытков и ухудшения экологической
численные неудобства^'6 Проблемы: огРомные автомобильные пробки, много-
Выводыx,"z:
бившие в последние десятилетииТеХНОЛОГИИ бестраншейной прокладки, по-
отечественной практике гопа™ * широкое Распространение в зарубежном и
дицинные открытые методы эФективнее в современных условиях, чем тра-
С’
ой
ИТ
не
а-
У”
г- • — -'Г"a pcjr\umy увеличению с i uhpV СТИ
„____ 1 сроков строительства объектов, а также к необходимости разрушения
10
Глава 1
Природа
и основные
физические
свойства
грунтов
12
Глава 1. Природа и основные
физические свойства грунтов
1.1. Общие свойства грунтов
Термины И определения Приложение А ГОСТа 25100-95
Грунт — горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие
собой «-югокоилонентную и многообразную геологическую систему и являющие-
ся объемом инженерно-хозяйственной деятельности человека.
Грунты могут служить:
1) материалом основании зданий и сооружений;
21 средой для размещения в них сооружений;
3) материалом самого сооружения.
Грунт скальный — грунт, состоящий из кристаллитов одного или неско,
ких минералов, имеющих жесткие структурные связи кристаллизационного тип
Грунт полускальный — грунт, состоящий из одного или нескольких ми -
радов, имеющих жесткие структурный связи цементационного типа.
Условная граница между скальными и полускальными грунтами принимав я
по прочности на одноосное сжатие (Rf * 5 МПа — скальные грунты, Re< 5 МПа -
полуреальные грунты).
Грунт дисперсный — Грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц
(зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате
выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов вы-
ветривания водным или эоловым путем и их отложения.
Структура грунта — пространственная организация компонентов грунта,
характеризующаяся совокупностью морфологических (размер, форма частиц, их
количественное соотношение), геометрических (пространственная композиция
структурных элементов) и энергетических признаков (тип структурных связей и
общая энергия струкгуры) и определяющаяся составом, количественным соотно-
шением и взаимодействием компонентов грунта.
Текстура грунта — пространственное расположение слагающих грунт эле-
ментов (слоистость, трещиноватость и др).
Состав грунта вещественный — категория, характеризующая химико-ми-
неральный состав твердых, жидких и газовых компонентов.
Органическое вещество —- органические соединения, входящие в состав
грунта в виде неразложившихся остатков растительных и животных организмов, и
также продуктов их разложения и преобразования.
Грунт глинистый — связный минеральный грунт, обладающий числом плас-
тичности г 1.
Песок— несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером
меньше 2 мм составляет более 50% (Ifl = 0).
Грунт крупнообломочный — несвязный минеральный грунт, в котором
масса частиц размером крупнее 2 мм составляет более 50%.
Ил — водонасыщенный современный осадок преимущественно морских ак-
ваторий, содержащий органическое вещество в виде растительных остатков и гу-
муса. Обычно верхние слои ила имеют коэффициент пористости е* 0,9, текучую
консистенцию IL > 1, содержание частиц меньше 0,01 мм составляет 30—50% по
массе.
Сапропель — пресноводный ил, образовавшийся на дне застойных водоемов
из продуктов распада растительных и животных организмов и содержащий более
10% (по массе) органического вещества в виде гумуса и растительных остатков.
Сапропель имеет коэффициент пористости е> 3, как правило, текучую консистен-
цию > 1, высокую дисперсность — содержание частиц крупнее 0,25 мм обычно
не превышает 5% по массе.
Торф — органический грунт, образовавшийся в результате естественного
отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной
влажности при недостатке кислорода и содержащий 50% (по массе) и более орга-
нических веществ.
Грунт заторфованный — песок и глинистый грунт, содержащий в своем со-
ставе в сухой навеске от 10 до 50% (по массе) торфа.
Почва — поверхностный плодородный слой дисперсного грунта, образован-
ный под влиянием биогенного и атмосферного факторов.
Грунт набухающий — грунт, который при замачивании водой или другой
жидкостью увеличивается в объеме и имеет относительную деформацию набуха-
ния (в условиях свободного набухания) £swа 0,04.
^^йСЛЙ*4***** -W нлгруии и
fitrWiKU MM *h» ’M * - *ри 14МДЧНВДИИЙ рОДии «Ли
л:< ч *-w м *х МФор*мцию (просадку) и имеет
**>• > «лфф•ЗСф'СлЭЦЖО ‘Гг^Шг f„ с О1.
•*^у<» fnw««nrwi >k*w^s. гру!*ь мокрый при переходе из талого в
*•*—.w сеестле $ ебьеме кледстеие образования кристаллов
‘-U « • *<’ ' )<’ м*^>- 7*з^< морозного пучения г . л 0.0L
Сге*м<» засален ноет* — исыи'трястими определяющая количество еод-
?сапес*» м co*ei «'^е-те р Л.
Стелешь морозной лучнныстости — характеристика. отражающая спо-
• <с-а 'гу’М ч «срсз^лу пучению выражается относительной деформацией
«~ск? г & которая определяется по формуле:
k Л / -
Ь 9
й? ~ высота образа «ерзлого грунта, си;
— м-апя» высота образца -алого грунта до замерзания, см.
Предел прочности грунта на одноосное сжатие R f МПа — отношение
HiKpyjrtji., 4 ’срой происходит разрушение образца, к площади первоначаль-
□ г*>аереадюго сече.-и 5.
Плотность скелета грунта — плотность сухого грунта pj, г/см3, определя-
ем* -ж> ёюр*уле:
-т^-
где р — т/отиосгь грунта, г/см3;
ft — влажность грунта, д. е.
► сэффициент выветрелости Кы,, д. е. — отношение плотности выве
логз гр'у-^та « -.;с'«ости монолитного грунта.
коэффициент размягчаемости в воде К д. е. — отношение пределов
- и ^унга -з одноосное сжатие в водонасыщенном и в воздушно-сухом
состеяи//!.
Степень растворимости в воде — характеристика, отражающая способ-
чостъ грунтов ра сверяться а эоде / выражающаяся в количестве воднораствори-
мых солей, . т/п.
Степень водопроницаемости — характеристика, отражающая способ-
»ость груитое пропускал» чеоеэ себя воду и количественно выражающаяся в ко-
^ффицмемге Фильтрации К , м/сут. Определяется по ГОСТ 12536.
Гранулометрический состав количественно* н-
личной крупности в дисперсных грунтах. Определяется по ГОСТ !253б
Степень неоднородности гранулометрического состава — асмаза-
тель неоднородности гранулометрического состава. Определяется по Формуле:
г
Cw * j •
"ю
где J„ , — диаметры частиц, мм, меньше которых з грунте содержится ахг-
ветственно 60 и 10% (по массе) частиц.
Число пластичности /_ — разность ела,юностей, соответствующая двум со-
стояниям грунта: на границе текучести 1\\ и на границе раскатывания Игг IV и
W?определяют по ГОСТ 5180.
Показатель текучести IL — отношение разности этажностей соответству-
ющих двум состояниям грунта: естественному IV и на границе раскатывания IV^
к числу пластичности 1р.
Относительная деформация набухания без нагрузки г , д. е. — от-
ношение увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в усло-
виях невозможности бокового расширения к начальной высоте образца природ-
ной влажности. Определяется по ГОСТ 24143.
Относительная деформация просадочности е„ д. е. —- отношение раз-
ности высот образцов, соответственно, природной влажности и после его по’-ого
водонасыщения при определенном давлении к высоте образца природной влаж-
ности. Определяется по ГОСТ 23161.
Коэффициент водонасыщения 5., д. е.— степень запо-нен я объема
лор водой. Определяется по формуле:
Sr-*b .
t Pw
где IV— природная влажность грунта, д. е.;
е— коэффициент пористости;
р< — плотность частиц грунта, г/см3;
pw — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.
Коэффициент пористости е определяется по формуле:
Ps - Ра
е =-------.
Pd '
где — плотность частиц грунта, г/см3;
— плотность сухого грунта, г/см3.
Степень плотности песков 1;- определяется по формуле:
lb®
где е— коэффициент пористости при естественном или искусственном сло-
жении;
— коэффициент пористости в предельно-плотном сложении;
— коэффициент пористости в предельно-рыхлом сложении.
Коэффициент выветрелости крупнообломочных грунтов К* , д. е..
определяется по Формуле:
где л — отношение массы частиц размером менее 2 нм к массе частиц разме-
ром более 2 мм посте испытания на истирание в полочном барабане;
Кф— то же, в природном состоянии.
Коэффициент истираемости крупнообломочных грунтов , д. е.
определяется по формуле:
(A-SI Kft = — ,
Чо
где — масса частиц размером менее 2 мм после испытания крупное о-
мочных фракций грунта (частицы размером более 2 мм) на истирание в поло -м
барабане;
— начальная масса пробы крупнообломочных фракций (до испытан! та
истирание).
Относительное содержание органического вещества / , д. е. т-
ношение массы сухих растительных остатков к массе абсолютно сухого грунта.
Степень разложения торфа /)/р, д. е. — характеристика, выражающ^ тя
отношением массы бесструктурной (полностью разложившейся) части, включаю-
щей гуминовые кислоты и мелкие частицы негумицированных остатков растении,
к общей массе торфа. Определяется по ГОСТ 10650.
Степень зольности торфа D&, д. е. — характеристика, выражающаяся
отношением массы минеральной части грунта ко всей его массе в абсолютно сухом
состоянии. Определяется по ГОСТ 11306.
Грунт мерзлый — грунт, имеющий отрицательную или нулевую температуру,
содержащий в своем составе видимые ледяные включения и (или) лед-цемент и
характеризующийся криогенными структурными связями.
Грунт многолетнемерзлый (синоним — грунт вечномерзлый) — грунт
находящийся в мерзлом состоянии постоянно в течение грех и более лет.
________ • л»м :,'У>т.л » , | ;-д д, ;
Грунт сезонномерзлый — грунт находящийся я мерзлом состоянии пери
одически в течение холодного сезона.
Грунт морозный — скальный грунт, имеющим отрицательную темп гратуру и
не содержащий в своем составе лед и незамерзшую воду.
Грунт сыпучемерзлый (синоним — «сухая мерзлота»} — крупнооблг
мочный и песчаный грунт, имеющий отрицательную температуру, но не сцементи-
рованный льдом и не обладающий силами сцепления.
Грунт охлажденный — засаленный крупнообломочный, песчаный и глм
нистый грунты, отрицательная температура которых выше температуры начала их
замерзания.
Грунт мерзлый распученный — дисперсный грунт, который при оттаива-
нии уменьшает свой объем.
Грунт твердомерзлый — дисперсный грунт, прочно сцементированный
льдом, характеризуемый относительно хрупким разрушением и практически не-
сжимаемый под внешней нагрузкой.
Грунт пластичномерзлый — дисперсный грунт сцементированный льдом
но обладающий вязкими свойствами и сжимаемостью под внешней нагрузкой
Температура начала замерзания (оттаивания) — температура X при
которой в порах грунта появляется (исчезает) лед.
Криогенные структурные связи грунта кристаллизационные свяш,
возникающие во влажных дисперсных и трещиноватых скальных грунтах при от-
рицательной температуре в результате сцементирования льдом.
Криогенная текстура — совокупность признаков сложения мерзлого грун
та, обусловленная ориентировкой, относительным расположением и распределе-
нием различных по форме и размерам ледяных включений и льда-цемента.
Лед (синоним — грунт ледяной) — природное образонание, состоящее и j
кристаллов льда с возможными примесями обломочного материала и органичес-
кого вещества не более 10% (по обьему), характеризующееся криогенными струк-
турными связями.
Коэффициент сжимаемости мерзлого грунта Л — относительная дс
формация мерзлого грунта под нагрузкой.
А.'С
АЛ If
илояж**" о6*-е*А пор мерзлого грунта льдом и незамер-
ШМи - д. f„ формуле
UJ и; ♦ и ?а
5. * * ----Z—EJ-.
И 4 4 зд«<ость неггтого грунта за счет перового льда, цементирующего
'•ел-це^емт^ д. е.:
мерзлого грунта за счет содержащейся 0 нем при данной
и*е •».- • > ’ем-ера^ое ^замерзшей воды, д, е,;
р — меткость частиц грунта, г/см*;
г — пористости мерзлого грунта:
р* __ л’Эг’-"Хть вод* принимаемая равной 1 г/см3.
Суммарная дьдмстостъ мерзлого грунта iM/ д. е., — отношение со-
део* 1^егося в нем объема льда к объему мерзлого грунта. Определяется
по формуле:
• (^,-WJp,
l&t “ ‘l * '< * ~ ~~ 9
(*•* + 1)р,
Льдмстость грунта за счет видимых ледяных включений i;/ д. е.. —
содержащегося в нем объема видимых ледяных включений к объему
мерзлого грунта. Определяется по формуле:
р,+(М™-о>1 wjPi ’
гдг l —льдистость грунта за счет льда-цемента (порового льда), д. е.;
U, — суммарная влажность мерзлого грунта, д. е.;
р — плотность льда, принимаемая равной 0,9 г/см3;
р. — плотность мерзлого грунта, г/см3;
W- — влажность мерзлого грунта, расположенного между ледяными вклг.
чениями, д. е.
Техногенные грунты — естественные грунты, измененные и перемещен-
ные в результате производственной и хозяйственной деятельности человека, и
антропогенные образования.
Антропогенные образования — твердые отходы производственной и хо-
зяйственной деятельности человека, в результате которой произошло коренное
изменение состава, структуры и текстуры природного минерального или органи-
ческого сырья.
Природные перемещенные образования — природные грунты, пере-
мещенные с мест их естественного залегания, подвергнутые частично производс-
твенной переработке в процессе их перемещения.
Природные образования, измененные в условиях естественного
залегания, — природные грунты, для которых средние значения 'го«азатеяей хи-
мического состава изменены не менее чем на 15%.
Грунты, измененные физическим воздействием, — природные грунты,
в которых техногенное воздействие (уплотнение, замораживание, телловое воз-
действие и т. д.) изменяет строение и фазовый состав.
Грунты, измененные химико-физическим воздействием, — природ-,
ные грунты, в которых техногенное воздействие изменяет их вещественный со-
став, структуру и текстуру.
Насыпные грунты — техногенные грунты, перемещение и укладка которых
осуществляются с использованием транспортных средств, взрыва.
Намывные грунты — техногенные грунты, перемещение и укладка которых
осуществляются с помощью средств гидромеханизации.
Бытовые отходы — твердые отходы, образованные в результате бытовой
деятельности человека.
Промышленные отходы — твердые отходы производства, полученные в
результате химических и термических преобразований материалов природного
происхождения.
Шлаки — продукты химических и термических преобразований горных по-
род, образующиеся при сжигании.
Шламы — высокодисперсные материалы, образующиеся в горнообогати-
тельном, химическом и некоторых других видах производства.
Золы — продукт сжигания твердого топлива.
Золошлаки — продукты комплексного термического преобразования гор-
ных пород и сжигания твердого топлива.
Рам*о<*днскт>1 грунтов
///ч< п’h)(M 1ц J »/<*? 9$
h Природные скальные грунты
6 Кл<хо*фи*оии1 грунте* по пределу прочности но одноосное СЖОТив
в дедоИОСЬЩенмОМ СОСТОЯНИИ
Тоблицо Б.2 Классификация грунтов по плотности скелета f)j
Разновидность грунтов Плотность скелета p(it г/см-
>2,50
Плотный 2,50-2,10
Ры/ДЫи 2,10-1,20
Оченб. pbi/Ла^ < 1,20
Таблица Б.З Классификация грунтов по коэффициенту • ы«грепости Л ,
Разновидность грунтов Коэффициент вйветрелости д е.
Невыветрелый 1 '
Слабовыветрелый 1 -0.90
Выветреный 0,90-1,00
Сильновыветрелый 0,80
Таблица Б.4 Классификация грунтов по степени размягчаемое™ в воде
Разновидность грунтов Коэффициент размягчаемое™ д, е.
Неразмягчоемый г 0,75
Размягчаемый <0,75
Таблица Б.5 Классификация грунтов по степени растворимости в воде
Разновидность грунтов Количество воднорастворимых солей q>f, г/л
Нерастворимый <0,01
Труднорастеоримый 0,01-1
Среднероствори.мый 1-10
Легкоростворимый >10
Таблиц© Б 9 Классификации грунтов по т^»Алера*rpy***v
Разновидность грунтов £ X’ 1
1V
АЛорОТмий < 0
2. Природные дисперсные грунты
Таблица Б,10 Классификация крупнообломочных грунтов и песков
по гранулометрическому составу
Розновидность грунтов Размер зерен, частиц ilf мм Содержание зерен, частиц, % по массе
Крупнообломочные:
валунной [при преобладании неохотанных частиц — глыбовый) >200 1 >50
галечниковый (при нвохотанных граня? — щебенистый) >10 >50
1 гравийный (при неокатанны/ гранях — дресвяный) | I >2 >50
Пески:
гравелистый >2 >25
крупный >0,50 >50
средней крупности >0,25 >50
мелкий >0,10 • 75
пылеватый >0,10 <75
Примечание* при наличии в крупнообломочных грунтах песчаного запол-
нителя более 40% или глинистого заполнителя более 30% от обшей массы воз-
душночухого грунта в наименовании крупнообломочного грунта добавляется
наименование вида заполнителя и указывается характеристика его состояния.
Вид заполнителя устанавливается после удаления из крупнооблоночного грунта
час 1 иц крупнее 2 мм.
По «телени неоднородности гранулометрического состава ( , крупнообло-
мочные грунты и пески подразделяют на:
— однородный грунт С„ 3;
— неоднородный грунт С(/>
12 по гронулометрическому составу
Число паостич.ности /, Содер»ание песчаных 1 частиц (2—0,5 мм), во по массе
Рцэк*ч»*се> гжмоа гэухтсв
Crwo
г«ч>иО 1-7 1 г 50 |
•W!TI в-7 <50 1
Стж*«
/ — 1 / •w Л 1
ЧГт« ч'Я . и 7-12 < 40
"ТЛяЖм T6C«O*<r>ir
12-17 г 40
Ч*М0Я9 12-17 <40
г»*а
•**0* ’’ЗС’&ВСЭД 17-27 г 40
*<* wn» 17-27 <40
>27 не регламентируете*
.ификдция глинисты* грунтов по нолитию аг"1о«*ии*
Рин; инисты» грунтов Солер * ние юс*ыа крупнее 2 мм •4 по массе
Супе с горькой Щебнем! 15-25
Супе. но* и ” » ГОС . ',т*чни*ояые тистые (дресвяные) 25-й
Таблица Б.' 4 Классификация глинистых грунтов по покоза’егю текучести Т
Разновидность глинистых грунтов Показатель текучести /
Супесь
твердая <0
плас тичнця 0-1
текучая >1
Суглинки и глины
твердые <0
полутвердые 0-0,25
тугсплапичные 0,25-050
уягкопластичные 053 - 0.75
теяучепяосгичиые 0,75-1,00 - i
текучие >1,00
Таблица Б. 15 классификация глинистых грунта, по относительной деформации
набухания без нагрузки
Разновидное!» 1 пинистых грунте в Относительна в деформация набухания без нагрузки f де _____
Ненабухоющий Спабомабухо ощи й <0.04 004 —0,-35
С оедменабухающии o,os-o,.Qi:
Сипьнонабухокхцин
25
v " -мннстых грунтов по относительной >рмацИи
MKiW Wi** *
Щия
Таблиц Б.17 Классификации крупнообломочных грунтов и песков по
коэффициенту водонасыщения 5
1 Рб^МИДЧССТк грунтов Коэффициент водонасыщения SM д, е
0-0,50 ' ’
•* вод’-’носкщения 0,50-0,80 ~
Hog_. «we водой 0,80-1,00
Таблица Б 18 Классификация песков по коэффициенту пористости с
Разновидность ПЕСКОВ Коэффициент пористости t
Пео'и гравелистые, крупные и средней грузности Пески мелкие Пески пылеватые
<0,55 <0,60
0,60-0,80 _
>0,70 >0,80
Гобтица £ ) 9 Классификация лесков по степени плотности /у;__________
Разновидность лескоя Степень плотности //ъ д. в
Г-пгти, „ . / 0 -0,33
_ 0,33-0,66
0,66-1,00 J
Таблица ификация крупнообломочных грунтов по коэффициенту
выветрг
Разног ост, нообломочных грунтог Коэффициент выветрелости К , д е
Невыезд пый
Слабовыв релмй 0,50 0.75
Сильновыпетрелый 0,75-1,00
Таблица Б.21 Классификация крупнообломочных грунтов по коэффициенту
истираемости К[г
Разновидность крупнообломочных грунтов Коэффициент истираемости А д е
Очень прочный <0,10
Прочный 0,10-0,20
Средней прочности 0,20-0,30
Молопрочный 0,30-0,40
Пониженной прочности
Таблица Б.22 Классификация глинистых грунтов и песков по относительному
содержанию органического вещества /г
Разновидность грунтов Относительное содержание органического вещества 1„ А- е
глинистые грунты лески
Сильнозаторфованный 0,50-0,40
Среднвзаторфованный 0,40 -0,25
Слобозоторфованный 0,25-0,10
С примесью органических В€ 0,10-0,05 0J0-0.CJ
. ,,-лмп тппАпв по степени розложени ' -
Тпбпица Б-24 Классификация^ РФ---------_-------------------
Разновидность торфов________
Слсборозложившийся__________
Среднерозложившийся_________
Степень разложения Г>ар,%
<20
20-45
Сильнорозложившийся
>45
Таблица Б.25 Классификация торфов по степени зольности ’
Разновидность торфов Степень зольности Dlis, д. е.
Нормольнозольный <0,20
Высокозольный >0,20
Таблица Б.26 Классификация дисперсных грунтов по степени засоленности DM
___________________________Степень засоленности грунтов Ц„/,%
Крупнообломоч! й грунт
О О
Л ица ь.27 Классификация грунтов по относительной деформации пучения г
Разновидность грунтов Относительная деформация пучения Д- е. Характеристика грунтов
Практически непучинистый <0,01 Глинистые при 1( sQ Пески гравелистые, крупные и средней крупности, пески мелкие и пылеватые при 5 0,6, а также пески мелкие и пылеватые, держащие менее 15% по массе частиц мельче 0,05 мм (независимо от значения 5Г). Крупнообломочные грунты с заполнителем до 10%
Слабопучинистый 0,01-0,035 Глинистые при 0 < JL s 0,25 Пески пылеватые и мелкие при 0,6 < Sr s 0,8 Крупнообломочные с заполнителем (глинистым, песком мелким и пылеватым) от 10 до 30% по массе
Среднепучинистый 0,035-0,07 Глинистые при 0,25 < ILs 0,50 Пески пылеватые и мелкие при 0,80 < Su s 0,95 Крупнообломочные с заполнителем (глинистым, песком пылеватым и мелким) более 30% по массе
Сильнопучинистый и чрезмерно лучинистый >0,07 Глинистые при IL > 0,50. Пески пылеватые и мелкие при Sr> 0,95
Таблица Б.28 Классификация грунтов по температуре t
Разновидность грунтов Температура грунта t, СС
Немерзлый (талый) И)
Охлажденный <0
29
3. Природные мерзлые грунты
Тоб т ща Б 29 Классификация грунтов по льдистое™ за счет видимых ледяных
включений i
Разновидность грунтов Льдистость за счет видимых ледяных включений д.е.
Скальные и полускальные грунты Дисперсные грунты
Слобольдистый <0,01 <0,20
Льдистый 0,01 -0,05 0,20-0,40
Смлънолвдистый >0,05 0,40-0,60
Очень сильнольдистый — 0,60-0,90
Таблица БЗО Классификация грунтов по температурно-прочностным свойствам
Вид грунтов Разновидность грунтов
Твердомерзлый (<5ps0,l кПа1) при /< Th, °C Пластично- мерзлый (д() >0,1 кПа1) при 1, °C Сыпуче- мерзлый при t < 0 °C
Все виды скальных и полускольных грунтов Т, = о — —
Крупнообломочный грунт Т,1<г<Г¥ при 5г<0,8 при Srs 0,15
Песок гравелистый, крупный и средней крупности П=-о,1
Песок мелкий и пылеватый г*-о,з Г^при Sr <0,8 при Srs 0,15
Глинистый грунт Супесь Т), = - 0,6 Th<t<Tbf
Суглинок Т,=-1,0
Глина Л = -1,5
Заторфованный грунт г,'— -Ы 0,7. W) Th <t< T(,f —
_ 1орф _ — r<0 —
30
Таблица Б.31 Классификация грунтов по степени засоленности D (для морского
типа засоления — NaCl, Na2SO4 более 90%)
Разновидность грунтов Суммарное содержание легкорастворимых солей,% массы сухого грунта
песок глинистый грунт
Слабозасоленный 0,05-0,10 0,20-0,50
Среднезасоленный 0,10-0,20 0,50-1,00
Сильнозасоленный >0,20
Таблица Б.32 Классификация грунтов по криогенной текстуре
Вид грунтов Криогенная текстура
Все виды скальных грунтов Трещинная, пластовая, полостная
Все виды полускальных грунтов Массивная
Глинистые грунты Массивная, слоистая, сетчатая, атакситовая
Все виды органо-минеральных грунтов
Все виды органических грунтов Порфировидная, слоистая, сетчатая, атакситовая
Крупнообломочные грунты Массивная, корковая, базальная
Пески Массивная, слоистая, сетчатая, базальная
, определение грунтов н. ощупь
„пигтн rovHra пальцами
1.Определение свойств Р
32
4. Определение способности к рос ску
Еслиустс. 1₽но что ЭТО глина необ^п
ти ислытс в, чтобы установить О как о?гИМ° "poaer
речь, с г щной - способной к росХг?-И/г ИДе' '
или о т> неспособной к роспуску(частУ; редк°1
Проба увеличивается в оозм«се1
Объем увеличивается за счет водопоглащенИ;;|
Вывод для ГНБ:
.Зобаме-ие бентанито
<-е требуемся. Во время б,-рения
мс» -о использовать чистую воду
Ьез бентонита нельзя, ина-
закупорка бурового кано<
требуется чистая вода + с
^оиэойдет
аочно
клитель!
пер
- '^Р*онием бентонита
5. Разновидности суглинка
Суглинок (не увлоденный, из грунта)
ры/лый
Наносной суглинок
(суглинок в результа-
те выветривания)
Вывод для ГНЬ:
Пористость отсутствует
Для бурения достаточно
чистой воды
г» А 'ЛА^А
6 Определение шероховатости гранул
Контроль пробы но ощупь
методом <довливон1л5
переход-----►
застревает
но сгиба < пальцев
гак шар кки
'Г
очень оебоисть й
— -----।-----
Большой расход
бентонита высо-
кая степень износа
инструмента
7. Определение пористости
Заполнение грунтом
стакана до краев
Рис 1.6
Heboid-.’
бент< -«ито мв
ный износ г?.-а
35
•w U
Установленное количество воды
соответствуй* пористости
|г е. гюлезной пористости
данного грунта)
8. Определение наличия органических компонентов
а) Растирать пробу грунта е руках до тех пор, лона не будут видны мик-
роструктуры. ели буду। видны волокнистые структуры и структуры корней,
то в сос-ае входят органические компоненты (т.е. пористость грунта высо-
-ая зозможно до 50%),
'ЛС li
6; Подуть на пробу. При нормальном запахе грунта имеем нормальное соот-
--__е-ие состава грунта. При запахе гнилого ила (запах серы, водорода) инее*
пластичность, значит требуется буровая головка с увеличенной
tповерхностью и, соответственно, используют «FLycutter»,
36
9. Отличие суглинка от мергеля
а) Проверка прочности при сжимающей нагрузке между пальцами. Более вы*
сокое сопротивление сжатию определяет мергель-
б) Проверка с использованием фруктовых кислот или флакончика с соляной
кислотой.
Выжать л им о*-*, апельсин
Сутл иное
(в идеально//
случае
50 % глины,
50 % мелкозернис*
того песка)
Рис I 9
1.3. Грунтовый риск
Строительный риск при горизонтальном бурении тесно связан с грунтовым
риском. Никогда нельзя на 100% утверждать, что на трассе бурения не возник-
нет препятствий. Грунтовый риск влияет на возможность провести бурение и, со*
ответственно, на расходы. При выполнении горизонтального бурения возникают
следующие факторы риска:
• при очень рыхлых грунтах нужно рассчитывать на потери буровой жидкости.
Она проникает в трещины, пустоты и поры. Это действительно также и для песча
ных и галечных грунтов. Кругооборот буровой жидкости может быть нарушен и j
за ее внезапной или медленной потери Отсюда следует дополнительный расход
на бентонит, а также дополнительное время на см^ш^ии^
• пустоты и трещины могут возникнуть и t
застывшими являются грунты, ген больше они подверг тичт *
исследования различных типов скальных грунтов на р м
показали, что кварцит содержит на 30 м в 1,2 раз больше п. .
известняком (примерно 90 трещин);
37
• ес^и лри бурении с мотором для скальных грунтов внезапно начинается
гче-ь помы, то буровым мотором приходится управлять с трудом. Из-за
большого веса он стремится отклониться от трассы бурения. Также могут
проблемы с некоторыми буровыми головками (в зависимости от управ-
поверхности). Давленне/сопротивление грунта, влияющее на управляю-
толоыу диагонально, будет в этом случае недостаточным для управления;
• формации грунта, содержащие большие посторонние включения, могут ос-
^мнитъ бурение (такие грунты являются причиной сразу двух проблем:
1. При пилотном бурении можно наткнуться на объект большой твердости. Эту
пооблему можно решить, либо пробурив его насквозь (при применении шарошке-
вой головки), либо отодвинуть его в сторону, либо изменить трассу бурения. Если
бурение преходило с обыкновенной буровой головкой, то, практически, остается
только возможность уклониться;
2. Вторая проблема может возникнуть как при пилотном бурении, так и при
расширении. Задвинутые в стенку бурового канала камни могут выпасть обратно в
буровое отверстие, несмотря на укрепляющее воздействие буровой жидкости)
* резкий переход от твердых грунтов к мягким или наоборот представляет для
горизонтального направленного бурения проблему: продолжение бурения приве-
дет к образованию «ступеньки», а «ступенька» — к тому, что труба будет застре-
вать в буровом отверстии;
• очень твердые слои грунтов, которые расположены под маленьким углом
(почти параллельно) к буровой трассе, могут усложнить бурение. Например, во
аремя пилотного бурения штанги заводились в землю с постоянным углом накло-
на. Однако при столкновении с очень твердой формацией, расположенной почти
параллельно к углу входа буровой головки возникает следущая проблема: голо-
вка скользит по этой поверхности и, уклоняясь все больше от намеченной трассы,
не может проникнуть в этот слой;
• если в грунте находится небольшое количество гальки (так называемые га-
лечные гнезда), то, возможно, придется укреплять скважины с помощью инъекций
цементного раствора или искусственных смол, чтобы достичь стабильности буро-
вого канала;
формации, чьи сильные магнитные свойства не были обнаружены или чьи
Гп е циалы возросли, могут исказить данные локационных приборов. Из-за это
ожет произойти отклонение от запланированной буровой трассы. Избежать
идгтнтМ0ЖК° пРименив локационную систему со специальным зондом с низкой
частотой излучения.
Глава 2
Основы
теории
разрушения
грунтов
Глава 2. Основы теории
разрушения грунтов
2.1. Прочностные свойства грунтов
Лсееде-ие 'рун*©* применительно и некоторый задачам строительства под
подробно изучено: под фундаментам;* или при сооружении
— >и см --< *•** откосов На* правило при всех них видах строительных
- исзн^хэю^ие в грунтах не должны превышать предела упру-
ост* • •< при е з^ачнове-ии плас^ичес»их (необратимых) деформации созда-
я ’ * =;/и->е см’уа^ии с$«за**ые с осадно*1 возводима сооружений. Поэтому
*е»а-ли '‘рч-ч-ое s основном базируемся на положения г ’еори/ упругости и с ее
- *»: _?< & области строительства доста’очно успешно решаются многие задачи
’ричладг'лэ характера.
взаимодействии рабочих органов машин с грунтом в последнем возника-
<• превышающие упругие. причем они достигают наибольшего (лре-
значения уже е области пластических деформаций грунта. При этом
гру^" разру _ае*ся с полной потерей структурной прочности и отделением неко-
~о объема ог массива.
’ахни образом, оценка разрушаемости грунта с позиций теории упругости ме-
ха-д-.и гру-тое мало приемлема для описания процесса разрушения грунтов при
их даэрабогхе землеройными машинами. Однако есть и общие положения. Так,
^заехенмо от степени деформирования среды, при любом сложнонапряженном
сос^ разрушение может происходить только от растяжения для хрупких тел
и г сдеи-а —для пластичных. Все связные грунты (такие преобладают) являются
•'аас^/^ой средой, разрушаемой ог касательных напряжений т сдвига.
Параметрами сдвига, определяющими прочность грунта, являются сцепление
< и /«-ел трения </, которые входят в известную формулу Кулона.
т ^C^a !g<f ,
где о — нормальное напряжение и площадке сдвига.
Почти асе землеройные машины разрабатывают немерзлые грунты методом
резани^ т, е. послойным снятием «стружки# грунта, а при теоретическом оп-
ределении усилии рычания грунта необходимо знать ( иг/. Поэтому в данной
гл*ве уделяется большое внимание описанию сдвига как основной деформации
разрушения грунтов.
Сдвиг — основная прочностная характеристика грунтов. Под влиянием вне-
t»«Mx сил в грунте возникают сложноиапряженнме состояния и под воздействием
касагельнь < ним t лр*дыша1*>-.инх с<я!р<яивл**<и* 'румы см**?, ере***
ХОДИТ СМОЛЪИ НН'- ((Д»Иг) ОДНОЙ 4dC ГИ грунта по Друг1/*
Зная услш *и При которых в грунт* происходит СД*иг, w/дио
опредрлмгь у( илия, во пикающие в силовом поле рабе--и/ органо* *,
машин, приводящие грунт в предельное напряженное состоим** * обу^л.гг **>*
ющие его разрушение.
В дисперсных сыпучих грунта/ (песках) сцепление, г. е. огру* тур* ^р. се* в*
между частицами грунта, отсутствуют, и сопротивление сдвигу определяется пре-
нием частиц между собой по плоскости сдвига.
В связны/ грунтах сопротивление сдвигу г составляется из сил треи/я ,• с/л
сцепления.
Для оценки сопротивления грунтов сдвигу, как было сказано, служат там
называемые характеристика сдвига: коэффициент /(или тангенс угла).
Связь между сопротивлением сдвигу т (в Н/смг) и нормэлыши напряжете*
гт (в Н/смг) по плоскости сдвига выражается согласно закону Кулона уравнением
прямой:
т » С„+а- tgsp~ Ct+a f,
где С* — удельная сила сцепления грунта;
г/ — угол внутреннего трения;
/® — коэффициент внутреннего трения грунта.
2.2. Резание грунтов
В 1928-1930 годах Раб'е впервые исследовал силу резания для ковша и скре-
пера аналитическим путем. Положительное значение этих экспериментов заклю-
чалось в принципиальном утверждении возможности установления закономер-
ностей резания грунта экспериментальным путем.
В этот же период возникла известная формула В. П. Горячкина (Россия' для
определения общего сопротивления резания плуга:
Рк = Gf + КаЬ + £ ab V2,
где G — вес плуга;
/— коэффициент перемещения (перекатывания плуга);
К — удельное сопротивление резанию, кгс/см;;
ab = F — площадь поперечного сечения пласта, см ;
а — глубина пахоты, см, а » 15 — 20 см;
/>— ширина пласта, см, 6» 1,5 а:
сопротивление грунта отбросу его лемехом в crop
Это сопротивление (по данным опытов) не превышае ‘ 3
некоторых случаях может не учитываться.
В 1936 г. исследования по резанию грунтов начали А. Д. Да^.^ ’и
машин для сельского хозяйства) и Н. Г, Домбровский (примените> м
органам машин различного типа, разрабатывающих грунт), Н. Г. Доморсвск
вел более точную формулу усилий копания:
12 3)
41
F.
X - МОчМДО '•***?мой С1р>**и'
йен* >е со*р. ^вдоине > панм
'-•* *»ыс 2 >>е ммое сонрогмаление (• Н/см ) различных грунтов
«.O’Opwt Грунт Полота Струг и Драглайн Скрепер
cv^ecc* cywoc 1,6-7,0 2.8-12 2,5-10,5
• < 'рое** ме-1/й »сре#*й r'woneaos го * розрьхле- - а* 6,0-) 3,0 10-19 9,5 - 18
а лмно соед1-^» тжелав рс зрьоое* - см CyjbfHOt '• тиый П.5-19 5 16-26 ! 17,5-28 а
’>нС ’ -Ж£ГС$ 20-30 26-40 32-49.5
Разработка грунтов пассивными рабочими органами требует приложения ог-
рсмиых сил. Поэтому в середине XX века началось интенсивное внедрение актив-
ных рабочих органов.
Вибрационные нолевые рабочие органы исследовал ряд ученых — А Н. Зе-
ленин. В. Л. Валодииский, В. Л. Чугин, В. Г. Зедгекизов и др. В настоящее время
определены’: физическая картина процесса вибрационного резания; энергетичес-
кие затраты необходимые для осуществления вибрационного резания, и эффект,
чолума-емый лрм этом е частных условиях экспериментов; оптимальная для раз-
личных условий форма вибрационных ножей и параметры их приводов, применяе-
мых в кабелеукладчиках; методы физического и математического моделирования
процесса вибрационного резания; исходные предпосылки инженерной методики
расчета приводов вибрационных ножей на основе результатов выполненных ис-
следований их работы.
Для оценки степени совершенства процесса вибрационного резания грунта
применяют показатель bt называемый виброэффектом:
где р, р иг ия резания рлбо -его органа соотмтстае^о пр* ста^ммесги*
и вибрация^ к-ссах резания
В зависим '. г вида разрабатываемого грунта, формы рабо^р о^а-а, м
раметров его колебаний (частоты и амплитуды), скорости поступзтелг^с’о ДЕ<*е-
ния и глубины резания эффект может достигать 0,3 — ОА
Эксперименты показали, что с увеличением глубины резания до 12 * иомг
ность, расходуемая на привод вибратора (вибровозбуди’еля), резко возрас'-эе"
что приводит и повышению общей энер'оем-осги процесса е/бра"г. '\ реза-
ния.
Для трубо-иабелеуклздиикое вибрационного типа, имеющих скорость '•ку-
пательного движения v = 270 м/ч при частоте вибраций (колебаний^ рабочее ор-
гана и «= 33 Гщ длина волны вибрации:
Поведение грунта при вибрационном реза~ии изучено -едостгтс--з г"3'нз.
Известно, что лсд воздействием вибраций е разрушаемой среде часгиц> отделя-
ются от массива и начинают колебаться, перемещаясь относитель- . рабочего
гана; из грунта выделяются вода и воздух захватывающие с собой белее мелкие
частицы. По мере удаления от вибрирующего рабочего органа движение час~и.
и освобождение воды и воздуха (паров воды) прекращается и колебания -г не-
котором расстоянии от ножа полностью затухаю-' в этой зоне -ромсходи- “ель*:
упругая деформация среды.
Во время вибрации грунта снижается кажущимся коэффициент трения *’соот-
ветствующий началу перемещения грунта при вибрации:
f• (2Л
где F — тангенциальная сила необходимая для преодолевия сопротивления
перемещению яри вибрации;
X — нормальная сила при вибрации.
По данным М. /7. Зубаноеа кажущийся коэффициент * ^ре-ля песка, супеси и
глины по стали при частоте вибрации и = 32 — 55 Гц снижается с 0.35 до 0,05.
Эффект вибрации зависит от соотношения посту нагельной скорости / ам**-и-
тудного значения скорости, направленных колебаний. Могут иметь место два соот-
ношения:
1) уплотнение грунта при периодически изменяющейся нагрузке:
у • Аж (гв)
2) воздействие ножа на грунт при период/”• -со>е-?
лобовой части ножа:
v<Aw, (2.9)
где г — скорость поступательного движения ножа кабелеук^ад
А — амплитуда перемещения нижней части ножа:
и- — частота вибрации.
43
А П. РЫБАКОВ -ocxcfe»
ТИПОЛОГИЙ [TtQMS И ПРАКТИКА!
Наибольший эффект вибрации возникает тогда, когда скорость г поступател
ного движения меньше амплитудного значения скорости колебаний Aw в в Ь'
ненных конструкциях кабелеукладчиков при у = 270 м/ч, /\ = 30 и и' = 33 щ
[2.10) Ди- " 3600 -0,03 -33
Амплитуда колебаний нижней части ножа при вибрационном резании пос-
тоянна лишь для кривошипно-шатунных или кулачковых приводных механизмов
вибрационных ножей. Для инерционных вибраторов (рис. 2.1) с вращающимися
дебалансами амплитуда нижней части ножа непостоянна и зависит от вынужда-
ющей силы вибратора, жесткости упругого элемента подвески ножа, элементов
крепления ножа и вибратора и степени демпфирования колебаний ножа вследс-
твие взаимодействия его с грунтом.
Рис 2.1
|2-П)
12-12)
(2.13)
12.14)
Инерционные вибраторы направленного (о) и кругового действия (б)
Вынуждающая сила Fu вибраторов зависит от их типа. Для инерционных виб-
раторов кругового действия;
Д = гп0 Г IV ‘
Вертикальная составляющая вынуждающей силы:
Ди и Г w2 cos wt,
При наличии двух дебалансов, расположенных по обоим концам вала и в од-
ной плоскости:
Д » 2 т„ rwl,
Ди - 2 та г iv2 cos wt,
Вынуждающая сила вибраторов направленного действия с двумя вращающи-
мися в противополож 1ых направлениях валами:
1:ах = 2 nt0 г w2 cos wt, Fax = О
(2 15)
Вибраторы кругового и направленного действия размещают непосредственно
над ножом.
Если навеска обеспечивает ножу одну степень свободы, то вибратор сообщает
колебания ножу только в одном направлении, которое определяется этой степе-
нью с вободы. Вибратор направленного действия можно устанавливать на навеске,
имеющей несколько степеней свободы
Вынуждающая сила вибраторов кулачкового и кривошипно шатунного типов
зависит от кинематических параметров маятниковой подвески ножа и элементов
кулачкового и кривошипно-шатунного механизмов.
45
cr*
a !F
ttt®
a.;*
tui}
2.3. Расчет энергии ара
для вертикальной забили свай
/у ♦ F, ,
зл W- груб» смрада и грунта не рассматриваются;
•обч» эе сопротивление /,. д*. и (
•ре»ие груб о грунт /. - У U L т„ , кН;
рассчитываемая сипа Grundoram
Ore. кН;
Л**М*’ «олеречиого сечения кольца сталыных груб (стенка)
Afi - л (RJ - сц!.
v.^.,enm, ,, ,Л:
_w(u
fij, см;
°6«ая дайна забивки / ся.
г ,гя .4,Ли.у.г;
Ьбяиью2.2
Тидгру^о
Коэффициент лобового сопротивления о кН/см' !/ Коэффициент силы трения T,4,kH/qhz
ишв>вви^^ ' ' у „ - as 0.Wi
V4*<z> C^y^yr, ода
0^5 0/XJ5
^*****><C*JH^ w - 0,4 ода
0,005
г/л 0!i 5%< 0,0’ _
Тоблицо > >
Grundoram Энергия /дара Grundarorn Энергия удора
David 170 // r ' j У i* //7,
AHav 379 G^x)< У/Х>
j/c / Vfyr 4Ж
Titan 810 6s ';7Z
\/• dymp 900 T(>jr 4 /'/л:
Oyr>p 7<9 40000
Hede/tes
Пример:
Стальная труба
Внешний диаметр .........................1220 мм
Толщина стенки...............................16 мм
Аг............................................. 605 си'
XU ............................................ 756 си
Длина забивки (глубина)
/............................................10 и (1000 см)
Почва
Песок., мел ио/с редне зернистый:
ш ................................... 0,6
Ш ............................................. 0,004
> 605' Of6 4 756 ’! ООО 0,004 - ^7 кН
Выбор: Grundoram Koloss (4.300 kN > 3.387 кН)
47
(2.22)
(2.23)
(2.241
2.4. Расчет силы продавливания
стальной трубы
Необходимое общее нажимное усилие при продавливании трубопровода или
сопротивление его продвижению в грунте можно определить по формуле:
Р = (jc- / + [2(1 + р( + а,] I. I,
Где — удельное сопротивление вдавливанию ножа в грунт, равное 50 - /q
кН на 1 м длины режущей кромки ножа для глинистых грунтов, 70 — 100 кН для
песчаных грунтов и 200 — 600 кН для прочих грунтов;
/ — периметр ножа, м;
— коэффициент бокового давления грунта, равный для песка 0,35 — 0,41,
для суглинка 0,5 — 0,7, для глины 0,7 — 0,74;
о, — масса 1 м трубы, кг;
1 — длина продавливания трубы, м;
коэффициент трения трубы о грунт, равный для глин 0,4 — 0,5; для песков
0,6 - 0,65;
pi — вертикальное горное давление на 1 м длины трубы:
Р/ вУ?А<г W >
где vs — объемная масса грунта, т/м3;
— диаметр кожуха, м;
tkp коэффициент крепости грунта, который по данным проф. М. М. Прото-
Дьяконова для песка, мелкого гравия и насыпного грунта равен 0,5, для суглинков
и гравия — 0,6 — 0,8, для глинистого грунта — 1, глины — 1,5, известняка и мер-
злого грунта равен 2.
Приближенно необходимое усилие при разработке грунта способом продав-
ливания можно определить по усредненным общим данным для различных грун-
тов по формуле:
Р «17rDrpL5
~ сила трения грунта по поверхности трубы, принимаемая в предела
наружный диаметр продавливаемой трубы, м;
общая длина продавливания трубы в грунте, м.
48
Глава 3
Основные
методы
бестраншейных
технологий
Глава 3. Основные методы
бестраншейных технологий
3.1. Плужный метод
Метод бестраншейного запахивания (плужный метод) прокладки труб с без-
муфтовыми соединениями при помощи специального плуга широко применяется
как в России, так и за рубежом. Плужный метод наиболее приемлем для прокладки
различных типов кабелей трубопроводов диаметром до 300 мм при глубинах зало-
жения до 1,8 м. Технология запахивания безвредна для окружающей среды даже в
тех случаях, когда прокладка осуществляется под зеркалом грунтовых вод.
Сущность метода запахивания труб состоит в плавном перемещении плуга и
протягивания их через кассету (рис. 3.1). Передвижение плуга осуществляется при
помощи тягача, с которым плуг соединен стальным тросом, намотанным на барабан
лебедки. Модернизированная конструкция позволяет запахивать не только плас-
тиковые трубы, но и звенья чугунных труб с муфтовыми соединениями, имеющими
тяговый замок с продольным силовым замыканием TIS-K. При этом сила тяги, воз-
действующая на замок, не должна превышать 100 кН, а скорость протяжки трубоп-
ровода от 6 до 10 м/мин.
Рис.ЗЛ
Для прокладки труб на лемехе плуга монтируется специальная расширяющаяся
головка в виде ракеты, к которой последовательно на специальном замке крепятся
отдельные звенья трубопровода (рис. 3.2). В стартовом колодце, выполненном с
соответствующим откосом стенок, который обеспечивает допустимый люфт муф-
тового соединения, звено чугунной трубы втягивается в зону протяжки плети тру-
бопровода и помещается на определенную глубину укладки. Благодаря усилию на
канатной лебедке лемех плуга вытесняет своей расширяющейся головкой грунт на
трассе протяжки. За счет этого создается полое пространство, в которое постепен-
но втягивается плеть. Вытесненный на поверхность местности грунт может загла-
живаться землеройной машиной или виброкатком.
50
Рис. 3.2
Для уменьшения сил грения звеньев труб о грунт и заполнения пространства
между грунтом и наружной стенкой труб используется бентонитовая суспензия
(материал на основе глинистого минерала). Суспензия заготавливается в автоцис-
терне, которая передвигается параллельно с плугом. Закачивание бентонитовой
суспензии в полость между грунтом и стенкой трубы производится насосом, разме-
щенным в автоцистерне. При использовании бентонитовой суспензии, последняя
создает своеобразную оболочку вокруг трубопровода толщиной от 1 до 1,5 см.
Метод запахивания труб требует предварительного исследования грунта вдоль
прокладываемой трассы. Анализ грунтов осуществляется после операций зонди-
рования забивными сваями и шурфования. Плужный метод наиболее приемлем
для того вида грунта, который легко вытесняется. При этом производительность
прокладки может составить до 16 км в сутки в зависимости от материала труб, их
диаметров, характера грунта (сухой или влажный) и глубины укладки.
Бестраншейные вибрационные трубокабелеукладчики КВГ-1 и КВГ-2
(рис. 3.3 и 3.4) российского производства имеют гидравлический привод виб-
ратора и смонтированы, в общем случае, на болотоходных тракторах Челя-
бинского тракторного завода Т-1ОБ.0121-2 либо Т-10Б.0121-2 (на последнем
дополнительно устанавливается механический ходоуменьшигель). Навесное обо-
рудование может быть смонтировано и на более ранних моделях тракторов ЧТЗ
этого же тягового класса, а также на мелиоративных машинах МД и колесных
тракторах К-703 (машины имеют сертификат соответствие Министерства связи).
Рис. 3.3
51
Основное огичиетрубокабелеукладчика КВГ-2
Для обе машин разра*
белам н и » авливаеия ли*
немка рабочие органов, обес-
печивающих качественную
прокладку всех типов кабелей
связи, защитных полиэтилено-
вых труб (в том числе и в паке-
те) с одновременной проклад-
кой сигнальной ленты.
Незначительные удельные
давления на почву позволяют
применять машины на пере-
увлажненных и заболоченных
грунтах. Небольшие габарит-
ные размеры даже при работе
в комплексе с дополнительной
тяговом единицей позволяют
использовать их не только на
строительных объектах боль-
шой протяженностью, но и в
стесненных условиях населен-
ных пунктов.
Специальных требований
к технической подготовке
обслуживающего персонала
не предъявляется, что очень
важно для многих хозяйств
при сезонных работах и при
отсутствии постоянно работа-
ющих механизаторов.
от К8Г-1 заключается в возмож-
ности г^раллтжуо смещения рабочего органа вправо-влево от продольной оси
****** на ееличинудо U40 мм. Такая возможность лозволяег вести прокладку ря-
дом со стеной здания, в обочине шоссейной дороги, вдоль трубопроводов и т.д.
защитных полиэтиленовых труб диаметром 63 мм и выше разра-
ан» стальные рабочие органы по авторскому свидетельству №964066, обес-
*00% сохранность геометрии трубы на выходе из кассеты. Высокая
обеспечивается конструкцией и наличием в ней опорных ро-
юпаоиг * ПЛзвзюи’и> Р°ям*ов (два на входе, четыре на выходе) расположены
ро^им*и Л равномерно распределяя давление на трубу. Каждый
имеют смазку, так что сопротивление при прохождении
3 Рабочий орган минимально. Таким типом рабочего органа можно про-
^3/«mVh^JU AM3M*rP°w № им, в том числе и водопроводные.
че^иия навесного оборудования позволяют устанавливать ка-
*^ую чанми* г<Шко иг ’’рубокабелеукладчик, но и на дополнительную
ии’-ехные т$/нг обеспечивая комплексу практически неогра-
возможности. При максимальном оснащении иконой
52
машины и тр^ ?л‘/кладчика дополнительным обор/Лб»^ />«/си -ef
нести на себе до ше ги барабанов с трубой (12 км грубы диаметром 40 *«) / / До
12 барабанов №14 с кабелем.
Планировка трассы и предварительная пропорка на полную глубину,
димая на грушах выше третьей категории прочности или предусмотренная
том, могут осуществляться пропорщиками российского производства ЛВГ-1,П(1М.
Эти машины с вибрационным и пассивным рабочим органом соответственно могут
вести предварительную пропорку на глубину до 1,5 м. Аналогичной импортной тех-
ники, соизмеримой по цене и параметрам, не существует.
Опыт эксплуатации показал, что надежность и производительность, а так-
же комплектное оборудование вышеописанных машин не уступают, а по многим
параметрам и превосходят аналогичные по классу образцы каб-елеп росла доч ной
техники. В настоящее время в эксплуатации находятся импортные кабелеукладчи-
ки, смонтированные на тракторах аналогичного класса, такие как «Lansier-KVlS»,
«Vermeer Р-185», «Вгоп-250» и «Foeckersperger», однако цена последних и стои-
мость их эксплуатации в России в 4-5 раз выше, чем у отечественных.
Эффективность применения трубокабелеукладчиков показана на диаграмме.
50%-экономия за счет запахивания
Доставка
и прокладка
Подземные
работы
Водоотлив
Запахивание трубопровода
Прокладка труб обычным способом
53
3.2, Гидравлический метод
Для уменьшения сопротивления грунта проколу применяют метод гидропро-
кола, при котором вода под давлением подается через отверстие в наконечнике,
внедряемом s грунт. При проколе с прокладыванием трубы диаметром до 100 мм
вода подается непосредственно в трубу, а оттуда под давлением 0,15 — 1,5 МПа
выходит из конического сопла (рис. 3.5, а).
Если диаметр трубы 100 — 400 мм, то вода через наконечник подается по спе-
циальной насадке,укрепленной е диафрагме трубы в концевой части наконечника
(рис. 3.5,6).
Носсдхга для гидропрокопа для труб диометром
с) 7O-1OO мм; б) 100-400 мм; 1) труба, 2) диафрагма
Диаметр (мм) выходного отверстия сопла насадка:
где Q — расход воды, м3/с;
V — скорость выходящей струи воды;
Расход воды (ч’/с), зависящий от вида размываемого грунта:
il Q - ,
где gQ — удельный расход воды на 1 м3 грунта, м3;
/; — площадь сечения скважины, м?;
L, — длина скважины, м;
время размыва, с.
Удельный расход воды для каждого вида грунта определяется эксперименталь-
но и имеет следующие значения:
Таблица 3.1
Грунт Песок Супесь Суглинок Плотный лесс Глина
Скорость струи воды, м/с 10-15 10-20 20-30 20-30 30-40
Нопор, м 15-20 20-30 30-40 30-40 40-80
Удельный расход ты g<Jr А 3-6 6-8 8-10 10 — 15 15-20
В зависимости от диаметра трубы скорость образования скважины и удельный
расход воды на 1 м длины скважины имеют различные значения:
Таблица 3.2
Диаметр трубы, мм 50-100 150-200 300-400 450-500
Скорость образования скважины, м/мин 5-10 3-5 1-3 0,5-1
Удельный расходы воды на 1 м сквахины, м3/м 0,1-0,2 0,2-0,6 0,1 - 1,5 2 и бопее
При гидропроколе воду подают центробежными насосами или мотопомпами,
а воду, возвращающуюся в коглован, откачивают грязевыми насосами.
Подавать трубу в скважину следует согласованно со скоростью размыва сква-
жины для предотвращения забивания грунтом сопла наконечника, а также обра-
зования каверн в скважине. Во время гидропрокола требуется проверять уклон
грубы, чтобы исключить ее отклонение от заданного направления. Для згого на-
правляющая рама установки для гидролрокола должна иметь жесткую конструк-
цию, чтобы ее деформация не искажала заданное направление движения трубы.
Следует отметить, что благодаря малому усилию подачи при гидропроколе не тре-
буется специальная упорная стенка, воспринимающая усилие подачи.
Преимущества гидролрокола состоят в простоте производства работ и высокой
скорости образования скважины (до 30 м за смену). Недостатками такого способа
являются сравнительно небольшая длина скважины (20-30 м), значительные от-
клонения скважины от заданного направлен/ ./ бны условия работы из-за
возврата воды в котлован.
Способ гидролрокола можно применять для обра линия скважины вне город-
ских условии при пересечении трасс подземных коммуникации, j также при нали-
чии источников снабжения водой и мест сброса пульпы.
55
3.3. Метод прокола
Mftcj гpq. горизонтальных скважин пневмопробойником не требу-
ет & %от’оваме громоздкого оборудования я позволяет сравнительно
»< *оа^загь «абельные переходы в грунтах малой и средней плотности.
Из российских пневмопробойников широко известны пневмопробоиники
ИП-АбОЗ и Ип-^б05 предназначенные для пробивки в грунте сквозных горизон-
Т£*ь*>* л наклонных скважин. При наличии в грунтах твердых включений разме-
рс* солее 120 мм. пустот- корней деревьев, остатков строительных конструкций,
д.-д-ме-эе саай подземных коммуникаций и других подобных препятствий,
а также в сыпучих и водонасыщенных грунтах они могут отклоняться от заданного
-аг'раз лея ня.
г-е=мопробой-иксостоитиз корпуса,съемного расширителя, ударника, золот-
ннса и ^ганга аля подачи сжатого воздуха. При пробивке скважины ударник со-
вер^зе’ еоззратно-поступательное движение и наносит удары по передней части
корпуса, вследствие чего внедряется в грунт. Обратному ходу корпуса препятству-
ем силы трения возникающие между его наружной поверхностью и грунтом. Перед
-рссиваниеч скважины в начале и в конце трассы отрывают рабочие приямки.
Фирмой бел’ (США) разработан лневмолробойник, состоящий из двух шар-
“изнз соединенных частей, обеспечивающих прохождение скважин диаметром
101.6 мм и длиной до 120 м на глубине до 3 м с точностью выдерживания направ-
ления скважины до ±1 . Генератор радиоволн установлен в корпусе пневмопробойни-
-а. Радиоприемная часть фиксирует отклонение пневмопробойника от заданного
направления и формирует управляющий сигнал, который посредством управляю-
щего привода изменяет угол между частями пневмопробойника и этим корректирует
направление его хода.
наибольший интерес представляет лневмолробойники Grundomat, выпускае-
мое -емецкой фирмой Tracto-Technik (рис. 3.6).
Grundomat применяется для прокладки ПЭ труб диаметром от 27 до 160 мм
при длине перехода 50-60 м. 8 настоящее время выпускается И типоразмеров
Grundomat технические характеристики которых приведены в таблице 3.3.
Схема работы Grundomat выглядит следующим образом. Машина устанавли-
вается в стартовом котловане на специальный лафет, регулирующийся в трех
плоскостях.
Предварительно к установке присоединяется ПЭ труба, прокладываемая
как короткими модульными, так и длинными Целиковыми плетями из ПЭ. Затем
Grunoomat направляется при помощи наводящего устройства в сторону прием-
ного котлована.
Тоблицо 3.3
Тип Grundomat 45Р 55Р 65Р 75Р 85Р 95Р НОР I30P 145Р I6OP 186Р
Длина, ММ 979 ПОЗ 1323 1443 1540 1732 1685 1750 1986 2002 2221
Диометр, мм 45 55 65 75 85 95 ПО 130 145 160 180
Вес, кг 9 14,4 25 34 46 65 96 Н7 168 198 266
Количество ударов в мин 580 480 460 400 390 320 325 340 310 320 ' 280
Моке диаметр трубы, ММ 40 45 50 63 75 85 90 НО 125 145 160
Расход воздуха, м3/мин при 6-7 бар 0,35 0,5 0,7 0,9 0,9 1,5 1,8 2,6 3,4 4,5 4,5
После юстировки в установку подают воздух от компрессора по шлангу, про-
ходящему внутри прокладываемой трубы и подсоединяемому непосредственно
к установке. Установка начинает свое поступательное движение в грунте, раздвигая
и уплотняя его, проходит по прямой заданный участок и выходит в приемный котло-
ван. В приемном котловане установку отсоединяют от новой проложенной трубы.
При использовании установки Grundomat можно применять трубы из ЛЭ не
имеющие выступающих частей — целиковые плети или отрезки труб, соединенные
внутренней муфтой.
Установка Grundomat состоит из частей, которые соединены между собой
штифтами или резьбой. При этом, части, подверженные максимальному износу (на-
пример, ударная головка), имеют простое соединение на штифтах, что дает возмож-
ность быстрого ремонта. Все внутренние поверхности установки Grundomat имеют
антикоррозийную обработку. А благ я тому, что во время работы установки в
нее постоянно подается специальное ма ло, предотвращающее замерзание снаря-
да из-за перепада температур, можно гс орить о наличии дополнительной смазки
внутренних поверхностей.
Масло в сочетании с применяемыми уплотнениями намного продлевает срок
службы самого снаряда и делает его работу более стабильной за счет сокращения
потерь воздуха (рис. 3.7).
Рис 3*7
Установка Grundomat работает по двухтактному принципу (рис. 3.8). При пер-
ео’л такте ударник бьет по зубилу с закрепленной на нем головкой, которое разби-
вает и уплотняет грунт. При втором такте корпус установки продвигается вперед.
Если на пути снаряда встречается препятствие в виде камня, то он, не продвигаясь,
будет разбивать его. И только после того, как камень будет разбит, корпус снаряда
будет продвигаться вперед.
Grundomal — двухтактный способ
Обычный способ
3.8
Двухтактная схема роботы установки Grundonat
58
Необходимо обратить внимание на масленку, через которую в снарЯд подается
масло, перемешанное с воздухом (рис. 3.9).
Рис. 3.9
Масленка для подачи в снаряд мосленовоздушной смеси
Все снаряды Grundomat серии Р имеют сервоуправление с рычагом переклю-
чения на масленке. Для изменения направления движения снаряда с переднего на
задний и наоборот, достаточно просто переключить рычаг на масленке.
Следующая установка — Grundosteer (рис. 3.10).
Рис з.ю
Установка Grundosteer
Несмотря на то, что эта установка может прокладывать трубы диаметром
всего до 63 мм, она является первым в своем роде устройством, совместившим
в себе надежную работу пневмопробойника и установки управляемого бурения,
так как ее работу можно контролировать, а самое важное — корректировать.
Технические характеристики установки Grundosteer: расход воздуха —
1 м3/мин; масса — 44 кг; число ударов в минуту — 420; длина — 1700 мм;
рабочее давление — 6-7 бар.
Снаряд установки Grundosteer cg .гоит из головки, корпуса, который одно-
временно является корпусом зонда, и специального шланга, по которому подает-
ся воздух от компрессора и осуществляется процесс управления установкой во
время бурения. Пульт управления состоит из рамы и специального зажима.
Управление производится путем поворота шланга при помощи ручного за-
жима до нужного угла поворота управляющей головки (рис. 3.11).
Рж.3.11
4 правление во время бурения: снаряд выходит прямо на «мишень»
Локационная система оповещает о необходимости изменения направления
снаряда Gru л dosteera, а так же о правильности его корректировки. Зонд, излуча-
ющий электромагнитный сигнал, монтируется в корпус снаряда. Оператор, находя-
щийся на поверхности со специальным приемником, улавливает сигналы от зонда
и получает сведения о глубине прохождения снаряда и угле его наклона.
Б соответствии с этими показаниями корректируется работа снаряда
Grundcsteera (рис. 3.12).
Рис 3.12
Корректировка работы установки Grundosteer
Grundosteer, так же как Grundomat, устанавливается в стартовом котловане на
специальном регулируемом лаФете и направляется по трассе запланированного
бурения без точного позиционирования. Grundosteer компактен и не требует много
места для начала работы.
После того как пилотная скважина пробурена, Grundosteer отсоединяют от
шланга. К освободившемуся концу шланга прикручивается специальный ниппель,
60
в который зажимается труба ПНД и оператор вручную, или используя малую меха-
низацию, протаскивает рабочую трубу в пилотную скважину.
Именно поэтому при диаметре самой установки Grundosteer 75 мм можно про-
ложить трубу максимальным диаметром 63 мм. Это обусловлено тем, что пилотное
отверстие не может быть меньше диаметра прокладываемой трубы.
Основная область применения установки Grundosteer — подключение к домам
труб различного назначения.
3.4. Опыт работ установок Grundomat
Grundomat облегчает забивку свай (Лондон, Великобритания)
Особенности проекта:
Заказчик...........................Тьюб Лайн, Лтд
Установка..........................Grundomat 95 мм
Работа.............................прокладка 14 шпунтовых мини свай 0 114 мм
длина свай.......................... от 3 до 5 м каждая
глубина забивки....................от 2.0 до 4,0 м
особенные условия: • 7 свай забивали вертикально, другие 7 под углом в 457о
• У каждой сваи было 300 мм наполнителя
Продолжительность..................приблизительно 17 минут на каждую сваю
В филиал Tracto-Technik в Великобритании «ТТ UK» позвонили из фирмы «Тьюб
Лайн». Эта компания отвечает за модернизацию и обслуживание железнодорож-
ных линий на трех станциях в Лондоне.
На одной из станций произошло оседание части насыпи. Сама рельсовая линия
была проложена в начале 1900 г. Грунт представлял собой смесь глины и золы.
Срочно требовалось провести восстановительные работы для предотвращения
съезда насыпи.
Г-н Мотт Макдональд, консультант по данному проекту, предложил компании
«Тьюб Лайн» забить 14 мини-свай диаметром 114 мм, чтобы с их помощью провести
серию нагрузочных испытаний.
«Тьюб Лайнс» связались с «ТТ UК», чтобы удостоверится в возможности постав-
ки специального оборудования для забивки мини свай.
После встречи на объекте было решено, что Grundomat 95 мм идеально подой-
дет для данной работы.
Затем Мотт Макдональд подготовил проект, по которому трубы должны быть
забиты — от 2 до 4 метров глубины. Семь свай было забито вертикально, остальные
семь под уклоном в 45 градусов. В каждой (114 мм) было 300 мм наполнителя в ос-
новании, так как они специально установливались для поддержки бетонных балок,
которые бы, в свою очередь, поддержали насыпь.
Инженеры установили Grundomat 95 мм в сваю 114 мм. Сваю установили вер-
тикально и с помощью подачи воздуха включили Grundomat.
После этого Grundomat начал двигать сваю вниз в насыпь. В среднем эго заняло
17 минут, включая сварку.
По достижению заданной глубины простым перемещенном рычажка включили
обратный код Grundomat. Как только Giundom.it отделился от основания трубы, его
просто подняли из трубы.
Ki1 ты можете видеть на фото!рафиях, трубы затем были заполнены ж. пе зобе
гоном ЧТЯ дальнейших вертикалытых/боковых тестов по определению прочности
натяжения.
I) Операторы провеоятот. чтобы свая была забита вертикально при помощи
спиртового отвеса; 2| Grundomat вынимают из сваи; 3) Схема рабочей площадки на-
сыпи и расположение М мини-свай, которые должны быть установлены |нид сверху).
пленные ваи из железобетона на месте
Переход под железнодорожными путями-
система Grundoburst помогает Grundomat (Германия)
Проект; прокладка под железнодорожными путя
160 мм под кабельные каналы.
ми 12 ПЭ труб диаметром
Оборудование: установки Grundomat ИО и Grundoburst 400G с си т “
Quicklock.
Время выполнения: 4 рабочих дня.
Рабочая платформа была пост-
роена под железнодорожными пу-
тями. Не было наложено никаких
ограничений. Поезда продолжали
ездить со скоростью 117 км/час.
Было выполнено 4 пилотных
бурения при помощи Grundomat.
Рис. 3.16
Pwc 117
Gundomat 110 установлен в стартовой раме для выполнения пилотного буре-
ния под железнодорожным полотном. Собиоаются прокладывать линии Т85 мм.
Длина бурения — 32 метра.
Рис. 3.18
помощи ZVmhh'kTh Гоя J™ °ЧИ°СТЬ nP°X°fld Grundomat наблюдалось при
подорожнойаплатфо^ХЛ^Хл?1иЛЬк И3 СМЛИ устанпвили 0 *еЛе3’
Но никаких помех обнаружено = было ™ ПОМехДдьигов во время раб°ТЬ"
время работы Grundoburst. В° Ьремя пилотного бурения, ни во
64
О-НОЙНЫГ I
------------П/Н0ЛОГИЙ ГЛАВА 3
Расширение выполнялось
при помощи Grundoburst 400G.
со штангами Quicklock и с тяго
вым усилием ^0 тонн. Трубы из
3, которые надо было проло-
*ить,6ыли 1ьо мм в диаметре,
аждая секция была длиной
12 метров.
65
Рис. 3.22
Grundoburst в полной готовности для расширения через 85 мм трубу.
Рис. 3.23
Grundoburst во время расширения.
66
Буровые штанги Quicklock проходят мерет 85 мм линии в процессе расширения.
67
Рис 3 26
Шесть труб ПЭ 160 мм проложены.
Рис 3.27
Точность Grundomat выше всяких похвал.
Трубы проложены точно через 500 мм друг от друга. Поставленная точность
была достигнута.
68
3.5. Виброударныи метод забивки
стальных труб
Виброударный метод нашел широкое применение как за рубежом, так и в Рос-
сии Так. например, ИГД СО РАН (Россия) создала поколение пневмоударны* ма-
шин для забивания в грунт труб, шпунта и выполнения ряда других специальных
строительных работ. Созданы пневматические молоты «Тайфун», самый большой
из которых имеет массу ударной части 1500 кг. Их технические характеристики
приведены в таблице.
Таблица 3 4
Показатель Тайфун 40 Тайфун 80 Тайфун 100 Тайфун 130 1айфун 190 таифун 320 [ _ Тайфун 500 Тайфун 140 Тайфун TOGO Тайфун 1500
Энергий удара при давлении 0 6 МПа. ДХ 400 800 1000 1300 2000 3000 4000 6000 9000 12000
Частота 180 150 120 120 120 90 60 60 50 60
ударов’, мин -300 -300 -240 -240 -190 -150 - юо -90 -75 -90
Расход воздуха, м3/мин 2-3,5 3-6 3-6 4-8 5-8 6-9 6-10 8-12 ю 1 -15 16 -24
Рабочее давление воздуха, МПа 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
Мосса ударнико, кг 40 80 100 130 190 320 500 740 1000 1500
Масса машины, кг 80 200 ! 230 280 370 650 1350 1750 2500 3500
Габариты машины, мм
! Лпцнф 800 900 1’50
Диаметр
Наибольший” диаметр забиваемых труб. ММ 159 273 325 325 630 820 1020 1220 1420
Меньшее значение частоты ударов соответствует меньшему значению расхода воздуха
Применение рекомендуемых труб гарантирует забивание труб длиной не менее 40 м
69
Д*в фмх&до» отмосоя котлованов, насыпей и выемок Э М ТОМ
*м***<е с-, челзд стержневого крепления. Суть метода за ’ча-
слч t ;г>%\ч' кзющая x»tt обрушмивя часть откоса «пришивается» к a jpn-
* ?>?*> румгу терж^яци диаметром U чм или микросваями диаметроА мм.
Грц >*рм стержни располагаются по определенной сетке, задавав,мой по чету
’и н;^гм.жемал&*ым дачным, Армированный подобным образом откг хра-
-*ет с^ею .-ягсй-наость мчкне годы, допускаемый угол его наклона к го зонту
5СОп гает 90 е Реализуете* зги технологии, как правило, достаточно громе дким и
д. зогиэд буоовь.4 оборудованием.
Д*; =>полненля этих работ в России в ИЩ СО РАН созданы переносные пнев-
- -^е машины ГВМ со сквозным осевым каналом. В таблице приведены их
те v-^-чесхж характеристики.
Тобдв^иа 3.5
^-с.нетр с^рлсней мм Длина мм Масса машмны, кг Расход воздуха, мУа<мм. Давление воздуха, МПа
* Л4* Jf 12-25 1 0,6 !
18-35 ЗУ 15
35*65 4,0
При работе этих машин забиваемый в грунт стержень пропускается внутри
::е«ого ка-ала. Ударная нагрузка передается ему в произвольном сечении через
за- я*- механизм, располагающийся э передней части машины. Перемещение
«з-.и-=. по стержню по мере его погружения в грунт осуществляется по коман-
де оператора. Передача ударной нагрузки через боковую поверхность стержня
АСмлючэет -отерю нм устойчивости г-ри забивании и позволяет работать в стес-
че~~*х: условиях, например, в подвалах зданий и существенно расширяет техно-
гсги^есое возможности машин. Последнее объясняется тем, что погружаемый
з/еме-т например, труба пои забивании имеет свободный торец, через который
* * - ~ зазвать различные технологические материалы (упрочняющие грунт жид-
кости растворы, бе’он, дренирующий материал и т.д.) или одновременно с заби-
ванием вводить а образующую скважину необходимые конструктивные элементы.
Извле^е-ие стержня из грунта обеспечивается перевернутой на 180° машиной.
Наибольшую популярность в мире завоевали пневмоударные установки
GrundoraT лооизвюдства фирмы Tracto-Tech nik.
Фирмах разработан большой диапазон машин, которые могут забивать трубы
sc 40С0 нм диаметром и до 80 м длинной в грунтах I — V (иногда даже в VI кате-
'Ории — гегко разрушающаяся скала), под ж/д путями, шоссе, реками. Возмож-
на та> *т вертикальная забивка труб, например, для фундаментов. С применением
сэецмальнсто адаптера возможно использование Grundoram и в качестве оборудо-
вания для забивки спор котлована (см. также образцы применения на следующих
страницах) Существует также возможность использовать Grundoram для замены
разрушенных трубопроводов.
70
Фирма । 3 типов машин с ударной силой до 20000 кН» Полученная
ударная сила । еляется оптимально по всей трубе. Забивка трубы происходит
со скоростью 15 Надежное соединение между трубой и машиной обеспечива-
ет конус-насадка, ударные сегменты (состоящие из нескольких частей) и натяжные
ремни. Через два отверстия специального очищающего кегля происходит предва-
рительное освобождение земли из трубы.
Технические и экономические преимущества
по сравнению с другими способами:
• Не нужны опоры по сторонам, сверху или снизу — отсюда быстрое приведе-
ние в рабочее состояние.
• Рабочий котлован относительно небольшой (а также незначительное пере-
крытие землей).
• Земля вокруг забиваемой трубы уплотняется незначительно, обволакивает
трубу и защищает ее.
• Забивка трубы возможна также во влажных и каменистых почвах.
Благодаря незначительному уплотнению окружающей почвы, взбухание по-
верхности или нарушение покрова исключены.
После окончания работ по забивке трубы происходит ее освобождение с по-
мощью давления воды или комбинации с сжатым воздухом — до 500 мм, а при
соблюдении правил безопасности — только давлением воздуха.
Таблица 3.6 Технические данные Grundoram
Установка Grundoram Диаметр установки, мм Диаметр заднего конуса, мм Длина, мм Масса, кг 1 Число ударов, мин-1 , Расход воздуха мЗ/мин 1 .... — I Энергий удара, Нм Диаметр труб, мм Рабочее давление, Бар
Mini-Atlas 905 60 ’ 180 7
Mini-Olymp 230 3,5 -400 7
Mmi-Gigani 270 1 460 200 6-7
David 345 1,2 6-7
Albs 130 145 1453 95 320 420 6-7
Titan 145 160 4
Olynip I 280 4,5 6-\
Herkules
Gigont 615 200 - 800 6-7~
Koloss 350 2341 220 6-7
Golioih 460 >00 6 - 7
Taurus г ~ 3645 4800 6-7
.Apollo 900 6-7
Олшсаише ода работы
~ г? or ьз if Af л ИЯ модм для забивки руб
•*•’•**»* *С*Х •* л»*** > эо ВС «, Марина надежно соединяется с трубой
I*-*- . с*«**тн * им с^ищаиоший кегель (или адаптер). Во ере-
w .«км к* 'зИ* в а^-утрн трубы При применении очищающего кегля или
д»».т<нле эе«еи г«^^ш,ается и происходит частичное освобождение
3 2й l гс-'~ е осэобожденме происходит после окончательной забивки тру-
w*/*** frQMvQ *жв»ош или и.» комбинацией.
сжатым воздухом
либо водой
Пр/ -ч^/г робот* G'^dorom
Схема работы Grundoram
йыдавл/ззние земли может происходить только при достаточной толщине сте-
жок трубы, поэтому работать можно при минимальном перекрытии землей и мини-
мальней глубине строительной площадки. Приводящаяся давлением воздуха ма-
шина имеет цилиндрическую форму с конусом для соединения с насаживающимся
яеглен. и ни-на и ины имеют также задний конус. При проблемах с площадью, или
коротких строительных котлованах передняя часть корпуса машины может быть
вс авлена в трубу до заднего конуса, так, что только конец машины (-50 см) будет
ь/дх-н из трубы. Grundoram обычно кладется на лафет и с помощью воздушной по-
лу--'к точно устанавливается по центру. Корпус машины изготавливается из цель-
ного стального проката, что означает отсутствие слабых мест. В корпусе находится
специально закаленная колба, которая приводится в движение давлением воздуха,
при этом создается значительная ударная сила от 180 кН до 40 500 кН (зависит от
типа чащ^ны), Чтобы сократить трение трубы о грунт изнутри и снаружи, режущие
короли увеличивают диаметр среза. С помощью смазывающих режущих наконеч-
ников можно облегчить забивку трубы (рис, 3,29).
Ре * /ujh**
Grundoram с забиваемой трубой
Полная очистка труб происходит после окончательной забивки трубы. При
этом существуют следующие возможности:
1. бь/даеливание земляного стержня как единого целого с помощью давле-
ния воды.
2. Выдавливание земляного стержня как единого целого с помощью давле-
ния воздуха.
3. Выдавливание земляного стержня как единого целого с помощью комби-
нации давления воздуха и воды.
4. Размельчение и вынос земли с помощью шнекового бурения, размываю-
щей машины, струи воды под давлением или, если это возможно, вручную
Система очистки труб только давлением воздуха
от Tracto-Technik
О, тема < чистки груб добавлением воздух
f жо**Оннзцми с давлением воды от Tracto Jinik
Выбор машины в зависимости
от диаметра трубы и длины забивки
В зависим,ости от диаметра трубы и длины забивки выбирается тип Grundoram.
3 основу положен грунт IV категории (табл. 3.7). Поэтому возможно в более легких
Хунтах забить большие трубы меньшими машинами. Точно также возможно, что
соответствующими машинами придется забивать меньшие трубы.
Требования к забиваемой трубе
Основное назначение Grundoram — забивка труб из стали. При этом основные
параметры стальных труб должны соответствовать проектному давлению грунта и
внешним нагрузкам.
Стальные трубы могут быть сварены по длине и по спирали, быть бесшовными,
гладкими или с защитным слоем из полиэтилена. Необходимо правильно опреде-
лять толщину стенок, зависящую от диаметра и длины, чтобы применяемая ударная
энергия могла преодолеть сопротивление на конце трубы и трение о корпус и труба
не была повреждена.
Диаметр определяется по назначению трубы. Однако бывают случаи, когда
нужно забить ненормированный, больший диаметр трубы, например, когда боль-
шая длина в сочетании с небольшим диаметром может дестабилизировать трубу-
результате отклонение от направления. При применении стальных труб в ка-
защитных труб для канализации, нужно забивать больший диаметр трубы
0 водимого уклона, чтобы иметь возможность выравнивать рабочую трубу
по высоте в защитной трубе (3.32;.
74
Таблица 3,7 Сфера применения установок Grundoram
ТА - Taurus; GO = Goliath; KS - Koloss; GI = Gigant; OL - Olyinp; HK = Herkules; AT - Atlas; T1 - Titan; DA - David
76
Таблица 3.8 Минимальная толщина стенки (мм) для защитных труб при забивке
D ВНУТРЕННИЙ, мм D ВНЕШНИЙ, мм Толщина стенки в мм при забивке на длину
25 м 50 м
114,3 (6,1) —
139,7 16, п —
168,3 16,1) —
[2 219,1 6,2 —
250 273 6,2 —
300 323,9 6,3 (12,2)
350 355,6 6,6 (12,2|
406,4 7,1 12,3
500 508 8,2 12,4
600 610 9,2 12,6
ТОО 711 10,3 13,4 __
800 813 11,4 14,4 _
900 914 12,6 15,5
1000 1016,5 13,8 16,6
1200 ; 1220 16,5 1 19,2
14QQ 1420 19,1 21,7
1600 1620 24 4 _
Рекомендуемая длина забивки в зависимости от диаметра труби
Формула для рекомендуемой длины забивки стальных труб при заданном диа-
метре трубы, которая действует для малых диаметров труб (до 800 мм,
L - Drp/10,
где L — рекомендуемая длина забивки, м;
Отр — диаметр трубы, мм.
То есть для трубы 200 мм — рекомендуемая длина 2 м.
Этого алгоритма необходимо придерживаться, чтобы достичь желаемой точ-
ности.
Соединение труб
Отдельные отрезки трубы нужно сваривать стыковой сваркой (Y-шов) соблю-
дая соосность забиваемых труб (рис. 3.33). Сварочные работы могут производится
только соответственно обученным персоналом, чтобы произвести сварку соответс-
твенного качества.
1окрывной сварной шов
Подключение компрессора
Обычное подключение (без Maxsiterni и без двойных шлангов).
Для типов Grundoram от David до Koloss включительно нужно следовать такому
порядку подключения:
Рис 3.34
Подключение с несколькими напорными
шлангами/компрессорами
Для всех типов Grundoram возможен следующий порядок подключения:
78
Подключение с помощью нескольких
напорных шлангов/компрессоров
При внешней температуре менее 5°С возможно будет необходимо подключе
ние Maxsiterm — обогревателя воздушного потока.
Область применения Grundoram
1. Горизонтальная прокладка стальных футляров
Динамическая прокладка стальных футляров под дорогами Рис 3<;
Динамическая про- ___________________
кладка стальной за-
щитной трубы под ав-
томобильной дорогой,
шоссе, автострадой до
80 м длиной без давле-
ния на грунт.
Применение: про-
кладка газо- , водопро-
водов, канализации,
прокладка футляров
Для электрических теле-
фонных и контрольных
кабелей.
л л футляров под железнодорожными путями
<( M V - ш» •*< -л-^ьюдор --шян путями.
Jk»
?и< 3.39
Прокладка стальных футляров под реками и озерами
Прокладка стальных футляров под реками, озерам и ручьями .
Прокладка стальных футляров под зданиями
Прокладка стальных футляров под зданиями, т.е. для соления б/90вой
траншеи при наличии различных трубопроводов.
Прокладка стальных футляров под взлетно-посадочной полосой
Прокладка стальных футляров под взлетно-посадочной полосой без отмены
полетов.
Рис. 3.41
81
* стальных футляров в качестве дренажа
";-wp *WC'w дре**л*еи для предотвращения оползней и грятевых
1. Прокладка стальной трубы с отверстиями при помощи Грундорам
к 5одснасыхенному пласту грунта.
2. Проникновение в пласт грунта при помощи мудмотора, соединенного
с системой ГН5 GrundodrilL
3. Дрена* из стальной трубы с отверстиями, проложенной забивкой и бурени-
ем = скалах.
2 . Вертикальное применение
Устройство ограждений котлованов
При помощи специальных принадлежностей забивка шпунтовых свай, канальных свай, ка-
нальных - ,анс*< / двутавровых балок, например, для обеспечения безопасности котлованов.
3.43
Укладка фундамента и свай
Забивка сваи для фундамента дорожных указателей, шумозащитных щитов, щи
тов защиты и барьерных сооружений.
Р лс 3
Строительство колодцев
Вертикальная забивка стальных труб для образования колодцев.
3 Стг-эм’ельггво стр\ кгуры кольцевой крепи
д тя прокладки тоннелей
Стр^чпра закрытой кольцевой крепи
,ч<>|’е’ьс:« m*.?wwh кольцевой крепи для прокладывания тоннеля
.< •ег-.до-лтнымн путями для компенсации статического напряжения
их « ejoewa-n*® оседания.
Строительство боковых стенок для тоннелей
Строительство стенок тоннеля с вертикально установленными трубами.
3.47
Строительств о тоннелей
Строительство тоннелей до 4 м в диаметре для прохода пешеходов.
Строительство покрытий
Строительство покрытий из горизонтально установленных стальных труб.
J---------
Р ис зчз
I
I
I
Рис. 3 49
I
85
* ПоАД*. ~> э при ГН Б
Изастрявших буровых штанг
/* ’< з^с^т?21буровых ИЛЗНГ
« саза, CQ3jw<ae«oro Grundoratn.
при помощи адаптера
задержка при прокладке стальных труб
/ ».гад?.е ^альн^гх труб Gn/ndoram может оказать динамическую помощь
сдай-уть застрявшие трубы.
л^х-паДки стальных футляров соединяются с задним концов
ои .руугй и продвигаются вперед синхронно со скоростью протягивания.
Горизонтально-направленное бурение
В почвах, не пригодных для гоРизОчй-,ь^.гаг. (
новитв защитную трубу. Через данную трубу мо»,& иа.,^ ‘
б. Горные работы
Раскапывание входа в гордый тоннель
Прокладка стального футляра через щебнезую породу для входа в ~ор-п.
тоннель.
Рис. 3-53
87
3.6. Опыт работы установок Grundoram
Забквкл труб большого диаметра в Иллинойсе (США)
-,0 jafeue^e проводились по заказу фирмы Майер Магириалс,
. - к о,-.чз глаинромм расширение системы транспортировки гравия.
Дм> >вдо 6ы*о необходимо между гравийным карьером и дробильной установкой
Тнопоомт». систему транспортиров**- Однако, дробильная установка находилась
на с^сй стооене автомагистрали 120 а новый гравийный карьер — на другой.
Проблема состояла в том. чтобы забить стальную трубу диаметром 2000 мм на
*5 » под а8’гнагистралью способом динамической забивки таким образом,
„лстеча с*дэчи проходила от одной стороны дороги к другой, но препятс-
твие автотранспорта. Для забивки этой трубы использовалась установка
GrjHdoum типа Taurus фирмы П-Технолоджис.
ч?нЗ’з бь^и уложены направляющие из двойного тавра (200 мм), залиты
- - - . тзрыи каждые 5 «.укреплялся поперечной балкой. Направляющие были
од нак юном 6 1,5 для того, чтобы при заоивки трубы не столкнуться
с газопроводом высокою давления.
труба, состоящая мз трех частей, была привезена на объект. Каждая часть тру-
бы эесн“а около 20 тонн. 70‘тонным краном отрезки трубы были уложены на на-
юзе и при варены друг к другу. После этого к первой трубе был приварен
батман Как > во время проведения почти всех работ по забивке труб больших
диаметров применение бентонита было необходимо. Поэтому над стальной трубой
бы’э смонтирована система подачи бентонита, одна в положении «10 часов», дру-
га? — <2 часа*. Бентонит смазывает стенки трубы и предотвращает трение трубы
о грунт. Большая сложность при этом заключается в том, чтобы во время забивки
трубы удержать систему подачи бентонита в нужном положении.
Следующее, что использовала команда, это кран для установки рамы Taurus.
2 *ег"я соединяют установку с трубой. 1 кегель уменьшает общий диаметр трубы на
800 мм. Второй i-.егель используется для того, чтобы общий диаметр, равный 800 мм
умечьинть до 600 мм. 2 компрессора фирмы Ингерзолл Ранд 1300 CFM присоеди-
няются к установке и работа по забивке труб может начинаться.
Об^ин вес всей трубы составлял почти бОтонн и ее забивка даже для Grundorarn
Taurus была нелегкой задачей. После отметки 12 м мощности Taurus перестало хва-
гать, Манк Шзагер (фирма ТТ-Технолоджис) взял для работы Grundoram Apollo*
SeTp Jundoram ~ 800 мм, расширение сзади - 900 мм, его длина -
mhL" ^Т0ВКа 11 500 ИГ' удаРная сила - 40 тонн при 180 ударах в
1ЯВЛЯТ самои большой установкой для забивки труб в мире.
мой тоубы Раз°брали Taurus и вынули часть грунта из обсаД
•а были сорбин! ТеМ КЙЧ ЫЛ Усыновлен Apollo. Как только все механизмы сно
часовбж-Tww>HW Д£УГ С дРугом' Р^оты продолжились. В течение следуюЩИЛ
их ли о происшествий были забиты следующие 18 м трубы.
Устоновко Grundoram Apollo
Риг
Стальная груба длиной 45 м, диаметром 2000 мм дальнейшее использование для
системы транспортировки гравия из нового карьере расположенного на одной сто*
ромы автомагистрали к дробильной устанезки на другой стороне дог ги
Рис. 3.55
89
Рн< 3.56
& Э“з» “С >ё«’е 2 установки для забивки труб. Grundoram Taurus
' “-сйьзоаолс* *:Ггхс «с иачаг^ом э"а~е робот, потом его перевезли на другой
объек* °абс~* бв*ли зс&еои^^ы установкой Grundoram Apollo
90
Рис. 3.57
Ф^рма Пауэп. flivjf
Слева " w ра<шен горда качеством своей работы
Моск Касс Пре1!сейС7вл* г'ра*лени« фирмы Пауэрс Лэйк Констракшен
ЛоР< Корс^, и ру.свед^пь проста Ноепь Корово перед сомой
Ьо, ьшаи установкой по «бивк» rpv6 . М1фв.
Прокладка (| под престижным зданием (Индия)
Город Бангал гея столицей штата Карнатака, расположенного в Южной
Индии. В городе । т 4,3 миллиона жителей или 5,7 миллионов, включая жи-
телей пригорода, ban -op называют «Кремниевой долиной Индии» из-за боль-
шого количества расположенных здесь компьютерных и технических компаний и
родственных инфраструктур.
Парк «Видхана Судха», почти полностью отстроенный из гранита, является да-
нью так называемому Религиозному стилю. Здание Законодательной палаты Прави-
тельства, 46-метровая постройка, самый известный архитектурный памятник. Оно
было спроектировано известным дизайнером, который планировал «отобразить
все могущество и величие человечества».
Здание было построено в 1956 году, полностью в индийском архитектурном
стиле. Четыре купола расположены по периметру в четырех углах. Над главным
входом установлен четырехглавый лев, символ суверенитета Индии. В здании рас-
положены 22 зала и 300 комнат.
Управление общественных сооружений Карнатака г. Бангалор строило южную
часть парка «Видхана Судха». Эту часть надо было соединить с «Куббон Парк» пу-
тем прокладки двух стальных труб диаметром 900 м для коллектора ливневых вод и
стальную трубу диаметром 600 мм для канализации. Трубы необходимо было про-
ложить рядом на длину 40 м каждая.
Парк «Видхана Судха» расположен в самом центре города с оживленным дви-
жением. Главный подрядчик не мог работать открытым методом, чтобы проложить
эти трубы, так как данный проект занял бы минимум 2-3 месяца, включая восста-
новление. да и движение транспортного потока нельзя изменять на столь долгий
период времени. Поэтому подрядчик обратились в фирму «КРИТА ЭНЖ» для выпол-
нения работы бестраншейным способом.
Исследования:
♦ Было произведено предварительное исследование района для обнаружения
различных помех: деревьев, электрических столбов и т.д.
• Было проведено GPR-исследование для обнаружения подземных препятс-
твий: водопроводов, канализационных труб, телекоммуникационных линий и т.д.
• Были учтены геотехнические показатели — слой грунта состоял из плотного
материала с включением камней и булыжниками.
Организация строительной площадки:
Расстояние между трубами должно было быть 1 м. Глубина прокладки должна
была быть 4 метра и уклон должен быть в пределе 200 мм, или 5 мм на метр.
Оборудование:
Для работы необходимо было использовать мощную машину. Такую, которая
смогла бы проложить 0 900 мм трубу на длину 40 м. Также было важно избегать
любые помехи или изменения на поверхности, такие как образование трещин и т.д.
Так в этом месте был плотный транспортный поток.
Фирма «Крита Энж» использовала машину Tracto-Technik для забивки стальных
Футляров серии Grundoram, модель Koloss с высокой динамической тяговой силой.
91
Под**отовч> строительной площадки:
• - и.- К'-.'Ы» 14*9 «• 1>У<>*ИЛ *,$ « ?’ofo *» " вмещения
иен 4 Т5нИ$*
• $ „ „ I*?•*<,? - г’ов иа установили стену из железобетона для предо-
iipjct TT.t pj рвение so время забивки.
• В - *< Э стороны стартового котлована были защищены перекрытиями.
• w > JH самой трудоемкой и важным аспектом данной работы, для этих
<*«м забе“ >*роеали д*о «отлована.
• ’ г । НЮ мы с то* минои стенки 14 мм сварили с дополнительным укреп-
*• едет б ращен ня любой поломки во время забивания.
• В *« бе хит ясности были установлены водопонижающие насосы.
Стройка:
Лхле ке> приготовлении первые 5 и труб были опущены вниз и соединены с
«мши» и. Забивку начали то/тько после того, как проверили все необходимые тре-
бсеа.-ил для достижения 5 нм уклона вверх на каждом метре. Первая труба была
гампз тан она становилась ведущей для других труб. Первые 30 м (6 труб)
бы-и проложены не более, чем за 2 часа, полная прокладка (40 м) была выполнено
меньше чем за неделю. Достигнутый результат полностью соответствовал требова-
миям вторая труба была установлена на расстояние 1 м, труба 0 600 мм с толщи-
ной стенки 10 мм была помещена на глубину 3 м и ее забили с такой же точностью,
целый проект был выполнен за 40 рабочих дней, включая очитку труб. Наклон не
превышал 200 мм.
После завершения работы, заказчик решил применять данную технологию для
других проектов.
92
Taurus забивает стальную трубу
диаметром 2,54 м (Швейцария)
Для перенесения русла ручья в Хединген (Швейцария) потребовалась проклад-
ка стальной трубы пневмоударным способом.
В рамках строительства двухколейной железнодорожной линии Хеди*--еи-
бонштеттен нужно было перенести русло ручья Висенбах. В будущем русло ручья
планировалось проложить под железнодорожной линией и двумя улицами в труб»
диаметром 2,54 и. Фирма Тони Цендер (Toni Zehnder) SZ получила заказ на работу
по забивке труб и на поставку оборудования для проведения этих работ.
На решение по динамической забивке труб повлияли такие факторы как слож-
ные грунты, движение поездов, а так же то, что поверхностный слой почвы составлял
около 1,1 м.
После окончания работ ручей Виссенбах 36 м будет протекать по бетонной тру-
бе под новой железнодорожной линией, подъездными путями Хединген и дорогой,
чтобы затем снова продолжить путь по своему руслу на поверхности.
Рис. 3 59
Для забивки стальной трубы были установлены направляющие для центровку
забиваемой трубы и самого снаряда. Забивка всех 36 м сваренных стык в стык тру
каждая длиной 6 м прошла в 6 этапов.
93
Внешний диаметр труб — 2,54 м, толщина стенки — 20 мм, вес каждой трубы
т. Трубы устанавливались в заданное положение при помощи гидравлического
крана.
Рис. 3_61
Следующим шагом была установка опорной плиты, весом 4,6 т и толщиной 150 мм.
94
Основой системы была установка Grundoram Taurus весо^ 4,8 т.
Затем присоединяется забиваемая труба, оснащенная привак<нны
кольцом. Можно начинать работу: Taurus, работающий от ежа ого во> к
°бладает энергией удара 18 600 Нм и производит до 180 ударов в минуту.
Рис 3.63
95
Расход воздуха составлял 50 м3 в минуту. По сравнению с таким огромным рас-
ходом воздуха расход дизельного топлива был в 4 раза меньше, чем требовалось
бы для работы открытым способом. Объем грунта, находящегося в трубе, состав-
лял 177 м3; через каждые две трубы грунт вынимался. Материал возвращался для
вторичного использования. По окончании работ по забивке стальных труб были
вставлены бетонные трубы диаметром 2 м.
Тони Цендер констатировал, что стальная труба, забитая пневмоударным спо-
собом в гори зонтальной плоскости — самая большая по диаметру в Европе. Извес-
тная ему установка, используемая для этого, занимает 2-е место по размеру. Самая
большая установка для диаметра 4 м, Grundoram Apolio. по словам Цендера, ж(
заявила о себе Заказчиком объекта в Хединген являлось строительное управление
кантона Цюрих.
Глава 4
Разрушение
и замена
труб
Глава 4. Разрушение и замена труб
98
4.1. Прокладка и замена трубопроводов
городского хозяйства
Отмечая сложность и актуальность проблемы прокладки и замены трубопрово-
дов городского хозяйства можно сослаться на мнение председателя Международ-
ного общества по бестраншейным технологиям и директора Центра по бестраншей-
ным технологиям Технологического университета в Рустоне Рея Стерлинга:
«Несмотря на то, что мы склонны к тщательному планированию поверхностей
наших городов, мы исторически игнорируем подземное пространство. Возможно,
всего лишь горстка городов в мире может похвастаться строгим планированием
подземной части города. Из-за этого исторически отсутствующего планирования
подземной части города мы платим очень высокую цену за то, что мы вынуждены
делать там сейчас.
Если к качеству городской инфраструктуры предъявляются столь же серьезные
требования, кажется странным, что архитекторы редко заняты в разработке, пла-
нировании и проектировании городской инфраструктуры. Лучшие из них уже сегод-
ня возвышают городскую инфраструктуру до высот общественного искусство».
Согласно докладу Рея Стерлинга, 3,5 млн. миль подземных коммуникаций
коммунального хозяйства, газовые, электрические, водо-канализационные и те-
лекоммуникационные линии находятся в ведении муниципальных органов США.
Это очень старая инфраструктура. С начала XX века она нерегулярно и редко под-
вергалась ремонтным и восстановительным работам. В течение многих лет инже-
неры предупреждали: значительная часть подземных коммуникаций изжила себя;
но невнимание к этим предупреждениям приводило к «захватывающим» авариям:
от прорывов водопроводной магистрали до крушений мостов.
Очевидно, полагают американские специалисты, вся система строительства ин-
женерных коммуникаций сегодня должна быть изменена. «Если вы хотите, чтобы
строение и та часть города, которая обслуживает это строение, были и в надежном
состоянии, и с современным сервисом, хорошо работающим транспортом и с краси-
вой окружающей средой, вы должны думать, как планировать и размещать всевоз-
можные инженерные коммуникации под землей».
Иллюстрируют они свою мысль следующим образом: чем больше вы вскрыва-
ете дорог и улиц для ремонта, перестройки, модернизации подземных коммуника-
ций и т.д., тем хуже будет работа наземного транспорта и качество дорог. Довольно
скоро новая дорога, запланированная на 50 лет эксплуатации, будет настолько раз-
рыта и деформирована, что ее придется полностью переделывать уже через 15 лет.
Нью-йоркская компания по отливке бетонных конструкции «Форт Миллер Ком
пани» создала термин «невидимое строительство» и дока зала, что предпроиз
родственные технологии могут сделать замены фундаментов подземной инженер-
ной инфраструктуры лучше, быстрее и дешевле.
Концепция проста:
• заранее заготавливать часть подлежащих замене деталей в контролируемом
месте (лучше)/
• устанавливать их за ночь (быстрее),
• выполнять работу за максимально короткое время (дешевле).
«Форт Миллер» использовала эту концепцию в большинстве всех строительны/
и восстановительных работ на дорогах и мостах, там, где движение не может быть
закрыто надолго,
С развитием бестраншейных технологий, что по сути является «невидимым
строительством», за последние 30 лет стало возможным устанавливать, поддержи-
вать и инспектировать подземные инженерные коммуникации с частичным или
полным отсутствием вскрытия земли.
То же самое можно сказать и о современном коммунальном хо шйсше в город-
ских хозяйствах России,
Развитие современного городского хозяйства невозможно без нормально-
го функционирования основных жизнеобеспечивающих систем — инженерных
коммуникаций различного назначения. Существующие и прокладываемые под-
земные трубопроводы снабжают жилые дома, коммунальные и промышленные
предприятия горячей и холодной водой, злекгроэнергиеи, газом и обеспечива-
ют водоотведение бытовых и промышленных стоков, поверхностных и фильгра-
ционных вод (табл. 4,1).
Таблица 4.1
всего в т.ч, канализация
Общая протяженность подземных ‘ . -v [без учета внутриквартальных), тыс км 373,5 115,2
Из них отслужили нормативный срок г 109,7 18Л
Ежегодное увеличение отслуживших ног ть км — - - - - , - - П,5 2,3
Объем ежегодной замены и ликвидации изношенных участков до 2000 г, тыс км 20.9 4,2
Фактически перекладывается, тыс гм и 0,2
Необходимый обь/'м годового финансирования для замены изношенных трубопроводов открытым способом, млрд. руб 61.8 12,6
Основная додя затрат в структуре себестоимости работ по открытой переклад-
ке сетей приходится на земляные работы и транспортные перевозки, которые в
большей части связаны с транспортировкой грунта. Земляные работы при приме-
нении бестраншейной технологии, практически исключены. Бестраншейный метод
позволяет избежать проблем и с экологией: окружающая среда не подвергается
техногенному воздействию, связанному с уничтожением зеленых насаждений и
травяного покрова при применении открытого способа. Затраты на их восстановле-
ние возмещают организации, ведущие открытую перекладку сетей. Таким образом,
реальная сеоестоимость прокладки или замены 1 м трубопровода бестраншейным
способом ниже по сравнению с его прокладкой открытым способом. В таблице 4.2
приведена расчетная стоимость ремонта аварийных участков канализационной
сети открытым методом и фактическая стоимость ремонта при применении одного
из бестраншейных методов в городе Санкт-Петербурге.
Таблица 4.2
Год Длина трубопровода, м Себестоимость раб~т по технологиям млн.руб Экономия
открыт зи (по плану) бестраншейной (фактически) Млн. руб %
1993 908 3,658 3,783
2186 5 9,839 4,387 44,58
В^жно отметить, что никто до настоящего момента не учитывал в расчетах
косвенные финансовые потери, т.е. убытки граждан, предприятий и организа-
ций, вызванные ведением работ по замене тоубопроводов открытым способом,
например отмену или изменение маршрутов городского пассажирского транс-
порта и др.
Бестраншейные технологии позволяют
• резко повысить гемпы работ по новому строительству и ремонту изно-
шенных коммуникаций, более эффективно использовать финансовые и мате-
риальные ресурсы;
• соблюдать экологические нормы, практически исключить ведение зем-
ляных работ, ликвидировать угрозу повышения уровня грунтовых вод и загряз-
нения грунтовых массивов бытовыми и производственными стоками;
• обеспечивать бесперебойное движение транспорта в районе проведения
работ
Бестраншейные технологии хаоактеризуются высоким уровнем механиза-
ции, почти стационарным режимом работы и, в отличие от траншейного спосо-
ба, меньшим объемом ручных работ. Контакт с поверхностью грунта и асфаль-
тобетонным покоытием либо полностью исключен (при работе по методу «из
колодца в колодец»), либо происходит только на начальном и конечном этапах
работ. Кроме того, бестраншейная технология позволяет отказаться от транс-
портных операций. Другими преимуществами являются легкость пересечения
100
чествующих коммуникаций и возможность отказа от водоотливных ме-
уже сущ ^то касается техники безопасности при бестраншейной замене
’Городов, то круг вопросов, связанных с ней, значительно отличается от
ТРУ гичных проблем при работах открытым способом и определяется лишь
ЭНЗЛ ием обращаться с комплектом оборудования для бестраншейной замены.
Способы устранения повреждений
Способы устранения повреждении делятся на три основные группы (рис п-
приведение в рабочее состояние, санация и замена.
пл --Т .< v I*»**» * •’*'** ••0 **• -* «•» (p*c <?).
4.2. Динамический способ
Наиббле^ распространенными динамическими установками являются установ-
G^.^d/''аск, сглдаиные на лневмолробойнииов Grundomat и Grundoram
./ (и Trxto-Terhnik (рис, 4,3).
ТсЛ и i' * 1 /<ГГ»ЙО«4ГХ Gf >< ./,
• /ЛРА/ fwi Sf/.f* fJJVW
1 f £ Дм- p v- ч 4^>4 4v> w ТЧХ V 1 « 1 Ьч^лгмйеул.-Цчч. ч/ w
145 453 95
145 4 - . - -
Й0 4^
F220
яАгй А4гн 152
Тлею /36 4
АЛ^'О^/тгр 17S 216 33
Одт.р
ННшЬм
M r. Ggoni 4Aj
GcjorK 254
Кокл 354
Gofrifh —
Тоитш 610 799 IW
Po6<- e/zZc
Grundocrack обладает ударной д< / ’’ '<* Сергием л w ^ридеигг^ся -ю
старому трубопроводу, поддерживаемый тросом лебеда При ном старая ’руб*
разрушается,ее осколки вдавливаются а ^кру-кающую почву г --• ia я-
гивается новая труба, часто большего диаметра. Разрушаются грубы * • *» •>
туна, стали, Замена труб путем разрушения стари/ труб без ес*рь v - ,~и«а
когда повреждения не могут быть отремонтированы когда диаметр трубо' ? -
должен быть увеличен, когда ремонт раньше или позже все равно приведет > w
мене, когда длительная эксплуатация требует новых возможностей использсез--,^
когда но целесообразно по экономическим и техническим причинам
Преимущества этого метода:
- предварительная очистка и освобождение корней не обязателен»
- только единичный осмотр камерой,
- *4^0^ СЬЗхяе фКСи.
*г**е-‘<* *з**е *:з ч.е1 сеых соединениях труо
-*етча ?v-* 44 ^C8’»v *оуб\ xp^iQ* тр^оа псвсей о*куЧ ми.
* мжтемем^е чХкс'жж <’эсю« пмж
хссошне усэевн* для *<ж?« трубы ыз-за заполнения пустот,
•a^xwn чсиизхии уровень задействования машин и персонала.
- <е ы „ ч-w. *ес;х
-апкечае* ^ребюа mcsqh трубы
‘ее вы сана* по стоимости техника.
старей трубы может быть выполнение двумя способами:
' owrwiecw».
у v, 1 «И'-есхи*».
Бс^ее 90й особых проектов по разрушению груо используют пневматическую
окг**? ^'а С^зосткк итогов теину ю фирмой Tracto-Technik. Такие системы нс
тад^ммадась замены труб для газа. воды, канализации энерго- и телекоммуника-
-r-^ь' кабеле хеодав,
Ос^у (kunoocrack можно эффективно применять. когда состояние труб нельзя
узуч<чгь с пос^ыс соо^ого ремонта. Также ее можно использовать^ когда нельзя
" ’’ъеди»-ита -* s 'иее действие еибрсударной силы Grundocrack и постоянного на-
'C*ст лебедки позволяет инструменту эффективно пройти через старую трубу.
2 цпоостэсх разрушает трубы из керамики, цемента, чугуна, ПНД и ПВХ.
Гооежты использующие пневматический! метод разрушения труб с помощью
G‘-race ack. более экономичны,, чем использующие метод открытых траншей.
Вы экономите только на стоимости самого проекта, но и благодаря минимизации
ущерба дл’ поеер -ости (не мешаете движению транспорта и не наносите вреда
Процесс разрушения труб прямолинеен. С одной стороны старого сектора тру-
бы делается входное отверстие. У отверстия грубы устанавливается пневматичес-
кий снасяд с расширителем. К головной части инструмента крепится стальной трос,
исходящий из лебедки постоянного
напряжения которая находится у вы-
ходной точки (рис 4.4).
Лебедка необходима, так как она
направляет пневматический инстру-
мент через трубу или трубопровод.
Инструмент запускается прямо в ста-
рую трубу. Общее действие вибро-
ударного пневматического инстру мен
та и постоянного напряжения лебедки
позволяет ему эффективно прюдви
гаться по старой трубе. Расширитель
уплотняет и проталкивает кусочки
трупы и грунта, чтобы можно бьго
свободно установить новую груоч
Новые РЕ и PVC трубы, при.креплемн е
к задней части инструмента. следуют за ним в буровое отверстие (рис. 4 5). Го ^а*
подгонка гарантирована, гаи как расширитель выбирается ис <одя из диаметра но-
вой трубы Grundocrack может аффективно разрушать трубы различи wo диаметра
благодаря большому набору расширителей.
Порции parent • п<жх к
Основной недостаток кого метода состоит б том что в грунте возни* зют удар-
ные волны, которые могут повредить распопоценные в непосредственной близости
от реабилитируемого трубопровода коммуникации или нарушить грунтовый вод
вокруг них. что впоследствии может привести к различным дефектам
В российской и зарубежной практике все большее применение май. ди г метод
Berst-Lining. Процесс по данной технологии основа^ на принципе плавного выте< -
нения остатков трубы в окружающий грунт поэтому не сопровождается вибрацией
и толчками (гак называемый статический метод),
4.3. Статический способ
Наиболее распространенно и * mjhcm •
фирмы Tracto-Technik (рис. 4.6).
Система Grundoburst состоит t ценного мфега, лвдр-iew* . и с й
станции и принадлежностей. Grundobu^t быстро приводится в рабочее состояние
гл. просто собирается. Управлять несликнс гребуето гол н 2 челОве*1 'ч м»*
вающего персонала. В благоприятных условиях возм< <*>а заче> л примерно 200 м за
день. Заменять можно не только чугунные грубы, но и грубы из стоя бетона лера*
мики, фззерцеменга, новые трубы П8^ П6ХД (как длинные, так и оротнне).
Сначала штанги Quicklock протягиваются сквозь сирый трубопровод Благо*
даря быстрораэъеммым безрезьбсеым соединениям штанг (резьбовое соедине-
ние является обычным для других пиане) заталкивание не занимает много време-
ни. Особая форма делает возможным простое навешивание штанс друг на друга
(рис. 4.7). Это дает огромную экономию времени. Заталкивание и вытягивание
штанг может быть, к тому же, переключено с ручного на авге магические привод
105
что опять же экономит время. При за-
талкивании штанги ведет направляю-
щий калибр, имеющий такую форму,
что он не зацепляется и может сле-
довать по трубопроводу с легким из-
гибом. Для преодоления препятствий
Grundoburst обладает достаточной
толкающей силой. Лебедка для ста-
тичного способа не нужна.
После заталкивания происходит
процесс затягивания новой трубы с
одновременным разрушением ста-
рой. Направляющий калибр заменя-
ется на соответствующий нож и рас-
ширитель, за которым следует труба.
Специальная карданная штанга об-
легчает присоединение сваренной
трубы и придает ей нужный радиус
входа. При обратном ходе штанг ста-
рая труба разрезается и сразу вдавли-
вается расширителем в окружающую
почву, при этом буровое отверстие рас-
ширяется, сглаживается и уплотняется
(рис. 4.8). Осколки старой трубы не
Рис. 4.7 представляют проблемы для новой тру-
бы (особенно для трубы с защитным
слоем). Гидравлическое давление при
затягивании составляет 250 бар.
<’сьювки (иvndobw*si
106
liaito-Technik предлагает установки с тяговым усилием ot 40 до 250 тонн
Данными установками можно ^менять трубы диаметром от 50 до 1000 нм
GfundobuiU состоит hi гидравлической станции на бате днтельного днн1лн>п'
Oc-utz, лафета, набора специальных штанг и инструмента. Лафет имеег геиескопм
ческие упоры для извлечения инструмента из цлв
из котлована. Он имеет два захвата штанг, панн из <cr?s»x сг< <*г- <?<
обратного хода, а второй надежно уде? - *вает шта-п. В от-^^е О' других ироо-
водителей установок такого типа с шта-лзмг чрутлсго здесь r.Ct’«^e-3
необходимость постоянного контроля чистоты ниан :<сдэ «елэ^зма зс
избежании проскальзывания при захвате.
Штангн сделаны из цельного металл и имеет спецлалс^ое соедн-е-«£
Quicklock. Они просто вставляются дг, s друг* обес^е-^за? -изд^<*се теедл-
некие. Отсутствует какая бы го ни рыла резьба, лодве-: * —«р из-ссч -рг чз
сворачиваннм‘разворачнвачр;| к тому weQukiiock, г.дучи пюдз^ <->м '~з *:/*<'
проходить неоольшне повороты трубопровода (примете 2 гдлуез).
Разработана ы успешно эксплуатируется модпги^ Grooomts*
для работы из колодца. Горловина чо”сд^х -е.ез хС-горуо ?- опус<эгсх <
на быть не менее 600 мм диаметр самого х? • ™а — -*е не-ее 1 м з
трубопровод должен иметь вход в колодец точно в центре (12 часов), необхоам**
также обратить внимание на сосч^не его стегхи дс
достаточное усилие (рис. *.9).
G/.-avc
Данная установка расширим в »еьеми< с-дти*^^ >e-w
замены грубо проводов. Про> чзды* > ww.
используя гиДИЯличеоую -ифедм ч х (рмг *.1<ч
107
С помощью Grundoburst
можно проводить и так назы-
ваемое калибровочное рас*
ши ре мне когда старая труба
не разрушается, а втягивается
новая меньшего диаметра. Для
этого применяется специаль-
ный расширитель, имеющим
роликовые направляющие.
Его диаметр соответствует
внутреннему диаметру старого
трубопровода.
Так же с помощью
Grundoburst можно прово-
дить санацию труб с целью
очистки от каких-либо за-
грязнении без разрушения
трубопровода.
Существует метод,
при котором труба снача-
ла вытягивается из грунта
и разрушается в проме-
жуточном котловане (или
перед Grundoburst о раз-
Технологически это происходит также, как и при стандарт-
но* разрушении: в старую трубу проталкиваются штанги, затем в тру-
бу вставляется калибровочный упор и новая труба с расширителем.
Стара? труба вытягивается из земли, а на ее место укладывается новая. Grundoburst
s тако* случае работает с выдвинутыми телескопическими упорами и имеет упор
а стенку котлована. Старая труба разрушается в приемном котловане о разру-
шить (рис. 4.11).
Труби способом вытягивания
и другие возможности применения Grundoburst. Это модификация
brundoburs» 400G - Grundoburst 400ST. Данный метод предусматривает сана
иию трубопровода с помощью гидравлической лебедки усилием 40 кН. В шахту
MWKMKB смщивьмя рама и через старый трубопровод протягивается трос
108
в рабочем колодце подсоединяется расширитель и новая труба втягивается в
старый трубопровод. С его помощью можно заменять старые трубы диаметром
от 150 мм до 350 мм с одновременной прокладкой труб. Это таи называемый
TIP-метод с использованием калибровочного расширителя. Трубы именно втягива-
ются в старый трубопровод, что исключает расстыковку модулей.
Данным методом разрушаются трубы из стали, чугуна, керамики, бетона.
Для разрушения груб из стали применяется специальный нож. Он имеет три pe^j
щих ролика. Рез производится по низу трубы, чтобы исключить попадание грунта
в канал, и с помощью конуса расширяется, вдавливая остатки и образуя защитный
кожух для новой трубы.
Если необходимо и далее заменять трубопровод то, не разъединяя штанги,
всю плеть можно протолкнуть назад — в следующий отрезок трубы. Закончив
восстанавливать данный участок, можно, развернув установку, сразу приступить к
новому. Тем самым из одного рабочего котлована можно работать в двух направле-
ниях. Для присоединения рабочего инструмента к обратной стороне штанги сущес-
твует специальный переходник. Существуют несколько типов Grundoburst. Самые
популярные — это Grundoburst 400G и 800G. Они работают с самыми распростра-
ненными диаметрами (рис. 4.12). Первый может заменятьтрубы от80 мм до 280 мм.
Второй — от 100 до 450 мм.
Установка Gi undo bur st 8OOG в работе
Рис. 4,12
Ду •'•ми я вереи* это Grundoburst 1250G, Данной установкой можно эаме-
»г»Т)Мм ао*00м*1 (рис. 4.13).
ГМ 4.13
Установка Grundoburst 12 500 в работе
Самая мощная установка производства Tracto-Technik — это Grundoburst 2500.
Она может работать с трубами диаметром 1000 мм.
Grundoburst 400S — это универсальная установка, с помощью которой мож-
но работать как из котлована, применяя телескопическую раму и прикладывая 40
тонн тягового усилия, так и из колодца, для чего в комплекте имеется опорная рама.
Установка имеет небольшие размеры — 600x490x340 мм. Сила заталкивания —
275 кН, тяги — 400 кН. Скорость разрушения — примерно 2,8 м/мин. Диаметр раз-
рушаемой трубы — от 80 до 250 мм, диаметр новой — до 280 мм. Он имеет штанги
диаметром 54 мм, совместимые со стандартными, и длиной 560 мм, уложенные в
ящике по 72 шт. Вес каждой штанги — 5,5 кг. Разбираемая конструкция позволяет
быстро собрать и разобрать установку.
110
Таблица 4.4 Технические характеристики /становое Grundobursf
Grundcburst 400S 400G ’ 12CZG 25-7,6
Лафет:
Длина min /глох, мм -/600 1200/ 1900 1700/ 2850 2)00 2800/- .J
Высота, мм 490 : 4CG 720
Ширина, мм 340 490 670 910
Масса бругго, кг 200 ~ 1260 2950 ~l
Размер рабочего котлована (mtn), мм 3000x1000 2200x600 3400x800 4100* 1100 5200 г _ 1100
Сила заталкивания при 250 бар, кН 275 275 377 660 1760
Сила разрушения при 250 бар, кН 400 400 300 1270 2550
Размеры штанги cQuicklocb, мм 54 х 45 54 х 45 75x87 — 140x150
Длина штанги, шл 500
Мосса каждой штанги, кг 5,5 7,5 13 85 210
Скорость разрушения (max), м/мин 2,8 1.66 L5 2.0 2,0
D расширителя (max), ММ 320 345 520 1100 1300
D трубы (max), мм 250 280 21 Г IOOO~
Гидростанция:
Длина, мм J40C J 1470 1470 1470 ,
Ширина, мм 720 720 720
Высота, мм 1350 1850 1850
Масса брутто, кг 1240 1240
Двигатель diesel chesel diesel | d<esei
Мощность двигателя, kW 43
Уровень шума, dB(A) 101 1 55,5 5,5 55.5
Бак с топливом, 1 45 45 58 58
Старт, V 12 12 12 12
Кругооборот масло, л/мин 0-130 0-130 250 250 250
Гидравлическое давление (max), bar , 250 250 250 270 270
Банк с мослом, 1 200 200
4.4. Опыт работы установок Grundoburst
Проект по обновлению труб на стройках немецкого подрядчика в Австрии
очень прост рабочая труба проталкивается вперед по старой трубе при помощи
-идравлмчески управляемой буровой установки. Состояние существующих водо-
проводов и канализаций стремительно увеличивает спрос на санацию старых труб,
ъо в то же время необходимо сохранить нетронутым диаметр поперечных срезов.
Метод статической системы по разрушению труб очень хорошо прижился в Австрии
и ^же значительное количество строек успешно выполнено.
После выхода в конечном котловане или колодце буровая принадлежность
соединяется с нужным расширителем и новой трубой. Буровые принадлежности
могут быть такими, как режущий нож, который разрезает прочный материал или
буровая головка, которая разбивает на кусочки более хрупкий материал. Во вре-
мя статической прокладки трубы, корпус расширителя обеспечивает, чтобы старая
тр^ба разрушалась и вдавливала осколки в окружающий грунт. Номинальную ши-
рину возможно увеличить до двух установок. Техника для разрушения труб часто
применяется для обновления труб под давлением (газ- и водопроводы). Что ка-
сается водопроводов для питьевой воды, то процесс доказал свои чрезвычайные
преимущества. Старую трубу не надо очищать, а новая труба остается в основном
чистой в процессе прокладки. Данный метод обновления также все больше и боль-
ше применяется для замены канализационных труб.
Эксперименты с различными материалами
Трубы из серого чугуна, трубы из цемента, стали, пластика, железобетона и даже
керамические трубы, можно заменить на короткие или длинные трубы, применяя
данную систему. Даже стальные трубы с цементной оболочкой удалось успешно
затянуть в Австрии в нескольких проектах. Например, в одном небольшом городке
работа по замене секции труб для питьевой воды длиной 2000 м из серого чугуна
(ND 150) заняла всего несколько часов. Канализационные трубы ND 200 в горо-
де Мария-Энцердорф были успешно заменены за короткий промежуток времени.
В этом случае экстремально ограниченные рабочие условия на дорогах повлияли на
выбор бестраншейного обновления. Так называемый метод «Труба-к-трубе» — это
специальный метод обновления труб, когда новая труба устанавливается впритык
к старой, ледовательно, старая труба только лишь закругляется при затягивании
рез .али ровочную головку. Поэтому новая труба вытягивается с минимальным
режд^нием диаметра. Если грунт нельзя вскапывать для прокладывания трубы,
использовать модули, которые можно затягивать по одному в жестком
соединение через существующий колодец.
Grundoburst с 40 тоннами тягового усилия используется
для разрушения старой трубы и затягивания новой
Узкая дорога в городе
Мария-Энзердорф (Австрия),
где выкладывают трубу 200 м
для затягивания
кию} эбот Фивном nansco
* (довдд Кнгдми
стрезма чугунного трубопровода длиной 80 м диаметром
W с фланцевыми болтами.
Sua яоехкхе*а 250 мм НОРЕ труба. После обсуждении с местны-
w мт тг?— * агчъ 6>ло рем^чо ч о данный участок является идеальным для
ЧDOSL^cST. Альтернативой оыл только «открытый метод»
« :- ??<>» быв бы -тебе* для вюдей и повлек за собой высокие затраты на вое*
е-ми
Гйкле усаноелм в «отвоза* гидравлической системы по замене трубопроводов
:•* HZ<Bui5J -'OG |Д2*о--< тягоесгоусилия), инженеры е 10 утра начали протал-
«,й4Г> в*з --и Quki.rcK. !Ята*гм быстро соединились и прошли через существую-
тчос-эсвод' 10:30. Затем напмвю!ющая штанга была заменена 10* роли-
-г«2** и 295 *** расииомтелем. Все было готово для начала разрушение и
Зг'ЭСОИЫ-^ -2ё2й трубы.
Рабсга «ю оазэ-у^е-ию были начаты в И утра н к 12 часам уже были заверше-
на- 8 это йое«’ тх..-е вошла 25-минутн.ая задержка, которая понадобилась дня
«фмварю! второй ^З-метроэой секции трубы к первой в силу ограниченного про-
ст>=-па на стройке.
1мой результат слоростж и эффективности для обработки и соединения штанг
С--’О1.с.« н^~чс-о показал *-тэ для выполнения 30 метров работ по замене труб
са'-и’ -е. - —- обходимо чуть более 45 минут.
Еы-€гне-~ая работа полностью удовлетворила ожидания инженеров фирмы
Тпиксо.
GRUNDOSURST 800G уосхм w
Примечание: направляющая штанга готова для заталкивания в сушесвус-
щин 10" чугунный газопровод. Весь процесс занял 30 минут ддя зротаг. лизания
QuickLock штанг через главный котлован к приемному.
Рмс4 13
115
о»
Отсоединения направляющей штанги, прикрепление 10* двойного
режущего ножа и 295 чш расширителя вместе с 250 мм ПВХ трубой
для начала роботы по разрушению
Рис42О
Работа по разрушению в обратную
сторону была завершена за 45 минут
В котлован затянули 250 мм тоубу
ПВХ для возможности соединения
с существующей трубой
116
Боаингтсн4^1^ WATER (Водная компания «Иоханесбургер»,
^•раинстон, Иоханесбург, Южная Африка)
Хшио J UT PIPtLINES (Институт Пайплайнс).
топые ппгтпяии сУЩествУющих канализационных трубопроводов, ко-
торые постоянно работают на полную мощность.
Работы /мп"3 С еЫС°КИН содержанием п«ка (плотный).
Работы выполнялись установкой GRUNDOBURST 1250G.
ров. Производилась^ам346'43 °Т₽езки Раал*чной длины — в среднем 145 мет
новый 250 мм ПЭ (SDRPfiT СуЩеСТВуЮщего тРУбопровода 150 мм из керамики на
трубопровод 300 мм и кеп?м Р°В0Я 2°° ”” И3 керам“™ На 250 мм ПЭ (S°R26)"
р ид мю ММ из керамики на 400 мм ПЭ (SDR26).
Рис, 4 21
Рис <24
Вид из котоовоно в сторону котлована для затягивания
С промежуточными колодцами
Вид на трассу длиной 220 м
отреставрированный отрезок)
Новая труба была затянута
в течение 3,5 часов при
помощи Crundobufii 400 G
Рис 4 26
Рис 4 27
Принадлежности длч
разрушения вместе
С НОВОЙ Трубой НО
задолго до ее затягивания
121
Пимкг по М)рушемию груб: бсчонная Фуб», диаметром 400
ни” менккя НИ лолиэтил.ио.ую И НО. диаметром 560 мм
(Германия) х „ р
. ,и пмни^йнсж имени IPv6 « одном и I районов Германии был применен
Grurxk>bur\t 12ЧЛ> с новыми характеристиками. Он рашипатч маюималниую |И10
tyu ».>«>•- о», равную 1270 кН (127 тони). Мощная сила тяти hohkhihpi мещдОн
оатимеского ратрушения труб ынс'нить < тлрую трубу ди.1мнром от 1‘,П ц„ доо мм,
дяммон до ЗОи м
Пронтводстйгнный процесс и принцип действия аналогичны <чо младшим
«братьям» — 4006 и 800G. Процесс р« «рушения упр.шлтнчт я при помощи пульщ
у равления (не ю К01ЛОЮ1НЛ).
Лафет Grundoburvi крепится к стенкам котлована сбоку и г иди при помощи рл
гулируемы<(Гоги,й стабильность ДОТ тит леки 1,1 С'ИЧ гоПг IHCHHOIO iM'L.iyc тапонки,
равного почти 3 тоннам.
Снедения о проекте
Ус GrundUwn! ,12500
Тяговая и'чцмйг гь 125 towh
По»р*ждеиия ,,f , коррошя / смещ^яи!*/ обрв юммие» с кило»
Дй*И4 П1ГрСХ0Д>1ГОО/гг„гог........... 2 X 120 м
Fi шир*ии*' „,610 мм
Сгцз4я трубе бетой, дилмегр 400 мм
>г.м»л tp-/6i НО ОН 500 и дилмнр 560 х ;1,/ (ЬЬпым),
отрнок трубы 12,0 м / г вдрм»
^лубинж 1,40 м f/H'iH-hi a по 1'р,»ю ф к г ы /
П()ИЛ1Н(ЛЮ1Ц‘’Г П Н’ри)
Срр МЯ А414ЛКИЙ4ИИИ ШМИГ» МО МИИ-
Mf rpt-МЯ МТЯГИЙЛИИЯ Грубы, , 90 МИИ,
122
I к-дп'ю шгонг
рОЗруШСЮЩЯЙ
шив и и
Риг 4 2й
Риг 4 29
123
*<4 30
Появление трубы
в чО'ме-ном котловане
Рис 4 32
протянутая новая 'р/ба
124
Me «су там Grundoburst разобрали.
Б-ире^ сазру^тель и расширитель.
Хорошо «нос забетонированная опора
со ЕСроепллм отрезом бетонной тру-
би. диаме’ром 600 мл*., едя облегчения
зстйги«с>»и« рс'уб-ь
Глава 5
Метод
горизонтального
направленного
бурения (ГН5;
Глава 5. Метод горизонтального
направленного бурения (ГНБ)
5.1. Определение понятия ГНБ
Тех-^.з горизонтального направленного бурения (ГНБ, международное сокра-
^e-r*e HDD в последнее время распространилась по всему миру.
Горизонтальное направленное бурение возникло в 70-х годах в Калифорнии и
в 1986 было перенесено в Европу — под названием последовательно управляемый
горизонтальный способ бурения с промывкой.
В отличие от распространенного в нефтяном и газовом секторе понятия на-
г&авленного в глубину и горизонтального бурения, методу ГНБ доступна прокладка
трубопроводов, кабелей, фильтрационных колодцев, удлиненных структур и меха-
низмов крепежных систем в непосредственной близости от поверхности. При этом
используются мобильные буровые установки с соответствующим буровым лафетом,
системами локации, промывочной техникой и возможностью расширять буровые
скээжины. Этот способ предпочтителен, если необходим обратный ход.
История бурения ГНБ
Около 600 лет до н.э. — в Китае стало возможным вертикальное бурение на
глубину 500 м.
Примерно в 1420 году — первые свидетельства вертикального бурения
в Европе.
1495 год — Леонардо да Винчи изобретает и конструирует первую переносную
машину для горизонтального бурения. Она служит для рассверливания деревян-
ных бревен при изготовлении деревянных водопроводных труб. Предположитель-
но при жизни да Винчи были построены 10 машин для горизонтального бурения.
Леонардо да Винчи также улучшил механику вертикального бурения.
1780 год — стало возможным пробурить буровую скважину глубиной 300 м.
1850 год — кованые буровые штанги, паровые машины и алмазные буровые
головки раскрывают для буровой техники новые возможности.
1860-1890 годы — благодаря значительным открытиям техники вертикального
бурения, была достигнута глубина 2000 м.
1910 год — первое шарошечное долото (зубчатое долото).
1920 год — первая подземная горизонтальная машина для вытяжки газа из
шахты (метан) пласга каменного угля в Руре (производители машин из Шпрекхове-
ля, южный Рур).
1920 год — используются дизельные и бензиновые моторы, электромоторы,
моторы, работающие на сжатом воздухе, буровые турбин, интернированные алмаз-
ные буровые инструменты.
1938 год — достигнута глубина вертикального бурения 4500 м.
1958 год — достигнута глубина вертикально бурения 7700 м.
1962 год — предпусковое испытание Mud-Motor.
1972 год — первый проход под рекой Пажара рядом с Уотсонвилле в Калифор-
нии, выполненый Мартином Черрингтоном при помощи соответствующей установ-
ки для вертикального бурения.
1972-1979 годы — Мартин Черрингтон (и другие) пробурили 36 проколов под
реками и дорогами.
1979 год — разработка «конструкции» установки горизонтального бурения для
близкого к поверхности применения с наклонным буровым лафетом для прокладки
трубопроводов.
1980 год — начало сбора данных по буровой технологии.
1982-1985 годы — бывшие инженеры фирмы Boeing совместно с учеными
EPRI (институт исследования электроэнергии США) предложили способ разработ-
ки грунта при помощи реактивной струи. Результатом стали небольшие установки
(фирма FlowMole) для прокладки 1 кВ-кабеля, Установки имели усилитель для со-
здания высокого давления бурового раствора, собственную локационную систему,
гибкие штанги и ассиметричные буровые.
1983-1985 годы — институт исследования газа в Чикаю и Charles Maschine
Works (Ditch Witch) разработали сухую систему горизонтального бурения с систе-
мой локации. Сверлильный суппорт (Drill-Ring) с проникающим в почву снарядом
(ракета сжатого воздуха) с полой буровой штангой.
1985 год — в технике глубинного бурения достигнута глубина 13000 м.
1986 год — в исследовательском центре Карлсруэ проведено первое в Евро-
пе ГНБ-бурение. Для этого была основана фирма FlowTex — как правообладатель
FlowMole — для коммерческой прокладки кабелей и трубопроводов.
1987 год — в районах Карслруэ Г хайме, Штуттгарда и Гамбурга была при-
менена технология ГНБ: снач? а поср гвом 2, потом 4 установок.
1987 год — первое применение I з Англии.
1987 год — разработка первой ж -цкой управляемой установки сухого буре-
ния (Grundomole) фирмой Tracto-Technik.
1989 год — первый ГНБ-прокол под офисным зданием.
1989 год — разработка первой ГНБ-установки, работающей с буровой жидкос-
тью (Эттлинген/К8К и Леннештадт/Grundojet).
1989 год — первое экологически чистое применение ГНБ в военной зоне
Франкфуртского аэропорта (строительство вытяжного соединительного трубопро*
вода подлетным полем).
1989 год — одновременное параллельное затягивание трубопроводов.
1990 год — первая ГНБ-установка для санации отходов.
127
•i- гд — производства больших машин ГНБ.
к:: ?4 — выпуск фирмой Tracto-Technikустановки GrundodrilL
’СС ед — ’•ервое применение ГНБ s Брно (Брюнн) в Восточной Европе.
* гад — переое инжектирование с высоким давлением при горизонтальном
угсчарьеоа Гойтше в Биттерфельде).
1 гад — в Германии создаются многочисленные фирмы, занимающи-
еся ГМ6.
1992 год— за несколько месяцев при помощи многочисленных ГНБ-установок
т ясностью заменяются коммунальные трубопроводы ( водо- и газопроводы).
1993 гад— первый отраслевой съезд профессионалов управляемого бурения
(FAGEBO).
1993 гад — затягивание новой трубы в старую при помощи ГНБ с одновремен-
ной изоляцией межтрубного пространства.
1995 год — прокладка чугунных труб в Крефельде при помощи горизонтально-
га направленного бурения.
1995 :д — первое применение Mud-Motor для ГНБ (глубинное бурение).
1995 год — санация отходов системой ГНБ вытяжкой грунта воздухом.
1995 гад — первое применение установок ГНБ Tracto-Technik в России.
1996 гад —- спусковая санация при помощи ГНБ.
1996 гад — выходит в свет первое руководство по применению ГНБ.
1998 гад — испытывается прототип первой полностью автоматической уста-
новки на аэродроме Зеллинген в Баден-Бадене.
2001 год— разработка специальных ГНБ Mud-Motor.
2002 гад — монтаж горизонтальных анкеров с ГНБ-установкой во Франкфурте-
на-Майне.
2002 год — бурение в твердой каменной породе яри помощи бурового молота.
2003 гад — в силу вступает GW 321 — технический регулирующий механизм
для ГНБ-прокладки газо-и водопроводов.
2004 год — создана сама большая ГНБ-установка в Европе (Венден, Ольпе) —
450-тонная установка Prime Drilling.
2005 год — в России работает около 200 установок Tracto-Technik (Германия),
из них более 70 установок ГНБ.
Для техники ГНБ характерно быстрое развитие. За несколько последних лет
мощность и функциональность ГНБ-установок невероятно возросли. Сегодня,
благодаря высокому уровню автоматизации и многочисленным улучшениям в
конструкции и механизмах, можно выполнять объемы работ в разы большие, чем
три-четыре года назад. Тенденция сохраняется, поэтому установки представля-
ют собой только основные компоненты и в базовых вариантах компоновки. При
этом сознательно не даются детальные описания компонентов, которые всего
несколько лет назад конструктивно решались совершенно по-другому.
5.2. Классификация буровых установок
g соответствии с техническими директивами от октября 2000 г. в Германии
1ла разработана единая классификация, объединившая многие другие существо-
вавшие классификации:
« мини-буровые установки;
• Миди-буровые установки;
• Макси-буровые установки;
• Мега-буровые установки.
Установки классифицируют по максимальной тяговой силе.
Кроме того, необходимо упомянуть классификацию шахтовых буровых устано-
вок (маленьких буровых установок), которые получили особое распространение в
последние годы (табл. 5.1). Область применения установок ГНБ можно представить
диаграммой (рис. 5.1).
Таблица 5.1 Классификация установок ГНБ
Тип буровой установки Максимальная тяговая сила, кН Максимальный крутящий момент, хпм Ввс, т.
Мини до 100 7-13 до 7
Миди 100 — 400 15-30 7-25 __
Мокси 400 — 2500 30-100 25 - 60
Мега белее 2500 более 100 более 60
Сбг.ость применения установок ГНБ
е зависимости от силь тя'и установки
129
Шахтовые буровые механизмы
?•» суровые механизмы (установки типа Giundopit, рис. 5.2) по-
'V»*’** tstitxxoe распространение в последние годы и могут применяться в самых
не*ныл ус свиях Зтн Мини-установки выпускаются 8 стандартной, усиленной,
вахт збч'и и яомпактнон версиях, они могут быть оборудованы буровой пикой для
сибсгь в счатыных грунтах. Такие установки служат для подключения домов к газо-
и водопроводу, телекоммуникациям, электросетям, канализации. Также возможно
и < 'и * что?а>ле при пересечении улиц и небольших водоемов.
Шахтовые суровые установки используются:
• естн необходимо провести сложное или протяженное подсоединение к дому;
• если го соображениям безопасности необходимо провести контролируемое
бурение;
• если требуется быстрое, чистое, точное и экономически выгодное решение;
• ести нельзя использовать неуправляемую буровую земляную ракету.
Устооека Gfundopit
Колодезные буровые установки могут стартовать из совсем маленького котло-
вана (колодца). В зависимости от мощности установки диаметр расширения может
достигать 250 мм,
В зависимости от комплектации установки Grundopit может работать в сложных
грунтах со специальным ударным механизмом, который также позволяет бурить в
легких и среднетяжелых грунтах. Установка приводится в действие гидравличес-
ким/пневматическим комби-агрегатом. В зависимости от задачи колодезная буро-
вая установка может работать с промывкой водой, бентонитами или полимерами.
Мини-буровые установки
Мини-буровые установки, прежде всего, используются в городских условиях
для прокладки ПЕ-труб или кабелей. Эти буровые установки развивают максималь-
ную тяговую силу приблизительно до 100 кН, максимальный вращающий момент от
10 до 15 кНм и весят до 7 т. На многих из зтих Мини-установок установлен резино-
вый гусеничный ходовой механизм.
Таблица 5,2 Технические характеристики некоторых установок класса Мини
Фирма Trocto- Technik Tracto- Technik Tracfo- Technik Vermeer Vermeer Ditch Witch Ditch With
Тип машины Grundopit Р Grundodnll 7Х plus Grundodnll 10Х D10xl5 D24x26 JTJ220 Mach 1 JT2020 Maehl
Длина установки, ММ изо 5610-5740 6160 4780 5160 4800 5200
Ширина установки, мм 480 1500 1680 900-1200 2010 1300 1300
Высота установки, мм 480 2100 2200 2200 2160 2000 2000
Масса установки, кг 260 5100 7000 3900 7200 4400 4900
Крутящий момент, Нм 1000 1950 3000 2034 3520 1900 2892
Моке, скорость вращения шпинделя, об/мин 70 200 170 180 260 180 180
Усилие годами 60 кН 95 кН + удар 100 кН + удор 4,536г 8,119т 4.44 т 7,56 т
Усилие протяжки 40 кН 95 кН 100 кН 4,536 г 10,796 5,3 r 8,9 r
Длина штанг, мм 575 3000 , 2000 3000 3000 3000 3000
Диаметр штанг, WA 45 98 42 52 46 52
Мин радиус изгиба, м 26.5 33 42 30 31 32 40
Мо<с подама 1 буровой жидкости л/мин 25 90 160 51 144 57 114
131
Миди-бурорь'е установки
Миди-буровые усгановки чаще всего используются в городских условиях, л так-
же если неооходимо произвести прокол под небольшим водоемом или требуется
вменить экологическн-чмстую технологию. Максимальная тяговая сила для та-
ких установок — от 100 до 400 кН, при максимальном вращающем моменте от 15 до
35 жНм. sec подобных установок ог 5 до 25 т. Данные установки, как правило, также
имеют усеничным ходовой механизм и, соответственно, являются самоходными.
Таблица 5 3 Технические характеоистики некоторых установок класса Миди
TFQCtO- Tedwik Tracto-Technik Тгасго- Technik Vermeer Vermeer Ditch Witch Ditch Witch
Grundodrill 13Х/15Х Grundodrill 12GS/15GS Grundodrill 20S D33x44 D30x40 JT2720 Mach 1 JT4020 Mach 1
устооаии, мм 6160 6380 6910 6700 6100 7900
Ширмнз уСТОгЮ&КИ АДМ 1480 1890-2170 2445 2080 2360 2000 2200
“эссе установки. xw 2200 2440 2110 2440 2300 2400
Масса устаноЕси, кг 8450 14000 9300 13100 9236 12474
* tCXC. КруТВкцим маме-'. Нм 3300 4000 6300 4969 5415 3661 6779
Моке старость врашегтня шпинделя, эб/мин 130 130 130 260 262 225 250
Усилие псдачи 125/147 кН -удар 125/147 кН + удсо 200 кН -удар 14969т 18144 т 110 кН 160 кН
Усилие протяжки, т 125/1-7 кН 125/147 кН 200 кН 14969т 18144 т 120 кН 178 кН
£, ина штанг, дам 3000 300 3000 4600/ 3000 4600 3000 4500
Диаметр штанг, мм 54 82,5 60 60 60 71
Мин радиус изгиба м 42 75 33 33 54 58
Моке подача буровой мгспи. л/мин 160 160 510 189 227 178 | 454
Макси-буровые установки
Макси-установки, как правило, применяются для прокладки трубопроводов
больших длин и диаметров. Часто их можно встретить на магистралях, где с их
помощью реализуются переходы под крупными водоемами или другими слож-
ными препятствиями. Максимальная тяговая сила подобных установок — от 400
до 2500 кН, вращающий момент — 30-100 кНм, вес — 25-60 т
132
Мега-буР0ВЬ,е Установки
Мега-буровые установки разработаны для самых длинных переходов и боль-
х диаметров. Подобные установки сконструированы для работы на магистралях
^Европе и Азии. Максимальная тяговая сила — выше 2500 кН, крутящий момент —
8 „не 100 кНм, а вес — выше 60 т.
0blLUc
Основные компоненты
Система горизонтального бурения состоит из множества системных компонен-
тов Часть из них производится отдельно, но только вместе они могут функциони-
ровать продуктивно. Основными компонентами являются:
• буровая установка, состоящая из бурового лафета (верхняя и нижняя часть),
вращающихся штанг, ударного механизма (только установки Tracto Technik, Герма-
ния), гидравлической станции, магазина со штангами, пульта угравления, оборудо-
вания для обеспечения безопасности и т.д.;
• установка для смешивания буровой жидкости и техника промывки;
• буровая колонна, состоящая из бурового инструмента, буровой штанги и ма-
газина для штанг;
• система управления и локации, состоящая из локационного и регистрирую-
щего оборудования;
• оборудования для транспортировки и обеспечения;
• опция: установка по вторичной переработке (регенерации буровой смеси).
Рис. 5.3
Основные ком!
Буровая установка
Под буровой установкой понимают ту часть системы горизонтального бурения,
при помощи которой усилие и вращающий момент передаются буровой колонне.
Буровые установки типа Мини, Миди (и, иногда, Макси) конструируются как са-
моходные устройства, в том время, как Мега (и, иногда, Макси), а также системы
бурения из шахты, не оборудуются транспортировочным механизмом, а устанавли-
ваются непосредственно на грунт или крепятся на поверхности при помощи специ-
альных анкерных устройств.
1. Буровой лафет
Буровой лафет, как правило, состоит из ходового механизма (чаще всего
с гусеничным ходом) с двигателем для передвижения (для самоходных машин),
и встроенного гидравлического механизма для подачи вперед (тяги) и бурового
функционирования (аксиальное и радиальное движение штанг).
Р«. 5 4
Полуавтоматическая система
замены штанг с сенсорной
автоматикой
Кабина, укомплектованная
многофункциональными рычага-
Анкерная плита
Пример бурового лафета
1.1. Буровые салазки (буровой лафет, верхняя часть)
На буровых салазках штанги приводятся в движение, двигаются вперед или
назад вдоль лафета. На буровом лафете при помощи салазок штанге (колонне)
придается сила давления, вращающий момент и сила тяги, а через штангу буровой
головке и расширителю. Мощные салазки обладают минимум двумя крутящими мо-
ментами, двумя скоростями давления и тяги, т.е. двумя уровнями усилия, что обес-
печивает хорошее управление установкой.
134
На наклонной части бурового лафета располагается зажимное оборудование.
Оно служит для удерживания штанги при их раскручивании и соединении, а так
же непосредственно для раскручивания буровых штанг, что на профессиональном
жаргоне называется «разлом» штанг.
1.2. Ходовой механизм и коэффициент устойчивости (буровой ла-
фет, нижняя часть)
Для работы с установкой необходим высокий коэффициент устойчивости. Бла-
годаря оптимальному соотношению собственного веса при силе тяги и движении
подачи, обеспечивается наиболее устойчивое положение установки при работе.
Кроме того, транспортный механизм, оборудованный резиновыми гусеницами, по-
вышает устойчивость установки и обеспечивает хорошие ходовые качества при
движении установки. Обычно буровые установки серийно оборудуются гидравли-
чески управляемым анкерным устройством.
Рис. 5.5
Ходовой механизм и анкерное устройство
1.3. Приводной механизм и гидравлическая станция
Решающее значение имеют приводные двигатели (дизельные моторы), которые
должны обладать повышенной звукоизоляцией и мощностью. Аксиально-поршне-
вый насос передает необходимое количество магла и, таким образом, обеспечи-
вает мощность главной функции буровой установки. Все гидравлические клапаны
для вращения, подачи вперед и обратного кода в современных ГНБ-усзанновиах
приводятся в действие электрически, однако еще встречается и управление вруч-
ную. Современные гидравлические станции потребляют оптимальное количество
топлива и гидравлического масла, имеют меньшее количество контрольных кла-
панов, не требующих частой замены, при этом обладают более высоким уровнем
комфорта управления, более доступны и удобны для технического обслуживания,
имеют низкий уровень шума и высокую производительность.
135
Дизельный двигатель (1) и регулируемые гидравлические насосы (2)
1.4. Ударный механизм
Помимо силы давления, тяги, вращающего момента и мощности промывки,
установки Grundodrill немецкой фирмы Tracto-Technik работают и с четвертой си-
лой — ударным механизмом, который при пилотном бурении придает дополнитель-
ную энергию и, таким образом, существенно облегчает управляемость и движение
в некоторых типах грунтов, вплоть до 5-й, а иногда и б-й категорий.
Рис 5.7
дс ный механизм установок Grundodrill. немецкой фирмы Tracto-Technik
136
1.5. Оборудование для обеспечения безопасности
в комплект оборудования для обеспечения безопасное™
ный прибор предупреждения удара током (сигнальное vein ВХ0ДЯТ: сигналь'
в зоне бурения проходят электропровода); защитное гпО1Р°ИСТВ°: В Случае' если
для каждой установки; заземляющие мать!; зазТ„~~
оповещения/ СПеЦИаЛЬНЫе защитные перчатки и сапоги для оператора и систем
2. Смесительная установка для буровой
и промывочный насос
жидкости
Смеситель вместе с прилагающейся промывочной техникой может быть оазме
Щен непосредственно на буровой установке (наиболее часто встречается в малень
ких и небольших установках); смеситель может устанавливаться на специальное
транспортное средство, например на грузовик, для более крупных установок уже
потребуется отдельные монтажные и транспортные устройства; в установках типа
Мега может потребоваться дополнительный собственный промывочный бак.
Рис. 5.8
137
Смесительная установка для буровой жидкости с промывочным накосо**
В смесителе происходит смешивание буровой жидкости, необходимой для
гидромеханического разрушения грунта. Смешивание производится с учетом
свойств грунта, при помощи мощного насоса буровая жидкость подается через бу-
Uhiy к буровой головка млн к рлширителю Под идроскпическнм дде
^ннсм frypctu* жидкость расширяет буролм о^осраим скрепляет его за счет
тиксифапмых <₽рдил жидкости снижает трение буршпа » канале, а также
охчждаст хонгцольные усгромств»’т, находищмес я в буровой кг.
Чем йучш-с буровая жидкость адаптирована к типу почвы «си несущей ело-
арности. гелиевой структуре текучее nt сна тынающгн спо» и тем ленче про
изводится проникновение при пилотном бурении рас шири ивднии трубы,
Идеальный смеситель для буровой жидкости имеет двух ю систему (рмк-
тнмечгь для Минн- и Нидн-установок до чООО л), бласод лт работа может
идти непрерывно В то время Ш е одном 6a*t замешки онит или поли-
чесы другая камера уже готова к работе. Необходима»! д т жидкости вода
поступает из гидрантов ипн отфильтрованная. берете я и! их водоемов.
Субстанция засасывается и через клапаны поступает п лт при этом сус*
пемтня замешивается и перемешивается. После тоги к я немного раз-
бухнет, <?м₽ гадится при помощи мощных насосов к бур- «мпкр. Смеситель
приводится в действия лри помощи гидравлической ст кг оагрегата или
вспомогательного привода грузовика.
Для небольших установок существует тенденция ь
непрерывного действия Подобные смесители получай
благодаря шму. что мощнейшее развитие техно
наличия постоянного источника, т е не требуется длит
кости в смеситель. Высококачественный бентонит ран
пе»«м находясь уже в форсунке буровой головки. Одш
смесителей непрерывного действия — их небольшой ।
тации смесителем
тьшее распростра
»гони?а не требует
•Дйча буровой жид-
иеобходимой сте
жмых преимуществ
ВОЗМОЖНОСТЬ КОМ
МЯТНОГО рл эмещенИЯ.
5.3. Диапазон применения ехники
горизонтального буре лия
Приведенные в данной главе возможности примене горизонтальной буро-
вой техники отражает состояние только на текущий ми» ент. Идет непрерывный
процесс изобретения и усовершенствования новых интг рн ных возможностей при-
менения данной технологии.
Прокладка трубопроводов
Удлинение водопроводной тети
Шибольшт» распро<|р.1н<?ние (ехнологни IКЬ получила при прокладке
•одмкаьжгии» «аналиицни и гаюфикации л населенных пунктах.
Пфвиначалкмо способ ГНБ ра трабашлал, я для прокладки тонких .'лекфокабе
леи. тонких и коротких подключении К газопроводам, а также коротких отрезков
ipyt проводов. Возросшая по гребное тьв США и Европе инициировала интерес в
применении данного пособа для шо- и водопроводов, при этомтниклДнеоб-
хпдийостс»болвшихри«ера.х трубопроводов, что привело к разработке более
иищны< rHbyvjHoe.iK, (нб установки клвсса 10 и 12 т. стали обычными для бес-
138
цыншейной npoKhii 4ии трубопроводов, при ном службы, занимающиеся газо
н водоснабжением и гелекоммуникационные компании (тали крупны
им потребителями ничейных ге^нолшии Распад « £ врсше гдеудавек-
нон монополии нл м/никацин и сильная конкуренция ме^ду частными
компаниями пгн мощнейшим толчком для развития П|Ь, именно эти
компании обесп* )flp( двух третей всей заказов, выполнявшихся при
помощи способа ТI
{ тих пор про- Гулько лот, Снижение потребности в телекоммуни
кэционной отрасли огносигельво равномерный спрос на данный вид
технологий, при ше годы доля канализационных трубопроводов пос
гоянно растет. На ий день прокладка трубопроводов для гаэо- и водо-
снабжения G £ора ли обычным делом (около 154U or длины всех прокпа-
дыйаемыхгазо и ь) В некоторых регионах Германии, особенно на one
и юго-востоке п| айны всех г но и водопроводов прокладываются
при помощи спо оч существенными преимуществами данного <по
соба являются < >в работ сохранение окружающей среды и повер<
хнпсти, и, прежд .говечмость проложенных трубопроводов Для этих
трубопроводов разр л пунические ребочання к процессу, upinrww
качества и докумт щи и* ству прокладки трубопроводов способом гн&
При бесфам <чои прж ^дке утягивались газо , подо тлектро-, а также
телекомиуникаци ныс труб < длинном отрезка прокладываемой трубы
от 100 до 200 а чекоторь мяж и до 400 м Достаточное цр'Хтрамство для
установки нео6< имо только в начале и в конце буровой трассы. Зашиваемая
труба перед тйил /ионием скп • иеген Для раскладки нитки трубопровода ыкже
требуется соответствующая п-’ -щ-шь £сдя мигма трубопровода гмешиваекя с
прицепа, то греоуп тс я место го >ко для прицепа. Затягивание трубопровода отр-е 1
ками требует, как правило, всего ин koiц.ких час нп, монтажные работы для будущих
ответвлений (подключения домов) занимают значительно дольше времени, гед
бестраншейное создание трубопроводов в области сетей Между те* трубопрово-
ды зачастую прокладываются не только на отдельных улицах, но и в целых районах
города При обновление трубопроводов снабжения пыгьевои вадом новые трубы
прокладываются при помощи ГНЬчпоюба при ион старая гювр* чденнаш сеть
продолжав! функционировать до подключения к домам, желонками распределите-
лям, Таким образом, несколько буровых установок реалитуют строительные jадаз*ц
и весь район ы короткое время незаметно снабжается новыми трубопроводами
Осушение под давлением
Система осушении под давлением чаще Всего используется при необходимое ги
проложить трубопровод в расположенные на далеком расстоянии деревин посел-
ки, поселения s горд*; деревни с системой одной улицы. Осушение гюд давлением
обладает следующим преимуществом: используются трубопроводы мебельного
диаметра, которые могут прокладываться независимо оз перепада уровня грунта
довольно быстро и с оптимальными затратами. При этом технико-тчокомичняие
показатели подобного способа свидетельствуют о значительной прсинуанчгтае
перед традиционной каналнзациомной сетью, в особенности зто относится к под-
ключению к центральном системе каналюацимдомоа, находящихся вдалеке и мме-
юаж только систему логлооиющих колодце*-
139
habeiw передачи данных, телефонные ли>
Существует также высока* потребность в про*
*ы\ н телефонных "Ннвй под предприятиями порт
*:т»м цемгр^ми, под поверхностями, когорт
частными **цачи и'*» * мпаниячд Дополнитесь
тздземной инфраструктуре должны проводиться О
пмтзмм Лоэч'иу способ ГНБ rtwyvHt большое pj
чмтчыл и обцелвечных энняй стениоаолохнэ
Все аспекты применения мбепей передачи да
;н зоэдф! широкого диапазона возможностей спо
чи* je й л агегпоя и заоччназя все** формам.
•пен ?н передач* дан*
цены 'О* пьексами,
«.гую э ^уагмруюгсв
аоды к су чествующей
и с минимальными 1а-
анемие язпрмчер, Д'**
нут быть реалызеваны
ЧБ. начиная с пересече-
-<и* к домам.
Кабели передачи данных дли систем упр
Особенно высокая потребность была и существу
бопрсвсдзх для передачи данных обеспеченна емте,
систем при установке систем управления движением,
хзд автобазами *ги вдоль нжчино да в насыпях вегах. Сама система олове
ня движением
сегодняшним день в тру-
оповещения, ситнальнь*
Прокладка осуществляете!!
щ^и* ос*05л**эя на “ая хе, требует влектросмас^с ня, которое обеспечивается
при помощи прокладки подземного кабеля от ближайшем мачты.
Сигнальный кабель вдоль магистрального трубопровода
Крупные магистральные трубопроводы как, например газ, - я нефтепро-
вод а также хозяйственно- питьевой водопровод и «и трубопровод для любого
другого поодумда все чаще требуют прокладхм параллельного технолО!ического
хагет» для управления компрессорными станциями и станциями оповещения
Д’® осушепв^чмя коммуникации мемд^ зонами отправите** и получателя. При
этом связь должна огуществвьтьг* (все чаще!) через весь регион, страну ним
да-е континент. Наиболее ^пешно подобные задами реализуются при помощи
технаяогии ГНБ
Прокладка внутри трубопровода
Теч*о*сиия ГНБ позволяет при некотором уменьшении диаметра протянуть в
.унесвусщую трубу новчЮ- Если речь идет о напорном трубопроводе, то между
старой и новом грубой необходима изоляция Подходят те старые трубопроводы,
кагорые еие сохрани еолрогиадяемоссь я могут выдержать повышенное дааве
ьже и>-« умеяншечдя диаметра Прон/адка внутри труб методом ГИБ происходи*
оче**ч быстро и иомоймческн превосходит все другие способы.
Поперечное пересечение я дюкеровка
Пересечения путей сос^мсннл например, ж/д линий, автобанов, летных полей
в г<к>е дюмесю«м водоеме (реж каналов, озер) требовавшие ранее специальных
строительных работ могут быть р^атованм посредством Бестраншейных гсгно
яс" и К хг< м? хм и о»ремж при обычном процессе буремн». Особым лреижу^ь'
обхает дюлеров^а всдоемоа г х, л₽л атом не требуем* долол«мггвьяых
сгроычемыя меролрАв»яй а са* процесс бурен ад протекает под прелдтсинеи
Пересечение и дпхероека — стандартные способы применения пж
м^мкии ГИБ.
Особенно обнад -г тог факт, что блалшрл способу ГН5 лодмляюш*
чкть поперечу ч и 'ересеченнн, а также дюхеров^ реализуется бестран
шейным метод м пр> *-де г 4«я сохраняется, а доля бесимое*- зй про<*ад-
км выросла до 90%. Т'ирмы специализируются только на данном способе
прокладки н у А б> явлению техники для буренг’ в спальных грунтах
практически г Вестал «елт*> груши, для которых невозможно выпарить
работы. Необх wto д р^тв оптика чный размер установки ГНБ. обует, в
зенкую грунтами буре .х си и О'-ткиальныи буровой агнстр>ме-т
Для прох под и, '«и препятствиями доста*очмо Мн ми.установки гнпа
GiundopiL Ре «и м воду «ной до 200 м даже Ж м мо> - преодолей буко-
выми успноехамм 10-20 с* ч* большой бурод-й ?&w«n fycr&e&t*
Макси и Мега оыли Пересе * водоемы шириной боге® 2000 и Коч~*ыебуровые
установки быпи разработа лм< —) для >до^етворени* потребности в 6о-ь±.йх
дюкерозках пересечение/ л веления/ тары ?од арожы«гле^*ые corny че**»<
скальном бурении и проект о зданию инфраструктуры. Небо звене установки
ГНБ позволяю) прокладыв » преиму^етвенно пластиков»* трубы зато бохыыие
предназнамены для прохдад^л единых труб, а пкже игягкванкя чугунных
Прокладка в природоохранных и зеленых зонах
Особые преимущества способа ГН5 очевидны при бурении ”од ценными
зелеными поверхностями (бег* овые склоны трмрсдоа^рачные w ^рчи и
спортивные площадки), т.е. э тех случая* де исключено наруыечке бмотоенса
системы. Уже начиная с 19&8 г прокладываются труболрглоды псд висело-
скрапными зонами и даже в облк’ях охраны "и грезой воды (и аые подводы к
колодцам), а также, напрммер, а м.«г*мх грунтах с низком несущей епособмооо
горфячими, болота).
Прокладка в защищенных грунтах
Помимо охраняемых областей на icstf юности (бнлгод ?нтдоекра**чье
зоны и т.дД существуют охранные apeain грунтос мпримес, памг>/хи в гр*уч-
археологические стоянки, над- и подземные зоны охраны иму*»ес’>а ч :ьгур-
кие памятники- зоны охраны ископаемых, дсугугкак’^не гчры’Ое 1м^.ге*»лво
точка « «кключите^ых случаях. Ведомсгвд опичиенмые за п добрые а$№ы
часто склонны к рдзреФемню бестрачщемнопэ метода прожяадхи w котором бз-
носите пьный почвенный горизонт переев а*к* бурс’еииче^н
Прокладка анодном батареи
Метоязчесхие трубтро^оды нуждаются в активной иж*гд
«лораа обычио осущк’вляеда анодной >о* ги
як подобные батареи устанаалмвадме* на глувмме ЗСЧб * при 'Р*оын »ео*¥<а^^с
го бурения* Т.н, плотность подземной инфраструктур я городах сичс*еч п .уз
и требуется избегать выммных помел других э/Ч*тр<ьеаиц«£Ч Utt »И**ошем *о-
вии способ Для свободных Q! каких дчос ичстыияч** >меъе**А ич М4лриве^
*ар<овок, спортивных сооружен»* или зка* На небс^^^аой ?луб<че йз -*ием»л
й^еда <йи слежал* труболДоводам при ’^к'чгэ/>нс*о pyj^*1** врежм-
дыввятс* анодная баНре* к усшываетгя *е*жогер*4стыа графит 5 да*м> еяу*
W тнажхыа ГН& превосходит йоняё^цчемиьмую нр*1ндв«нчю телику
141
Допоямиттная упаковка системы азр
анюдроны р последнее «ремя перец
tin в чанные руки. При ном они должны омк-
fp*"# »oi ч го. правило требует значьпрльно 1
ней Па<«амкмр<кие аэродромы должны фуикцш
Д<я освещения поля необходима угтановигь «<
Ночью к промежутках между полетами .провод
нО'Поидочиом полосы, позже ночью к буровым
ГИЬ подводятся злеифопроводы Поело подключ
|<ЛО*В4ЮНЯ В окбитурмвающий шпур. ПрСИ'ЛЛДГ
волов для сксгемы Продранных шщ
кого сообщения, Глкие аэропорты кал Фраямфур
НО1ИПМ систему аэродромных огней именно таким
)мных огней
Jlpni |ИЯ вооруженными
.'удоваиы для пассажирских
й г иг мы ,1 тродрпяныг Of-
ilu к*1 ДНгМ- Ш И ночью.
4 вдоль поля тысячи яаия,
рофмлаяое бурящие взлет
с гиям при помощи способа
•амин тлоктропроводкнони
окилонегровых элехтропро-
оляег не нарушать воедш
ийне иди КешмЬони ус^
собой.
Под генное отопление
Именно в аэропортах существу*! опасн- илсденрния п зимнее ере^я.
И ингу мыг отрезки полч требуют постоя»- истки и удаления наледи, что
тр| пун много времени и зачастую служит причин и простоя, поэтому целоспобра’
нее проложить отопление под летным полем
При гн иощн техники ГНБ под асфальтовом и бетонной поверхностью может
быть проложен обогревающим трубопровод, позволяющий постоянно поддерми-
<мгз поле свободным ci льда к снега.
Подключение вводов в дом и их обновление в существующем стро-
ительном фонде
Газе- и врдвные вводы а здания, которые состоят из чугунных и мегшячк*
вмх труб, п<кл<* долгого срока иеллуатацми могут корродировать, что через н?’
м iQpry вр-чя требует полного обновления всей системы вводов и дон. Вокруг
мН', их тд|г^чдсглр<з(сложены Сады, выращивание которых требует болта
и ia.rjptt Ъж лаw и*»*яи часто •растут» эместр г их Внеш*
1рлмтво открыши способом болезненно для растений, структура которых очень
плохо в<чствмШ1»ввет(я.
h «астую раны от наружного вмешательства заметны и через несколько ж,
Прпме д ^ом^есклщлирС'аамие вынутого грунту обрубание корней м изменения
Грунм ^о/уг > глчение долгого времени оказывать влияние из согтойние сада
Пэд^бныг работы на Kpycwi («яонак при сильных осадках могут стать пркчи
* jm •гвдьыййи^д у.чрднекив катпрого потребует серьезных садоводчески»
жероорняшя,
Преижуцвам бестраншейного способа при работе на склонах
Ьтстраи^енмуЯ способ прокладки трубопроводов имеет ряд преимуществ,
кца при дбибвл/ики мме^щххев трубоорплодо^ так и при лрохладке новых. На
%Нум?т<| «гобме играгы классического яепш прокладки, яах иг сжииаль
мыг шкйм^ойы- мё$н< fro Та«релл*ми1с> склону ела^кальное крепленне кенво
вш. пнг«м трят4 ^лбеннп сложные ра&к*с по уплотнению при обратила
। дл 1*рр*га а тд<жв хсрогоаоящке работы по яосстанбалвиию ш<мы»
I Да. li *< <гуроввя тегнмм, соособмая прокладывать ддинмые грубо*
роводы, nepPf FK л ь
ПйЖиГЬ ИОММуНЙ ЩИ
практически р^в и '
йая ГЛ^бми# Яр/' п<2М>
ным зирагам ГЪ я об?
ПЛ£ШЮСТЬ, Яь зЩИВ..
не повреждается В кр
способности и бухан
бестраншейные способ
могут иметь ста длнэир
ицы и желеэяодорр*чые >шми, мшмю яро-
мл, расположенные на склонах. Лри этом затраты
1 >ри работе в равнинных условиям Дололммгель-
дстилающеи породе также не ведет к двполгмтт-
мл груболроеодоа бестраншейным способом рас
годами, полностью сохраняется, корневая система
ких условиях склонов, обуславливающих (из-за
и) замену имеющихся трубопроводов на гибкие,
'лагает дополнительные преимущества, которые
- влияние на почвы.
Подсоедини ше во;. ^дравлические мероприятия,
дологически чист.» • ника, ирригация
Горизонтальные вод» е колодцы
При залегании грун вых вод на большой глубин** целесооб-
разно вертикальное 6 ние колодце» с установкой соответс-
твующих фильтров. Од^ во многих регионах есть неглубо-
кие, ио тначительные лла *ы грунтовых вод. которыл др недавнего
времени из вертикальном шахты часто в виде звезды, выводились в гори*
тотальные фильтрационные у р гни Это дп' тзтомно дорогостоящей метод
Не всегда горизонтальным способ позволен проложить чорпус фильтра в
проектируемое положение, поэтому был спнциальмо разработан способ про
кладки горизонтальных колодцев при помощи ГНБ. что позароет рбегпе^ить
оптимальную прокладку фильтрационных отрезков берраншеймын спосо-
бом, При этом фильтрационные отрезки, при необходимости могут быть иг*
кривленными иметь любую длину, пролегать на любой глубине и иметь лю-
бой необходимым диаметр.
Лри использовании трубы с футляром при затягивании корпуса фильтра
обеспечивается его защита от трения и загрязнения в почве, нова корпус не
будет установлен в требуемое положение, Голыго после нею груза раска-
ляется. аккуратно стягивается и поднимается на поверхность земли Данный
Способ имеет еще ряд преимуществ* необходимое ранее пространство для
футляра 'грубы, высвободившись, служит для ослабления даееечи* /н>до *
значительного улучшения Движения что обеспечивает опымшный притон
непосредственно * корпусу фильтра Ках правило, здесь начищ^ся есш*
пенное действие фильтра» Данный способ бурен мл имеет е®е одно пр*
имущество. заключающееся в том, что гибкие, пластп«овые внутри корпусы
фильтров могут быть использованы с экстремально высокой ерог-уг»н <й спо
собностьзо при определенных размерах пор. Напоиьео оч<нь зффвкгиаиы
фмтьтрлцноьяые трубы я/ Ю гранудата ?трм этом зернистое^ гранул
тно адаптируете* к рельефу частиц окружающей рывлой гори *и породы
Она момет быть настолько точной что сами доли зерна мвмМ( Фракии не
лромнкаюг > корхзус фильтра млм ома может насто.ико мр^мрожвгьси« раз-
меру 'ра^у^ */га через ксгрлк фнанра пронмквт точ^п мелъчдичиие чК-
гичы и при промывке они вынымо^си гакмм образом, что при мевлуатади*
kwwlb ток воды пренс ходит через большие леры >идьтруюш*е грубы их
пластикового гранупатз или других элементов частиц или решетчатые трубы с
фильтрами из геотекстиля (или без фильтров), имеющие свойства пропускать
в тагу в соответствии с размером пор, могут составлять до 60% общей площа-
ди поверхности фильтра.
Доступность горизонтально пооложенного способом I НБ колодца имеет ряд
других преимуществ пои эксплуатации колодца и ухода за ним. Подача может
производится с одной или двух сторон. При подачи с одной стороны впуска
другая сторона может использоваться, например, для станции длительного ана-
лиза, проб, видеоинспекции и т.д. При уходе за колодцем значительно проще
проводить направленную управляемую промывку.
Горизонтальный колодец для понижения грунтовых вод
На сегодняшний день понижение уровня грунтовых вод, например, в об-
ластях повоежденных ведением гооных разработок с понижением грунта
(и, следовательно, с повышением грунтовых вод) или понижение грунтовых
вод временного характера, как, например, оборудование глубокого котлована
или бопьшого сточного котлована, открытых туннельных отрезков, осущест-
вляется бурением многочисленных коротких вертикальных колодцев. Этот
дорогостоящий метод во многих случаях может быть заменен на прокладку
фильтрационных колодцев способом горизонтального бурения. Горизонталь-
ные фильтрационные колодцы более элегантны с технической точки зрения,
ихустановка менее затратна и экономичнее по времени. Количество видимых
на поверхности головок колодца значительно сокращается, при этом высво-
бождается дополнительная свободная площадь. Мощность подачи колодца
значительно повышается. Благодаря большим, эллипсоидным понижающим
всронкам во много раз снижаются поверхностные эффекты любого харак-
тера вблизи колодца. При долгосрочной эксплуатации горизонтальных ко-
лодцев они являются более щадящими для зоны притока, более экономными
при эксплуатации насоса. Необходимо чаще применять этот щадящий повер-
хность способ.
Регулировка грунтовых вод — водоподъем
В результате ведения торных разработок, а также консервации угольных
шахт, часто происходит повышение грунтовых вод в застроенных областях,
на кладбищах, в охранных зонах всех видов. Подобные мероприятия по по-
нижению, а в других областях — повышению грунтовых вод до недавнего
времени заключались в бурении большого количества вертикальных сква-
жин. Для снижения количества скважин и повышения гидравлического эф-
фекта, все чаще применяется способ горизонтального бурения в фильтраци-
онных отрезках. Выбор и затягивание подобного фильтрационного отрезка
требует, чтобы не нарушать условия имеющеюся патента, существенного
гидрологического и буротехнического ноу-хау. Подобные буротехнические
меры применяются п зи осушении плотин, склонов, дренаже зданий, установ-
е сис.ем подачи питьевой ьоды, а также гидравлической санации неутили-
зированных отходов.
144
Гидравлическая санация
Старые промышленные сооружения, а также старые свалки часто загрязняют
грунт, причиняя вред грунтовым водам, которые необходимо поднимать во избежа-
ние загрязнения установок питьевой воды. Органы власти, отвечающие за сохра-
нение окружающей среды, особенно тщательно контролируют подобные области
оценивают потенциальный вред и разрабатывают предложения по санационным
мероприятиям. Если вредные вещества проникли в грунтовые воды, треб7?тся гид-
равлическая санация. Бурение скважин поднимает газообразные и жидкие вред-
ные вещества на поверхность, где они извлекаются и устраняются при помощи
очистных сооружений (Insitu-Strip). Часто поверхность подобных зон, перегруже-
на имеющимися постройками, производственными цехами или зданиями другого
назначения, поэтому многократное вертикальное бурение может быть невозмож-
ным. В 1989 году впервые была применена технология горизонтального бурения
для инсталляции колодцового фильтра, что продемонстрировало преимущества
способа ГНБ для сохранении окружающей среды. В крупных индустриальных ком-
плексах и на старых свалках ГНБ применяется для гидравлическо а санации.
Прочие виды санации отходы
Помимо названных гидравлических мероприятий, способ ГНБ может приме-
няться для целого ряда мер по санации. Технолог ия ГНБ позволяет проводить сана-
цию отсосом воздуха из грунта поверх зеркала грунтовых вод. возможна установка
анодов и катодов для горизонтальных электрокинетических мероприятии. Данный
метод позволяет производить установку подземных защитных колодцев, подъем-
ных барьеров, управляемое бурение, обогревающее бурение для миграции вред
ных веществ. Опыт свидетельствуе-, что метод ГНЬ позволяет быстро, эффективно
и с оптимальными затратами провести санацию почвы.
Осушение оползней
Оползни, которые могут разрыхляться из-за критического содержания воды, могут
осушаться при помощи скважин, пробуренных у подножия склона, успокаивая и иног-
да даже стабилизируя оползни изнутри. Данный способ позволяет бурить и в мелко-
зернистых грунтах и в смешанных позвах, используя буровую головку для бурения
рыхлой горной породе, только при проведении мероприятий по укреплению склонов с
включением гальки и блоков могут потребоваться Mud-Motor. Гориэонтально-бурогех-
ническое осушение оползней имеет преимущество, состоящее в том, что оползневые
массы не подвергаются вибрационной нагрузке, благодаря проколу, проведенному
ниже тела оползня, осушая таким образом заводненную зону. При вытягивании влаги
из направляющих скольжения достигается значительное успокоение масс оползней,
Дренажный трубопровод может быть проложен таким образом, что фильтрационный
отрезок внедряется в оползневые массы, при этом основной врод фильтра находится
в зоне направляющей скольжения. При оттяги°ании влаги направляющая скольжения
и оползневые массы осушаются, оползень «успокаивается», т.к. критический уровень
воды оттягивается и перемещается в другие области посредством гравигагивного осу-
шения. Используя соответствующие фильтры, из тела оползня может быть оттянуто
до 70-80% объема воды. Оползень становится стабильнре. Если в оползне несколько
направляющих скольжения и они имеют неустойчивый характер, го горизонтальная
буровая техника может применяться для дальнейших мер осушения.
145
ш »»*ч\и емки отнимай hpoHv^'AHf ы
чХ’^М Ч^ЛО M*WU« ДРГНЛЖШП <H\ trM.t, МИОрла <
ч 'Й ц ’MHFAH » НуНОрИ’МГИ « H JJM’M 1ЛуЧ>)Г ,)•’ ! JM
npO - ,’ЖГъЛ НОМ* !УМ’НДЖНЧИ «ЧЧМ\*Н|| 1’1 Hi
ГГММ CfH^ OOOM (ЧЬ прнмСНЧГН’1 oOwQBnemiH
Н<' О ,i • 14 ’ i ,$у и НО"ГЙ 1КуЦ1ГННИ ф\1|Д,1МГН1ниЧ
Иррмг 4ЦЙ«
1'44# ’ДИМ 'римгр НОИОГП Применений ЮрНН
мне НеоСподнлот в орошении член» hoihhh.ici
Ш ' * м?ж»н» »пм». д?« т><<чгны* ’ н
ндим< лчг, чцхчцнч мьрыгых уоаихлн’н д”» ор'
о же tn\Mt tnv ратные орч юпчнм1 труоо чк
pfoiOi шейными »и pjiHtiM |4VCtO«HHH друо oi дг
мер юди-ммне Подвпдчщне ч^Опронолы х дре’
ЧмОм нЧчммч боШСпл” н парение (40 4^%l i
нит ipy^on уводов дргмлчмуе фубопрояиды в »
ц«е *!fh»x мди*м*пв по цмни/гмным способе*»
и дренаж ’Дании н.1
,,ц и» м медщчпом
1 I Кги W)»W был.
Щки io Прои'мдча
ш н’-нси пятой
’анон н ।унненгм
урелмя пр’чис
1ч поп их парной
»ч где ж лол» Ю
«можно Дпч МОП)
мн Шв»р( IHHNM
4хчи\‘нч ынже нлпрн*
npHHh »орнпй I Hi теме
по пивермнкги
и » арло* них t чин.ъ не
Специальное cipoiuenbtiRu подыми- сужении
фундамеяюорренне и геотехыичг< не именение
ггоггчымме< на» рл>₽сдн4
(.»•. и ^Г.>НМ’Ч0<, V ч_»0ураЧмо . б\р М<4 прошДН'В fr<W'»»
। n>va*^ Аля Пиме иных ы» ниол *апримор ноны жепп
1Ц !Jpr WHHU ЦНМГ ’1, Мрц Иан) Пр, ном И-Г1| - ’’ оборудоп.чин'м игрун-
’^ррбм >1чы н тмил ’И хдмсмшй породы Дяч мо и v ’ЛйлншйюНм Сн<цмдл%ные
-г ге*ме ннНрт^гм w Ъц\до?» t П м* и.по ’н>ух>?£« Дм w*
а хч • ’И (Ч’е<*Д”И CoO1W4Vl1|ypWCr ГГЧ)фи нм ’ OIH'PMI noitcnarf
••р» м ’ ЦИ П*,.^ъепм»и4 но Р’Ннмх f« ^wcoft# *< нллрлдлгнию бу
^te4 teua* ч» ирОВй irtiv 4*<4Mfpuyv ГгофИ1ИЧ< нум 10*101 рйфни BU’IC сирена
чаitым**ччр<1» » е провг^и Д’Гд'имчм Р4пв*д*у Гк*Л’Ф»М1И кнмюдмл счобен^
114*на <4 1H ’умиг ч Прожди Htpei I’OMfW СМ1НЛНМЫГ Н ндбухдним (МЙЯрннеРк йн
умталчн** э*м^ мере» ггаччп’чмые ечмиминые )ону жлн ышууяз
ое*»у** г**'ГС<¥ С*Я1 ( влдой И*Ы ЦМЯ?4С*«**<
Дмыроам
1гие >де меоЬдаи^ МД4М*^?В дм»ер со ГИДОИИ itipu у ?* (КЛмодЬЛ ЫЧ»
.й»^ ».л н ч» vihhh* «vp*4'MU4v*0‘v Оуренпя >оыон»е1 yiuнанятый днхер^
ж* <4 1* 1Ч ^-ж» а^'»рны\6уух\>^ч yxi AHoxv* (кобо* пр^ниушК^йхисК^Н
i чг* * претыг! уронено и »xnrv*y буретн nponown ^но е
ЧйМь П1-* ’ »п -й Гмк при М^Ь^еДИМХИЯ »Х»ЖМ0 МОЙИмHpOMTW Mlfc
»р« Mi «•* x^piMfV ДАМИцые imtpMrf* Дм ХСфШхнл
tMwryv^M ВДМ п^м^чжап, 1ЧПХИ%К^УЪ иминц»*<ыпу^ не год
иг>-»о*е ^гш.41 буеемн* Д»*мнг (лону* проходу Ау*пИ PWO*KJey
*|w ^шл<ай (Н4
146
Усовернм* оваииетоннелей
Многие ( t
по, внутренне ।
ЙВДОС 1.11ПЧН
гунне лес троп
ЛЯ - Трубип[
бурить доли
кроме тою щ
'™и выдалбливались непосредственно в сиале Как праве
л v>i 7*^7, л#* им груЬ&прснюдм дя< снабжен* мсго
Инн с какими требованиями пожарной безопасности в
ы1ь проложен пожарный трубопровод, а в подошве гумне
?ЛЛ воды дли тушения. Буровая темника ГНБ позволяет
тилвцмонмме каналы цпасмые выходы и пересечении
<6 можно проводить инъеинрсьанне отрезков тоннеля.
Инъск
Для стр,
ЧОП О fpeby.
буровые и
головкой и -
зоны выс да вт
мощного л. о ’
?оры> но», проводи
- чныч барьеров фукдамеигоа или укреплении очень
• пне При помощи установок ГНБ. прммемдя двойные
твлятъ прямое мньектмромнне через гнб Суровей
шверс JM- в грунте О? тоны нм?«о^ давления до
4новчм ГНБ применяются с иегюпыованием более
ыюдио затЯ’ивлнн? манжетных труб из отверстии ко*
я ‘ньеммровамне Благадаря чему можно поднять уро*
еень пс j ухре j нить барьеры пара ^епъно Тео^-»^-и*
ГИБ пред чает аыш жлшыски применен** чреплежжд. особенна при
уплотнена 'дошеы мч инъектироеамми ядра плотины и например крег
пенни щс1 ‘ВПП? блока,
Защни от оползнем
f ик ‘М’<а О0П.Ц о. прим . "ч пяучклл свое рлтеи’ие еч рря nv тресичк *и
всач.Тц * равнинныхопсъъ^мтц и час ги Генами*(ран >*<
Щтуш'л» и Нюрнберга} В -,»п н с глчнк, г м-леи^ыми поталям -v*e
сйпьнш • адков час io во зияя лют оло* ihh в рам ип i х * июа (от верхний до ни*
миксы нов) ароигеповп вемг я в <тл*нео(ис«м* н?«ах то toi*1 зет
•♦еоб^ лдммоегьядк можно Jbmuw ст^ * и iHjjow* подвишне мму шмвл» ’ра
вм*о осущеивляется при пом Акй <ч v е«ня
Лмвесичесмий вариант пр*»/\иамгяет оСнхй ям‘ и» «чные б\ичхые ск«аА»»*'Ь
вскг\ и в самом сдвижном i не *?• > (** ча<п<ч**сл, j< ♦• * *%п чаям и*н «зю
кладываютей открытые дргжаж.^к^ «ом .*а«ы «*п>гы^ мсырз^\< шеб’ лн Чсч
осуж^нмя m правим мамимаечв ч^Иг<м«м выем«и,р\*оа чры'ым^ \
временные вибрационные натру?хи чытп 'iр-не».дет **« <ные *аСкЫ в д*^*^*^-
что »начн*е«»моп^аыщает опмн«кпд.яй «жен * «еимихмое
Чтаковки пхрнмж’амжяи бдении ус.*андонta*rt* *а бецим-с**4* paccw*»»*
на гмоне под ow< w*f Осушаямее буре^им и-д *о«<м «Ч гь ’С’оФезйе*”!
•j,»4 etpain*, что к>н4 чя.-^чуми Чкйы (Чц»»л-»<» lxv*<f«x*\* *s«e**< "<м
ОПфЛММ UlMM QffUltOK Р№ОЛМ>М» 0<\»ИК1 Прм («О1НМ4» 6ц^-"Ч» *в
•ейхнО. Ч< *ОЖМО АТ*»М*Л»МТ, RprlWWWf Я^»РХ!М 4hf *-*Л '♦?< !МР*Г*'М>
СвйЫйМ И*у4ы (КЯ«М« фуИМШ «сумм*»} ОШ #»**t
Хетачо»*» (HS мдеммю, яри гч>м>мм мм Jk wcU'rt<j Фг
1ХМ«Й {М4ММ (ДО *»р* j Явы) РЧДОЫ* ЯЫ^*** Х»М**»*“ «»
япочмм мкуяям ммиенв. Й0ДОИЖ • дом «ЫАеммммоям •л*е»м?в» «*
Ml я <WM*o«M tMMfttaitn < W»"- ***** *»x»*"* MMHeWM «’’*»”
<₽r*«MW u^wweH®***’*^1** <H*** •’**»'**
Ы*, ,Й>
M»w М ОяМшКИпй i*' - •>«>»< »—*•>•»• ”*'•*?, Ммопь «и> **»
«ДО rtMHK ММ» » “***« • »
4Jj 01* **>» « М*»»01}е »ЙЧ#..ЧЦ ->*** «Ч»н. 5((д
^««лгипг ий
(ии - Л*
бт**» гос
Mtna в ры)
>Д<Р*ЛЯ<НИ<| f
га Иране4
При нб*
гаи** л
риал
г Муя И» t
полет 6vu
ГЮД(
йМё ia&O» I f
Уплот- << П0Ч1
Когяпв! 4 'ру»«*С8ыХ
Матрен#- с л>от меч?
Иргнкаа^н 7 анод ле мн
тм. 9 (м .г г,иа уде
* HQTOAMt ПИНШМ
прммем**** нгоиь» ли******^ г'4*м>гьдм<*е
й *реадем** ядоедма <о«КЯ*э Севы ^мда/у
'и* или гэддл фИуг^с* нрОФеМ’1*** «ер'э^лг?^ <*
- • 'Хы <Н4 *и RpO^Ojytfrj *рН П&мод* |t
- typoew* ^гглмоеое. устанавливаемых а
«*<ахм уг«о»о« веер* мньеигируе’о ааж/^м >мте~
»р нмльмые mmj4 г^юсмдываемые 1 CsrrwtcntiMi
гбрпуял прочны* свод томмеяя Под гим с»ом«
* 1й»й о*реэо« *о*м«ял причем поем работ «о хлаб-
• ?^ГО вЫ**О 'ру*М И )WU ПОРОДЫ б>Дуые*? W-
.1^ ге1нодогиче<енА процесс по-эторяечя
• *олало мртшалывоЛ уядеомц, но и
им ЧТ( как правило, осумьесплмта -ри тцню^в
* а Нида тарными поперечных имьемяжимш Меявеы-
**ям*н на . B««yw*< веществ обрату ст замнут**
fop* ч «И ГмДрОйУ, НИИ* с* и Памо*и ГДДрОМЮЯЯи*< нну* СЛСЙ С
т«*депрп «пои м^Пкн.й м *ет быт* пром чем гр* п и . < паралм^ь**^ го-
рн эонш- и о *е грибки ? < *аюши1сл иньеч^? *>•*.« кенемтое. Эгеи ме-
' А не з 6о ее элегантен ; гехмическс и ин»* иен*» а при х*н- шх поо<оаах
ибс щ1и»члнгч ляв - »vft е^рега^ин Это»1оеи«ушктаореалмзу»
ется б.пЛ аЛ^ аоэножнопи 6ei: р^пятстнчого лроаеденид строительных работ
в верхней ча<ти котлована
Улучшение ло^енищ условий
ГНБ установи пеэвеллю ввидяч в нм>ие ^anawтемные < нагруби и
Lbomho проходимые грунты (на-рнмер н\ белого, ипесиовыи морской ил) за-
кре< 'Жиие материалы. Эти материали гут плодиться в грунт бом-*«и сне
(•ивам гцими инструментами или, «априм<р, лрэ^а/оаи«**ир форсунки при этом
дожигаете в эффект смешивания почвы Такы* же спэсобо»* возможно введение
в почву минеральных удобрении В кмсшмые почвы вносят известь в порошке
а почвы, подверженные легкой эрозии — поперечные ригели, так что может быть
объем |ынимаемо/о с поаерхнс>сти грунта. Методы у^фения лоч>е«>ых
условии при помощи горизонтального бурения практически не ограничены.
Прочна возможности применения
Гсризонгальмая буровая техника открыта для многих других вознож*«осгей
применение, находящихся сейчас на начальном этапе развития, Сущестгуе* не-
много сгрсмтеяъмо-техййческнх областей применения, имеющих такое 6о»мыое
будущее, как в технолотивх направленного бестраншейного бурення Ha^pM»epL
ГШ> пололлет обезвреживать отходы в грунте т.е, кагкуяировагк устанзалмяать
Подомные барьеры, изменять направление движения грунтовых вол в Сыпучих ге-
лах (например, плотины) бестраншейно устанавливать ядра жесткости возводить
падинные фундаменты, мзвдекагь из почвы жидкие пли растворенные мтермлы
мй «а’ермллы улучшенного свойства. проводить подземную
Г*****^^'.^ старых труоопро.одов, без помех переоборудовать тун-
JlLZL мк«меп» «ОА зданиями и поверхностями без дополнитель-
ней -гх’к-адыва-ь подземные СИМ для проведения измерен «и уг
очагов вредных материалов в грунте, под реками и
пробу грунта инвазивным методом и даже обнаруживать, извлекать
н/блв'ьиюм расстоянии твердые вредные материалы и тела и т.д,
ZudSX* помиененил технологии бестраншейного бурения неограниченна.
Защита окружающей среды
Переход £ прибрежных районах для прокладки
трубопровода на морском дне
150
Р'*с. 5 10
Переход через мелкоструктурную свалку отходовдля слежения,
дегазификации, дренажа, укрепления
Rhc5.11
151
ГУМ» И flPAKh'KA)
Рис. 5 12
Горизонтальное бурение для гидравлической
очистки от лодзе/лных загрязнений
Прокладка кабеля
Рис. 5 13
рскдадко onTiz/О'Волсконных сетей в больших промышленных зонах
ГЛАВА 5
Направляющая техника
Рис 5.14
Линия для слежения интенсивности тоонспортного потока
Прокладка кабелей системы слежения от паводков в дамбах
Рис. 5.15
153
Р* 5 16
Прокладке сенсорных линий для защиты от утечек
Рис 5 17
(Огтрольные / сигнальные кабели в сетях трубопровода
154
Защита системы подземных вод
Рис. 5.18
Понижение уровня грунтовых вод при оседании грунта,
вызванное горными разработками
Рис. 5.19
155
гАгГШ-AI
Оомовление труб и установка новых
Обновление поврежденных линий канализации на склонах
Специализированная прокладка трубопроводов
рокладшд дренажной системы под давлением в горной местности
Дополнительная прокладка водопроводов для систем
орошения спортивных площадок
157
fW 5 44
Очень важно •iicbeS fps нт был ^лакным и
з**о« б* л встроен в карбонатный носитель
подземное стольная
контрольное защита
устройство <7
5естрани ейная прокладка гибких анодов
для антикоррозийной защиты
линия орошения
орошение — только
у корней деревьев
бестраншейная прокладка для систем орошения
Рис 5.2о
Дренаж
158
J ABA 5
Понижение уровня подземных вод в строительных котлованах
Рис 5 2
Дополнительная прокладка систем для дренажад
Рис. 5.23
159
5.4. Принцип бурения
Боровой процесс начинается с пилотного бурения. Буровая головка или вра-
щающееся зубило с уже вставленным передатчиком надевается на штангу. Пере-
датчик показывает глубину, угол наклона, отклонение и другие данные (в зависи-
мости от системы), которые позволяют управлять продвижением буровой головки.
На этом этапе одновременно происходят три процесса:
1. штанги заводятся в землю;
2. насос качает жидкость через штанги в буровую головку.
3 оасооложенный за головкой передатчик передает аюуальную информацию
о направлении уклоне и положении буровой головки.
Буровая жидкость смешивается перед началом бурового процесса и постоянно
пополняется в процессе бурения. Пилотное бурение продолжается до тех пор, пока
буровая головка не выйдет в намеченном месте из земли. Т.о. возникает соедине-
ние между стартовым и конечным котлованом.
Если затягиваются трубы большого диаметра, то после пилот ного бурения необ-
ходимы промежуточные расширения. Иногда пилотное отверстие немного расши-
ряется уже в процессе пилотного бурения с помощью более широкой, вращающей-
ся шланги. В заключение пооизводственная труба затягивается в подготовленное
буровое отверстие.
Метод, который использует фирма Tracto-Technik в управляемой системе при
проходке подземного туннеля называется «мягкое бурение». Энергия, вырабаты-
ваемая с помощью F.P.U. (полевая силовая установка) машины, передается сначала
на гидравлическую систему (гидравлические двигатели и насосы), а потом посту-
пает на поршневые насосы для получения смеси воды с бентонитом (суспензии),
которую мы называем шламом.
Шлам, который образуется под давлением, используется для того, чтобы выби-
вать куски грунта на пути бурения из своих гнезд. Экологически чистый бентонит
придает сгруе шлама целый ряд необходимых для бурения (проходки) свойств.
Одним из этих свойств является смазка штанг, режущего инструмента (буровые
головки) и производственных труб. Однако более важной является способность
струи шлама поднимать вокруг себя частички грунта, держать их во взвешенном
состоянии и выводить из скважины. Шлам действует как транспортер, который си-
лой давления струи поднимает частицы грунта и выводит их наружу к стартовой
площадке. Там его собирают и утилизирую.
Буровой головкой можно управлять, контролируя ее направление с помощью
локационной системы. Благодаря поступательному движению штанг, скошенная
буровая головка прокладывает себе путь в грунте с помощью вымывания грунта
струей бурового раствора. Буровая головка может продвигаться вперед благодаря
вращению. Струя шлама удаляет с пути проходки частицы грунта во все стороны и
образует прямолинейную скважину (рис. 5.29).
"екрет прокладки хорошей скважины заключается в том, чтобы для каждо-
го типа грунта выдерживать подходящую комбинацию давления, размера дюз
количества бентонита), вязкости бентонита и скорости прямого и обратного
Съемные дюзы
Наклонная
поверхность
Рис. 5.29
хода. Создаваемая при бурении, а затем расширенная скважина, должна быть доста-
точно большой, чтобы пропускать через себя буровую головку, буровую жидкость
и частицы грунта, поднимаемые струей бурового раствора. Существуют 3 основных
буровых параметра, которые должны быть выдержаны и которые необходимы для
образования скважины необходимых размеров.
К ним относятся:
• прилагаемое усилие;
• время соприкосновения с грунтом;
• скорость проходки.
Эти переменные величины контролируются с помощью регулирования давле-
ния смеси, размеров сопла, скорости подачи и тяги.
Теперь мы рассмотрим подробнее каждую из этих величин и их влияние на
правильную проходку туннеля.
Приложенное усилие зависит от давления смеси в пределах от 0 до 100 бар и
размера регулируемого сопла. Больший размер сопла дает более сильную струю,
т.е. большее количество бентонита при более низком давлении. При заданной
длине бурения более сильная струя в состоянии передать и дать большее усилие
(скорость потока бентонита в скважине должна составлять 0,5 м/сек).
Время соприкосновения с грунтом напрямую зависит от скорости подачи/тяги.
Чем дольше струя будет воздействовать на определенную площадь, тем больше
энергии поступит на эту площадь.
Скорость проходки является результатом затраченного усилия и состава грунта.
Сила давления струи, естественно, теряет свою энергию, удаляясь от сопла, fipoxo-
димые грунты могут быть мягкими, имеющими небольшое сопротивление, позволя-
ющее проходить большие расстояния, а также такими, которые требуют большого
161
давления, создаваемого в непосредственной близости от сопла. Поэтому скорость
гроходки при заданном составе грунта определяется затраченным усилием и вре-
,?м соприкосновения с грунтом
Скважина должна быть достаточно широкой для прохождения буровой головки и
отвода вынутого грунта. Ошибки возникающие при формировании недостаточно ши-
рокой скважины, называют «заглушка» или «подрезка». Под «подрезкой» понимается
такое положение, пои котором затрачивается большее усилие, чем необходимо.
Ни подрезка, ни расширение скважины не дают нужного диаметра скважины. Пра-
вильное использование всех параметров проходки зависит от знаний свойства грунта.
Первым шагом для правильного формирования скважины является сбор ин-
формации о состоянии грунта на протяжении всей трассы проходки. Для этого сле-
дует использовать пробное бурение, разведочные скважины и пробы грунта при
земляных работах на местных стройках.
Скважина формируется правильно только тогда, когда вызванное давлением
смеси усилие отбрасывает грунт на оптимальное расстояние от буровой головки.
Скважина должна быть достаточно широкой для буровой головки и смеси бенто-
нитной суспензии с частицами грунта. Такая смесь называется «буровой массой».
В идеальном случае такое должно происходить при максимальной скорости пода-
чи/тяги для поддержания высокой продуктивности.
При этом должен быть соответствующим и размер сопла, чтобы подавать нужное
количество суспензии с целью удержания вымытого грунia во взвешенном состоянии
и егс отвода из туннеля. Неправильное использование данных параметров происходит
из-за неверного выбора давления суспензии, размера сопла и скорости подачи/тяги,
что и вызывает сужение или расширение туннеля и связанные с этим проблемы.
Массивное сужение является ошибкой, возникающей при невозможности вы-
вода грунта вокруг буровой головки. Такое можег случиться независимо от техники
пооходки. когда твердость грунта превышает возможность проходки.
Сужение скважины наступает также в случае, если затраченное усилие недо-
статочно для отвода грунта вокруг буровое головки, чтобы и i рунт и головка могли
без препятствий двигаться.
Сужение скважины сопровождается различными проблемами. Если, например,
частицы грунта за буровой головкой из-за узкого туннеля не могут свободно сте-
кать, то перед буровой головкой возникает давление суспензии. В соответствии
с увеличением удельного веса грунта на глубине увеличивается и давление сус-
пензии, которое выдавливает смесь верх. Давление, чуть более 1 бара на 1 кв. см,
поднимает до 1 кг грунта. Давление же в 10 бар на площадь в 1 кв. м. способно
поднять 100 т.
Представьте себе, что буровой инструмент может создать давление в 10 бар.
Уплотнительные свойства бентонита способствуют возникновению пузыря под
давлением, который передает давление дальше. Проезжая часть дороги, места
парковки и другие плотные поверхности могут быть приподняты. К ним отногятся
также и глинистые почвы. Даже плотно заросшие газоны, как это часто бывает на
практике, можно без проблем приподнять.
Если буровая масса может без преград выходить на поверхность, то это вызы-
вает проблемы с техникой безопасности и приводит к дополнительным расходам
на очистку территории. Мы называем такое загрязнение «пузырение».
Другая важная проблема, которая возникает в связи с сужением скважины,
вызвана командами управления. «Заглушка» очень легко возникает тогда, когда
заданный режим работы длится очень долго, так как буровой инструмент прохо-
дит за время действия данной команды менее 1/3 сечения туннеля. Струя суспен-
зии в непосредственной близости к буровой головке не только наиболее мощная
но и больше всего связана. Такое положение фоомирует очень узкую скважину.
Из-за сцепления между буровой головкой и поверхностью скважины буровая
смесь не имеет выхода, а увеличивающееся давление создает в.>дутие поверхности.
Команды управления убыстряются, так как поверхность управления руровой голо-
вки тесно соприкасается со стенками туннеля при максимальном угле.
д •Sj 1 , < j Л fl ** R У *S ч «Л
. .....,.....__ йг
Очень малое свободное 'ростр
Эти резкие смены команд управления вызывают сильные нагрузки на буровой
• струмент и буоовые штанги так как нарушаются оптимальные радиусы изгиба.
Быстрая подзчз одних команд вызывает обычно команды обратного действия,
мтосы скорректировать первые. Это приводит к зигзагообразному движению,
к от рое усиливает сопротивление буровых штанг, раскатка грунта увеличивает
продолжите ьнссть движения головки и снижает точность проходки. Все это вы-
зывает укорачивание длины проходки, множесхво раскопок туннеля и снижает
производительность.
Команды отдаваемые на короткое время, вызывают меньше обвалов туннеля и
других гооблем. Точная локация и полное восприятие перемещений бурового инс-
трумента снижает необходимость больших корректиоовок. Между корректировка-
ми перемещения головки необходимо включать режим вращения, чтобы сократить
возникновение зон обвалов.
5.32
Резхие изменения направления движения вызывают сильные изгибы радиуса
Рис 5 33
9 е из1? - пени направления движения уменьшают радиус изгиба
64
1ри изменении напровления движения но 90° удвоивоется сило подои /тяги
Рис. 5 34
Расширение скважины происходит тогда, когда затрачено очень большое уси-
лие. Неправильный выбор величины давления суспензии, размера сопла и скоро-
сти подачи/тяги при определенных условиях грунта приводит к расширению тун-
неля. При расширении скважины сильно увеличивается буровая масса. Скважина
диаметром 65 мм имеет площадь сечения 33 кв. см. Скважина диаметром 100 мм
имеет сечение площадью свыше 78,5 кв. см. Таким образом, количество выводимой
массы более чем удваивается.
Если расширение скважины вызывается чрезмерным давлением и маленьким
размером сопла, то это означает, что количество суспензии недостаточно для под-
держания вымытого грунта во взвешенном состоянии и его вывода из туннеля.
Грунт, который не выводится из скважины, может вызвать затруднения в управле-
нии головкой и ее отклонении от заданного направления.
Слишком тяжелый поток выводимого грунта, который из-за недостатка посту-
пающей суспензии не может быть выведен из туннеля, часто становится причиной
закупорки. Это приводит к появлению избыточного давления, которое приводит к
вспучиванию и поднятию поверхности. Слишком большое расширение скважины
приводит к тому, что буровая головка полностью перестает слушать команды, по-
тому что управляемая поверхность буровой головки никогда не соприкасается со
стенками (лобовой поверхностью) туннеля.
Вес бурового инструмента и буровых штанг вызывает еще и силу, которая на-
правлена вниз и увлекает туда и буровую головку.
165
Мы говорили о сужении и расширении скважины. Теперь же посмотрим, как это
влияет на процесс работы по расширению скважины пилотного бурения.
Увеличение скважины в процессе расширения превышает возможности уста-
новки держать буровую массу во взвешенном состоянии и выводить ее из туннеля.
Если мы хотим создать скважину диаметром 225 мм а вместо этого получили 255 мм,
то пробуриваемая площадь увеличивается с 397 кв.см до 510 кв.см.
Например, при производительности насоса подачи суспензии 75 л/мин. невозмож-
но очистить скважину, так как буровая масса блокирует протягивание производствен-
ной трубы. В то время, как сила тяги на протягиваемую трубу из-за блокады туннеля
возрастает, а суспензии для достаточной смазки не хватает, снижается скорость пода-
чи трубы. Ситуацию усугубляет также длительное время соприкосновения с грунтом,
которое еще больше увеличивает площадь проходимого сечения, тем самым, удваивая
объем выводимого грунта. А это вскоре может привести к превышению допустимых
значений прочности протягиваемой производственной трубы или силы тяги.
Особенно крупное расширение в длинной скважине является причиной обва-
лов, которые в свою очередь приводят к оседанию поверхности земли над ней. Это
особенно опасно при работе под проезжей частью дорог. Расширение при протя-
гивании труб происходит потому, что скорость тяги не снижают настолько, чтобы
имеющееся усилие было направлено на проходку скважины перед расширяющей
головкой. Хотя буровая установка имеет относительно высокую мощность тяги по
сравнению с относительно более низкой мощностью силы бурения (силы продав-
ливания), однако для расширения скважины в 65 мм до 225 мм из нее необходимо
вывести грунта в 11 раз больше объема скважины.
Слишком большое свободное пространство при расширении
Рис 5 38
Слишком малое расширение скважины приводит к соприкосновению поверхнос-
ти расширительной насадки со стенками скважины и сцеплению с ними Поступатель-
ное движение головки вдавливает грунт в прокладываемый туннель, а не выводит
его вокруг расширительной головки г уже расширенный туннель. Расширительная
головка работает как скребок. Она соскребает смазку со стен туннеля, в результате
чего повышается сила тяги производственной трубы. Выбуренная масса грунта быст-
ро распределяется вдоль стенок туннеля, создавая при этом давление, направленное
в сторону стенок. Если при этом предел прочности растяжения грубы еще не достиг-
нут, то работу в таком режиме можно будет продолжить, откорректировав параметры
проходки и, снизив давление на стенки с помощью промывания канала.
Вертлюг Ниппель
Z»r,V»< чЬ,,ТАЛ’‘ .A 5 Ж
Рис. 5.39
Буровая
ш .акта
Зотягиваемоя труба
Расширитель
Защитная труба
Слишком малое свободное пространство при расширении
167
Особенно мощное расширение происходит в том случае ia рабочая по-
верхность расширитепьной головки в плотных грунтах поли соприкасается
со стеными туннеля. При этом слишком слабые параметры дки приводят к
тому что расширяющая головка уплотняет поверхность туннеля вместо того, чтобы
выводить грунт из туннеля. При этом возникают и другие прос зы. Уплотненный
грунт обваливается и практически запирает канал. Давление Дуровых масс усили-
вается и они начинают выходить на поверхность и вспучивать жесткие покрытия.
Сопла расширительной головки вкачивают суспензию в грунт вместо того, чтобы
уплотнять стенки туннеля. Не смазанные стенки туннеля, которые прокладывает
рйсимрительмая головка, обваливаются на протягиваемую трубу. Несмотря на то,
что имеется достаточно времени, чтобы замедлить движение расширяющей голо-
вки и скорректировать условия расширения туннеля, сласти работу практически
невозможно. Несмазанная обвалившаяся порода стопорит продвижение трубы.
Дальнейшие попытки приводят лишь к повышению допустимых нагрузок.
Резьбовая срезка поверхности стенок туннеля возникает при чрезмерной ин-
тенсивности работы в режиме расширения и протяжки трубы. Сопла вращающейся
расширительной гоповки оставляют на стенках туннеля резьбовые следы, которые
возникают в результате слишком короткого времени соприкосновения головки со
стенками или же расстояние проходки для одного или нескольких сопел чрезмерно
большое
Резьбовые следы на стенках скважины ослабляют прочность стенок, увеличи-
вают зоны рыхлости и обвала. Вероятная причина: радикальное смещение сопел
на буровой и расширительной головках
Теперь, когда мы
Рит. 5 40
получили представление о расширении и сужении канала
бурения, а также сопутствующих пробоем, следует пос-
тавить вопрос, каким образом можно псе это предот-
вратить. Необходимо соблюдать параметры проходки,
которые влияют на давление суспензии, размерь! со-
пла, скорость подачи и тяги, а также учитывать свойс-
тво грунтов. Следите за перепадами давления Это
единственная рекомендация для достижения успеха
Провильио пор /ченмое свободнее
пространстве при расширении
168
no DIN
4022
классификация
грунтов
по размерам
фракции
по шкале
Уэнтуорта
Оптимальные формы расширителей а зависимости от размера фракции грунта
5.5. Особенности установок ГНБ
фирмы Tracto-Technik
Рис 5.42
Смесительная установка МА09
170
Установка Grundopit — одна из самых маленьких установок ГНБ. Она предна-
значена для работы из котлована и существует в нескольких модификациях. Об-
ласть ее применения — подключения коммуникаций к домам и короткие, неглубо-
кие переходы, в основном из материалов ПНД длиной до 50 м диаметром до 160 мм
в зависимости от типа грунтов.
Существуют две версии стандартного исполнения установки Grundopit: мо-
дификация с применением воды, с возможным добавлением полимеров, дру-
гая — с применением бентонита, что значительно увеличивает ее возмож-
ности. 8 качестве дополнительного оборудования к основному комплекту
предусмотрены выносной пульт управления и гидрав-
лические опоры для крепления лафета в котловане.
Минимальный радиус изгиба буровых штанг — 26,5 м.
Установка Grundopit полностью автономна и не
требует дополнительного привода. Основными комп-
лектующими являются буровой лафет, гидростанция и
система подачи воды или буровой жидкости.
Новая смесительная установка МА09 разработана
специально для установки Grundopit, но может приме-
няться и для работы с другими установками, например,
Grundohit (рис. 5.42). Она имеет мощный насос смеши-
вания 500 л/мин, что значительно сокращает простои
во время работы, хотя для работы установки Grundopit
вместимости бака в 110 л вполне достаточно.
В серию «семейства» X входят установки
Grundodrill 7Х, 10Х, 13Х и 15Х с усилием прямой и об-
ратной тяги соответственно 70 кН, 100 кН, 125 кН и
150 кН. Трубы диаметром до 450 мм могут затягиваться
на длину до 350 м.
Типоразмерный ряд установок Grundodrill начина-
ется с модели 7Х и ее модификации 7Х-плюс. Область
применения — прокладка труб диаметром до 300 мм,
в основном из ПНД, на длину до 200 м, в зависимости
от типа грунтов, с минимальным теоретическим ради-
усом изгиба 33 м и глубиной, определяемой в зависи-
мости от применяемой локационной системы.
Это полностью автономная буровая установка и для ее работы требуется только
постоянная подача воды либо от пожарного гидранта, либо из емкости с помощью
небольшого насоса.
Маневренность и компактность установки Grundodrill 7Х, позволяют широко ис-
пользовать ее в городских условиях (рис. 5.43). Установка заслуживает отдельного
внимания по выполняемым функциям и компактности, и представляет собой бу-
ровой лафет с установленным на него бентонитовым насосом и отсоединяющейся
смесительной устав л проточного типа. В качестве силового агрегата исполь-
зуется дизельный дь гель. Установленный регулируемый гидравлическим насос
позволяет более пле но и точно регулировать давление и значительно снизить
гидравлический удар в системе. За счет снижения нагрузок увеличивается мото-
ресурс основных узлов и агрегатов. Как и все установки типа Grundodrill модель
7Х комплектуется ударным механизмом, что облегчает продвижение и управление
в сложных грунтах, а использование проточного смесителя позволяет в процес-
се бурения изменять вязкость бурового раствора в зависимости от типа грунтов.
Установка достаточно проста и удобна в управлении, комплектуется многофункци
опальными джойстиками и буровой автоматикой, а буровой лафет может быть обо-
рудован кабиной оператора и иметь устройство для забивки анкеров.
Grundodrill /X
Рис 5 43
Рассмотрим далее проточную смесительную установку. Бентонит, в сухом вид*
находящийся в емкости, шнеком подается в резервуар для предварительного сме-
шивания. Затем, при помощи подающего насоса, поступает в буровые шьряи и да
лее к буровому инструменту. Количество бентонита, смешивающегося с водой, регу
пирует сам оператор на пульте управления при помощи потенциометра (рис. 5.44).
смесите-устон ‘ VCJ и • # тчт /
Рис 5,44
171
С применением данного типа смесителя решается проблема с остаткам тосле
рас аты уже готовой смеси. Здесь ее просто нет, весь остаток бентонита < сухом
виде находится в специальном резервуаре, из которою его просто выгруж ют об-
ратно в мешок.
Следующий модельный ряд — это установки 1 OX. 13Х, 15Х. Основными отличи-
ями моделей X являются только характеристики тяговых усилий и крутящих момен-
тов. Номера моделей соответст вуют значению тяювой силы, развиваемой установ-
кой (рис. 5.45).
Модельный ряд установок Grundodrill серии X
Grundopi t Compact — нес гандартная Мини-буровая установка со смесителем.
В большинстве случаев телекоммуникационные или газовые эксплуатацион-
ные сети прокладываются от главного трубопровода в распределительные поме-
щения уже построенных зданий. Для устройства новых трубопроводов питьевого
водоснабжения и канализации возможна прокладка труб с «нуля». В таких случаях
предпочтение отдается управляемой буровой технике, особенно, когда над плани-
руемым трубопроводом расположены насаждения, парковые ограждения, пеше-
ходные дорожки гтупеноки или другие подобные объекты. Управляемая буровая
техника обеспечивает подключение к домам в местах с затрудненным доступом или
в местах со сложным направлением
Новая Мини-буровая установка Grundopit Compact идеальна для выполнения
подобного рода работ.
Двигатель, смеситель и буровая установка вместе с кассетой для штанг смон-
тированы на гус еничном ходу и представляют собой установку для бурения, пере-
движения и управления. Таким образом, оборудование для бурения может быть
транспортировано в места с затрудненным доступом. Процесс передвижения и бу-
рения осуществляется посредством дистанционною пулыа. Поворотный механизм
со встроенной буровой установкой находится на лафете, который приводится в го-
ризонтальное положение дтя транспортировки и вертикальное для работы. Рама
с буровой установкой опускается вниз при помощи гидравлического подъемника
в узкий рабочий котлован размером 800x500 мм. После фиксации на проектной
глубине, рама готова для бурения в сребуемом направлении.
Управление работой производится с дистанционного пульта, находящегося за
пределами котлована.
Буровая штанга поме .ановку сверху и опускается на ось бурения
при помощи лифта. Вниз, (исходит их автоматическое свинчивание. Труба к
дому, затянутая в обратном правлении, готова для подключения к главному тру-
бопроводу (рис. 5.46).
Установке Grundopit Compact
Рис. 5.46
Технические характеристики:
• Максимальный вращающий момент. Нм — 1000
• Максимальный внешний диаметр трубы, мм — 200
• Максимальная длина бурения 100 м (зависит от грунта и типа трубы)
• Тяговое и толкающее усилие, kN — 40
• Гидравлическая установка 3L41 С Silent Pack с максимальной мощностью,
kWU/мин — 38,8
Смеситель встроенный вместе с насосом для бентонита:
• производительность насоса, л/мин — 25
• давление насоса вращения, бар — 50
• вместимость смесительного бака, л — 500
Буровая установка с ударным механизмом и подъемным устройством:
• Кассета с 40 штангами
• Полезная длина штанги, см — 50
• Гусеничный ход — гусеницы резиновые
• Скорость передвижения, км/ч — 2,3
• Возможность въезда на уклон, % — 60
• Компактная и надежная буровая установка для работы в стесненных услови-
ях на площади в 2,5 м2
• Размеры рабочего котлована, мм — 800x500
• Управление передвижением и бурением — дистанционное
• Установка сразу готова к работе, без необходимости дополнительной сборки
с минимальным временем подготовки
173
Grundodrill серии X пришел на смену самой популярной в Россия уст? вне
Grundodrill 10$. вобрав в себя все новые и передовые технологии и технические
достижения (рис. 5.47).
Буровые лафеты старого и нового поколения
Основные технические характеристики Grundodrill 10%:
• максимальное усилие голкающее/тяговое, кН — 100(128)/!00
• макс, крутящий момент, Нм — 3000 (или 4000)
• максимальная скорость вращения шпинделя, об/мин — 170
• количество удавов в мин--0-1000
• диаметр пилотной скважины, мм — 80
• максимальная длина бурения, м — 300
• угол наклона лафета, град. — 10-18
• диаметр буровой шганги, мм — 54
• длина буровой шганги, мм — 3000
• максимальный диаметр трубы, мм — 350
• встроенный гидравлический привод
• габаритные размеры (длина, ширина, высота) мм — бТбОх 1620x2100
• масса установки с комплектом буровых штанг (99 м), г, — 7,0
Максимальными возможностями установки 10Х является прокладка трубопро-
водов диаметром 350 мм протяженное тью до 250 м в зависимости от типа грунтои
с минимальным радиусом изгиба 4? м, ограничения по глубине бурении определя-
ются в зависимости от применяемой системы локации (рис. 5.48).
На в/одящии в комплект буровой установки лафет установлен свой дизельный
двигатель и гидравлические насосы, поэтому можно считать, что она автономна.
В комплект ехедят смесительная установка и дополнительная гидростанция.
Буровой лафет серии 10/ комплектуется ударным механизмом, механизмами при-
ема/подачи и раскручивания г, Установка проста и удобна 6 управлении, мо-
жет комплектоваться мноюф зональными джойстиками и буровой автомати-
кой, кабиной оператора, анкт тым ус тройством для забивки анкеров.
Максимальными возможностями установки Grundodrill иу _
J *->л с тяговым усилием
13 т, является прокладка трубопроводов диаметром 350 мм и протяженностью до
300 И, В зависимости ОТ типа Грунтов, С минимальным р<1ДИуСОм t ы г r( J
на бурения определяется применяемой системой локации (рис
175
А, П. РЫБАКОВ J апологий иг
Gru-ndodd! 1ЗХ
Максимальные возможности Grundodrill 15Х с тяговым усилием 15 т. — про-
кладка трубопроводов диаметром 400 мм и протяженностью до 350 м, в зависимос-
ти от типа грунтов, минимальным радиусом изгиба 42 м. Глубина бурения определя-
ется в зависимости от применяемой локационной системы (рис. 5.50).
Gw^dodd! 15*
176
г‘/ Г г С Щ Г ОИ 30 ‘ ’АЛъН( НДГФА^Л!
j m/ч,л
Установки Grundodrill 12GS и 15GS представляют следующим модельным ряд.
Эго буровые лафеты с более мощной, усиленной рамой, штатной кабиной операто
ра, более мощным механизмом самопередвижения, гусеницами и дизельным дви
гателем. Благодаря более жесткой и мощной конструкции установки хорошо себя
зарекомендовали при работе в тяжелых грунтах. Установка 12GS предназначена
для выполнения закрытых переходов протяженностью до 350 м и прокладкой тру
бопроводов диаметром до 400 мм, с минимальным радиусом изгиба 42 м. Ударное
устройство, полуавтоматическая подача штанг, раздвижная кабина с отоплением,
гидравлическое зажимное устройство для раскручивания штанг, система для очис-
тки под давлением, включая 300-литровую емкость, многофункциональные джойс-
тики управления — все это входит в комплект стандартного бурового лафета усга
новой Grundodrill 12GS и 15GS. Как и все оборудование эти буровые лафеты так же
имеют возможность для дополнительной установки буровой автоматики, анкерного
устройства и кондиционера (рис. 5.51).
Grundodnll 12С5и 15GS
Рис 5.51
Grundodrill 15GS предназначена для выполнения закрытых переходов протя-
женностью до 350 м и прокладки трубопроводов диаметром до 450 мм, с минималь-
ным радиусом изгиба 42 м.
Чем лучше буровая жидкость подходит к условиям грунтов, тем прощен быстрее
будет проходить пилотное бурение и затягивание трубы. В соответствии с непре
рывностью процесса бурения Tracto-Technik предлагает высокопроизводительны^
смесительные установки МАОб с электро-гидромоторами; они оборудованы двумя
баками вместимостью 3000 или 4000 л каждый Эго дает возможность смешивать
буровую жидкость в одном баке без перерыва в работе (т.е. готовая буровая жид
кость подается из другого бака) (рис. 5.52).
177
у” TQm- МА05 и V-. ui'in ЧИ( H-jr'MU" ' лА( »*’,
Смесительная установка МА05 работает от электрогенератора. Она спроекти-
рована до непрерывной работы а тяжелых условиях Бурения смесь подается из
одного бака, а смешивание новой порции происходит в другом. Это сокращает про
стой на стройке так как не надо ждать пока буровая смесь будет готова. Вторая
модификация смесительной установки МА06, которая работает от гидростанции,
но может быть произведен монтаж системы таким образом, чтобы она работала
от двигателя грузовика, на котором ее транспортируют. Смесительная установка
может использоваться со стандартным оборудованием. Она имеет так же два бака
(один для смешивания второй для подачи оуровои жидкости) и два варианта по-
дающего насоса высокого давления
Основные преимущества,
♦ наличие двух оаков позволяет сократить время простоя (1 бак для буре-
ния 1 бак — для смешивания);
• электромоторы не требуют технического обслуживания
• вентури дю: а с иоронкои легко демонтируются;
• высококачественные запирающие клапаны расположены в доступных для
обслуживания местам;
• большой объем смешивания и подачи благодаря мощному смешивающему и
подающему насосам
И последняя установка горизонтального направленного бурения в модельном
ряду Tracto-Teihmk — Grundodrill 70S (рис, 5,53). Она имеет особо прочную конс-
трукцию кабину для оператора двигатель для работы и передвижения. Эта уста
мовка с применением соответствующего оборудования успешна работает в грунтах
5-м и 6 и категории крепости
178
Отличительной особенностью буровой установки является электростанция и
смесительная установка, где все гидравлические двигатели заменены на электри-
ческие Насос высокого давления для подачи бурового раствора вынесен на буро-
вой лафет и имеет гидравлический привод.
Фирма Tiacto-Technik, принимая во внимание опыт и пожелания клиентов, про-
ектирует, тестирует и выпускает новое буровое оборудование и принадлежности.
Тан появились новые буровые головки, расширители, ниппели и многое другое
(рис, 5.54).
Рис 5.54
Буро.
Новый универсальный расширитель (рис. 5.55) имеет две модификации: рас-
ширитель от 100 до 200 мм с одним базисным элементом и тремя видами ножей,
различными по форме (с разницей н диаметре на 50 мм), диаметром 100, 150 и
200 мм; расширитель от 200 до 500 мм с одним базисными элементом и тремя вида-
ми ножей, различными по форме (с разницей в диаметре на 50 ям) диаметром 200,
250, 300, 350, 400, 450 и 500 мм
179
*<.5.55
pcui-г'Ритег!» * сменные но*
Этот расширитесь имеет следующие преимущества: клапан обратного хода,
предотвращающий попадание частиц грунта в дюзы при смене штанг- его геомет-
рия среза значительно сокращает возникающий крутящий момент и позволяет ис-
пользовать расширитель большего диаметра чем обычно, расположение ножей и
дюз способствует лучшему выносу грунта из канала. Этот расширитель имеет мень-
шую стоимость чем стандартный он прост в обращении и ремонте.
Был также разработан новый усовершенствованный ниппель (рис. 5.56) для
полиэтиленовых и полипропиленовых труб. Благодаря новой конструкции этот
ниппель в 2 раза легче, чем стандартный. Ниппель изготавливается в двух вариан-
тах: с вилочным подключением и с проушиной ниппель может оснащаться уплот-
нительным кольцо* которое герметизирует трубу во время ее протяжки.
Puc 5.56
YcoeerueHCTBceo^if»* >*лгег-»
180
Рекомендация по бурению
Рекомендации параметров расширения
Таблица 5.4 Требуемое максимальное число обороте» и область крутящего
момента в зависимости от диаметра расширителя
Расширитель (мм) Число оборотов Скружнм скорость |н/мин| Область крутящего момента ll^rrri
285
Анализ параметров при расширении из опыта (табл. 5.5 — 5.9).
Таблица 5 5 Расширение с Grundodrill 1 ОХ (при 80 мм пилотном бурении)
Тил машину Дмомеф |м.М Мо»с***ольнь*' * р\Т*^н* *4>>'J ’ 11 Возможное ooCxLMpe»-^ Повесгносъ ервэе
(xundodfiM ЮХ
Gf xsod’ i ЮХ
С «-„doc- OX
1
G'cxlx»- OX
G'jrvdk -r OX 126
Kh <k ЮХ
।
G de OX J
Ют
G* d- “ ЮХ >/ЗЫ» 5 4J5
Расширение c Grundodrill 1 2GS и Grundodrill 15GS
Тил машины Диаметр трубы (Ч Максимальный крутящий .момент (Nm) Возможное расширение (при 80 мм пилотном бурении) Поверхность среза при расширении (см2)
15GS 63 2500 100 28
G.nccani 12,15GS no 2500 150 126
Grundodrill 12,15GS 160 2500 235 383
Grmdodr3l 12, 15GS 200 2500 190/285 233/354
Grundoddl 12,15GS 250 2500 235/315 383/345
GrundodrS 12,I5GS 300 2500 190/285/380 233/354/496
Grundodrill 12,15GS 355 2500 190/285/380/435 233/354/496/352
Grundodrill 12,15GS 400 2500 190/315/435/550 233/496/706/890
Grundodrill 15GS 450 4000 190/285/380/435/550 233/354/496/352/890
GroadodtiH 12,15GS 63 4000 100 28
GrjndodrO 12.15G5 110 4000 150 126
Grundcdnii 12,15G5 160 4000 235 383
Grundodrw1 12,15GS 200 4000 190/285 233/354
Grundodrill 12,15G5 250 4000 235/315 383/345
Grundodri 12,15G5 300 4000 235/315/380 383/345/354
Grundodrill 12,15G5 355 4000 235/315/415 383/345/573
Grundodrill 12,15GS 400 4000 235/315/435/550 383/345/706/890
GruodocHI 15GS 450 4000 235/315/435/550 383/345/706/890
Таблица 5.7 Расширение с Grundodrill 2QS
Тип машины Диаметр трубы (мм) г Максимальный крутящий момент (Nnr| возможное расширение (при 80 мм пилотном бурении) Псьергость среза г$м расширении (см?)
Grundodrill 20$ 63 6300 100 28
Grundodrill 20$ НО 6300 150 126
Grundodrill 20$ 160 6300 235 383
Grundodrill 20$ 200 6300 190/285 233/354
Grundodrill 20$ 250 6300 235/315 383/345
Grundodrill 20$ 300 6300 235/315/380 383/345/354
Grundodrill 20S 355 6300 235/315/435 383/345/573
Grundodrill 20$ 400 6300 235/315/435/550 383/345/706/890
Grundodrill 20S 450 6300 235/315/435/550 383/345/706/890
Grundodrill 20S 500 6300 235/315/435/550 /700 383/345/706/890 /1472
Grundodrill 20S 600 6300 235/315/435/550 /700/800 383/345/706/890 /1472/1178
Grundodrill 20S 63 10000 100 28
Grundodrill 20S no 10000 150 126
Grundodrill 20S 160 10000 235 383
Grundodrill 20$ 200 10000 285 587
Grundodrill 20$ 250 10000 315 729 -
Grundodrill 20S 300 10000 235/330 383/700
Grundodrill 20$ 355 10000 235/435 587/848
Grundodrill 20$ 400 10000 285/435/550 587/848/890
Grundodrill 20$ 450 10000 285/435/550 587/848/890
Grundodrill 20$ 500 10000 285/435/550/700 587/848/890/1472
Grundodrill 20$ 600 10000 285/435/550/700/800 587/848/890/1178 183
к ’ > л* л I ____________
Таблица 5.8 Максимальный объем буровой жидкости
Тип МЗ^'Л’Ы *AXtrtMOflbrtbM крутим WQMAH’ (Nw M If Н4ЧГ диаметр трубы w M- u с*м ‘ wn <р*эа (<м2) Мак с «мйПыКЯ1 Вр$МЯ нс цПОнгу (мим) , <Г требуемое •ОГМЧВГГЬО бурсьой ЖИДГ0ОИ. (л/**им|
GcvedodfA 1Q.< I SOO 355 496 3 119
G^ndcxH 10Х 2500 355 707 4 127
12.I5GS 2500 450 890 5 128
(хедН 12,15GS 4000 450 890 5 128
GrvndodM?0$ 6300 600 1472 7 151
Gcvndodril 205 10000 600 1472 7 151
Таблица 5.9 Технические данные углов при расширении
Тил ЫВДМиЫ —1 Предпочти т*льныи жммгр трубы Могглнальиый »руГЙЩИИ МС*мен1 INm) Число оборотов рабочая область) Требуемое копичестьо буровой ли&нкли (п/мин|
G'jndoa<J ЮХ КО/Т6О/2О0 ш 1 В5-150 119
GfundocM ЮХ 160/2СЮ/250/300 2500 100.150 127
Grundc8nM 12,1565 200/250/300/355 2500 35-150 128
GruModri 12 15GS 250/300/355/400 4000 70-135 128
GrundodMi 205 250/300/355/400/450 6300 55135 151
Grundodrill 20S 250/300/355/400 /450/500/600 10000 50-135 151
184
Перепад давлений
Под перепадом давления понимаются сравнительные показания манометра
для силы подачи и гяги. Разница в показаниях давления отражает рабочую мощ-
ность мотора или масляного насоса. Максимальная разница в 130 бар при втяги-
вании трубы возможна, хотя действительная мощность подачи составляет всего
70 бар. Эю значение соответствует действительной силе тяги в 65 кН при давле-
нии 200 бар. Если гидромоторы работают без нагрузки, то возникает незначитель-
ный перепад давлений между силой подачи и тяги, так как мотор не производит
почти никакой работы. Яри рабочем усилии в 60-30 бар в режиме проталкивания
и протяжки труб практически всегда формируется прочный канал бурения. Если
продвижение прекращается из-за появившихся камней или других препятствий
в грунте (чужие трубопроводы), то сила толкающего давления увеличивается, его
максимальные значения можно получить на шкале манометра для силы подачи и
тяти (максимальный перепад давления, так как масляный насос работает на пол-
ную мощность).
Вращение головки вызывает лишь незначительные перепады давления, так как
при вращении прорезается целиком все сечение туннеля.
Перепады давления, вызываемые сменой команд управления, не должны по-
вышать разницу давлений при вращении, более чем на 40 бар. Перепад давления
при вращении головки менее 40 бар является идеальной предпосылкой для про-
кладки туннеля нужного диаметра. Очень малый перепад давления или его полное
отсутствие однозначно указывает на опасность расширения туннеля. Если процесс
расширения продолжается более чем несколько метров, то этот отрезок туннеля
может обвалиться. Если отрезок туннеля, подверженного расширению или суже-
нию, составляет более одной/двух буровых штанг, то на лицо аварийная ситуация.
Корректировка параметров проходки в данном случае не даст существенных ре-
зультатов для удовлетворительной прокладки туннеля.
Тенденция к сужению туннеля в процессе расширения канала учитывается
конструкцией рабочих инструментов. Усилие, требующееся для обратного хода,
соотносится к буровому усилию как 2:1 и создает перегрузку для всех элементов,
втянутых в канал туннеля.
О таком соотношении усилий можно забыть, если пилотный канал будет рас-
ширен расширительной головкой, а сужение происходит оттого, что обратное дви-
жение инструмента идет быстрее, чем вывод породы. Только при учете различных
факторов можно достигнуть правильного формирования туннеля. Существует мно-
жество признаков правильной и неправильной проходки туннеля, которые позво-
ляют изменять параметры прокладки канала для получения хороших результатов.
Увеличение давления срезанного грунта в туннеле вызывает возникновение пузы-
рей. Обычно это происходит при сужении или расширении канала туннеля, а также
затяжных командах управления. Ошибки в системе управления возникают тогда,
когда в результате расширения канала буровая головка начинает двигаться вниз по
наклонной. Слишком малый поток выходящей из канала туннеля породы к старто-
вой или конечной яме является признаком обвала в туннеле в результате сужения
или расширения канала. Постоянный поток бентонита веред или назад дает макси-
мальную гарантию хорошего бурения.
Перепад давлений является самым точным и постоянным признаком хода про-
цессов под землей. Для ввода в грунт буровых штанг и протягивания произволе-
тронных труб в хорошо смазанным и сформированы* туннель требуется незначи-
тельное усилие. Хорошо месте до ванны* грунт в месте где будет прокладываться
динель, позвопяет выбрать нужные параметры ппохддки Но при зто.м необходим,1
следить за '’еоепадом давлений
С<*ю аж«='*«** “опраьлема «аерх
G6ear 1у->-е । и
его к»>~ср<а
_<он боймас-е сгобзло? чрсстранствс пр*4 р<х.—*»се-»»и
Лк. 5 J8
186
* |ГаАЭД5
*
Смешивание бентонита
Бентонитовая смесь циркулируе- с помощ0ю смешивающего насоса (насоса
Бергера) и подается в смесительный бак. Вс время всего процесса бурения суспен-
зия постоянно удержи ается этим механизмом в движении. Процесс смешивания
для 3-х мешков тиксотона длится, как правило, 15 минут.
Подача бентонита в буровую систему
Буровой раствор с помощью подающего насоса высокого давления поступа-
ет в буровую установку. Подача бентонита плавно регулируется потенциометром
на пульте управления. Перед подающим насосом подключается насос дтя вязких
веществ, который перекачивает вязкий бентонит из смесительного бака через спи-
ральную систему в подающий насос. Насос для тягучих °ещесг8 работает в автома-
тическом оежиме. Управлять е э работ ой не требуется.
Производительность часоса дтя вязких веществ больше мем у подающего,
избыточный буровой раствор поступает обратно в бак снизу через перепускной
фильтр.
Расчетные технические данные
Приведенные здесь расчетные данные являются средними и и.х можно исполь-
зовать при незначительных отклонений 8 свойствах грунтов. Данные получены на
основании уже проведенных бурений
табгчца 5 10
ТИП ГрМ-ГО Группа Вязкое». • гек? Размер сопла Давление ovpceuro раствора Скорое?! бурения' •рстчккя [м: :е«: Сечение лннеля
Лесок 5 100 2.3-30 40-60 30 40 до 160
Песок S 1000 2 3-3.0 40-60 50
Песок. грунт, «оды S 140+ 30 20-50 40 70 до 160
Песок 5 140- 30 20-50 70 да 225
И'там И 120 2.3-30 20-50 15 30 до ’«О
шлам и Г20 2,3-30 20-50 5
Г гино 1есо« SL ’,5-23 60-80 25 30
гл»»на. песок a 80 < 5-2.3 6O-3G 50
'мно ш.’ам UL 60 1.5 60-80 дс 160
Глина, jxx in 60 1.5 6080 225
Гимна т 30 10 80100 25 43 к 160
гпина I 30 Ю 30100 Ю до 225
187
Расход
*'р*дги/’
большой
Расход norzwecct i6ypoacz х^дкос*х
?е<омйнаа’^и^ по буг^е^ио {рис 5 59 5 60)
188
ОО
к хорость Ьурения
ч^омень чезчачительнор
Расх.од бентонитр
<>^очень большой
средняя
средний
Назначит
Износ буровых инструментов, _________
<ч^очень большой большой
Округлый
большая
а о.
5.6. Grundorok с системой Mud-Motor —
новая технология бурения
Прокладка трубопроводов бестраншейным способом — работа, требующая
специальных знаний и инструмента, гарантирующего успешные результаты.
Буровые инструменты Tracto-Technik являются уникальными по своему испол-
нению и использованию. Исполнение инструментов ориентировано на использо-
вание их с ударным молотом. На практике это означает:
• длительный срок эксплуатации оборудования;
• высокие скорости проходки;
• минимальный износ оборудования.
Недавно на российском рынке горизонтального направленного бурения была
представлена новинка от фирмы Tracto-Technik — Grundorok с системой Mud-Motor
(буровой скважинный мотор). До этого времени скальные буровые моторы при-
менялись, прежде всего, в нефтедобывающей индустрии. Скальный буровой мотор
Grundorok делает возможным применение технологии «LOW FLOW» даже в малых и
средних буровых системах с ограниченным объемом подачи.
Скальные буровые моторы приводятся в действие буровой жидкостью. Суспен-
зия прокачивается насосом сквозь внутреннее отверстие штанг, смазывая и охлаж-
дая буровую головку и выносит частицы разработанной породы на поверхность.
Особым преимуществом системы скального бурения Grundorok является то, что
продвижение в породном массиве достигается вращением роликового зубила, а не
буровых штанг, которые служат только для передачи тяговой толкающей силы и
подачи буровой жидкости. Штанги вращаются только для сохранения направления
и угла наклона, а также предотвращения оседания частиц разработанной породы.
Это означает, что штанги подвержены меньшим нагрузкам, чем при бурении в мяг-
кой формации, что уменьшает степень их износа. Сама буровая установка также
разгружена, так как основные усилия обеспечиваются насосом буровой жидкости.
Результатом применения системы скального бурения Grundorok является по-
вышенная производительность и точность при бурении в скалах и других плотных
грунтах, а также меньший износ буровой установки и штанг.
Новые скальные буровые системы Grundorok могут работать при зна-
чительно уменьшенном объеме подачи буровой жидкости — от 75-150 л
до 150-300 л в минуту, по сравнению с 350-450 л, необходимыми для работы
обычных установок.
Возможность применения систем скального бурения с малыми буровыми уста-
новками открывает перед пользователями широкую область применения и значи-
тельно повышает производительность.
190
М1ЮДГОРИЗОНГАЛЬгЮТОнАЛМеП|ННОГОЬУ?ТН^<?^Нб| I ГЛАВА 5
Техническая характеристика системы Grundorok 288 с Mud-Motor
серии Low Flow (для установок GrundodriH 1OS/1OX/12GS/13X/2OS):
Внешний диаметр, мм — 73
Масса, кг — 77
Резьба верхнего соединения (корпус зонда) — 23/8 REG
Резьба нижнего соединения (бокс) — 23/8 REG
Диаметр бурового отверстия, мм — 92-126
Вращающий момент верхнего соединения, Нм — 4100
Вращающий момент нижнего соединения, Н-м — 4100
Общая длина, мм — 3840
Диаметр без стабилизатора, мм — 73
Диаметр секции с подшипниками, мм — 73
Радиус набивки, мм — 36,5
Секция привода — 4/5R
Максимальное дифференциальное давление мотора, бар — 58
Объем потока, л/мин — 75-150
Количество оборотов, обор/мин — 80-240
Вращающий момент (полный ход), Нм — 407
Вращающий момент (холостой ход), Нм — 610
Производительность при максимальной скорости потока, кВ — 9,7
Максимальная нагрузка на долото (полный ход), кН — 440
Максимальная нагрузка на долото (холостой ход), кН — 1370
Максимальная нагрузка на долото — без жидкости, кН — 1510
Максимальная тяговая сила для перезапуска, кН — 1510
Максимальная тяговая сила для мотора, кН — 8320
Предположительный радиус изгиба для доступных гибких поворотов (таб. 5,11).
Таблица 5.11
Данные о гибких поворотах, градусы Без стабилизатора
Размер ог вере гий
3-5/а 4-1/4
1,50 102 172
1,75 83 124
2,00 70 97
191
Рис 5.61
График зависимости объема потока жидкости,
скорости вращения и мощности
Особенности системы скального бурения Grundorok:
• система скального бурения Grundorok обеспечивает возможность бурения
скважин диаметром до 200 мм в скальных породах даже малыми буровыми уста-
новками;
• благодаря запатентованной уплотненной секции подшипников при мини-
мальной потере давления максимальная производительность переносится на бу-
ровую головку;
• разработанная для горизонтального бурения секция привода обеспечивает
оптимальную производительность бурения при незначительном объеме потока бу-
ровой жидкости;
• закрепленный вал привода не имеет подвижных компонентов, подвержен-
ных большому износу;
• угол наклона корпуса (жестко установленный или регулируемый) гарантиру-
ет надежность функционирования и точность управления;
• увеличенный диаметр потока, а также конструкция уплотненной секции
подшипников делают возможным применение других буровых сред, как например,
азот, воздух или пена;
• благодаря уплотненной секции подшипников весь объем буровой жидкости
может использоваться для очисти бурового канала;
• благодаря уплотненной секции подшипников весь объем буровой жидкости
может использоваться для очистки бурового канала;
• запатентованная уплотненная секция подшипников работает с масляной
смазкой. Обычные буровые моторы оаботаюг без масляной смазки буровой жид-
костью, что увеличивает срок службы, обеспечивает высокий уровень надежности
и незначительные расходы при эксплуатации;
192
• интервал технического обслуживания составляет 300-400 ч, что вместо
обычных 80-100;
• усилие роликового зубила плоскими зубьями до 220 МПа при конусными зу-
бьями до 300 МПа или PCD's (поликристальные алмазы) для твердых пород.
Ниже приведены рекомендации при бурении в скальных грунтах (рис. 5.62,
5.63).
Степень выветриваемою/ порода
состояние изменение изменение (тар-^стосгь предел ВОДОПО- раствори- **ОСтТ-
выветренный очевидное яыйетоивачие очевидное о у acTg/OquixQ более 10% низкий более 31 легкая
разрушаемый со бременем изменения и вы- цвет минералаз изменения и вы- цвет минералов 1 / /
выветриваемой с па gee к части выцвет минерала («естоАки) проч над структура
не выветриваемая скаляр городе прочная структура без изг’/б'-еник минералы 0 ВЫСОКИЙ 0 небольшая
Рис. 5.62
Влияние на роботу скальных грунтов не подверженных выветриванию
Коэффициэнт сечения породы (поверхность разреза и рассланцевания
не большой
низкий
высокая
низкое
мелкие
hQC’O
Предел прочности пои сж эти/
Разрушаемость породы
Предел Пр^Ч^ОСТИ пр и растя пении
Чередование тср*ой nocoag [ми;
Содержание кварца (содержание твердых минералов)
Размер фракций твердых минералов
Посчнрсть вя х'Ацегр (связь основной массы
' -еэна-ительный
о больших тсешин
спайности -исталла)
•jOO* Связь
Плотность структуры породы
Компоненты Структуры
одинаковые по твердости
Сильная связь друг с другом
Матричная связь
соедняя
очень хорошая
Б%о*мос“ъ ттч* "соады
средняя
средний
=еод^хгь гсс-»ой города го
сравнение с металлом
’ Tons*
2. Гадит
3. Кальцит
Л. Флюорид
5. Апатит
6- Ортоклаз
7. Кваоа
В. Топаз
9. Корунд
10. Виамант
можно поцарапать
ногтем
можно поцарапать ножом
стеклом
оконным стеклом
металлическая пыль
при попытке царапать
минерал
режется оконным стеклом
5,5 сталь (St 37)
< 6.5 сильно обогащен-
ная сталь
~ 8,5 9,3 карбид
(z B.WIDIA) борид
9,5 - 9,8 PCD
поликристальные
алмазы
песок — скопление кварцевых гра-
нул. Они значительно тверже чем сталь!
5.7. Измерительное устройство
тяговой силы Grundolog
Все больше и больше труб прокладываются и заменяются бестраншейным
способом. При этом техника, используемая для выполнения этих работ, постоян-
но развивается и обеспечивает затягивание труб на все большую длину. Необхо-
димые для затягивания трубы тяговые силы производят установки горизонталь-
ного направленного бурения или установки замены трубопроводов. Однако во
время затягивания не должны быть превышены максимально допустимые силы
тяги, особенно это касается труб ПВХ для газа и воды. Действующие на трубу
силы тяги могут измеряться и протоколироваться. Измерение происходите по-
мощью прибора для измерения тяговой силы GrondoLog, который монтируется
внутри трубы. Это является преимуществом по сравнению с другими системами,
где измеряющее устройство монтируется между расширителем и распорным нип-
пелем как дополнительное звено.
Из-за этого невозможно движение трубы в обратном направлении, а ис-
пользование еще одного звена между расширителем и распорным ниппелем яв-
ляется ненужным и отрицательно сказывается на всем соединении. Надежное
и нечувствительное к температурным изменениям устройство Tracto-Technik
Grondolog имеет модульную структуру и состоит из распорного ниппеля (необ-
ходимого в любом случае), к которому крепятся вся система измерения тяговой
силы и измеряющий цилиндр, переводящий механическую тяговую силу в гид-
равлическое давление (гидравлическое давление измеряется специальным ус-
тройством с высокой чувствительностью). Запоминающее устройство сохраняет
все полученные данные.
Между сохраняющим устройством и измеряющим цилиндром находятся за-
щитные компоненты — клапан ограничения давления, клапан обратного хода
и специальный шланг. Запоминающее устройство сохраняет 32 000 данных
(до 400 бар) в течение 8 ч. Результаты измерения сохраняются в цифровом виде
и могут быть затем обработаны на компьютере и распечатаны с помощью ноут-
бука прямо на стройке. Специальная функция обеспечивает сохранение резуль-
татов только тогда, когда труба действительно находится под воздействием сил
тяги. Распечатанная диаграмма документально подтверждает заказчику, что тру-
ба проложена с соблюдением всех предписаний (рис. 5.64).
195
₽ж $.64
07 I2W
Диаграмме усилии и обработка данных на компьютере
-гтздр 'руба Устремлю записи даниьх
Прибор для измерения силы тяги Grondolog
Технические характеристики:
• Область температур — от -25°С до +50°С
• Батарея литиевая — размер АА 3,Ь В
• Работоспособность батареи — 10 млн. замеров при 1 измерении в сек
• Максимальное давление — 400 бар
• Клапан ограничения давления — 450 бар
196
5.8. Буровая штанга
Буровые штанги перенося! необходимый крутящий момент к буровой головке
и имеют внутри отверстие для подачи буровой жидкое ги.
Буровая головка служит для разрушения породы, а также для создания необ-
ходимого направления. На буровой головке находятся одна или несколько дюз,
сквозь которые выходит буровая жидкость, как для размывания земли, так и для
выноса частиц на поверхность. Идеальной штангой была бы единая штанга без со-
единений и без изменении в диаметре как внутри, тан и снаружи, Для управляемого
бурения по технологическим причинам применяются штанги с резьбовым соедине-
нием, которые образуют всю протяженность бурения.
Выбор подходящих штанг и их правильное применение оказывает большое
влияние на рентабельность и на качество бурения. Требуемое качество к матери-
алу используемых при управляемом бурении штанг лежит выше качества обычной
стали, т.к. они подвергаются большим механическим нагрузкам.
Схематично всю протяженность штанг можно представить в соотношении с ее
диаметром, как очень длинную полую волну. Она должна быть в состоянии пере-
носить, в зависимости от типа установки нагрузку до 100 кВ. Вся протяженность
труб подвергается не только большому давлению буровой жидкости изнутри, но
и одновременно передает вращающим момент, тяговую-толкающую силу, а также
получает нагрузку при изгибах.
Чем длиннее буровое отверстие, тем меньше становится радиус изгиба, чем
больше диаметр, гем больше нагрузка на штангу. Т.о. штанга должна быть выбрана
так, чтобы она гарантированно выдерживала все нагрузки. Если это не соблюдено,
то штанга может сломаться.
Возникают статические, распирающие и изменяющиеся нагрузки Параметры
штанг должны быть измерены по всем параметоам. Для измерения недостаточно
рассчитывать только параметры статичных свойств материала, из которого сделаны
штанги, но и нужно учитывать срок службы, т.е. усталость металла
Если принимать во внимание основные нагрузки, то получается следующая
картина
• Давление воздействует, в основном, при осуществлении пилотного бурения.
• Тяговая сила действует при вытягивании штанг (т.е. при расширении и при
затягивании трубы)
• Изгиб возникает из-за непрямолинейности трассы. Поскольку штанги во
время бурения вращаются, возникает дополнительная нагрузка на месте изгиба.
Она меняется между позитивными и негативными максимальными показателями.
Наименьший радиус изгиба буровой штанги зависит от ее диаметра, толщины
стенки и эластичности использованного материала. С увеличивающимся диамет
ром штанги увеличивается возможный радиус изгиба штанги. У маленьких машин
изгиб штанги может быть 25,4 мм, у оольших — до 168,3 мм.
На обоих концах штанги находятся узлы для (рас-)соединеиия штанг в единым
отрезок. Именно к соединениям предъявляются наиболее высокие требования
Они должны переносить вращающий момент без потерь При вытягивании штанг
197
или при изгибах не должно возникать неплотностей, а при закручивании не должна
превышаться граница допустимого напряжения. Частое раскручивание/закручива-
ние предполагает особую устойчивость к износу.
Именно поэтому штанги изготавливаются из различных марок стали путем
сварки трением под высоким давлением в месте соединения основного корпуса
штанги с самим соединением. Будущая соединительная часть при сильном враще-
нии под большим давлением соединяется с корпусом штанги, при этом возникает
такая высокая температуры, что материалы обеих частей проникают друг в друга,
образуя единое целое. Возникший изнутри и снаружи шов удаляется, и место свар-
ки обрабатывается, так чтобы образовалась гладкая поверхность.
Внешний диаметр резьбового соединения всегда больше, чем у основного кор-
пуса штанги, поэтому эти места подвергаются особенной нагрузке трения. Чтобы
предотвратить быстрый износ, предпринимаются меры по защите, например: пок-
рытие слоем твердосплавного металла.
Инспекция буровых штанг
Как уже упоминалось ранее, штанги подвергаются большим механическим на-
грузкам. Причины этого следующие:
• При горизонтальном бурении по «извилистой» траектории вся протяжен-
ность штанг трется о стенки бурового отверстия.
• Буровая жидкость по сравнению с вертикальным бурением гораздо сильнее
задействована частицами земли.
• Расширение бурового отверстия требует большого вращающего момента и
тяговых усилий.
Такое положение вещей требует регулярной инспекции. Кроме того, регуляр-
ный контроль целесообразен, чтобы предотвратить поломки штанг и потери доро-
гого оборудования.
Критериями инспекции являются толщина стенок, время работы, деформации
и визуальные повреждения» а также состояние резьбовых соединений. Свойства
поверхности имеют критерии, по которым штанги могут быть классифицированы.
Инспекция может происходить путем безвредного ультрафиолетового или рентге-
новского контроля. Визуальный контроль, который сам по себе является недоста-
точным, должен дополнять инспекцию каждой штанги.
Различают основную и промежуточную инспекцию штанг.
Основная инспекция проводится 1 раз 8 год, причем штанги проверяются на
следующие повреждения:
• Трещины по длине» поперечные трещины и трещины в глубине металла,
уменьшение толщины стенок и внешнего диаметра.
• Обследование на предмет трещин в области резьбового соединения.
Промежуточные инспекции проходят на стройплощадке. Четкого интервала в
этом случае не предписано, однако целесообразно осматривать штанги до и после
каждого применения. Заметные повреждения должны быть маркированы, и такая
штанга отложена в сторону.
Для соединения штанг различных диаметров, а также для использования штанг
с наношенной резьбой существуют специальные соединительные отрезки.
198
МПОД ГОРИ Ю|(WfeHQfO г | тЛАВА 5
Рекомендации по тестированию штанг
Расчет угла уклона и высоты уклона каждой штанги вычисляется по формулам:
Угол уклона сх (°) по полезной длине штанг;
а _ !L1^. , (5.11
яг
где lb — полезная длина штанги,
г — радиус изгиба.
Угол э процентах Д (%) по полезной длине:
Например:
lb - 3 м
т « 50 м
I8O)/(3J4 -50)« 3,44°
Д « (3,44 3,14 100)/ ISO - 6.001 %
Таблица 5.12 Уклон по радиусу штанг
Тип буровой штанги Полезная длина м Радиус (м) Уклон HQ полезную длину в процентах Уклон на полезную длину в градусах
Тг 34 Pit 0,5 26,5 L9 1,08
Тг34 Ж 1,25 38 3.3 1,88
Td34 Drill 3 33 9,1 5.21
Td 48 3 33 9,1 ' 5,21
Rd 49 3 42 7,2 4,09
Td61 3 42 7,2 4,09
Td 61 г падкая 3 60 5 2,86
Id 73 Test 60,3 3 J 50 6 3.42
Td 73 3 55 5,4 3,12
Td 82 3 75 4 2.29
199
Рис. 5.66
Схемати <•=•*•* •- > брожение радиуса из! иба пример R -50 v
Примечание (определение глубины без отклонения влево/вправо)
Чтобы правильно определить угол наклона, необходимо измерить высоту укло-
на на м штанги. Таким образом получается значение угла наклона и угла штанги
процентах на 3 м длины штанги. Полученный уклон (разница по высоте) увели-
гГГСЯ П° ТРеУГ0ЛЬНИКу уклона на 3 м« flo 6 м. Так рассчитывается теоретическая
У ИНЗ ИЛИ Разница по высоте, если буровая штанга забуривается с одинаковым
уклоном, и не происходит отклонения влево/вправо.
200
Таблица 5 13 Максимальное отклонение для штанги Тг 34 Pit
с радиусом изгиба 26,5 м и длиной штанги 0,5 м
1 Длина нити бурения (м| мал с имолъние ОТКЛОН^ние (<м) У план я градусах Уклон • процгНТО-
21 1Q34 5,4 101.4
г 20 4 1,2 94.0
19 41 1
18 38 9
17 ' 1 36,8 74.7
16 1' 69,0
15 465 63.5
14 400 30,3
13 341 28.
25,9 48 ‘
11 239 44 1
196 21.6 39.6
9 158 195 35. 3
124 31 1
м 15 1 27.0
6 69 130 23,0
5 W 10.8 19 1
30 8 6 15,2
3 6.5 1 1 4
9 t 4 3 7.6
2 2,2
Рис. 5 67
201
Тоблицо 5 14 Максимальное отклонение для штанги Тг 34 Hit
с оадиусом итгиба ЗЬ м и длиной uitohi и 1,2 1 м
Qrwm нити бурение модсималшноф «К М<*еие 6М) > <лон * роду» ах Уиюм * процеюах
633
30 2 ‘8.1
19 20.6
513
17
24 J 44,8
2. А 41 7
'9.6 35,6
12
I I '63 ’6 6 298
24 1
a 21,4
7 10,6 18.6
4Я 9.0 15.9
5 7 5 13,2
л '0,6
4, 5 7,9
2 5,3
1 2.6
Дгина нити бурения |w|
Схнмат^скоб изображение ьрив^й иэгмба при Р-38 м
202
Тоблиш 5.15 Моксимольное отклонение для штонги Тг 34 Drt и Td 48
с радиусом изгиба 33 м и длиной штонги 3 м
Ди на uni и бурения (м) мог г имальной отклонение Icj* 1 Услон । градуса/ У'лон « процента/
21 754 36 5 73,9
20 6'75 34.7 69 1
19 602 64.9
18 534 АЛ 7
4 72 29,5
4 14 2/8
361 26 0 40 ?
14 3 . 24,3 45 2
267 226
226 2Q£
189 346
10 155 17 4
15.6
90 24.7
75 122
6 10 4 18 4
5 39
4 24 6.9 J2 ?
1 14
2 6 3.5 6.1
2
Рис 5 69
203
* Лммг» 1 И а*«гг“«ии» «л< ******* <v «*
fWW Л » 9 ^4«vw < рпж‘т^~~ *ж»4* * .1. 1»и—— 1 чм*м Г** 1 ? и • У'П" *’** 1 ’ *" V 1»»мйФ W J » J Vb «И « WpOAV *M •" 4* V
\ ч*4 L- - . *± _M <
X* r * _ 2JL_
> » н 4М ' 4^ »
__ .. й X?? :i» 4
* < 1F ' . , :** J ’ 4J»
Г •>” -° a К I
н ] *> r
! 11 _- .. j 2>*а 41 U fr
?.’,0
! U 1 ! » 4 — -
п 4» |
' ' —-*-— JA ?4 a
_ ... . . .... .. : * 42 П Й
*— *
; 2 i 1 »s
*' 14 4
j 5 1
4 г _ . . .^ . J W
J - - - - - 4 ) . .
* 4 8
’ ! .-. -.. - ' . L - M 34
>-с. 5 70
мпег* Ау1«ъчга рм «
®Ов г* >©?я <i > <w*
*Г** з* им »•* a f и • *4? v
—
| ГЛ АВА $
и нибо 60 М И ДЛИНОЙ ипомги з М
Д*мж> ними fiyjjMt**» н МСЙ • а«м>ЙЧ«<‘<* » *.«♦ k Mf k грздг <>w 7гж>« ♦ »»pC«^t«TO<
71 iftt U.S
70 Mi It 1 r 34.4
IV ю* f! . 37 3
19 2/* 17.2 30 9
74/ U2 29 I
U 217 ?7,3 '
15 * • 4 3 25.5
7? 8
143 ; 4 22,0
12 121 203
10? ’8,5
10 84 ЧВ
9 63 В 4
8 i
41 11 7
6 5 ’ ’0.0
. 4 8 а л
4
8 ?5 5 0
1 f 3.3
_ 1 L7
Рис 5.71
с^тимиж» нкЧчх^ение *.рн^ -х^бо «-60 v
205
с радиусом изгиба_50 ми длиной штанги 3 м
Д)ы>к1 нити бчренмя М мсч<и«<>а.п»кт'£>е отклонение л м| Vxjjqm V IpOdVCOX >к чти в процентах
462 24 1 44,/
417 22,9 _ 42,3
19 3’5 218 39 9
18 20,6 3/,6
298 19.5 35,4
263 18 3
30,9
14 200 16.0 28 8
14,9 26,6
146 13,8 24,5
U 12.6 22,4
10 101 20,3
9 18,2
8 16,1
14,1
12,1
5 10,0
4 16 4.6 8,0
9 3,4 6,0
4 4,0
1,1 2,0
Схематическое изображение срияоб и киба при Р -50 м
.WA 5
Таблица 5.19 Максимальное отклонение для штанги Td 73
с радиусом и агиба 55 м и длиной штанги 3 м
Длина лиги бурения |м) максимальное отклонение км) Уклон t градусах Уклон в процентах
21 417 21,9 40,2
20 377 20,8 38,1
19 339 19,8 36,0
18 303 18,8 33,9
17 269 17,7 31.9
16 238 16,7 29.9
15 208 15,6 28 0
14 181 14,6 26.0
13 156 13.5 24,1
12 133 12,5 22,2
11 111 20.3
10 92 10.4
9 74 9,4 165
8 58 8.3 14,6
7 45 7,3 12,8
6 33 6.3 11,0
5 23 5,2 9.1
4 15 4 2
3 8 5,5
2 4 2,1 3,6
1 1 1,0 1,8
Рис. 5.73
Схематическое изображение кривой изгиба при Р'55 м
207
< ’5 М и ДЛИНОЙ Ui’UMW J м
fWMMWMW *> Н
ч. .
юг
—-Jj
15 Г~- — »-—>
• 7
<4 N Я
1 н
«J К),Z
г<4
8,0
!• 67
S 3
__ й 4.0
5,9. Регенерирующая установка
буровой жидкости
Кругооборот буровой жидкости -хо^иио м*«ч пяла <х>6р4 iW) &
Н0КР41И0» Тфим<-не..иг Мио/орв-,<>»« применение буровой хидкости ианратио
К тнлчитвлрному < «вращению р^ходо» ил -г кокпоменщ Основный ff ,
1ДЛНИ« кругооборота являет, я наличие лерераба-мваи п₽й fi иновии Она очИцщ.
tr буровую ЖИДКОСТЬ ОТ ’Шг !ИЦ /ГИЛИ
При работе управляющих буровых уп«но»«« примпиякяся атретаты подго-
ивливающи* буровую жидкое тя К «тори иг яу использованию. т.« очищая- ин-
ее от инородных частиц. 1ами* агрегаты редко принрияются с «менмими буро-
выми установками, что связано с незнамигеявным расход.,- ». и жидкости
Подготавливающие установки целесообразны для буровы» устном» с тяговой
СИЛОЙ б0ЛВ1! 400 кН,
Очищающие установки представляют собой к -мбинацию и) нескольких разде
лиселей. Как правило, это сито (в качество предварительной очистки) и гидроцик-
лом (как окончательное отделение леска и зма), Час’и *ии глины не могут быть
отделены, т.н, на этом уровне т юисходит отдрл^нир бентонита ох водь
Регенерирующая установка не только отделяет твердые частицы от буровой
жидкости, но и улучшай г буроной процесс
* повышается скорость бурения путем уменьшения плотности буровой
жидкости;
• повышается г габильность слоев глину блп .даря уменьшенному давлению ин
фильтрации жидкости, вследствие чего повышается скорость Оуреиия а глине;
• уменьшаются потери буровой жидкости и < а снижения давления
Контроль содержания твердых частиц
Контроль содержания твердых частиц происходит на основе установок по пе-
реработке буровой жидкости. При лом принципиально различаются два способа:
Просеивание
При просеивании основное значение имеет размер частичек, Буровая жид
кость проходит с квоте т ито, и большие частицы задерживаются.
Оседание
При оседании большую роль итрает масса частиц, Под оседанием понимается
процесс отделении час тиц от буровой жидкости на основе их массы и веса Эгеи
процесс отделения искусе тврнио ус и лишимся путем применения центрифуги и гид*
роциклона Однако он может нспрои твольно происходить в буровом отворпии.
(корость оседания частицы записи! от следующих факторов;
• дилм«‘1р,1 час тицы и ра птицы плотности по отношению к окружающей среде;
• плотное in жидкости (низкая плотность способствует процессу оседания).
5.10. Буровая пика
Буровые пики, применяемые при пилотном бурении имеют цилиндрическую
форму оьаают соорудованы пластинами из твердо»плавно!о металла и работают
по принципу механического воздействия.
Буровые пики различаются по длине и диаметру количе< тву и типу дюз, а так-
же управляющей поверхности.
Длина и диаметр
Диаметр буревой головки зависит в первую очередь от диаметра применяемых
штанг и колеблется от 40 мм (для маленьких установок) до 160 мм (для больших).
Ксличество и тип дюз
У буровой пики не бывает более трех дюз. Дюзы различаются своим
диаметром и расположением. Диаметр О1хода дюзы обычно бывает от 1 мм
10 мм. Диаметр отверстия дюзы всегда зависит от диаметра пилотного буре-
ния и мощности насоса. Следующим важным ра зличием является го. что дюзы
mi тут быть либо встроенными либо заменяемыми Часто они бывают глубоко
по жены буревую головку чтобы предотвратить механическое загрязне
ние. Они могут быть твердосплавными, керамическими или сапфировыми.
Факторы, влияющие на изменение направления буровой головки
• Несимметричное расположение дюз
• Диагональное расположение дюз по отношению к буровой головке. Дюзы
располагаются под углом от Г до 20° к оси буровой пики.
• Бурова* пика имеет на свеем конце скос.
• Корпус буровом пики имеет изгиб, который может быть от 0,5° до 3 °. Сущест-
уют буровые пики, в чоторьих этот угол может переустанавливаться в зависимости
от бурения. Однак'1 это не ступенчатая переустановка. Промежуточные шаги ко-
леблются между 0,1е и 0,5°
Вышепри-еденные Факторы могут оказывать влияние и в комплексе
210
М< И >ДН (гнн
Особые формы буро* ой пики
Р<1( ( мшрим три конструкции буровых пик.
1. В сыпучих песках и торфяных почвах создается очень большая нагрузка на
буровые штанги Поэтому для этого типа почв была оа^аботана буровая пика с
улучшенной управляющей поверхностью Чтобы выполнять необходимым изгиб,
необходима сила противодействия, расположенная диагонально к оси буровой
пики, Без этого подобный изгиб р мягких почвах недостижим.
На скошенно.т буровой головке может быть установлена диагонально вы-
ступающая по сторонам пластина, чтобы увеличить управляющую площадь и до-
стичь большей силы противодействия. Эта конструкция предусматривает рабо-
ту в однородной формации, т.к. при возникновении более твердых включении
произойдет поломка.
2. Чтобы преодолеть препятствия бурения, на конец буровой пики может быть
смонтирован специальный режущий венец. Этот венец состоит из твердосплавных
пластин. Если встречается препятствие, то осторожное продвижение с одновре-
менной ротацией позволяет его преодолеть.
3. Следующим вариантом является применение буровой головки с приводом
водяного дан тения. Буровая пика усиливается за счет гидравлической ударной
силы. Сквозь нее проходит буровая жидкость. Если буроьая пика попадает на 6о
лее твердую формацию и применяемого давления жидкости не хватает, то давле-
ние можно повысить. Начиная с давления 100 бар, открывается дп-олнительный
вентиль, и ударная колба активируется. Зубило бурс ой пики приходит в движение
под во тдейсгнием ударной колбы, подобно земляной ракете, и начинает разрушать
твердое препятствие Твердосплавные встанки защищают управляющую головку от
повышенного низдеиствия. Согласно данным изготовителя, таким 'бразом можно
работать в почвах 5-го и 6 то класса. Определение местопол >жения возможно бла-
годаря защищенному зонду
211
Форма буроой головки з. твлсит or кон< > -<j> j
Буровая головка для работ
в илистых почвах болотах
5.75
212
ws
W₽
К.эмсисге«^*5*
30- 1 / -
IО 075 0.50
Wt
’И
поедел *екучесп* «vL
преде." резбухо-
। имя 7/р
предел усадки vVs
содес*а^ие воды начала перехода
из жидкого в пластичное состояние
ссдед*оние веды начало переходо из
пластичного а полутвердое состояние
4 *,
содержание воды начала перехода
из пол/твердого в твердо е состояние
о
варианты ооычного расширителя-^ Е|уСиИеГ1^иРитель
‘ для пластичных грунтов)
Форма расширителей в зависимости от консистенции грунта
Прейтипо >';гк/я*эоелмию бурового инструмента
о
о
о
Дюзы
Прим- илемые дюзы технически корректно называются выпрыскивающими дю*
ими Их назначение — гидравлически размывать земляные формации, они помо-
гают при механическом воздействии на землю, а также при выносе частиц земли.
Поскольку параметры дюз должны соответствовать условиям бурения (коли-
чество, диаметр, открытая поверхность дюзы), то в течение одного бурения должны
применяться принципиально разные дюзы, которые имеют одинаковые резьбовые
соединения. Обычно применяются дюзы полой окружности, дюзы распыления и
дюзы точечного вспрыска. Но на практике результат применения разных типов дюз
не очень различается, т.н. зависит от вязкости бентонита и давления.
Внешние воздействия, а также влияние твердых частиц, содержащихся в буровой
жидкости, обуславливают определенный износ дюз. Внутренние воздействия выража-
ются изменением геометрии выхода дюзы. От этого снижается скорость выхода жид-
кости. А это влияет на качество вспрыска и воздействия. Износ зависит от материала
дюз и качества буровой жидкости. Ло сравнению с закаленной сталью дюзы из кера-
мики служат примерно в 11 раз дольше, а из карбидовых соединений — в 17 раз.
Техническое обслуживание дюз
Дюзы, особенно если они заменяемые, до и после каждого применения долж-
ны, по крайней мере, визуально проверяться на следующие проявления износа:
* износ открытой поверхности дюзы;
• коррозия;
* забитость;
• отложения;
• неправильный монтаж'
• повреждения.
5.11. Подготовительные работы
Геологические карты
Геологические карты служат для обобщения основных данных по почве, в ко-
торой будет происходить бурение. Они дают общую картину ожидаемой геологии
(в пределах карты). Т.о. подобные карты дают картину обширных геологических
взаимодействий, в то время как зондирования и бурения дают точечные данные.
Локальные исследования
Результаты локальных исследований можно получить при первом осмотре мес-
та бурения. Например, растения помогают сделать заключение о характере почвы
Следующим источником информации является опрос местных жителей.
Шурфы
Шурфы представляют собой простои и надежный способ получить данные о
предстоящей геологии на поверхностном уровне. Шурфы и шлицы хорошо подхо-
дят для исследования трассы. Данные по плотности слоев, находящихся под уров-
ТЕХНОЛОГИЙ ПКЖИ1 И П«»Лк-
214
нем шурфов можно узнать зондированием. При горизонтальном бурении старто-
вый и конечный котлован могут быть устроены как шурфовые котлованы.
Шлицевые зондирования
Шлицевые зондирования служат для получения данных в выбранных пунктах,
близко к запланированной трассе. При этом специально сформированный сталь-
ной стержень со шлицами вводится ударной энергией на несколько метров и, с
нижнего предела, вращением, забирается проба. Этот способ является ценным и
быстрым, и служит для получения дополняющей информации к уже полученной
другими способами информации.
Зондирование
Зондирования дают дополнительную информацию о грунте. Зонд вводится в
геологическую формацию с заранее известной одинаковой энергией специаль-
ного прибора. С помощью таких забивочных зондов по количеству ударов можно
составить протокол или диаграмму зондирования. На основе этих диаграмм мож-
но сделать выводы о расположении слоев. По количеству ударов можно также
определить плотность залегания формации. Зондирования применяются в до-
полнение к бурениям, т.к. данных, полученных только по результатам зондиро-
вания, недостаточно.
Напорные зонды передают постоянную информацию о трении корпуса и со-
противлении. Они содержат основные показатели упорности грунта.
Исследующие бурения
Бурения служат для определения последовательности расположения слоев с
одновременным забором пробы, как единичной, так и в виде постоянного стержня.
Способ бурения может быть ударным или вращательным. Стержневые бурения в
прочных или вяжущих почвах, а также в скальных грунтах проводятся вращением
и с применением буровой жидкости. Выбор способа бурения зависит от объема
почвы, необходимого для последующего исследования в лаборатории. По таким
пробам можно определить также все основные размеры составляющих почвы. Кро-
ме этого, исследуется следующее:
• распределение частиц разной величины;
• содержание воды;
• способность впитывать воду;
• плотность;
• толщина залегания;
• упругость.
Исследования проводятся на местности, доступной для проезда машины. Они
дают исчерпывающую информацию, однако, только для данного места, т.е. это не
покрывающее исследование. Целесообразным является проводить исследова-
тельские бурения через 50-200 м. Отступ от будущей трассы не должен превышать
5-10 м. При атом бурения и зондирования должны проводиться попеременно с обе-
их сторон от трассы. При пересечении трассы водными преградами необходимо
провести исследование непосредственно у кромки воды. При сложной геологии ре-
комендуется проводить исследование непосредственно над трассой. Возможный вы-
ход буровой жидкости можно предотвратить тщательным заполнением отверстия.
ме'одгоРиЮнтА'1ъно"ОНАГ|РАвггнногоь»РЕН^(гчы ГЛАВА 5
Геофизический способ
Геофизика занимается физическими свойствами земли. В соответствии с
этим она дает сведения для строительства, планирования и правильного исполь-
зования инструментов. Геофизическими способами можно в течение короткого
времени получить данные о постоянном профиле. Качество, т.е. точность изме-
рения, по которому один объект или структура может быть отличена от другой,
зависит от следующего:
♦ величина измерения;
• удаление между сенсором и объектом измерения;
• среда между сенсором и объектом измерения;
• опыт и квалификация рабочего персонала.
Перед началом каждого измерения нужно учесть следующие пункты:
• цель исследования должна быть точно определена;
• возможные ограничения, связанные со спецификой способа, должны быть
проверены;
• просмотр наличествующей документации;
• определение применяемых приборов, или комбинаций приборов.
Геофизический способ применяется для следующего:
• исследование, детекция, локализация зеркала грунтовых вод и геологичес-
кого залегания слоев, кабелей и трубопроводов всех типов, фундаментов, остатков
фундаментов, посторонних тел и других помех;
• исследование структуры почвы (морфология), проверка и дополнение уже
известных данных, подготовка к подземным строительствам, исследование трасс;
• определение свойств материала уже существующих построек под землей.
Далее описываются следующие геофизические способы исследования земли:
• георадар;
• геоэлектрика;
• сейсмика;
• измерения бурового отверстия.
Кроме этого существуют также магнетика или электромагнетика. Она здесь не
рассматривается, т.к. используются перед локализацией металлических предме-
тов. Поэтому ее рассматривают как вспомогательный способ.
На сегодняшний день существуют новые технологии в области геофизики, осо-
бенно это заметно в отношении электронных возможностей. Осуществляется также
переход от линейного (два измерения) на объемный (три измерения) тип исследо-
ваний.
Георадар
Способ электромагнитного исследования служит для получения данных с по-
верхности. Этим способом определяется местоположение объектов (структур), их
глубины, размеры, типы (металлические/неметаллические) на глубине в несколько
метров (в зависимости от типа почвы).
Физический принцип измерения базируется на передаче коротких электромаг-
нитных импульсов под землю (МГц-область) через антенну, находящуюся на по-
верхности. Эти посланные электромагнитные волны отражаются и преломяются на
границе различных материалов или слоев (формаций). В зависимости от частоты
передатчика из-за посторонних тел может происходить изгиб сигнала.
принимающем антенне замеряются амплитуды и время пр нт мала
(рефаечскя. из ио и т п 3 от посылающей .знтенны к принммающе ю. При
эт&м можно применять одну »»пн несколько антенн одновреме «о I ам\ < пучаяч
речь идет об антенной конфигурации
Глубина проникновения сигнала всегда зависит от соетлва даннч .с грунта.
Рчс 5 76
Структурные ограничения зпектромэгнитного способа обусловлены пали
чием слоев оольшен электрической проводимости например при переходе
от песчаных * глинистым формациям который приводит к сильному загдуше-
нню сигнала.
Другие ограничения происходят от скопления посторонних теп или сыпь
но разнородных залеганнн. Внешние ограничения электромагнитного спо
соба зависят от сильных электромагнитных волн той же частоты (погодный
радар, радиоретрансляторы и т.п.) или подобных наземных рефлекторов (ли
нии электропередач, транспорт, мосты и крыши),
Технические ограничения могут быть результатом труднодоступной млн
застроенной поверхности. Измерение электромагнитным способом может
производится с машины лодки, вертолета или самолета. Стандартное из
мерение проходит через постоянные замеры антеннами, двигающимися по
поверхности. Длина одного измерения в принципе зависит только от коли
чист вл данных.
Оценка полученных данных может проходить как на месте так и позже,
в бюро. На месте интерпретация полученных необработанных данных может
происходить на экране или мак диаграмма. При простой постановке пробке
мы (т е только определение подземных структур и объектов) этого может
216
I '
6nih достаточно, При комплексной постановке вопроса необходима подроб-
мая обработка полученных данных
Геоэлектрика
Физический принцип геоэлектрикн базируется на применении как минимум
двух юндоа и двух злентродов. Остроконечные пары зондов и ^ектродов встав
ляюгс ч или эйкапылаютсл у землю в точно установленном порядке. Часто при
меняемый порядок — электроды и измеряющие зонды устанавливаются в землю
по одной прямой линии, При iron электроды посылают сигналы наружу
ды — внутрь. Посредством электродов под землю посылаются сигналы которые
измеряются обоими зондами, регистрирующими напряжение Из пекгрнческочт
потока и напряжения по закону Ома можно вычислить сопротивление Для иого
расстояние между электродами и зондами должно быть точно известно
Для геол 1ектрнчсч кого исследования на определенном пункте расстояние между
элекцэодами расширяете и соответственно, увеличивается глубина нс < тедоваиня
В основном для геозлекгрических исследований закономерно. ч уменьшены
ем глубины замера увеличивается плотность сети пунктов в которых процеди
лнсь замеры. Приблизительно можно исходить из того что глубина измерений
составляет примерно 1/3 расстояния не жду электродами
Геолпектрические методы также имеют определенные ограничения, кяиющи
еся измерении или интерпретации данных, [спи под слоем с большим зпемрн
четким iопротивлением находится спой с низким сопротивлением та есо можно
определить если только он как минимум в два раза больше предыдущего слоя
На качество измерения могут также влиять Эффекты пояяринцнн зондов. Кроме
того ограничением являются укрепленные поверхности, когда для расположения
зондов и тпектродов необходимо бурить отверстие Аналогично влияет замерз
шля почва.
Для проведения измерения в none t ущегтяукч разные номцевцыи нриооров
и конфигурации их размещения. Чтобы снизить аффект во’можнон поляритации
измеряющих тондос полярность электродов в почве циклично меняется Часто
применяется постоянный ток. Каждое поле измерлется и в конце рассчитывается
среднее значение каждого измерения.
Сейсмический способ исследования
Сейсмика как способ исследования грунтовых характеристик основыааетхч
на измерении сейсмической скоро? ти Ратдемют акустику сонар и \пмра лучн
Носителями информации при сейсмичном способе являются тластичмые волны
и поля волн которые отображаются н> схемах грунта
217
TW 5 77
При сект миче ких измерениях различают три типа волн:
• объемные войны,
• поверхностны* волны;
♦ волны, ограни о;пные границами (лоя.
(коросты волн ь различных материях (формациях) является решающим пара-
метром при рас прог гранении ноли Определение скорости происходи! с помощью
таких величин как плотность, пористость и эластичный модуль грунта, Груш влияет
на распространение анемических (пластичных) волн ( учетом выше упомянутых
параметров сере» рефлекс ию, преломление, уклонение и г.д,
Сейсмические волны порождаются искусственно, но можно сделать ударами
молота, вибраторами, взрывами и иг точнииами во «душных волн. Рисунок сейсми-
ческих волн происходит обычно черет геофон (сенсоры для регистрации эластич-
ных волн), Распространяющиеся из сейсмического источника волны регистриру
клея на поверхности Зго становится возможным после того, как волны прибывают
обратно на поверхность после рефлексии (отражение волн) или рефракции (волна
движем я параллельно границе поверхности). Поэтому различают рефлекцион
ную и рефракционную сейсмику Волны, которые идут подобно волнам воды по
поверхности земли, называются поверхисх гными волнами. Они имеют ограничен
ное проникновение в глубь и зависят от структуры приграничного к поверхности
грунта Полученные данные зависят' от частоты сигнала в грунте. В целом плот
кость полученных данных увеличиваете я с увеличением частоты, однако, глубина
уменьшаете я.
218
ГЛАВА 5
Измерение бурового отверстия
С помощью ИГ< лрдониния бурового отверстия можно определить характериг-
ТИКИ формации ннелосредо геенной блиюсти ОТ бурового отвррстия
В осиоииом применяются четыре группы способов, причем некоторые способы
могут передаешься. Некоторые способы могут относиться к нескольким группам
Одновременно
Первая группа способов измерения базируется на измерении электрического
сопротивления геологии. При этом часто применяют также и физические способы
и змерения.
Во шорой группе параметры измерения сообщаются непосредственно. Например"
калибр бурового отверсгия, температура, содержание соли в буровой жидкости.
В третьей группе данные по плотности и пористости собирают с помощью рен-
тгеновсиих лучей.
Четвертая грул па базируется на принципах измерения, использующих буровые
отверстия, например, ультразвук или сейсмические волны
Точность измерении зависит от физических параметров буровой жидкости
(плотность, присадки и т.п.) и качества бурения
Характеристики почв
Зернистость почвы
По зернистости различаются типы почв, для которых размер частиц имеет зна-
чение. Т.н. зернистость дает сведения о составе формации, то это дает возмож-
ной ь получить информацию о способности почвы к уплотнению. Кроме этого, зер-
нистосгь позволяет судить об устойчивости почвы.
Плотность залегания
Данные о плотности залегания служат для определения способности почвы уп-
лотнятся и об ее устойчивости,
Пропускная способность почвы
Значение пропускной способности почвы показывает время, за которое вода
может пройти сквозь определенный отрезок почвы. Пропускная способность поч-
вы зависит от ее структуры, зернистости и распределения частиц. Для технологии
управляемого бурения Пропускная способность почвы интересна в связи с буро-
вой жидкостью. Например, при возникновении следующих вопросов;
• Сколько воды (не считая буровой жидкости) может проникнуть в буровой
канал?
• Как быстро пройдет процесс фильтрации при образовании фильтрата?
Упорные качества почвы
Критерием при выборе инструментов для разработки почвы являются ее упор
ные качества.
Содержание кварца
Содержание кварца п формации может рассматриваться как пропорциональ-
ное к ее упорным качествам. ( увеличением содержания кварца увеличивается
твердоеть формации. Это также является критерием при выборе инструментов для
ра тработки почвы, 219
220
Защита от коррозии
Прокладка стальных труб с помощью метода управляемо/о тор онтального
бурения требует защиты от коррозии. Антикоррозийная защита может Ьызь как ак-
тивной. так и пассивной. Пассивная защита (в качестве оболочки трупы) обычно
устанавливается на заводе-производителе. Активная защит (часто а дополнение
к пассивной^ состоит в применении современных электро химических способов,
например таковой является катодная защита.
Под пассивной защитой можно понимать ооолочку защитный слои или
покрытие.
Оболочка — наносится на заводе и является электрически изолирующим
слоем на металлических поверхностях для защиты от внешней коррозии.
Защитный слой — служит для механической защиты оболочки.
Покрытие — производится на заводе и предназначено для защиты от внут-
ренней коррозии.
Полиэтиленовые оболочки нащли наиболее широкое применение. Это связано,
прежде всего, со следующими их качествами:
• хорошая химическая надежность:
• длительная защита относительно катодного перераспределения;
• надежность трубы при больших различиях температур;
• особое сопротивление оболочки.
Применение этой оболочки возможно в основных группах грунтов. Поверхнос-
тный слой является как коррозионной, так и механическом защитой. Только как
защита от коррозии достаточно было бы ПЭ-слоя в 1 мм.
Повреждение оболочки может быть связано с одной стороны с разгрузкой
или соединением труб, а с другой стороны с условиями бурового канала при
затягивании трубы. Чтобы обеспечить защиту от коррозии, важно предотвра-
тить эти повреждения (или сократить, по возможности, их площадь). Системы
оболочки для предотвращения механических повреждений должны выбираться
с учетом правила, что рифообразные повреждения легче устраняются, чем по-
верхностные (плоские).
При прокладывании труб бестраншейной технологией к их антикоррозион-
ной защите ставятся повышенные требования по сравнению с открытым спосо-
бом. Они обуславливаются силами, которые действуют на трубу при затягива-
нии. Эти силы раскладываются на вертикально воздействующие силы давления
и горизонтально действующие силы трения. Подходящим защитным слоем,
способным выдерживать такую нагрузку, является комбинация ПЭ-слоя и це-
ментной оболочки. Цементная оболочка состоит из кварцевого леска, цемента,
стекловолокна и специальной соединительной сетки. Минимальной толщиной
такого слоя является 7 мм. Такие оболочки выпускаются в двух вариантах — с
гарантией и без гарантии.
Следующей возможностью защиты являются ПЭ-пластины, усиленные стекло-
волокном, которые наносятся с помощью эпоксидной смолы на сварочный шов
(или на трубу).
Считается, что пассивная коррозионная защита имеется в наличии только тог-
да, когда все поверхности, подверженные коррозии защищены. Сюда относятся
также и соединения труб.
MHQC ГЛАВд 5
Обрабои оединенийтруб
Выбор подходящей защитной системы для соединений труб зависит от нагру-
зок на тру(>у во время экс плуатации и от местных особенностей. Толщина перекры-
тия земли над трубой, изгибы и система защиты самой трубы дллжны быть заранее
определены.
Обработка должна проходить в соответствии с данными производителя. Пре-
имуществом пользуются системы, дающие в результате как минимум 1 мм слой ПЭ.
Опыты и полученные на практике результаты показали, что усиленные стек-
ловолокном эпоксидные смолы хорошо выполняют свои функции при обработке
сварочных швов. Область сварочного шва после тщательной обработки оборачи
вается несколькими слоями стеклоьолокнистым полиэтиленом Пека этот слой еще
жидкии наносится армированная сето.
Этот простой в теории способ наталкивается на практике ча трудности,
Во-первых, монтаж таких обзлочек требует значительных знаний и опыта. Нужно
выполнять работу с точностью, которая близка к стандарту производства свароч-
ных швов. Соотношения в смесях, температура и время застывания должны быть
четко соблюдены.
При применении соединений с помощью стыковых муфт нужно учитывать, что
основным отличием здесь будет некоторое увеличение диаметра. Для образования
оболочки используется материал, размягчаемый от температуры, т.к. он после за-
стывания плотно прилегает к месту перехода. Однако и системы не требующие ра-
зогрева, могут применяться в этом случае. При применении температурно-мсполь-
ующих систем необходим опыт, чтобы обнаружить наличие трещин при остывании
(затвердевании) и предотвратить это. Кроме того, на область муфг в горизонталь
ном бурении приходятся особые нагрузки. Оболочка должна быть подвижной, но
все же выдерживать возникающее в буос .ом отверстии напряжение.
Полиэтиленовые трубы
Свойства ПЭ-труб
Полиэтилен разогревают для обработки, а затем охлаждают. При этом он коис-
таллизуегся. Степень кристаллизации и толщина зависят от метода изготовления.
Плотность ПЭ составляет от 0,91 до 0 96 кг/см’ От плотности зависят следующие
свойства материала:
• надежность при растяжении (напряжение),
• модуль эластичности;
• твердость;
• устойчивость к коррозии.
С увеличением толщины увеличиваются вышеприведенные параметры. С дру-
гой стороны, сопротивление к образованию трещин снижается. Сваривать между
собой можно только полиэтилены с похожим индексом размягчения. Это может
быть объяснено тем. что степень кристаллизации влияет на границу размягчения
полиэтилена.
Полиэтилен — искусственное вещество, состоящее из цепей молекул. Благо-
даря новой технологии производства, возможно определять длину, расположение
и местоположение цепей, располагающихся по сторонам от основной цепи Этим
достигается дополнительное соединение цепей молекул. По этой навой технологии
221
,r/‘ UwOflOfии (I им* и к/
Другое
Кабель
Кабели прокладываются с помощью горизонтального бурения как отдельно,
тан и лучком из нескольких кабелей. Количество кабелей, прокладываемых за один
раз, напрямую зависит от тяговой силы буровой установки и длины, на которую эти
кабели должны быть затянуты. Обычно кабели укладываются в защитную трубу,
затянутую буровой установкой. Отдельно и без защитной трубы затягиваются элек-
трокабели. Это происходит при учете следующих аспектов:
1. отвод тепла от кабеля в защитной трубе хуже, чем в земле;
2. происходит экономия расходов на защитную трубу;
3. расходы на дополнительное затягивание и на возможное расширение от-
падают.
Условием этого является уверенность, что слои грунта не повредят оболочку
кабеля. Чтобы усилить эту оболочку, кабели выпускаются в увеличенном слое по-
лиэтилена.
При затягивании кабеля (особенно стекловолоконного) нужно обязательно
учитывать максимально допустимые тяговые силы. Превышение этих нагрузок при-
ведет к повреждению кабеля.
Теплопроводы
Трубы для теплопроводов обычно прокладываются попарно. Одна труба под-
водит, а другая отводит транспортируемую жидкость. До сих пор теплопрово-
ды прокладываются двумя различными способами: с защитными трубами и без.
Способ с применением защитных труб является более надежной альтернативой.
Однако вторая возможность является более экономичной.
Существуют различные типы груб для теплопроводов, однако внутренняя труба
из стали одинаковая. Внутренняя труба имеет волнообразную форму, которая ком-
пенсирует изменения в длине из-за разницы в температуре.
Для затягивания отопительного кабеля необходима специальная тяговая голо-
вка. В зависимости от диаметра они могут передавать силы от 4 кН до 25 кН. Трубы
для теплопроводов производятся на барабане, в зависимости от диаметра от 104 м
до 1000 м. Соединение таких труб происходит сваркой.
5.12. Опыт работ установок
горизонтального направленного бурения
Фирма Биирманн прокладывает трубопровод для дождевого кол-
лектора диаметром 560 мм в скальных грунтах (Германия)
Существующая в Хаттинген-Вельпер общая система канализации в области
улицы Вилльхельмштрассе и открытого плавательного бассейна перестала соот-
ветствовать современному уровню техники и должна быть заменена на новую.
В ходе строительства было принято решение установить сборник, по которо-
му остатки дождя будут отводиться в реку Рур. Этот сборник имеет в промежуточ-
ном пласте перепад, равный 40% (на длине 97,5 м разница по высоте равна 30 м).
Во избежание образующейся при этом энергетической скорости в конце участка
пути с крутым уклоном необходимо построить водобойную шахту.
Технадзор по строительству подземных сооружении города Хаттинген постано-
вил, что при прокладывании этого коллектора весь процесс отвода дождевой воды
в Рур должен быть полностью под контролем.
Из-за экстремально сложного рельефа земной поверхности для выполнения
этого задания не могло идти и речи об открытом способе прокладки.
Поэтому дождевой коллектор (ПЭ труба 560x50,8) решили проложить бес-
траншейным методом при помощи буровой установки горизонтально наврав
ленного бурения.
Местность участка строительства с густым кустарником и старыми деревьями
очень поката. В результате проведенного перед началом основного бурения иссле-
дования местности на глубине примерно 8-10 м выяснилось, что нужно рассчиты-
вать на глинистый сланец с большим количеством трещин, компактную группу скал
с высокой прочностью кристаллическом структуры и угольные пласты
Из-за подобного характера земной поверхности бурение нельзя было осущес-
твить без использования мотора для бурения скважин я скальных породах. Поэто*
му был объявлен открытый гендер. Право на осуществление работ получила фирма
Биирманн из Ризенбск, не в последнюю очередь из-за ее компетенции и опыта.
На время проведения работ отводилось две недели.
Оборудование стройплощадки заняло почти два дня: за зго время был вырыт
котлован для приема бентонита, подключено все буровое оборудование, а также
проведены подготовительные мероприятия, такие как подведение поды для при-
готовления буровой жидкости. Для бурения скал, согласно технологии, требуется
большой расход бентонита (до 300 л/мин). Соответственно, готовая буровая сус
пензия хранится в буферной емкости объемом 20 м‘. Сюда же относятся смеси.
тельная станция (объем бака равен 7 м а так же присоединенная к ней установка
для вторичном переработки бентонита. В ней отработанный бентонит отделяется
от посторонних частиц для вторичного использования и в смесительной станции
подвергается первичном обработке при помощи Swell Gel (объемом примерно
10 кг/м3) фирмы PhrikolaL тогда как для приготовления новой буровой суспензии
требуется 30-50 кг/м’ Swell Gel.
В конце мероприятия весь отработанный бентонит в полном ооъ< е (ООО м )
перерабатывается и возвращается обратно в производство.
Для проведения пилотного бурения фирма Биирманн ьыбрала буровую уста-
новку Grundodrill 20S фирмы Tracto-Technik (рис. 5.78).
Берндт Отто, ответственный за проведение контроля сказал: ^Решение по ис-
Рис 5.78 пользованию Grunaodril! 20S для проведения пилотною бурения было принято
прежде всего, из экономических соображе-
ний, кроме того, штанга очень гибка и легко
управляема. Нзм было с самого начала по-
нятно что 20-тонная установка при чисто-
вом бурении и при притягивании труб будет
работать на пределе своих возможностей.
Поэтому для осущес_зления этих рабочих
шагов мы запланировали нашу 50-ти тонную
установку PD 50/33 фирмы Прайм Дрил-
лннг».
Котлован для поиема бентонита был
вырыт в непосредственной близости от бу-
ровой установки в области окончания буре
ния. Отработанный бентонит отсасывался
насосом мощностью 37,5 кВт и подавался по
трубам, проложенным на поверхности зем-
ли, к установке для переработки бентонита
мероприятием был замер оси буоляои скважи-
Следующим подготовительным
ны, ее разметка и определение профильного разреза (рис. 5.79).
Группа, проводящая замеры, была в состоянии сравнить в каждой точке
Рис, 5.79
226
| ГЛАВА 5
фактические и запланированные
значения глубины и в экстренном
случае сразу их откорректировать
(рис 5.80).
Малейшая неточность при за-
мере могла бы иметь огромные
последствия. Однако, все прошло
хорошо и буровая головка достигла
своей цели, как и было запланиро-
вано (рис. 5.81).
Первое расширение диамет-
ром 280-мм расширителем прошло,
как не удипительно, без проблем и
продолжалось всего около 6 часов
(рис. 5.82).
Однако второе расширение диа-
метром 450 мм длилось уже 24 часа.
Выяснилось, что через примерно 50 м
на отрезке около 6 м нужно было
вынуть твердые слои горной поро-
ды. Соответственно, на основании
этого, следующее бурение проводи-
лось специальным 560-мм расши-
рителем, и было успешно заверше-
но только примерно через 7 часов
Последнее бурение осуществлялось
680 мм расширителем и длилось на
14 часов больше Дважды расши-
ритель должен был возвращаться
Рис. 5.8С
к сложным участкам бурения, и отрабо-
танные зубки обновлялись. После про-
ведения этого бурения расширитель не
демонтировался, а использовался для за-
тягивания труб в скважину. В этой связи
Рис. 5 82
(справа'
Рнс.5.81
(елею)
д П it- __________________
Рж 5 83
нужно • тме’игь, ню из буровой скгджины бы де
вынуто В общей СЛ0ЖН0С1 и 38 м1 горной породы
(рис. 5.83).
В конце концов, буровой канал был выполнен
и готов для затягивания труб На другой стороне
Руоа был подготовлен за эго время трубопровод
весом 8 т. и перемещен на погрузчике на колесах
при помощи тягового троса на противоположную
сторону (рис. 5.84).
Рис, 5 84
Кран переместил этот тру-
бопровод к расширителю для
присоединения к нему и удер-
живал его на высоте 3 *• над
железнодорожными путями
во время прокладки труб. За
тягивание труб длилось менее
2 часов (рис. 5 85).
Рис. 5.85
228
Ml НИУН1АУ“ эмапкавлы.н. ,гн ,-нинпь: | ГЛАВА 5
liMiia пре Д'тавителыпза Вилли
Наукштат хотел быть уверен в том
что труба не выскользнет обратно и
pi шил запрессовать затрубное про-
стр.тш тио, 1см самым прокладка груб
была завершена и объект сдан заказ-
чику (рис, 5.86).
Бурение под летным по-
лем длиной 450 метров не
мешает "оздушному движе-
нию (Германия)
Бестраншейная прокладка ма-
гистрального трубопровода пить-
евой воды диаметром 225 мм под
аэродромом.
В конце взлетно-посадочной по
лоты в восточной ее час, си находится
строительная площадка. Фирме Pop
лайтунгсбау Лор из Равенсбург не
Рис. 5.86
обходимо проложить магистральный трубопровод для питьевом воды диаметром
225 мм бестраншейным методом для повои ярмарки. Водопровод должен распо-
лап-пься в обсадной трубе диаметром 355 мм. Длина бурения по проекту 450 м.
Фирм» Лор передала закат на реализацию этою проекта предприятию Макс Вильд
из города Ьергхаим/Иллербахен,
которая специализируется на бес-
Ри< 5.87
траншейном методе прокладывания
труб и имеет большой опыт в этой
области
Исходя из длины бурения,попе-
речного разреза трубы и большого
собственного веса трубы заказчиком
был объявлен тендер на выполнение
работ установкой для горизонталь
ного бурения с тяговой мощностью
40 т. Фирма Макс Вильд работала
на буровых установках Grundodrill
(Tracto-Technik) мощностью до 20 т
Но сотрудники фирмы с могли разве-
ять имеющиеся у заказчика сомне-
ния по поводу мощности установки.
Уже во время выполнения заказа
подтвердилось, что эти сомнения
безосновательны (рис. 5.88).
Сначала был произведен ана-
лиз почвы. Аэропорт расположен на месте высохшего песчаного озера, с плоскими
осадочными отложениями. Соответственно, на уровне аэропорта находятся нано-
229
Сугяйнгн Л hprwjj»’ ЦДЛ/МИая йг(ХМИЦ1 (Л**‘ <Ч'*1/
ЛИОН* * -Г^ГГЯ ~f*'A J H.J vy6xr ? S — | u, >>• , И1ЯЛЫМ0,
4Vi * **’’ я 4 4ес?ияч ON ”, ’/*< f <Жм*а ( ОДнОм ‘ \ I c^ 1 Р9Ш
*>*^7И*М *»ГЧ*, J-, £ 'Tf/pO*i И .HPt’HM»,
CF^^’V/t'T >» ,,/o*y СОП t^»U| ми*/,у fryt »*«* ..МНМИМ
и лрО«Ладым<иоЙ Трубой В >ДП>ДИОЙ
и И МрО' ф й |фГН*ЮВИ*Н ЯЙЛЯЛИСЬ
ф-/игЖи«ч1 бггпиИОЙ / Г*НМ ' 4ИШИИСЯ
Gt .*тп JWtMV'O ПОЛЯ, "лог/?-*;;*'
-*‘ ХОТ9РОГ9 НЯ COMtH ПЯЯО МЙИЧТИО
В ие* л» Прочем ДЛИ фдССЙ И'ГЛИ И4/(>.
лития ч’»и б-г»*/ 'р^Д H^Tffji'/
ЛрОВЯ-Дем Or t,r Jp мелТИОГ M И а*Ч/ И?
Г/р ;ф ' ^/r ’ p^fylbW': MU М/
*j ми* сократили на 29 w
необходимо было обратить вмииа-
ни* из гр i ' иелиораииоиим* и Стамму»
*амалы /и*ли различим* лотнгричмые
ГГ-емия и был/ ПрОЛ9/“ТчЫ Ид рд}ИЬ/
»лу6н*е справа и гл«гка ar wihw) тюли
параллельно друг другу, В сти с 'пи^
примерна мер^э 39 я глубина прохлады-
ван ня 7рубм должна била догли б н,
Б/реиИй нужно было О<у1ДЛИ&ЛЛГЬ
/р^ги<жв< «£/< »/ Гр*ЛД? , и/^ио было К целя/, беГ/ПЛг
мост/ о’ оар/ у- /7 -зд/у эабор ?/ f'/ д, /ио/ 1?(Ю и , *яи условия и< об-
/6^/«*'» (> о Г9?^аг з фед^рч он угДавлении траждаи^ой авиации. Про
/' Л НИ orpaXl^H^ rerr^r^p^^ бе^ ДГ^/^ита, УДОСТОВ^РЯХ/Щ^ГО ЛИОЮСбыл
(*77ы *ах ио>и^ w<r-. « .'/ / авиа^ w6up*MH^nz работы по бурчмиг;
мохио о. • г.рг. Т7; <гхд^ тк/део. ,л ^/Л’ий — ( 23 часой до
б *а<г/3 /?ра ^о^’роль a pc 4tr<t^ ьг) гл у
ьг ,^t4f в пог тояииом /оита.х*
те' уг^од/-^ *я Л'.^<ов Иа^тргу/'*- ылво была/апляиировама одна неделя-
8fopo^f б/ро50*о f г^и/а было д: -' тагты' ио vj^h в <nfw
ерВМ9. К9ЖИО бы ием^дг^ии/; ПРОДОЛХИ.'Ь рабо/Ы. Но fdf 9В
ЛЯ>/ТИО* б/реихе- 6ЫЛ9 /Пе^мр jBB*pU ''НО
1>ИкйиЯЛа буИг^ч^ Л/Д/9<Гь 9 СО9».Н01ЛйИИИ gf Hg /|z ^оду И piJ.
И / *ff </.г. ^/ r. /ift -(/УЛ ЙМПОЛИНИ Г;ТЛИ1МО и тл/им
гХ/раУ/Ч ЧТО И0ЖИ9 гра>у На МТА» ipox/ ад/у обг адмой трубы,
f йиваиии rw^/лили не fn/^литр (r^v^
a12r,xznp/ нои вотиолиот тибуровой
у ;анов//б. /. /ч . Пр'лл-/ ''’'/л^диойтр/б£я/4лило^,1б ъ><отт 225
ни ууба ; у >9бы; ^пролох^ н^гфи ломо<,цибур/>|к)й ми<л^х/ в нрнииряо
15 а' ов, n<z /ол.гу Иалдыг 2 и иеоб/одиио было у< гаиавливагр и * пл^
1W U, ^r} ргрышммй 0РО1Д-. прохлади трубы ///< чергч 14 ДИСЙ
лг/м Сур- /Я ^донргуеюдбыл Под/люми и вв*д>н в ^'плуамци/у (рис 9 Г/),
4* г*/**
И .»’> Q/TZ fj flp'jfyw r ИОИВЛИЮ 0ЫГН>Ям*ИЯЫИ рэбглам
СТрОИТМЛИМЯ f 6м/М '4%Hyfa '*p?J 5 Д^еЙ,
*#* и быю спланировано,
Прокладмл Труб ДЛЯ коммунииэцийН1Д4НИ-
Я»4 методой ГНЬ установкой GrundopK 40/60
(Ге рм»иия)
( 1&ЛЫ& момомии Ср‘‘0£ГП0 ЛЦ7 tmotih Jp'ffipQtWrj
UPJ'< Л pUUQMO/ дли г 0'}0(''fJPHUfi t'fjMuyusj^rj
ций t' 'JfjMfjM IJCriQ/lbjyiyfrif ff tf)(jv H03L b&W9" Wj/ ,'ir
щ/урн&е гчкм^чиик труб&проъодо®,
Й ТГОИ СЯуЧа? Сф9ИЛаДУваИИ<- ВОДОПРОВОД?,
ШОЯрОВОДЗ VI ТКЛе/рииумИ^Л 4Н{/Ийу/ /аб«*Г?И
шущее; глянца отдельными з^сплутациомными Орга-
низациями, 7ру6м Пр9^ЛЗДЫ031О1СЯ В Одну ’рам "?и; И Л0ДКО£1Я7£Я **р*Ъ СЯ* 1И'
альио<- /' JpOH£1SV В ЛОМеЩеми» /ДГудз О'/^г |0ЛЯ‘ ТСЯ ГМ тби^ИНе
3t(jf ,,ft,f(Ji^ Уд? Лр-^В'/Л и<'ВОJMpXP’H пр/ " р/' 'f&iiwii&t's« дг/ЛОЛкитслкИ!/^
r«3IOj И ЙОДОЛрОвОДОВ ЯЛИ / 7*Л*И</НМуКИ/4 f/й у ЗДАНРЪ
или лри 73к<’И£* фуболражода для лихи-^ой водр» п-> причине *tr^ ^/<’>
«•динеин? проходит в ра^нм/
lift* ЧМИО/^И^ИИЯ ДЯМНЫ/ рз6<>7 б^ЛЯ ВМОрзНЗ буровая y,r?a**9Sr ; для гори
у?И7^льно .н^лравлгиното бурения Огоиг/орИ Трубы диамгг^н ^56 «« дл/но/
ДО ЙО к Протягивается ИТ «ОЛОДЦЗ Л0Д/ЮМ»ния до подвала,
Пилшио* бурение иач/илется и год<ле “^ния Из подвала ( мро3? *я
?тся яесто иа/охдигиия 4/р'^ои головки поел? ч?го 'аветрг-е/ </ 'пециалитиро
влиим^и ийструилнгэми лребур/вае^я отвеси'И^ гри» 5 91), Пог ниеиы бу-
P0BW/ ИНГ гру^чоов ПрОИС/ОДИ? ХЗГЯГИбЗИИ* трубы (риг. SJ2), на ЦТ
f слециальнг * р Трорг во /Я£Я «В^Д^н/я 1> Г_тгну# ^р/ - 'Л<9^1И и/»»>
Проиг/одит 1?ри?яитлиия стены лодяаяэ снаружи и ити/гр/
В »>o4«ga/ трудно лодда'
е«ци/ся 6/реки<л /1гаиаэ
ливаласъ буровая голова с
иологон, маюрля лри^удитгя
а Дриг тви» при по•>о«ди ^это
го во?д//4 В тайности (л
гр^боеаний Gfumdopfl и<-)^ег
раОотлгь < помощью обычной
«одно- полимерной буровой
/ХИДИООИ или сугнейтик нт -б£>
тон и ха,
Преииуцрчли прикяивмия
у< T3HO0ifH бшп^орИ
* /добил k fipHHi’UCHHH
laf и-7 оптималкион адлп/ао'ии
к Лобмм условиям,
♦ эьи О-'ЛЯ точное И», и
я-г по
231
чество и безопасность прокладки груб.
• буровая головы с молотом, приводимая в движение сжач омг поз
воляет осуществлять работы в твердых грушах.
5 91 • гидраа ги веская и работающая на ж ном воздухе система при
Риг 5 92
Наряду со стандартным применением,
оптико-волоконные кабели могут одно-
временно прокладываться с трубами раз-
личных коммуникации из колодца» откуда
осуществляется снабжение, до помеще-
ния в здании (риг. 5,93).
Рис 5 93
Прокладка стальной трубы
диаметром 600 мм установкой
Grundodrill на длину 180 м
Под Кельном нужно было проложить
10 км газопровода под давлением. В рам-
ках этого проекта было решено разбить
этот участок на 180 м отрезки и проло-
жить трубы методом горизонтального
бурений с применением буровой жидкое
ти. На трассе бурения находился один перекресток, одна ж/д ветка и строительс-
тво моста. Глубина прокладки была установлена в 5 м.
Сама напорная груба для гам 400 мм не могла быть затянута и < за возможных
повреждений Пз-покрыгия, Вместо этого было решено чатянуть сначала защитную
стальную трубу 600x8 мм.
Вся протяженность стальных груб (10 сваренных отрезке» по ?0 м) с общим
весом 18 1. была заранее подготовлена и прикреплена к расширителю. Пилотное
бурение и три расширения были выполнены не машиной Trade* Technik. Первая
* Grundopit мо> г р-нкиать с
ратличными жидкостями, такими как
водополимерная буровая жидкость
или бентомигонля суспензия;
• за счет оес траншейной про-
кладки не повреждается поверхность
земли;
• абсолютно герметичная систе-
ма введения труб через стену;
• используется в колодцах диа-
метром 1 к;
♦ ударная сила.
232
f ПАЗА *
попы। kj f iy ? ь трубу не удалась «следе-
П1ИС nefyy ..ТРчНОЙ тяговой силы. Уже на
30 м 1л ягинаемля труба остановилась и
ее пришлось выг.ьцить,
Только после >того решили применить
Grundodrill 20 пт Tracto-Technik. Были
ныполшчш ? расширения до 640 мм
диаметра При лом вместе с буровой
ЖИДКОСТЬЮ было вымыто примерно 120 и1
почвы, которые постоянно откачивались
двумя насосами на машинах и увозились.
Через два дня примерно в 17.00 было
начато затягивание трубы. Чтобы не нару-
шить устойчивость бурового канала, был
применен меньший расширитель диамет
ром 740 мм.
Чтобы при затягивании трубы успеш-
но преодолевать возможные препятствия,
а также трение, на конце общего отрезка
трубы был закреплен Grundoram Koloss.
При необходимости динамическую удар
ную энергию можно было применить для
ударов по трубе, также как ударную анер-
гию Grundodrill во время пилотного буре-
ния для ударов по штанг о Пространство
между трубой и расширителем служило
о качестве амортизатора, если удары
Grundoram превышали скорость втягива-
ния Grundodrill.
Затягивание происходило на про
тяжении 160 м беспрепятственно.
Скорость затягивания была примерно
25 м/ч. Казалось, что Grundoram больше
нс пригодится. Тятоеая сила составляла
постоянно 100 120 кН (10 12 г,) благо
даря тщательной подготовке.
ПI) о в а л и в ш и с с я о с т а тки фук д а м е н
та предположительно были причиной
того, что на 160 м затягивание внезапно
затормозилось. Несмотря на увеличен!
ную тяговую силу препятствие не было
преодолено, что и привело' к необхо
димости применения Grundoram. Труба
медленно пришла л движение В конце
скорость составляла примерно 10 м/ч.
Прокладка стальной трубы была за-
пер ш она поздним вечером, причем лере-
9ь.‘ олмм мдание трубка бы а вы-ямута н* И1 поверхность, л в приемный котлован,
удаленный на 30 и. Затем котлован был расширен. Расширитель был отсоединен oi
Трубы, оставшиеся штанги вытянуты. Гем временем основная труба была лодготос*
лена к затаиванию, Затягивание было произведено Grundodnll !0 без проблем.
Образцовый пример работы Grundodrill 12G в экстремальных
услснивх (Германия)
Требовал н удаляемы* буровым системам растут вместе с желанием
i/спользсдать эта телмояа^ии, За ю лет практики удалось воплотить л жизнь
мио. пожелание клиенту все больше становится диаметр труб, ас? длиннее
бурела все больше шмо* «остей работать в тяжелых почвах.
Риб°Гу 8“П0Аиил CruModnU 12G, и, конечно, работающая на нем бри
ада Нужно было проложить 3 трубы и j П0Х 200-1|,4 нм для линии аысо
гял1ив 1Р*** ИЯ И 1 из 50x4,6 мм для телекоммуникационных линии я
сея же на расстояние 225 м,
ходит i^nnn ч^ЛЯ °Ь< ино*к* была практически уникальной Трагсл бурения про-
берегом Лапе₽°Н°И м0«1.иыч <юдрмяо* и лоросшии аысоииии длрлл.лми
«арлгр. Д1М, 6ило „,KC,llk ,, ,/л nyri. м лу1>ив 111мил1я я|л]н
234
„ЫН „М .ЯЛ, «отчры» Нужно было преодолевать на протяжении 100 м
*'V' "НМ ............................ Н, валу ₽а.сго ни, до Oypcl X
.и. <«мелело около »/ и. попону лилотми f, Д /Л.Х бХ
проконгрплйромии. г VIAVWO
Сам план был смелым и 6С, опытной команды и надежной техники м н^т
иелыл было браться. Крон, «ото . П0Ме н.шлои множество неожиданных не
приятностей (на .ana GrundodnU должен был преодолеть корни далее примерно
мерет 00 м начали, ь тлинисты. почву, к кОицу ^иня ,ирс,игт ИЛИРНИГ,ЫЯ
включения на протяжении примерно 40 м Безударной сит тему GrundodnU.ce ио
ом tinge ь Ow (ущес темной проблемой
Условия трассы требомлм точного планиромния. Разница высот составила
20 М Нужно было при пилотном бурении буровую гол-.Вку привести т< чно к цели.
П процес < е бурения если и нужно было и тменить направление »о ив больше чем
на 5% вниз или вверх была найден, оптимальная трасса бурение При пилотном
бурении была применена измерительная система RD 385 которая работала на
ложно при помехах на ж/д путях. Пилотное бурение было проведет л течение
одного рабочего дня. После зтого было необходимо провести нес. гЬк0 расши
ряющих бурении, При ттом пилотное отверстие было расширено 3 раза и подсо-
Ювлено К JdTHI И1ЫНИЮ Труб
Рмз 5.99
К/д .»уъ< н<з ip«) < ^и‘?ч
235
5 J 00
Дан ногоисполь ?овалк<.ь< «едующие
расширители:
» дтя первого рас ширено т исполни
»ачсн 235 мм расширитель
• для второго расширения ис пользо-
вался 310 мм расширитель:
• для третьего расширения исполь-
зовался 435 мм расширитель.
Следующим фактором успеха явилась
применяемая бентонитовая суспензия,
которая облегчила протягивание груб.
Она уменьшала трение ударно-буровой
штанги и затягиваемой трубы, и, в соот-
ветствии с почвенными условиями, обес-
печивала работу буровой установки без
ненужных остановок. Снабжение свежей
водой осуществлялось от пролегающе-
го вблизи водопровода. Общим расход
бентонила составил 4 т. и соответствовал
примерно 160 м1 буровой суспензии.
Во время пилотного и расширяющих
бурений 12 м отрезки труб были сварены
зеркальным способом в одну трубу и подготовлены к затягиванию. Само затягиваие
длилось только 7 часов, и после 4 рабочих дней команда доложила об успешном
завершении операции.
Рис. 5.101
[ 1осле юв*‘рш©ни* робот по прохлрдкл 225 м труб
236
Глава 6
Локационная
техника
Глава 6, Локационная техника
6.1. Способы локации
При пилотном бурении необходимо точно знать мес тонахождение буровой
галовки и им со*, вотможнось управлять ею. Дли минимизации отклонения or гл
планированной трасты необходимо, чтобы яокоция была непрерывней ио шеи
длине TpjiLbi. Если фактические данные отпичакш л от запланированных., io при
чинои я ого могут быть деа фактора:
• ошибка персонала;
• посторонние влиянии
Локация и изменение направления — принципиально разные процессы.
Управляющее во«действие может происходить только после определения точного
мес.тонахожд“ниа Суровой головки Для нога необходимо jnaii,
• Какие данные нужны оператору во время бурения?
• Через к 1КОЙ временной интервал (с какой ча< гатор) он должен получаю
згу информацию?
• Какие данные Ю.могут оператору прошчи оурепие наиболее т.н i ро и
экономично?
При ном рллич 1ют актуальные и нелктувльньн? данные. Актуальные to
держат информацию о местонахождении буровой головки в данный мрмент
а неактуальные — с некоторой задержкой Актуальные данные способствуют
принятию быстрых решении, поному нужно стремиться к получению именно их.
I помощью современны* локвциоммых сис тем можно полупи i г. с педующие данные:
• угол уклона отклонение от вертикальной линии буровой трапы;
• направление уклона отклонение от м<и ни пни о или i еси рафичес. koi о
севера (азимут);
• положение буровой Т оливки отклонение буровой головки от задан
ноте (ни г, верх);
• глубина но отношению к поверхности
• свойства грунтов
- температуре.
Сущг г inyei гакже Дололнигельная ногможно; ц, геофи нгчгч ки определяй яре
пятствчя Не все данные являются типичными для метода управляемою бурения.
...д.,ч г Оги р.иора состри г в ипп’рпрсчации полученных данных таким обрл том
чтобы ус пешно продолжить бур» нит!. Считается ‘почем больше данных тем лучше
для Принятия нравп/шного рт щения Однако, ггадоучитывать, что угге/гичинакниии
с я <|()ъом информации снижает внимание onepajupa, Для маленьких буровых ус-
5 .IAJ ИГТННМ 1,
ГрАРАб
। пн,вок дш iiommo угла наклон.т, л тимута и положения буровой головки, чтобы на
ос ноле1 них данных и с поего опыта оператор мог успецтно завершить проект.
При работе (ннн.ших буромых установок штанти соответственно, имеют
тинн.шни диаметр, но пому тдсч в метут применяться методы глубинного буро»
нин, Зонды it 11 ом ( луч, к» Г>опы1п и могу т nt пол с, коваться со ш т ант ами ди а мет
ром от ?в мм. Зги гонды могут передал пт данные, которые но доступны пока
для маленьких буроныд установок (например, определение свойств гемляных
формаций гамма лучами).
Принципиально ра шичаюп я дна способа
1 злоктромагнитныи
2 . с использованием кабеля
Электромагнитный способ
Этот способ обычно применяется в маленьких буровых установках. Эти с иг темы
1опо)|| иг приемника и передатчика. От передатчика расходятся ?лвк!ромлтни1«
ные импульсы заранее определенной частоты. Они принимаются приемником
на поверхности гемли. Передатчик pat полагаете п в корпусе непосредственна та
буровой головкой и par прог траняет сигналы вокруг себя Пог кильку передатчик
работает от батарей, то необходимость использования каоеля отпадает, что нот
номиг время,
К г ожн/тению при данном ктшобс проявятИот себя пот торониие поля, возни
кающие от посторонних источников Но может негативно повлиять на ретуттыа
ты измерений. Приinyiuaющие тффекты почвы гчраничипают применение понт
способа до глубины I 1 м. Кроме гога, работм от haiapen от ршиненпа. Это можно
исправить, подключил батареи через кабель. однако, преимущество во времени
перед каог'льным г ттогобом таким от.р т гом, иг че тнеч.
Одновременно ВО тникаг т влияние па точное и. бурения 01 фи тичтч ких с лонг тв
р.нличиых СЛОСШ грунта. Данный метод Применим на местности где может нахг,
дигьг я человек с приемникам над и глучателем в любой его точке.
Прием сигнала
Прием енгнада происходит с гтпм«>щ> ю минимум и/и/тп максимум метода При
емник и передатчик работают при пом па одной частоте.
Метод минимум (нулевой сигнал). Приемник принимает с hi нал, когда
находится прямо п тд передатчиком, гдв возникает максимальный уровень сит па
ла. При продвижении гптеред или натад по ходу Пуриння сигнал на шн н г уменг,
ш ттт-ся, в определенный момент излучатель передает данные, обртттотка которых
д.пч вотможность контролирован- напрапление бурения.
Метод максимум (сингал «верхушки»). Нвиболн сильный сиы .л
вгечд.т регистрируется над перрда/чиком и сни?касчгя по мере удаления от него.
По ному с нт налу определяется факгичт свое мн соположение буроапй головни
Во время бурения может получиться так. что приемгтик ок-тжечел широком i то
ронои перпендикулярно к передатчику и покажет нулевой г ит пап
Сравнением результатов двух методов можно опредг-лигь точность нзмере
нии I ели нулевой с итнал и сигнал «нерхушки» находнкя на одной линии, to ио
ложение и глубине определены точно Если между ними ст ты тиор то и тмеречтия
неточны что мпж, г оыть вы звано not юронними во тдг ис т пнями на датчик
239
*Ж 6.1
Процесс измерен* »*естополсле*»ия песедотч^ка
* дема сжткнмх и слабых волн
Значения хиу а.называют минимальный сигнал. Эти сигналы распола-
гаются спереди и сзади максимума. Расстояние между хиу увеличивается
с увеличением 'дубины. Угол между расположенным вертикально над датчи-
ком максимум эм и значениями х и у составляет 40%. Возникают три значения
сигнала, которые отличаются друг от друга своей интенсивностью. Средний
максимум, расположенный вертикально над датчиком, дает самый мощный
сигнал. Наиболее сильный сигнал определяет, прежде всего, местоположение
буровой головки.
В приемнике волны передатчика декодируются и отображаются на дисплее.
Данн е могут отображаться как аналоговым способом — стрелкой, так и цифро-
вым. Акустические сигналы применяются очень редко.
Особенности электромагнитного способа
Чтобь успешно провести бурение с помощью электромагнитного способа,
нужно перед началом буоения измерить профиль местности. Это делается для
того, чтобы получить абсолютные данные (данные, привязанные к конкретной
местности). Перед каждым бурением передатчик и приемник калибруются.
Процесс калибровки различается — в зависимости от типа системы и ее про-
изводителя. При калибровке важно своевременно определить разницу между
эталонными и реальными показателями. На некоторых системах калибровка
происходит автоматически. Недостатком автоматической калибровки являет-
ся то, что приборы, содержащие погрешность, не могут быть заново калиоро-
ваны на стройплощадке. Д>гя приборов с ручной калибровкой это не является
проблемой, н< сам процесс длится дольше.
240
-----------.-----------------НУЭГА j ГРЛВА6
Махсим.льно возможная глубина от поверхности, на которой еще возмож-
но получать дос оверные данные, варьируется в зависимости от типа системы
Достоверность полученных данных зависит от следующих условий:
• глубина нахождения зонда;
• проводимость геологических формаций;
• угол наклона передатчика, стабильность приемника (например, в лодке)-
• воздействие посторонних электромагнитных полей,
• сила сигнала.
Чем плотнее геологическая формация, гем слабее будет сигнал по мере
его углубления, па протяженности одной трассы могут встретиться несколь-
ко разных слоев, и точность сигнала снижается пропорционально глубине.
(Разные слои имеют разное электрическое сопротивление, которое зависит
от содержания воды и ее состава, т.е. содержания в ней соли.) Если на при-
емнике нет сигнала, предупоеждающе'о о слишком слабом сигнале зонда,
вследствие ра зрядившихся батареи, то полученные данные могут быть очень
сильно искажены.
Также, на точности данных может сказаться положение зонда в корпу-
се. Электромагнитные волны выходят из корпуса передатчика через тон-
кие щели в его корпусе. Они выходят практически параллельно к корпусу,
т.к. выход в других направлениях сильно огоаничен стальным корпусом.
Соответственно, чем меньше передатчик наклонен, тем проще поймать луч-
ший сигнал. Реальная точность снижается примерно на 5 см при 1 м вглубь и
на 12,4 см при 20° уклона.
Когда идет речь о влиянии посторонних электромагнитных полей, то име-
ются в виду поля, которые равны или превосходят по мощности излучение
зонда. Их источниками могут быть подземные и наземные электрокабели;
все металлические предметы, находящиеся поблизости, оказывают воздейс-
твие на передатчик и приемник, т к. отражают и рассеивают сигнал. Сюда от-
носятся и металлический каркас железобетонных конструкций, и рельсы и т.п.
Важно определить все такие возможные помехи до начала бурения и марки-
оовать их цветом.
Кабельный способ
При этом способе, который пришел из глубинного бурения, оператор получает акту-
альные данные. Измеряющий механизм монтируется непосредственно за буровой
головкой. Все дачные передаются по специальному кабелю, который продевается
через каждую штангу. Это достаточно длительный и трудоемкий процесс. Поэто-
му неоднократно предлагалось пустить этот кабель снаружи штанг или по специ-
альному отверстию в штанге. От первой идеи пришлось отказаться сразу, т.к. при
горизонтальном бурении каоель снаружи штанг будет подвергатыя огромным ме-
ханическим нагрузкам Кроме того, вращение штанги с большой степенью вероя
ности приведет к разрыву кабеля. В’орая идея была осуществлена, но привела к
многократному удорожанию штанги. Такие штанги рентабельно поимен° ь тс тьк
при многократном раскручивании-закоучивании штанг. Компромиссным решением
является то, что конец кабеля располагается на салазках. буду -и намотанным на
находящийся там барабан. От барабана кабель идет к блику управления, где расяо
ложен компьютер, который обрабатывает полученные из буровой головки данные.
241
Способ локации с поддержкой
В связи с тем, что многие системы локации оказались непригодны я на значитель-
ных расстояниях, то была создана дополнительная система, которая работает с
искусственно созданным магнитным полем. Эта система (метод ТруТрэк) работает,
если только буровая головка находится в неподвижном состоянии.
Этот метод работает следующим образом: параллельно к трассе бурения рас-
кладывается кабель на заранее заданный отступ в сторону (от 3 до 6 м), который
зависит от глубины пролегания трассы от поверхности. Раскладывание кабеля
может происходить в зависимости ог рельефа почвы отрезками. Для этого нуж-
но знать заранее профиль поверхности. Каждый вертикальный и горизонтальный
изгиб кабеля должен быть Фиксирован и помечен. Это происходит путем замера
антенного кабеля. Ошибки замера кабеля приведут к ошибкам определения мес-
тонахождения буровой головки. Кабель подключается к генератору (часто свароч-
ному агоегату) и электрический ток высокого напряжения создает магнитное поле.
Важным является то, что сила тока в амперах, который идет по антенному кабелю,
равна 6,5-кратному отступу в метрах между параллельно лежащими кабелями.
Фирма Трезор рекомендует соотношения между силой тока и покрытием зем-
ли приведенные в таблице 6.1.
Тоблицо 6.1 Рекомендуемые соотношения между силой тока и покрытием земли
Запланированное покрытие, м 5 Сила тока, А 47
10 92
15 135
Вокруг антенного кабеля образуется магнитное поле, которое перекрывает все
другие (мешающие) магнитные поля. Чем сильнее мешающие сигналы, тем сильнее
должно быть искусственное поле. Измерения в этом методе не зависят ог предыду-
щих измерений, таким образом избегают суммирования ошибок. Для измере-
ния ток пропускается по проводящему кабелю один раз по и один раз против
часовой стрелки. Т. к, отступ между проводящими кабелями и геодезическая
высота заданы, то с помощью тригонометрической функции можно определить
позицию зонда.
Преимуществом данного способа является то, что возможные помехи не ока-
зывают влияния на точность измерения. Недостаток заключается в том, что повер-
хность должна быть доступна для раскладывания кабеля.
Точность этой системы достигает 2% глубины зонда от поверхности земли.
Примечание: кабель системы ТруТрэк можно применять при стоящих и теку-
щих водах, если закрепить его на дне.
Круговой компас
Описанные выше методы измерения содержат в себе возможности следующих
ошибок:
• бурения в областях, где нарушается магнитное поле земли, могут привести
к ошибочным интерпретациям сигналов;
• бурения, которые проходят в недоступных с поверхности областях, пред-
ставляют проблему и для бескабельного способа, и метода ТруТрэк.
Круговые компасы могут снизить критичность этих проблем. Круговой компас
заменяет магнитно-метровую систему и определяет отклонение от географичес-
кого севера. Благодаря этому отпадает необходимость раскладывать антенный
кабель. Круговые компасы ориентируются на ось вращения земли, поэтому воз-
никает независимость от ее линейных полей. Это является преимуществом — в
смысле ошибочного потенциала — и делает этот метод особенно интересным для
горизонтального бурения.
Ранее навигационные системы на основе кругового компаса применялись
только в глубинном бурении. В 1990 году с помощью такой системы была осу-
ществлена дюкеровка реки Миссури. С тех пор метод был усовершенствован. Но
несмотря на оптимальные условия, которые предлагает подобные системы, они
не нашли широкого применения из-за своей высокой стоимости. Однако, вполне
возможно, что в недалеком будущем это изменится, г. к. они позволяют работать в
условиях, недоступных другим системам.
Параллельное бурение
Иногда возникает необходимость прокладывать трубы параллельно. Это — за-
дача на грани возможностей современных способов определения местонахож-
дения и управления. До сих пор ни один способ не может гарантировать парал-
лельную прокладку труб на длинные дистанции с высокой точностью. Чтобы
все-таки достичь необходимой гочносги, была разработана система магнитно-
го наведения.
Эта система представляет собой передатчик, который протягивается через
параллельное буровое отверстие (специально пробуренное отверстие парал-
лельно к настоящему и измеряющему зонду). Это нужно для того, чтобы измерять
горизонтальный и вертикальный отступ буровых отверстий друг от друга. Усло-
вием применения этой системы является создание предварительного бурового
отверстия традиционным способом. Через это первое отверстие протягивается
кабель и управляемый зонд, который питается от внешнего источника. Этот зонд
будет протянут сквозь отверстие во время второго параллельного бурения на
уровне меряющего зонда. Для замера буровой процесс должен быть остановлен.
Параллельный зонд получает положительное напряжение, а измеряющий — ре-
гистрирует данные бурового отверстия. После этого параллельный зонд меняет
напряжение. Измеряющий зонд регистрирует данные еще раз. Полученные дан-
ные передаются на поверхность и электронно сохраняются Затем на компью-
тере создается графическое, объемное изображение расстояния между двумя
буровыми отверстиями. Замеры происходят с интервалом в 2 минуты или через
каждый следующий отрезок трубы.
Эта система позволяет производить параллельные бурения очень близко
друг к другу, томность этого способа значительно выше, чем у других, традицион-
ных способов. Эта система позволяет также избежать накапливающихся ошибок
и магнитных помех.
А П РЫБАК >й
6.2. Примеры локационного оборудования
1руем“И» DgiTror t* Morr V
Система позиционирования при горизонтально-
направленном бурении DigiTrak Mark V
Система позиционирования DigiTrak* Mark V представляет собой двухчастогную
систему и самую последнюю модификацию приемников и излучателем DtgiTrak*
серии Mark. Система Mark V разработана для борьбы как с пассивными, так и с ак-
тивными пометами. Пассивные помехи, например, вызванные стальной, арматурой,
почти полностью устраняются при использовании второй, вновь введенной сверх-
низкой частотой. Схема нового приемника существенно уменьшает влияние помех,
вызванных линиями электропередачи и контурами тока транспортных, магистра-
лей, одновременно значительно увеличивая темп обновления данных излучателя.
Частота может быть изменена как на поверхности, перед началом бурения, так и во
время бурения. Все системы Mark III и Mark IV можно модернизировать до уров-
ня системы Mark V. Приемник DigiTrak* Mark V упрощает позиционирование, пре-
доставляя оператору ясно читаемый графический индикатор большого формата.
На индикатор выводится информация о том, как располагать приемник, чтобы най-
ти точки позиционирования, помещая его над излучателем или непосредственно
сбоку, а также прогнозируемая глубина перед буровой головкой. Прямоугольное
окно на экране индикатора обозначает приемник DigiTrak*. По мере перемещения
оператора к точке позиционирования на экране индикатора будет появляться от-
метка цели (обозначающая точку позиционирования).
Как только приемник минует положение непосредственно над точкой пози-
ционирования, отметка цели попадет в окно. Это очень простой принцип: цель в
окне (target-in the-box™). После поворота окна индикатора на угол 90° над точ-
кой позиционирования оно указывает, где находится точка, слева или справа. По
мере приближения к буровой головке на экране появляется линия; как только она
попадет в окно, приемник оказывается над излучателем. Эту линию можно исполь-
зовать также и при сходе с траектории в процессе позиционирования, эта функция
особенно удобна, когда ограничена возможность нахождения над головкой Вся
информация от излучателя, в том числе уровень сигнала, глубина местоположения
инструмента от уровня земли и расстояние, полученное в режиме ультразвукового
измерения (высота над уровнем земли), отображается на экране. При нахождении
в передней точке позиционирования на индикаторе появляются данные опережа-
ющего позиционирования (Look-ahead*) или прогнозируемая глубина.
К числу других функций системы Mark V относится возможность отображать
результаты измерении глубины в метрических или английских единицах изме-
рения — в метрах и сантиметрах, в футах и дюймах или только в дюймах. Угол
продольного наклона излучателя можно вывести на индикатор в процентах на-
клона или в градусах.
Риг 6 3
1» / «мл о Л- '//;•>/
Особенности:
* деу/частотиый режим работы для оптимальной точности определения по
акционирования и глубины в зона/ воздействия поме/
• самая низкая в отрасли частота для каилучы’го проникновения
стальную арматуру;
♦ передовые схемы системы для усовершенствованного опр^г^иия дичпа
зона и скорости поперечиого/продольного поворота инструмента
• управление с гюиощью интуитивно понятного меню;
• возможна модернизация приемников и удаленных индихаторг.д /ч л/*
Mark III и Mark IV. 245
Приемник DigiTrak ' Mark V
Основные характеристики:
• двухчастотные приемник и излучатель;
» эффективное подавление помех:
* функция опережающего позиционирования (look-ahead*) предоставля-
ет данные о местоположении, глубине н углах продольного и поперечного наклона
излучателя а буровой тловхе, а также состояние аккумуляторной батареи излуча-
теля и показание температуры;
* метод позиционирования «цель в окне» (target-in-the-boxIM);
• легко осваиваемая методика позиционирования, которая приводит Вас к
излучателю иди к точке позиционирования-
• улучшенные характеристики позиционирования, основанные на точной
проверенной конструкции;
• плавная автоматическая регулировка усиления в приборе действует не-
заметно для оператора:
• на индикатор выводится перемещение излучателя в реальном масштабе
времени, что позволяет осуществлять позиционирование в процессе работы;
* запатентованная процедура калибрования обеспечивает исключительно
высокую точность и возможность повторной калибровки во время бурения;
• возможность дистанционного управления влево-вправо.
Технические характеристики
Номер модели .
Частота ........................
Источник питания .................
Емкость батареи
Зарядное устройство ..
Диапазон глубин
Индикатор глуби им
Функции .. ..........
Графический индикатор ...
Мяо выход ,
Радиус действия телемегрин ..,
Дмапа юн рдб&чнк темлера гур t(
Скорость обновления данных.
. DRV, DRRV
... 15/33 кГц
нихт-мдмиевая батарея DigiTrak
... на 8-12 часов работу (приблизительно)
]2/28В»или 110/2208 -
.. 4$ футов (137 м)
.. в реальном масштабе времени
управление с помощью меню
жидкокристаллический
зуммер
. 2000 футов (610 м)
.. or-4'f до 140'Г (or -20*С до 604)
Угол поперечного наклона
Угол продольного наклона
Точность... ....... ....
Высота . .....................
Ширина .................
Длина..........................
Вес (с батареей)
Ждущий режим ...
12 ра? в секунду
1 раз в секунду
а5% (абсолютная погрешность)
1Г (27,9 см)
5* (12,7 см)
115“ (34,3 см)
8,7 фунта (3,9 кг)
инициируем через 15 минут
Удаленный индикатор DigiTrak ® Mark V
Удаленный индикатор DigiTrak® Mark V — это самая последняя модификация
серии Mark. Он отличается ясно читаемым графическим индикатором для быстрой
и легкой интерпретации данных бурения. Оператор буровой установки обеспе-
чивается необходимыми данными, получаемыми от приемника Mark V. На экран
удаленного индикатора выводится информация о глубине, углах продольного и
поперечного наклона, о температуре излучателя, рабочей частоте и о состоянии
аккумуляторной батареи. Прибор указывает оператору, когда приемник находится
над буровой головкой или над одной из точек позиционирования; он имеет четыре
варианта установки каналов, что позволяет работать нескольким системам на ог-
раниченной географической площади. Центрирующая горизонтальная столбико-
вая диаграмма позволяет следить за дистанционным управлением влево-вправо.
Питание удаленного индикатора осуществляется с помощью той же никель-
кадмиевой батареи DigiTrak® что и у приемника DigiTrak®.
Технические характеристики
Номер модели..................... ....... DDV
Частота ............................ . 1,5/33 кГц
Источник литания .......... .никель’кадмне&ая батарея Oigifak*
ёмкость батареи ...... ........на 8-12 часов работы (приблитительно)
Зарядное устройство......... .......... 12/2ВВ • или 110/220В -
Органы управления Вкл/Выкл ... . кнопка
Графический индикатор жидкокристаллический
Радиус действия телеметрии . 2000 футов (610 и)
Количество канапов телеметрии . ..4 канала
Органы управления телеметрии .......... с помощью меню
Диапазон рабочих температур...... .... от -4*Г до 140*F (от *204 до 604)
Ширина................................3.5" (8,9 см)
Длина .................... ...... .... Ю.О* (25Л см)
Вес (с батареей)... ............ . . 4.1 фунта (1,8 кг)
Система DigiTrak'4* Eclipse* SSTrM
Система DigiTrak* Eclipse* SST’M представляет собой усовершенствованную
систему управления процессом бурения установками ГНБ, которая быстро и точно
выдает информацию по управлению процессом бурения. Система ограничивает
использование проволочной сетки для передачи данных, требующей длительного
установочного времени, благодаря малым размерам зонда S5T’M достигается кру-
той поворотный радиус для устранения отклонений от трассы бурения.
Система SST™ выводит на экран азимут положения бурового инструмента
в градусах и обеспечивает машиниста актуальными промежуточными откло-
нениеями от запланированной трассы бурения для проведения быстрых кор-
ректировок.
Пои псмюши г?иемника Eclipse* и диствнциоин-ого дисплея машинист может
увидеть папаче’ры рас наложения и »vo; залегания бурового инструмента в
режиме -V -имени. На экране ’•ортзтианого компьютера графически вос-
лроизводятся изменения положения бурового инструмента в режиме реального
времени При этом одновременно воспроизводится сечение бурового канала и
зид сверх • с указанием ак-уалэного отчгонения от трассы.
Особен-ости:
• ->зме - -не в ре*.и е зеат он о вре-ме- а
• значение азимута булево о инструмента;
• положение -осозои части бурового инструмента;
• ветичи-а нах - эна з градусал
• величина температуры а •оренгейгах или в градусах С°;
• компьютерное востройзведение глубины и актуального положения бурового
•♦негру мен *а-
• возможен вариант цдя -ередзчи данных в систему Eclipse* 1GPS® (в систему
определения местоположения).
Техническая спецификация
Т-пбмтэюеи . . от 123 до 288 DC
Своя wmctw* батареи ............ Кабельным привод
’W*' RNM .....................от 22’f до 122*F (or -5.64 до 504)
....................... 1.25 дюйма (31,8 м«)
7" .........24 дюйма (610 им)
....— — ......3 фуига (1,4 кг)
248
Система локации при горизонтальном направленном
урении Ecbpse ibPS® (in Ground Positioning System)
Особенности-
методика локации «цель в окне* (tarqet-in-the-boxTH);
• графическим индикатор большого формата;
индикатор местонахождения зонда в реальном масштабе времени;
интуитивно понятные и легко исполняемые меню;
дистанционное управление влево-вправо и вверх-вниз.
При млн* D*gJ»c« L EopseT G^Sb
Система локации DigiTrak® Eclipse1 iGPS® является новой системой слежения
при горизонтальном направленном бурении. Она является первой из систем тако-
го рода, позволяющей отображать на экране прибора местоположение буровой
головки и точек локации в реальном масштабе времени.
Эта локационная система представляет собой результат развития современ-
ных систем локации в нескольких отношениях. Во-первых, рабочая частота, ис-
пользуемая в этой системе, выбрана на основе изысканий на самых различных
площадках и определения оптимальной рабочей частоты, исключающей помехи.
Во-вторых, конфигурация трехмерной антенны позволяет прибору определять
местоположение локационных точек и зонда, а оператору двигаться непосредс-
твенно к точкам или к зонду. Кроме того, зонд обеспечивает трехмерное дистан-
ционное управление влево-вправо и вверх-вниз. Экран большого размера, управ-
ляемый через меню, обеспечивает одновременно отображение всей информации
по данным зонда. Графический формат прост и не требует интерпретации столби-
ковых диаграмм или стрелок. Простое для понимания меню направляет оператора
к желаемой функции, например, к калибровке, самотестированию, настройке уль-
тразвуковой схемы, режиму локации по глубине и т.д.
Первое, что Вы заметите при локации с помощью системы Eclipse®, это ин-
туитивно понятный способ поиска локационных точек и определения точного мес-
тоположения буровой головки.
В цен Iре экрана имеется прямоугольное окно, которое обозначает приемник.
Чтобы найти локационную точку, Вы попросту манипулируете приемником так,
чтобы цель, представляющая собой локационную точку, переместилась в центр
окна. Все очень просто: цель в окне (target-in-the-box™). Можно идти в любом
направлении непосредственно к локационной точке, и, как только цель окажется в
окне, Вы окажетесь над локационной точкой.
249
Рис, 6.6
ионная система D»gJrak® Eclipse® iGPS®
Если, используя приемник DigiTrak* Eclipse* как и любой другой приемник
серии мark, В найдете переднюю локационную точку, то сможете определить пе-
вое/правое направление, а также прогнозируемую глубину нахождения буровой
головки, не прекращая бурения Находясь впеоеди буровой головки, Вы сможете
ни . и ьно приводить ее в действие или управлять ею, используя метод опере-
жающей локации (look-ahead*).
Система DigiTrak» Eclipse* делает дистанционное управление более легким и
точным, поскольку Вы получаете возможность программировать окончательную
У И|, — кд- ния цели. Во время дистанционного управления отображается
фактическая глубина Окно цели и перекрестия помогают оператору достичь точ-
ной локации инструмента слева/справа и по глубине.
В поиемликс используются стандартные никель-кадмиевая аккуму-
ляторная батарея и зарядное устройство DigiTrak*. Зонды Eclipse» имеют те же
□азмерь, что и зонды DigiTrak* серии Mark, поэтому систему Eclipse* можно ис-
пользовать, не заменяя инструментов.
Приемник DigiTrak® Eclipse® iGPS*
Основные характеристики:
на orviiie/-°ГаГ1Я °Ригинальн°й конфигурации антенны система Eclipse* способ-
равление влево" прогрессивные методы дистанционного, управления как уп-
равление влево-вправо и вверх-вни з;
ютгя в DeУaльнoм0млePrИKaЛИ, проекцин глУбины и наклонная глубина отобража-
ются в оеальном масштабе времени;
250
* «-AijurxHA» щ л» ГЛАВА 6
• установленная фирмой рабочая частота является наиболее пригодной
для бурения;
• к числу усовершенствованных функций относится проведение локации
при сходе с траектории, когда доступ к месту над буровой головкой ограничен
из за помех или препятствий;
• упрощенная функция дистанционного управлении;
• запатентованная процедура калибрования обеспечивает исключительно
высокую tohhoci ь и возможность повторного калибрования во время бурения;
• на экран индикатора выводится перемещение зонда в овальном масшта-
бе времени, обеспечивая локацию во время работы;
• возможно программирование направления и глубины местонахождения цели.
Система DigiTrak’ Eclipse идеальна для работы в зонах с высоким уровнем
помех.
Технические характеристики
Номер модели ............ ... HDRR
Частота ...................... установлена фирмой DCI
Источник питания ............. никель-кадмиевая батарея nigiTrak*
Емкость батареи ........... . на 8-12 часов работы (приблизительно)
Зарядное устройство . 12/286 - или 110/2206 -
Индикатор глубины............. в реальном масштабе времени
Функции ...................... управление с помощью меню
Органы управления ............ выключатель питания, двухпоэиционныи выключатель
Графический индикатор . ... жидкокристаллический
Аудио выход............. зуммер
Радиус действия телеметрии ... 2000 футов (610 н)
Диапазон рабочих температур от -4°F до 140°F (от -20°С до 60°С)
Точность....................., ±5% абсолютная
Высота ........................ 12 2" (31,0 см)
Ширина......................... 7,2" (18,3 см)
Длина ......................... 14,5 (36,8 см)
Вес (с батареей) ............... 8,3 фунта (3,8 кг)
Ждущий режим ................. инициируется через 15 минут
Периферийный экран DigiTrak"® Eclipse iGPS
Периферийный экран DigiTrak* Eclipse* имеет графический индикатор боль-
шого фермата с интуитивно понятным индикатором управления Он отображает ту
же информацию, что и экран приемника, и может получать информацию от прием-
ника, находящегося на расстоянии 2000 ф/тов (610 м). На периферийном экране
отображается информация об угле наклона и положении часов, о температуре зонда
и о состоянии аккумуляторной батареи. Питание периферийного экрана осущест-
вляется от никель-кадмиевой аккумуляторной батареи, которая аналогична при-
меняемой в приемниках DigiTrak* и Eclipse*.
Периферийный экран Eclipse* отображает график отклонении влево-вправо ,
и вверх-вниз от назначенного целевого направления. Целевое направление и глу- X J I
6**ну нежно запрограммир^1 гь на периферийно** экране Eclipse* для тою, чц
бы указа’* злератсру буровой установки правильное направление. Эта функция
очень полезна пр** юризонтальясм бурении гад шоссейными дорогачИ( неболь-
шими реками и жеаезж» и* дорогами.
Технические характеристики
Нон* ) хз#-ш ---------— _______________„ (00
Часто’* ... —_______________________устаномен* фирмой 0С1
Аст- —н М’ЭНИ* .—---------------------- .«*ел* ки»нм** 6*т*ре* Dioilr*H
£»«ть батареи --------———______________и* 8-12 часов работы (•риблизителкно)
Зарг вое нгтойг..------------ ----------2&3 - ити 1] 3 ?2 08 -
0р вин ,*₽*** ’’----------------------сенсорные кнопки
' вфичесюй ичдасгор--------------------жидкокристаллический
Чхмус аейсви» телеметр® ।ООО футов (610 «)
'•чес'ьо каналов телеметрии ........... « <*♦ щ
Длачзои районе» *.-*ер*тур-------------от -VF дс цд-f (От -204 до 604)
Высо’а------------—--------------------ТЛ" (МЛ ач)
**₽**----------------------------------92" (23,4 си)
1мна----------------------------------- 11,5'(2 9 2 см)
Вес (с «гареей 62 фунта (2Л кг)
Модели излучателей
Особенности:
• ’эчнос~1 ' гг б.- »е — ~ 5% абсолютная-
• шастота — 33 кГц для од-О“астотных излучателей; 1,5/33 кГц для двухчас-
тог ых излучателей;
• для кабельных излучателей DC и D€P значения углов продольного и попереч-
ною наклсна гередаю’сл по хзбезно;
• во всех излучателях 'кроме DC и DCP) переключение в ждущий режим осу-
ществляется через 15 минут,
• во всех излучателях имеется цифровая индикация температуры и индикация
оставшейся емкоси аккумулятора в процентах.
Рис 6.7
чОЧСР -
Икпуча-ww с коре’>им
paanri- яейс’ьм»
•'* * йшашывнмшъ
'МТ/ч!*’" — СТ'ЗчйОР1
•нм» роа^усом деме и»
И*яуизг«я длинным
РОДи гсом дейскык
ДьгхмоС’ОТиыН
ИЗГТ/ЧО'М*»
Ur» M-Q^VTTTOMHM
252
DXP
DC
DCP
- -л-** ЪЫ >'*V*J W* - , _
С 'О*<ХГ*С- > ИС. 0.7
трсакчиос. (проаосжение
Тобимца 6.2 Технические характеристики
Цвет модели DS СИНИЙ Длина х диамгр 3'11,(ХГ 20 см х 2.54 см Глубина ДЛЙПИ1 *5 4.6 м Ти" еггумугх-рра 1 _е.чо*ю* ?_тме-’ Д А '2 те рабств >0 в в * .мвем оогимл ЧомднОЖЬмЗР геч'еоат/ра ’•«Т 2 X Вес 3 2X3-
DT ЖЕЛТЫЙ 15*xi25' 38 >х 3,125 см 4 Др» 12.2 м £ _ево-ва' теме-*з С Э&черобове ТОО - , .. z> ' им* 22СТ 104 Т 1 4 Ly- TJ 625
DX КРАСНЕЙ 15'х 1,25’ 38 смх 3,125 см 70 Ыгся 21,3м 2 згемен*з С ТОчерсбегч 20С*г «с . »ре.«м* Гса-с * -л-nj 435
Dn СИНИЙ 15'х 1.25' ЭВсмхЗ 125 см 45 F3 7 м 2 je; эч »лелг “ С ?j ч»ребсте 200меча _«> р»>мм» 226V 104‘С 1 1 6,«"Э 635 г
D4X КРАСНЫЙ Р’> 1 25' 48 CM X 3,125 см 70 $.~'л 21,3м 4 ^«x>wx эпеиег-~а С хЬчвробэт 4?< »>o,w»“; 220Т КМХ ’.ё5<!^~ &4*j г
D4XP ПУРПУРНЫЙ 19*х125' 48 см х 3.125 см 70 ire» 21.3 м 4 _« эгем^т С 40 ч» лоте 4Q6 * «- -®м ое***е 220^ ’04X5 #5 Фунес 840
DXP ПУРПУРНЫЙ 15'xlJS’ 38 см» 3 125см 7Q футов 21.3 м 2 „jefK>*4K 'пе*м-то С 20»«рс^от« .Л» речам- И -и ' 4 Дун--я 635 г
DC ЗЕЛЕНЫЙ 15'х1 25' 36 см х 3.125 см U0i, -о* 42.7 и 00-зиие *ю кзб^^с от 12 ВэоМ В 130Т 82 Г £ ’*уита 545г
DCP ПУРПУРНЫЙ 15'х 1.25' 36 с* > 3.125 см |4Oi^0i 42,7 м fwroH#«c ОТ ’2ВЯО 28В сю — ОМ i Сунтд S45-
253
Локационная система RD 385 L
Яоклцион-ная система RO 385 I предназначена для контрили бурового инс
труменм при пи отмени бурении ус ановчами горизонтального направленного бу-
рении. С помощью подроемои информации, которую предастарляет ла сис ’ема
буоовая гобоем мажет быстро и точно оыть напрааяен.» к заданной цели При
пюдготоше к бурению с гюмвщью этои ке системы можно отыскивать кабели и
труоолроводы и определять Шубину их здлесдния
1
р-с.е>8
Локационная система R0 385 L состоит из 3-х частей.
1. Приемник RD 385 L
Принимает сигналы от зонда. С помощью приемника определяется точное рас-
положения зонда и его глубина (с точностью ± 55U). С помощью телекоммуникаций
на индикатор буровой установки могут передаваться важные данные для управле-
ния процессом бурения
Технические характеристики.
Эяе -рог --------------------... Нг-3 5 kHz 20 нА
Радиосмгнаа „—...............14-2t> kHz 30 у А
Занд ---------------------..... 8192 Hz и 32 768 HZ
Прием сигнал» ...............махсичал>»ый сигнал над проводником
Точность положечи,........._... точнее, не* ±5% глубины
Индикация ...................глубины
Проводник „ ................_ до 3 м
“Зон» ................ .... до 8 и
“Стандартный зонд" ..........до и ц
“Малый зонд" ................. до 4 м
точность замера глубины ...... t 5% при приеме сигнала без помех
Ъчиость замера наклона .....—. Область ..............Возможные отклонения
о*—го- .................±10
21° —30* .............±20
Визуальная индикация
254
31’-34* .... ±±0
35* —4-5* ... ±60
“нтеины ... ... .....2 горизонтальные ннтенны (с двойной катушкой)
Область температур ........от -20’С до +50 X
Акустическая индикация . ... Звуковой сигнал формируется непосредственно из
принятого сигнала Воспроизведение через наушник
или через защищенный от погоды громкоговоритель
Жидкостный дисплей LCD, 2-х частная аналоговая
система и цифровой дисплей. Индикация силы сиг-
нала (относительная), глубины проводника и зонда,
силы тока, вращения зонда, его наклон, температу-
ры, паркового состояния, состояние батареи зон-
да, приемника, громкости звука, чувствительноети,
вид работы, минимум/максимум, проводник/зонд,
самоконгролт
IJTARa 6
(АМцкс/НгрОЛь йсе функции проверяются.
Выполнять тес । только при сигнале бет помех
Багареи ..................... 1 г цл X LR6 1,5V (АА) Alkali (Срок службы 30 часов
при постоянной температуре + 20 С)
Конструкция , ....Ударопрочная пластмасса корпуса.
Погодоустойчивость согласно NEMA3S и IP 54.
Выдерживает падение с 1 м на бетон
Контроль качества ........... 8$ 5750/150 9001/EN 29001
Вес .... 2.3 кг (с упаковкой 3,6 кг)
Размеры ..., , 600 х 290 х 135 мм (с упаковкой 650 хЗбО х 140 мм)
2. Зонд RD 385
Монтируется в головке бурового инструмента. При этом необходимо соб-
людать и указания изготовителя буровой машины, и бурового наконечника.
В зонд вмонтированы датчики, которые измеряют наклон, температуру удары
и состояние батарей. Эти данные преобразуются в сигналы и передаются к
приемнику.
Благодаря своим размерам зонд RD 385 может размещаться во всех известных
буровых головках.
Радиообнаружение предлагает три различных зонда:
• стандартные зонды до 10 м глубины,
• глубокие зонды до 16 м глубины;
• мелкие зонды до 4 м глубины.
3 . Выносной дисплей RD 385
Крепится с помощью магнитного кронштейна непосредственно на буровой ус-
тановке. С помощью антенны принимаются сигналы от приемника (расстояние до
150 м — такие препятствия, как дома, насыпи и т. п. могут уменьшить дальность
приема) и показываются на дисплее.
Технические характеристики:
Описание................ Индикация для применения на месте управления
горизонтальным бурением, показывает данные зон-
да, посылаемые приемником R0 385
Элемент литлнмл ......... 4 шт х 3,5V MN 1400 с (LR14) — срок службы 80 часов
(50 часов при включенном освещении), при постоян-
ной температуре +го°С
Область температур.............
Конструкция ....
Погодоустойчивость ... ....
Контроль качества ....
от 0 С до ч50“С
Пластик/мемллическии корпус
согласно NEMA3S И IP54
BS 575O/1SO 9OO12EN 29001
Рис. 6.9
255
. о . ’ О
В‘*“7
Рал«еры . ......
Инди.кация ....... ....-
2,? *г (с у имтой 15 м)
2)0 х Ш * U4 чм (с утияояиой Ж> ж 250 х ?20 мм)
Ж*дяе«₽н«талл1*'Жх‘*й днсооей для Индикации
•ращения; на«айна ,ду6ины/|ир««ыц|»ния земпера
туры, состояния *Парх’. ссктояние батарей эпнда,
а ux-не Состояние hamper дисплея и указатель
"плохого приена'
Длгьл<хт» лриемл —. де 150 м
Подходит к при.еммич> RD 3S5L.
Гкмс^иоийхае сис-емо гЭ 365 L
Прием?» 4ч RD 3S5 L вместе z передатчиком радиообнаружения) может также
использоваться для определения глубины залегания подземных кабелей и метал-
лических коммуникаций.
256
Глава /
Технология
буровых
растворов
Глава 7. Технология буровых растворов
7.1. Требования к буровым растворам
С увеличением диаметра буровой скважины возрастают требования к буро-
вому раствору, к его способности переносить частицы почвы, гелевой структуре и
другим характеристикам. Эти условия при горизонтальном бурении трудно выпол-
нимы (по сравнению с вертикальным бурением), т.к.:
• формации бурового отверстия горизонтального бурения менее стабильны,
чем при вертикальном бурении;
• незначительное перекрытие, в сочетании с соответствующими качествами
формации, могут привести к потерям буровой жидкости;
• давление на буровой раствор частиц грунта очень высоко;
• путь осадка в горизонтальном буровом отверстии очень короток.
Два последние пункта являются причиной для выпадения осадка в буровом
отверстии. Это может привести к зажиму штанг или трубы в буровом отверстии.
Для повышения эффективности буровой жидкости в конкретной почве, должны
быть известны воздействия на буровую жидкость. Эти воздействия могут быть раз-
делены на те, которые возникают при смешивании, и те, которые возникают во
время циркуляции буровой жидкости.
Технология промывки горизонтального бурения базируется на опыте ее приме-
нения в вертикальном бурении. Буровые растворы существенно различаются содер-
жанием в них сырых веществ. Обычно применяют четыре типа буровых растворов:
1. бентонитовые;
2. активированные полимером бентонитовые;
3. бентонито-полимерные;
4. биологически разлагающиеся.
Плотность выше названных типов буровых растворов от 1,05 кг/л до 1,10 кг/л.
Задачи бурового раствора
1. Гидравлическая размывочная работа и очистка места бурения с помощью дюз.
2. Смазка буровых штанг и охлаждение зубила буровой жидкости.
3. Транспортировка частиц грунта по буровому отверстию на поверхность.
4. Закрепление стенок бурового отверстия благодаря образованию защитного
слоя (который препятствует также потере буровой жидкости).
5. Производство гидравлического противодавления, препятствующего попа-
данию воды (земли) из окружающей формации в буровое отверстие.
6. Перенос гидравлической энергии буровому мотору.
ТЕХНОЛОГИЯ L ' j»’- P*CT8O₽0t
ГЛАВА 7
Работа no размывке и очистке места бурения дюзами требует гидравлической
энергии. Эта анергия может быть определена с помощью расчетов, исходя из про-
пускной способности дюзов. В дюзах энергия превращается в импульсы, которые
размывают и очищают место бурения.
Смазка буровых штанг в буровом отверстии снижает трение о стенки. Частицы
глины и гидрооболочка порождают смазывающий эффект в буровом отверстии.
Частицы глины, включая гидрооболочку, заряжены отрицательно, поэтому они
электростатически оседают на поверхности буровых штанг.
Бентонитовый раствор представляет собой смесь воды с глиной. Она обладает
высокими скользящими свойствами, благодаря своей вязкости. Благодаря наличию
этой смеси в канале туннеля, во много раз уменьшается сила трения между трубой,
кабелем, другими прокладываемыми коммуникациями и окружающим грунтом. Бен*
тонит и вода широко используются в компаниях по электроснабжению в качестве
смазки при прокладке электрокабеля и других коммуникаций. Бентонит — эколо-
гически чистый продукт и используется также при возведении питьевых колодцев.
Стенки бурового отверстия в рыхлых, неплотных почвах обычно нестабильны,
что часто приводит к осыпанию Пустоты и диагональное прохождение скважины
приводят к дальнейшему ослаблению формации. Глинистые почвы имеют тенден-
цию разбухать за счет впитывания воды. Твердые частицы в жидкости помогают ук-
реплять и уплотнять стенки. Самые плотные взвеси получаются, когда частицы рас-
пределены в зависимости от размера (т.е. большие, средние и много маленьких).
Феномен бентонита — его свойство уплотнять породу — зачастую понимается
неправильно. Единственное, что может удерживать горизонтальный канал откры-
тым — это механическая поддержка или уплотнение грунта. Внутреннее давление
в канале всегда меньше, чем в грунте, их разница сдавливает канал. Суспензия же
создает в канале давление, которое противодействует внешнему давлению, 8 гори-
зонтальных каналах, лежащих близко к поверхности, такое невозможно. Единствен-
ным преимуществом бентонита является то, что, в случаях, когда структура грунта не
прочна и имеются пустоты, он укрепляет грунт. Бентонит проникает в грунт — и там,
где это необходимо, — укрепляет его. Не делайте ошибку, полагая, что бентонит
является опорным средством для стенок канала.
Сама суспензия состоит из двух различных сред одной жидкости, в которой
обволакиваются и равномерно распределяются твердые частицы. Если большая
часть жидкой среды имеет возможность отсорбироваться из суспензии, то остав
шаяся среда приобретает более вязкий и резинообразный характер. При бурении
это означает, что вначале подается больший объем воды, чем атомы бентонита
могут химически соединить. Затем суспензия заполняет все пустоты в стенках
канала. Излишняя вода вытекает, остальная остается в непосредственной близос-
ти от стенок. Благодаря этому на стенках образуется гидравлически плотная за-
щитная смесь, которая противодействует дальнейшему проникновению суспензии
в стенки канала. После этого оставшаяся в канале суспензия может приступить
к выводу породы, разрыхленной буровой головкой.
Между гидростатичным потоком жидкости и грунтовыми водами существует
разница давления. Эта разница приводит к тому, что буровая жидкость проникает
в поверхностный слой стенок. Глубина проникновения зависит от размера пор.
Благодаря проникновению жидкости, эти поры и пустоты должны (в идеальном
случае) заполниться. При закрытии пор и пустот происходит процесс фильтрации.
259
образуется т.н фичырл Фитырат опоит и» ivii'i' ч положенных
друг над другом чдот-мц глины. ( уыелнчивающеися nnoiHOi ыо рнлмратл про
нич'+овенню следующих частиц омзымется асе большее сопротмг темпе Самые
п тотные фильтраты пропускают трльхос тыые ме’юте ч.п тнщ» От 'азоммне фнль
грата заканчивается то 'ьхо тогда, му да .Оканчиваете я пращ л филиации Тогда
стеньи полностью жмсрыт-ы частицами. 6 идти"оном случае фильтрат предс тавляет
робой слои непроницаемы, доводы
Вяжущая способность воды в буроаой жидкости может вы твать процесс филь-
трации в буровом о’веостии Заглушающие зт\ способность добавки, например
полимеры могут быть добавлены отдельно.
7.2. Строение бентонитовых растворов
Буровые растворы в горизонтальном направляемом бурении различаются по
составу и области применения Далее рассматриваются наиболее часто приме-
няемые жидкости их составпяющие и область применения. В дальнейшем часто
применяется пеня ие бентонитовый раствор Прави тьное название — жидкая
глинистая суспензия Глины являются базой д'я спльшинства суровых жидкос-
тей которых используют пэи горизонтальном бурении.
260
Таблица 7 I Буровые растворы для горизонтального бурения
Бенгонмтовы* ,'амы*ю< Атывировамные лалммером б«НТОНИТО|ЫВ промывки Бентон иг- пол имерные промывки Биологически разлагоющива промывки
Составные части ВЗДГОСТИ • Soao • Бен-о и- • Вода • Обоаботан- ный прг'име- оом бентонит • Вода • Бентонит • Полимеры • бода • "'злик^еры
Особы* характерна Нет • Высокая -есущая способность при НИЗКОМ давлении в сжрчжаощем прсчтранстве трубы • Быстрое превращение в гель • Снижение потерь воды • Предо- твращение разбухания ГЛИНИСТЬ.4 формаций • Высокая вязкость • Быстрое превращение в гель
'аблстгь ItUFWWW»WW ... • В 'кушие ПОЧВЫ • Мепсолесчо- ные точвь. • Песчаные почвы • Песчаные галечные ПОЧВЫ с незначи тельной или средней пропускной Способностью • С’абилиза ция буровой жидкое ги в со- леных почвах • Пропускаю щие соление ПОЧВЫ • Разбухаю- щие глинистые ПОЧВЫ • Соленые ПОЧВЫ • анации ДОЦ0НИЙ • Соленые грунтовые воды
гидад7
Жидкое гния ба за
Жидкостной ба той бурового раствора является вода, Вода — дешевый и экологи-
>нч ки чис тын компонент. Воду можно взять из водопровода, стоящих или текущих
сод. а также использовать грунтовую воду При этом важно учитывать свойства
воды, например жесткость содержание кальция, т.к. это может оказать влияние
на разбухание (Кальции можно погасить с помощью золы или соды РН-фактор
воды обязательно должен контролироваться чем он выше, тем меньше связыва-
ющие возможное си воды ) Другими компонентами воды могут быть соли микро
организмы, различные растворенные вещества Все они могут мешать поэтому
зачастую их необходимо удалять или неитрализовывать,
Растворы делятся на соленые и пресные Т.к. горизонтальным направлен-
ным бурением пользуются преимущественно вдали от морей то в основном
применяют буровые жидкости на пресном основе. Пресная вода может быть
подсолена если бурение проходит в формации с соленой водой. Инородные
соли могут вредить структуре буровой жидкости. Если они выступают (или
О'* идлется подсоление воды) то, для снижения негативных эффектов могут
быть использованы полимеры.
Глина для буровой жидкости
Применяемая для растворов глина является трехслоиной. В идеальном случае эта
структура представляет сооои тетраэдр. Впервые подходящую глину нашли в штате
Техас, в г. Бентон отсюда произошло название — Бентонит. Бентониты содержат в
качестве основного минерала Монтмориллонит так ке названный по месту своего
происхождения — городу во Франции — Монтмори Основной характеристикой
этой глины является то что их структура не зернистая а пластинообразная. Такая
глина в состоянии веорать в себя очень много воды, Такой процесс называется
разбуханием. Он зависит от способности глины связывать воду
Глина разбухает за счет воды. она распадается на мельчайшие отрицательно
заряженные пластинки глины окруженные водяной ополочко.* Толщина каждой
пластинки 0.0009 нм. Глина распадается не на отдельные пластинки а на «пакеты»
по 1-2 им толщиной. Эти «пакеты» разбухают от дальнейшего проникновения в
них молекул воды.
Способность пластин принимать воду снижается в зависимости от увеличения
содержания соли в воде Соответственно в сильно электролитных водах оазоу-
канне незначительно Влияние сетей (электролитов) в буровом отверстии может
привести к разрушению буровой жидкости
Поверхность пластинок заряжена отрицательно, края — положительно. Меж-
ду поверхностью и краями возникает электромагнитное притяжение Из-за этого
возникает структура напоминающая карточный домик Если буровая жидкость на-
ходится в неподвижном состоянии, «карточный домик» становится оплее прочным
из-за дальнейшего прикрепления частичек, что уже можно назвать гелевой осно-
вой. Этот процесс (гидратация) зависит от плотности ионов на поверхности плас-
тинок, размера ионов и общего заряда поверхности пластинок. Большая энергия
гидратации требует незначительного покрытия поверхности пластинок ионами
Поверхность пластинок может иметь ионы натрия или ионы кальция. Ионы каль-
ция, по сравнению с ионами натрия, имеют почти вдвое большую атомную массу
и являются двухвалентными Отсюда следует что натоиевые бентониты обладают
лучшей способностью разбухания.
261
Рис 7.1
Рис. 7.2
262
Огромные молекулы, объединенные в длинные цепи, являются существенной
составляющей частью буровой жидкости. Такие соединения молекул обычно кру-
гообразные. Полимеры различаются степенью своей полимеризации. Чем длин-
нее или больше цепь молекул в объединении, тем выше степень полимеризации.
Сувеличением полимеризации повышается возможность полимера связывать воду,
увеличивается вязкость, поэтому полимеры различаются по своей вязкости:
• с низкой вязкостью;
• со средней вязкостью;
• с высокой вязкостью.
ГЛАВА 7
Полимеры, применяемые в буровых жидкостях, отличаются числом заряжен-
ных, функциональных групп (валентные электроны). Благодаря этому они могут
быстро вступать в соединение со свободной водой. Полимеры при оеакции ок-
ружены гидрооболочкой, поэтому, чтобы повысить вязкость буровой жидкости,
нужен быстрый процесс объединения.
С другой стороны, полимеры в состоянии насытить отвечающие за химическое
соединение внешние электроны на пластинках буровой жидкости. Т. е. предотт ра
щается выпадение частиц глины. Особенно усиливается влияние электролитов при
прохождении солевых формаций. Поэтому полимеры используются не только для
повышения вязкости, но и как защитное средство для поедотвращения негативных
воздействий внешней среды.
Полимеры различаются по своему происхождению, или составу на три группы:
• природные полимеры;
• полусинтетические полимеры;
• полностью синтетические полимеры
Активированные полимером жидкости (или полимерные жидкости) применя-
ются в соотношении от 10 до 30 кг на 1 м2 воды Время набухания минимально,
жидкость может применяться сразу после смешивания. Полимеры, в основном,
подвергаются температурному воздействию. При бурении в скальных грунтах от
трения могут возникнуть высокие темпеоатуры Из-за высоких температуо цепоч-
ки молекул полимеров могу1- оазрушиться, и в этгм случае полимеры не смогут
выполнить поставленные перед ними задачи.
Природные полимеры подвергаются воздействию температур от 90е. Из-за таких вы-
соких температур может возникнуть необратимая химическая реакция и они разрушатся.
Большим преимуществом природных полимеров является то, чтл они неток-
сичны и полностью биологически разлагаются.
Полусинтетические полимеры могут применяться как в сочетании с глинистой
суспензией, так и с чистой полимерной жидкостью Полусинтетические полимеры
используются не только для повышения вязкости, но и как защитное средство —
для предотвращения негативных воздействий.
Синтетические полимеры оЬпапаютособыми свойствами С возрастающей не-
сущей способностью они становятся более текучими, Зозниьает противоречивое
соотношение с ньютоновскими жидкостями, например, вод^й. Это соотношение
делает синтетические полимеры очень интересными для буровой индустрии.
Инертные вещества
Инертные вещества — это неактивные, химически пассивные вещества. Они не
участвуют (или участвуют ограниченно) в химических пооцессах буровой жидкости.
(Глины, которые набухают при контакте с ведой, могут быть названы активными ве-
ществами.) Инертные вещества различаются по их происхождению и типу исполь-
зования. Они применяются, как правило, для повышения плотности жидкости. Воз-
можно их применение совместно с полимерами При этом следует отметить, что они
не оказывают негативного воздействия на первичные свойства жидкости — ни сами
по себе, ни в комбинации. При выборе этих веществ нужно учитывать три пункта:
• плотность вещества;
• распределение величины частичек;
• возможные загрязнения вещества.
263
Друг ир добавки
Кроме инертных веществ существуют также и другие, химичет ки активны» добавки.
Бла'одаря их применению могут Рыть дос iniнуты следующие цели
• регуляция ал(кости
• снижение напряжения на поверхности
• заполнение пустот и трещин;
• регуляция PH-значения
Регуляция вя ткос ти важна, прежде вт его. тем что т ее помощью можно влиять
на насосные качества жидкости г. к. с понижением вязкости улучшается текучесть
щды. кобенная необходимость в ном возникает, котда жидкое и. начинает та
таердевать Самым простым способом уменьшить вяткосгь является добавление
воды Однако надо учитывать, что если ранее в жидкость были добавлены полиме-
ры, то и вдальнеишем необходим" применять химикаты
Следующей возможностью регулировать вяткость является добавление раз-
бавителей.
Разбавители — эго электролиты, которые тлентрохимичет ки делают жидкость
более текучей Они вступают в соединения с чат тицами буровой жидкости, образуя
«хлопья», и чысвобождают воду. Однако эти хлопья не должны быть слишком боль
шими, иначе они hi смогут быть транспортированы на поверхность. Добанленит
разбавителей требует постоянного контроля над буровой жидкостью. Чтобы достичь
птимального ян (действия, они должны быть добавлены своевременно. Эго можно
назвать превентивным применением, пока жидкое гь не стала слишком густой.
Следующие вещества могут применяться в качестве разбавителей:
• фосфаты,
• таннин (дубильная кит лота);
• хуминаты-лигносульфаты
Добавки, применяемые для снижения напряжения на поверхнос ги, на тывают-
ся активными на поверхности веществами. Речь идет об ортанических соедине
ниях, ио. эрые применяются со следующими целями:
1. улучшение сети частиц, оптимизация образования гидрооболочки,
2 улучшение распределения частиц в жидкотти;
3. улучшение распада глины при контакте с водой
Нежелательные пустоты и трещины могут быть заполнены заполнителями пус-
тот и трещин. При этом надо учитывать два аспекта:
• диаметр заполнителей-
• распределение размерив частиц
Пустоты заполняются материалом с размером частиц как минимум в 1/3 раз
мера пустоты- При этом, соотношение диаметра дюз к диаметру частиц заполни-
теля не должно превышать 3, иначе возможна забивка дюз. Отсюда следует, что
заполнить можно только трещины или маленькие пустоты. Так же, как и для инерт-
ных веществ, для заполнителей ьажно распределение размерив частиц, чтобы они
оптимально выполняли свою задачу. Данные по размерам обычно указывают про-
изводители этой продукции
Регуляция PH-фактора
PH фактор регулирует связы ающую способность воды. Поэтому обычно стре-
мятся использовать воду с PH-фактором, превышающим 7, Чем этот фактор
п/нсгюгимьук.й^*^''плкл ГЛАВА/
ниже и чем больше составляющая голи, тем хуже качества жидкости — в смыс
ле текучести и несущей способности Чтобы исправить положение, нужно до
баилять химикаты
Снижение Р)1 фактора токсичными методами в бестраншейном способе не-
допустимо, т.к. работы часто проходят в области грунтовых вод. РЧ-фактор регу-
лируется карбонатом натрия (сода) и тидроксидом кальция (разведенный кальк).
Жесткость воды может быть снижена содовой золой. Она добавляется в поду, со
единяется с водой и выпадает. Мягкая вода с малым количеством связанных као
бонагов хорошо подходит как жидкостная основа.
( точки трения буровой технологии различаются три категории трунтов.
1. Когерентные грунты: здесь проблем не возникает (наприме р, лессовая глина).
2. Некогерентные грунты: недостаток естественной прочности приводит
к обвалу туннеля (н «пример, песчаные г рун ты без глинистых примесги).
3. Активные грунты: преимущественно тлинис тые водосодержащие грунты;
хотя они довольно прочны, имеется опасность скопления воды,которая приводит
к набуханию грунта:, что в свою очередь приводит к в< пучиванию поверхности или
усложнению процесса бурения
Для грунтов 2-й и 3 и катетории, как правило, требуются добавки.
Добавки обладают ра тличными с поит твами, которые, однако, позитивно влия-
ют на промывочную жидкость (в зависимости от типа добавки):
• повышение ля тко< ти;
• уплотнение стенок канала;
• снижение т пот обнос ги поглощения твердых частичек и з промывочной жидкот ти;
• снижение фильтрации воздуха в пористых гноях iрунта;
• снижение содержания глины.
По споим ос полным спои' .вам добавки делятся на две основных категории
• повышающие вязкость
• • добавки для повышения прочности когерентных или выветренных
грунтов; их применение приводит к снижению момента кручения и ме-
ханической вибрации
• • специальные добавки, которые не только повышают ияткость грунта,
но и уплотняют с генки канала, проникая в пус та гы, создавая там вя типе
структуры, ко’орые и связывают частицы грунта.
• снижающие взбухание
• • препятствуют чрезмерному взбуханию глинистых или глиносодрржа-
щих пород;
• • использование горизонтальных каналов в соответствующих грунтах;
помогают и збежать взбухание поверхности дорог, а такжт ус коряют про-
цесс бурения, расширения и прокладки.
7.3. Добавки
1. Чем крупнее частички, тем сложнее их продвижение и укрепление стенок
гуннеля. Размер частичек более 20 мм значительно усложняет бурение, а при раз
мере от 63 мм — бурение вообще невозможно.
265
2. Уровень сортировки является важным фактором дня поглощающей спо-
собности бентонита. Чем однороднее частички, тем выше степень поглощения
бентонита и уплотнения грунта Неоднородный песок поглощает меньше бен-
тонита, а слишком большое количество суспензии вызывает вспучивание по-
верхности.
3. Ниже приведенные рисунки показывают, какое влияние окатывает кон
фигурация частичек и их закругление на способность продвижения буровой
головки.
Рис 7.3
Песок с хорошим закруглением час’ичек и песок с плохим закруглением частичек
Хорошо закругленные частички способствуют лучшему продвижение бу-
ровой головки, т. к. такие частички хорошо наслаиваются и, как в подшипнике,
содействуют скольжению буровой головки и буровых штанг-
Остооугольные частицы песка сильно затрудняют процесс бурения, тре
ние между частичками не способствует скольжению оуровои головки Осг
роугольные частички песка следует, по возможности, закруглять искусствен-
ным путем.
Этого можно достигнуть добавкой кальцигеля (Са-бентонит), который в
состоянии оседать на частичках песка и, таким образом, несколько закруглять
острые края частичек песка. Остроконечные песчинки затрудняют прохожде-
ние бентонита. Поэтому при бурении следует использовать как можно более
жидкую суспензию, которая могла бы проникать глубоко в грунт с целью луч
шего закругления песчинок и получения смеси, слоеобствующей качественной
проходке и расширению канала.
4. Дополнительные примеси в песке,такие кактяжелые минералы (цирконий,
турмалин и г.д.), можни не учитывать, т. к. они существенно мельче песка. Даже
значительно более высокая жесткость ( ино, да в 2 5 раза) приводит лишь к легкому
стачиванию стали с буро; ой головки.
Примеси из кальция более неприятны, они частично заполняют лоры, об-
волакивают песчинки и повышают твердость отложении песка. Недостатком
такого грунта является слабое поглощение бентонита и тяжелое бурение
Полому для предварительно!о бурения следует применять более высокое
давление, чтобы сбивать кальциевые образования, а также жидкую суспензию,
которая создаст условия для образования вязкой смеси.
266
5. Объем пор у песка находится в прямой зависимости от уровня сортировки.
Хорошее зоирутление
'Лило хж?> ггпени-
ип-’ ребрж. га« плеермл, ъ
СигорооЬрсинПй форм!
Ul<3|XX>f|>OV«n ферм!
Конфигурации П<*чии<>к
Дополнительно объем пор можно получить благодаря живым организмдм.
Для процесса бурения важным является плотность залегания, которая та
висит от наслоения песка Чем больше наслоение, гем более ограничен объем
пор, вплоть до плотных образовании песчинок.
Благодаря бурению в свржепробуренном канале возможно (плавление
наслоения, так как туннель ослабевает постоянно. Только благодаря исполь-
зованию вспучивающего средства тиксотон (На бентонит) и вспомогательной
суспензии борил или вископол можно удерживать стенки в прочном состоя*
нии Иногда можно добавить тоикопомолотого мела (микрозолы).
6. В качестве одного из видов наслоения можно рассмотреть чередование
слоя крупнозеонистогг и мелкозернистого песка. Косые, перекрещивающиеся и
оседающие песчинки часто встречаются в различных видах песко° Частая смена
размера песчинок делает процесс бурения нестабильным образует разный диа-
метр сечения канала и, местами затрудняет вывод грунта. В данном случае наибо
лее ц •too1 р 1 тнцм является повышение давления и ут илен ,»чи бентонита
Ни*е «римдеииде рит унки наглядно покаты» ..л pj таи »ии, которые KJ тнииают К
ратличны* вида* песков
й итоге еще рдт отмети - что чистые пески бет прымрсеи глииы должны
< одержите не меме* ?П ;о% » альцителевыд дооавок, чтобы и Ртежать ит пуча
елния доро! При испс'Чтовамии • чисты» сыгуни» тычин только гинсогоив
вспучивание дороги меи.ябемно, кик неизбежны и втм итвестныв последе
твия ттогг Только применение «альцитепя t гипотонии предогврлщает вот
иимнояение подобны* проблем
7.4. Методика проверки бурового раствора
С помощью буровой .жидкости мо*но окатывать влияние на скорое тв б/рп
нив. Чтобы преодолеть различные формации почвы и реагировать на ратлич-
мые теологические слои, для одной буровой трассы могут быть приготовлены
ратные растворы. Для лото необходимо регулярно проверять раствор перед и
•О время бурового процесса, большинство применяемы/ жидкостей но ком-
промиссные решения для удовлетворения ратличны/ и, порой, противоречивых
гр-бовании буровых параметров
Рио 1 5
Ги/лдоыЛ'р и ос.’ныв весы
Андлит р^г твора мож“т происходить как в Лаборатории, так и п П0Л> Лабора
'орные исследования являются подтотовкои програмин бурового ра< твора Далее
в нои главе они не будут рассматриваться. Проверки в пол<-йы/ условиях могут
268
*1р')Н*)ДИ1Ь< Я ЮМОЩАЮ I Л*Д/ЮЩИ/ ЛрИ< ПГлСобл»НИЙ
• । идрометр;
• в*-*Ы
• И (Ml-ри ff/lb ПИ ЗКО' 1И рОМЦИИ,
• фИЛЫр Прет/;
* И(М1 ЗЯ-К "ИИ pH фаК*Ор прибор
(идрометры c/rужат для определения плотноетм растюря (для ток ж<- целислу
Жат весы ЖИДИ*>* («-И/
Для исследовяния Платности > ПОМОЩЬЮ ТИДрОметрЯ НуЖМР перед ЭЙМврОМ
ТД'ЛгЗГЗ. калибровку КйЛИбрО®КЛ Проводин Я следующим йбрйЮМ Ь Пробную
камеру заливас тся вода ?0"( и значение плотности устанавливается на 1 \/<»
Д'(Л'-п пробная кам«-р.) о* нобождаит* я и выг ушиваетея !гси она полностью
заполняется жидкостью и /'таи-зиливает*я наклонны/ шлинднль. После
/того верхняя и нижняя часть плотно соединяются между собой ГидрСзнетр
опускается в наполненный подои цилиндр При ггрм нужно избе* гь его «а
*.лнии ( tshok цилиндра. Результат зэие-рв будет на шкале, тем тд«- будет уро
кень воды,
F < ли определение про/одиг ин жидкостных весах, перлд замером также
нужно сделать калибровку П*-р*-д измерением и калиброекои клмлрд должна
быть очищена снаружи- В пробную камеру заливается вода ЭД'С и показггель
веса п‘-р< двигается до тех пор, пока не /*»иновится на 100 Для ицю-рения
камер* полностью заполняется Затем крышка камеры задвигает*я и от- нрает
находящуюся < стерху жидкоеть,
( помощью итмнри'еля вязкости ротации мог/т быть определены различ-
ны*- ля (ко/ ти жидко* те й И । пока (амии образуется кривая, которая /аракггри
।yet текучие к# <ес тиа и* следу* мои жидко* ти
Воронка им'-’-т объем 1500 <WJ Изм'-ря'-’тя вр‘мя, которое требуется
10ОО /м> жидко* *и, чтобы вытечь из нижнего отвергти-л воронки Точно» яркий
завершений ною процесса берется за згал*>н чязко*ти Точная вязкогц. ворон
кои не мои" т быть измс-рт-на, Воронка г/,ужит для г-' lOMoraT^.bHOH оритнтании
Для калибровки воронка наиллня‘-1(я 1500 мл воды при ?0'С и замеряется яре
мл, за которое вытекает 1000 ил. )*о должно занять /И 'як
Прежде чем (ИПОЛНЯТЗ ВОрОНК/ ЖИДКО* >Ь ИуЖН/i /ОрОШМНьКО n»-pi>M0ll/-lfb.
ho нужно, чтобы разрушить образоваяиж^'я гелевые структурь Для про»*-
д'-ния и змер/ ния нижнее рзщ р* ги< закрываются пальц* м, । з"чч 1500 мл жид
кос ти 1н/>ипак>г' я через верхнее, открытое отверс ти»- мере з * и то. Тап м нижнее
отверстие открывается и замеряется в[?еия вытекания 1000 мл Для повышения
точно* -и изя-ерение можно повторить и едтатеяи усреднить
Филзлр прст.гом можно опр*-Д'ли*ь фильтрационные ивчесЖз жидкоет-и
Для проведений измерения нужно собрать филитр-пресс, установив дру' та
диутом сито, фильтр б/мл-у и уплотнительное кольцо на нижнюю пластин/
пресса 1агем клетка фильтра заполняется жидкостью, при н-м вы*ога запил
ионии должна то* таялятз. /'/3 втеи вы*отм клетки. Потом ома иавящивает*я и
тиирыва.-тся крышкой Потом части фильтр пресса сжимают*я м*-жду /обои
зинтом или шпинделем. На вы/одмы/ подпорка/ на дн«- Д'-рж-п ля давления
у/ танаьливвется и зме-ряюиеий цилиндр Вшу у/ под даелз-нилм подается чере з
огиз-р* тис клапана и воздействует на жидкость в тление 30 минут при дав
269
пении 0 7 мПа Лодвео'ающзяся воздействию давления жид 1ь выхидиз в
измеряющую емкость. Замеры фильтрата прои1 ходят через 1, 3; 1 5; 10;
15 и 30 минут
После тоге как предписанное время измерения кончилось мензурку уда
дяют, подачу давления останавливают и клапан выхода давления открывают.
Объем спрессованной жидкасти отмечаю*. Фильтрзт иажно оставить для пос-
ледующих исследовании
Prt-фачтор воды определяется индикат рнои полоской или измеряющим
PH-фактор прибором. З'о нужно для определения того, сколько и каких ве-
ществ дзбав’я'-ь в жидкость, что6ы она подходила для тех условии, где будет
приме-я’ься. Нэпомним что неизвестная концентрация соли в воде может
привести к разрушению жидкости.
7.5. Рекомендации по выбору бентонитов
В таблице 7:2 прецстааяена техническая информация по основным группам
веществ, испогьзуе“»х для приготс в.лении бурс еых растворов, применяемых в го-
ризонтальном напрааиеннол бурении. В последней колонке таблицы перечисле-
ны зещес’ва, которые используются для большей части всех встречающихся типбе
грунтов, из нашего с_ыта — это 95% всех возможных вариаций.
Таблица 7.2 Информация по основным группам веществ, испс и зуемых
для приготовлении буровых растворов, применяемых в гори юнтальном
направленном бурении
Группа веи^еспа Применение [примеры? Описание Наименование продукта
Бентониты, One-Bog-Addtive /СЛ01 ЬЗуеКЯ для баг ь^еи части встре- чающихся грантов Кок гсав/ло, основным 'оппонентом яйгяет;я бентонит, который в зави- симости от производителя содержит органические и неорганические добов/и в разжимной дозировке Дозировка 1 d ₽ - максим-л/ 2% Bentonit ® HDG Sv/ellgel Ouickgel Wafergel Stuwamix ®
Бентониты, чистые Основа б/реви/ жидхоствгй Природная минеральная с?иегь с стновным «мзонентам моитмони- лионитом, различаются природные иатоиевые бентониты и активизиро- ванные натриевые беиточиты TIXOTON ® Volrlay SPV Aktiu-Bentunit
270
таЬл. 7.2
(продожение)
Бентониты, стандартные Основа буровых ж идсостей Бентониты, реологические свойства которых улучшаются зо счет добавления добавок TIXCTON © С2 TIXOTON ® C7S CEBCSJPERGEL CEBOGELOCMA CEBOGEI PREMIUM PRIME GElSWEll gel
Полимерные добсвки Карб'ксиметилл- целлюлоза (КМЦ) Гидроксеметилл- целлюлоза (ГКМЦ) Полианионическая целлюлоза [РАС) Хидго? или порошкообразная целлюлоза анионная молекулярный вес< 10Э0СС GSTp Ааьа GS CMCну CMC WSTAE'LOSt LV7UNVIS Antisoi CMHEC HVCMHECLV TUNlUBl
Все самые известные немецкие буровые растворы специалисты разделили на
две группы.
Группа 1 Stuwamix и Bentonil HDG как по качеству, так и по эф-
фективности они одинаково хороши Поеимуществз Stuwamix ощуща-
ется только в так называемом секторе небольших буровых установок
(установки с силой тяги менее 40 т), так как содержание чистой КМЦ
(карбоксиметилцеллюлозы) в Stuwamix начинает медленно умень-
шаться примерно через одну неделю. Поскольку за это воемя мож-
но сделать прокол длиной около 350 м, Stuwamix хорошо подходит,
В bentonil HDG добавляется другой, более стабильный полимер. Поэтому
он применяется для машин с силой тяги более '+0 т. Обе буоовые смеси
состоят из двух компонентов разных производителей и дотируются только
количеством сухого вещества. Эти продукты применяются в таких грунтах
как твердая глина, глина, суглинок, сланцевая глина, песок с суглинком, сы-
пучий песок, речной песок и крупный щебень и не требуют дополнительно-
го приготовления.
Дозировка: Stuwamix от 22 5 до 35 кг/м3, Bentonil HDG 25 до АО кг/м’.
Группа 2. SwelLgel, Quickgel, Watergel, Teggel. Эти буровые смеси
обогащаются меньшим количеством полимеоов, чем смеси группы 1.
Если к буровому раствору предъявляются невысокие требования (ра-
боты проводятся г песчаном вязком грунте), они могут использоваться
в дозировке 28 кг/м3 (при времени выхода готового вещества через
воронку Марша 55-65 с), вгзможнс, с добавлением других полимеров.
Но если предсявляются повышенные требования (работы проводятся
невязком песке и щебне) — это требует обязательного добавления по-
271
А, П FS&AX.QB [ сснсш бк^лнц^йных i>tOMa и гумлужлг
димеров для увеличения времени выпекания готовой ещества через
воронку Марша до 90-100 с. аним образом увеличивается время пе-
ремешивания и, следовательно, удельная стоимость I м Сурового рас-
т~ора (становится почти на 3.5% выше чем у буровой смеси Stuwamix)
Причиной этого является высокая цена на экологически чистые, не со-
держащие примесей полимеры. Если активный бентонит смешивается
с полимерами, то цена этого бурового раствора приближается к цене
бурового раствора Stuviamix, способ его применения аналогичен,
Таблица 7,3 Рекомендации по примененью Stuwam.x в различных типах грунтов
|'о«азспьч Очень устс кчивая .прес:оео-ая глина Вязкая глина, суглинок, насыщенный водой Песок, песок с суглинком, с повышенным содеожонием воды Крупный песок, мелкий галька Крупная галька, сыпучий песок, торфяная смесь
Расход сухой СМ&СИ <7/mj 29 23 25 29 30-32 33-35
Время прохождения 1 л раствора '-ереэ воронку Марша, с 40 45 70-100 120-150 Более 150
272
ТЕХНОЛОГ ИЯ £ VOS*' * ШГТЙСЖЭЙ
I ГЛАВА 7
Таблица 7 4 Рекомендации по применению Bentonil HDG
Грунта* ый массив Присадка Количество материала
Гравий 2 63 мм - 45 кг/м5
Песок 0.063-2 мм. -
Ил 2-63 pm -
Инертная глина до 2 pm -
Активная глина до 2 pm SC Mid 15 кг/м’
С минеральными веществами SC Via
Таблица 7.5 Показатели вязкости Bentonil Hl >G
Дозировка, кг/м3 25 30 35 40
Время выпекания готового поод/кта из воронки Марша, с 42-46 52 55 68-72 >100
273
Bentonil HDG производится из активированного бентоми >цин, при лом
он полимеромодифицирован. Основные преимущества Bentonil HOG заключаются
в том, что при его использовании наблюдается более ни ткал фильтрация воды,
повышенная сопротивляемость к минеральным веществам н труп1 тх и/или грунто-
вых водах (солям, цементу торфу углю и т.д). Bentonil HDG опладает высокой эф-
фективносгью и необычными реологическими свойствами, которые проявляются
в быстром разжижении срезанного грунта и превращение его в гель; у него высо-
кий предел текучести и низкая пластичная вязкость.
Механизм действия Bentonil HDG включает два понятий: зопь и гель. Рас-
твор во время движения находится в состоянии золь. Это значит, что пластины
кристалла равномерно распределены в воде и отсутствует внутренняя структура.
Состояние геля — состоянии покоя раствора, кристаллы образуют трехмерную
сетку, они иммобипизируют воду. Переход раствора из состояния золь в состо-
яние гель является обратимым на 100°4>! Из этого очевидны преимущества буро-
вой смеси Bentonil HDG: жидкий золь хорошо промывает и отлично расслаивает
грунт, образование гел,я предотвращает образование осадка, а молниеносный
переход золя в гель — гарантируют успех бурения. Дозировка Bentonil HDG ука-
зана в таблице 7.4.
Существует широкий выбор полимеров-добавок специально для Bentonil HDG:
• SC Vis L (Tinvis L) используется в почвах, где встречаются торф, бурый уголь,
солееодержащие образования (доломит и известняк, поваренная соль, гипс и т.д.),
также на качество раствора влияет близость моря, минеральные источники, свалки
и отходы. Эти включения и факторы могут ослабить любой промывочный буровой
раствор. SC Vis L Tinvis L) выступает в качестве загустителя, защитного коллоида;
• SC Mud L (Tunlub L) тормозит разбухание глины, применяется как технологи-
ческая добавка. Известно, что активные глины являются причиной высокого тре-
ния на буровую штангу;
• Bentocry<. 86 применяется как разбавитель при концентрациях;
• SC Xgum работает как сгуститель, формирует предел текучести, биологичес-
ки разлагается.
Глава 8
Экономические
аспекты
применения
бестраншейных
технологий
Глава 8. Экономические аспекты
применения бестраншейных технологий
В настоящей главе оассма'гривзются вопросы экономической целесообраз-
ности применения бестраншейных технопогий, сравнительные экономические
показа’епи по сравнению с традиционными методами прокладки коммуникаций,
в оазтичных условиях и для различных целей.
Основная доля затрат в структуре себестоимости работ ро открытой пере-
кладке сетей приходится на земляные работы и транспортные перевозки, которые
в большей части связана с транспортировкой грунта. Земляные работы при приме-
нении бестраншейной техноюгии практически исключены. Бестраншейный метод
позволяет избежат- большинства проблем с экопогическои безопасностью: окру-
жающая среда не подвергается техногенному воздействию, связанному с уничто-
жением зеленых насаждений и тсавян эго покоова пои применении открытого спо-
соба. Затраты на их восстановление возмещают организации, ведущие открытую
перекладку сетей. Таким образом, реальная себестоимость прокладки или замены
1 м трубопровода бестраншейным способом ниже по сравнению с его прокладкой
открытым способом. Характерным примером могут служить официальные данные
по г. Санкт-Петербургу конца 20 вена. 8 таблице приведена расчетная стоимость
ремонта аварийных участков канализационной сети открытым методом и факти-
ческая стоимость оемонта при применении одного из бестраншейных методов в
городе Санкт-Петербурге.
тоилица 8.1
Год Длипо трубопровода, м Себестоимость работ по технологиям, млн. руб Экономия
открытой [по плану) бестраншейной (фактически) млн руб %
1998 1908 7441 3658 3783 50,8
1999 2186,5 9839 5452 4387 44 6
1 2 гв 2000 945.5 4254 2306 1948 45,8
Важно отметить, что никто до настоящего момента не учитывал в расчетах кос-
венные финансовые потери, т.е убытки граждан, предприятий и органи заиии, вы-
званные ведением работ по замене трубопроводов открытым способом, например
отмену или изменение маршрутов гор, дского пассажирского транспорта и др.
276
Ппи пом объемы работ по ппокладке и реконструкции сетей данными мето-
дами явно недостаточны
Итак, бестраншейные технологии позволяют;
• резко повысить темпы работ по новому строительству и ремонту изношен-
ных коммуникации, более эффективно использовать финансовые и материальные
ресурсы;
• соблюдать экологические нормы, практически исключить ведение земля
ных работ, ликридирсвать угрозу повышения уровня грунтовых вод и загрязнения
грунтовых массивов бытовыми и производственными стоками;
• обеспечивать бесперебойное движение транспорта в районе проведения
работ
Бестраншейные технологии характеризуются высоким уровнем механизации
почти стационарным режимом работы и, в отличие от траншейного способа, мень-
шим объемом ручных работ. Буровая бригада из 5- 7 человек выполняет такой же
объем строительных работ, что и бригада в 30-40 человек, оснащенная тоже самой
современной строительной техникой, но пои применении традиционных методов
строительства инженерных сетей. Контакт с поверхностью грунта и асфальтобе-
тонным покрытием либо полностью исключен (при работе по методу «из колодца в
колодец»), либо происходит только на начальном и конечном этапах работ. Кроме
того, бестраншейная технология позволяет отказаться от транспортных операций.
Другими преимуществами являются легкость пересечения уже существующих ком-
муникаций и возможность отказа от водоотливных мероприятий. Что касается тех-
ники безопасности при бестраншейной замене трубопроводе® то круг вопросов,
связанных с ней, значительно зтличается от аналогичных проблем при работах
открытым способом и определяется лишь умением ооращаться с комплектом обо-
рудования для бестраншейной замены.
Применение бестраншейного метода для ремонтных работ позволит сущес-
твенно снизить величину ремонтного фонда, а также себестоимость продукции
предприятий водопроводно-коммунального хозяйства А учитывая государствен-
ное регулирование региональными энергетическими комиссиями тарифе в на
!одоснабжение и водоотведение и фиксированный уровень рентабельности ор-
ганизаций водопроводно-коммунального хозяйства, все это должно привести к
снижению тарифов на водоснабжение и водоотведение для потребителей.
Серьезным препятствием в применении оестраншейных технологий является
отсутствие документов по составлению нормативов и смет на производство работ.
Каждый производитель работ или заказчик встречается с трудностью расчета фи
нансовых затрат по производству такого вида работ Конечно, это связано в пер
вую очередь с тем, что такой вид работ появился недавно на строительном рынке,
и Физическое освоение новых технологий идет впереди экономических расчетов
финансового обоснования таких работ
На самом деле, нельзя сказать, что не существует никаких нормативных доку-
ментов для расчетов. Существующие методы расчета стоимости работ с примене-
нием бес траншейных технологий в принципе не могут и не должны отличаться от
методов расиет а других видов специальных строительных работ. Наиболее полно
и объективно эти методы освещены в документе, который утвержден и введен в
действие постановлением Госстроя России от 17 декабря 1999 года № 81 с 1 янва-
ря 2000 года — «Методические указания по разработке сметных норм и расценок
277
-U । («Ю сфОмтеЛьмых чми* 4 Jt'Ofpj*.. чоршы» Н рлрабог
че кого доч'/менг) при**!* ^чп’и^ кщтек/ивы Цемфлпьн г но икследе
ва^е^лого аттика м щжичи и упрон ч-нии проифтм. * фон России
£огве ценный исполнитель ин А А мн * jjk-i * «я циюнлния
л Сметн-о н i^mhoosзни* в гр< л е • ги ‘ и *и иц i\ im.m м хозяйстве
Госстроя России В А С^ега^ов В н u i*! н ш, Г. П Шг .н* 1 1 Грищенкова),
Управлении механизации iumwn о обо руд лани* и и <и 'роя России
Д П До^жин кин Н Д Гим^ев) Межрегионального цен'Ц<» по ценообразоаа
мню астр лтепьс-че и промвмш'мин л фон ельныдмач* * шов Го ..роя России
И И Дмитреяч ?), /три участи « L •’-•{.М Л/М л Гр / t I ролромс грои»,
института « В падин и вражда м проект реги нальиых центров по ценоооразова-
нию в строигельст>е Респуо мчи Ч мл ^осхсвсч и Воронежской Волгоградской
облатки г.г. Санкт-Петероурга., Омска и Омары
Методические указами* по разработке сметных норм и расценок на эксплуата-
цию строительных маши* и автофакс первых средне разработаны во исполнение
гюстановления Госстроя России от 11.02.98 V 18-15 «0 переходе на новую смет-
н : нормативную сазу ценообразования в строительстве». Они устанавливают по-
рядок пер?см тра дейгзчющи< л эазрабогч, нов» к сметных норм и расценок на
эк :пдуагацию гр игельмых мi ^и- и техн : * ^ических автотранспортных средств,
с целью их соблюдения организациями-разработчиками и другими организация-
ми которым необходимо рассчитать смежную норму на новые виды работ и экс-
- г/зтацлю новых видов строительной ’ехнмки которых еще нет в выпущенных на
сегодня сборниках.
Сметные нормы и расценки на эксплуатацию машин комплектуются в сборни-
ки. которые утверждаются в установленном порядке. Сборники сметных норм и
расценок на эксплуатацию машин являются составной частью системы ценообра-
зования и сметного нормирования в строительстве, действующей на территории
Российской Федерации, и применяются в обязательном порядке в строительстве,
осуществляемом с привлечением средств государственного бюджета всех уров-
ней и целевых внебюджетных фондов. В случае финансирования строительства
из других источников, применение указанных сметных норм и расценок на эксплу-
атацию машин носит рекомендательный характер.
Практика показала, что если Заказчику предъявляется расчет какой либо смет-
ной нормы, выполненной в соответствии с требованиями «Методических указаний
по разработке сметных норм и расценок», го она, как правило, принимается, потому
что носит обоснованный расчетный характер. На сегодняшний день имеется много
нормативов по бестраншейной прокладке трубопроводов, как разработанных на
федеральном уровне и вошедших в сборники Федеральных единичных расценок
(ФЕРы), так и территориальных, которые разрабатывают в регионах и ведомствах.
Основой для составления сметных норм является расчет стоимости машино-
часа работы всех механизмов участвующих в процессе. И если расчет стоимости
для применения вспомогательных механизмов, участвующих в процессе бестран-
шейной прокладке трубопроводов (например, автотранспорт, сварочное обору-
дование) всегда можно найти в соответствующих сборниках (ГЭСНы), то расчеты
стоимости машино-часа основного оборудования, имеющиеся в сборниках, могут
не соответствовать фактически применяемому оборудованию. Причиной этому
может быть большое количество типов применяемых машин, предназначенных для
7 Г | • ' V5 У r • ,, . r , r //
гЛаВдp
выг ним одного и того же вида работ, но pa гных по стоимостным и техническим
х<Ф иг |икам По ному имее! смысл просчитать стоимость машино-часа основ-
нси г<н(креткого оборудования, участвующего в работе. Например, в укрупнен-
ной м рме оговаривается, что работа производится с применением машины ГНБ
с гя1оным усилием 10 тонн. Это может быть как установка фирмы TRACTO-TECHNIK,
гак и установка фирмы VERMEER. Но это машины с различными ценовыми и экс-
плуатационными характеристиками и стоимости машино-часа и/ работы не могут
бьиь одинаковыми. В условиях рыночной экономики эти факторы имеют большое
Значение, как для Заказчиков, так и для Подрядчиков. Более тщательная разра-
ботки сметных норм позволяет учесть реальные затраты на выполнение работ
с применением бестраншейных технологий.
Рассмотрим на примере порядок расчета стоимости 1 машино-часа работы
установки с тяговым усилием 10 тонн («Grundodrill 10Хл> производства фирмы
«TRACTO-TECHNIK», Германия). При расчете применена методика, рекомендован-
ная Госстроем РФ.
Индивидуальная сметная норма и расценка на бестраншей-
ную прокладку трубы ПНД диаметром 160 мм с применением
основного оборудования Grundodrill 10Х производства фирмы
«Tracto-Technik».
Техническая часть
Индивидуальной нормой и расценкой на прокладку трубы ПНД учтены затраты
на выполнение полного комплекса работ в соответствии с рабочими чертежами,
включая подготовительные работы, бурение скважины и обратная проходка с рас-
ширителями.
Затраты труда, машинного времени и разряд рабочих определены на основа-
нии технологических карт и сборников единых норм и расценок (ЕНиР), расход
материалов на основании технологических карт и производственных норм и дан-
ных подрядной организации.
1. Затраты машинного времени вспомогательных машин приняты по времени
выполнения основной операции с учетом затрат машинного времени на перебази-
ровку установки.
2. В расценках приняты тарифы рабочих и машинистов, действовавшие на
1 января 2001 года.
3. Расценки не учитывают стоимость прокладываемых труб. Стоимость труб
следует принимать по фактической стоимости.
4. Расценками предусмотрены прямые затраты. Накладные расходы в размере
21% и сметную прибыль в размере 12% от сметной стоимости следует учитывать
дополнительно.
5. Затраты на строительство временных зданий и сооружений следует учиты-
вать дополнительно.
б. При производстве работ в зимний период дополнительные затраты, связан-
ныес производством работ в зимний период следует учитывать дополнительно по
нормам оаздеза П НДЗ-91.
7. Расценки составлены с учетом цен и тарифов 2001 год* Они должны пе-
реводиться в текущим уровень цен на основании индексов пересчета сметной
стоимости, разрабатываемыми Региональными центрами по ценообратованию в
строительстве на момент проведения работ.
8. Расчеты составлены на основании «Методических ука танин по разработке
сметных норм и расценок на эксплуатацию строительных машин и автотранспорт-
ных средств» МДС 81-3.99 принятых и введенных в действие с 1 января 2000 года
постановлением Госстроя России от 17 декабря 1999 года.
1. Основные характеристики и исходные данные для расчёта
сметной цены машино-часа установки для горизонтально-
направленного бурения «Grundodrill 10Х» производства
фирмы «TRACTO-TECHIK»
Таблице 8.2
№№п.п. Основные исходные данные Основание Ед. изм. Показатели
; I Мосса установки с комплектующим оборудованием 'буровая установка, силовая установка, сме:/тегььая установка^ контракт кг 7000
2 О6-ся мошюаъ двигателей КВТ 106
3 балансовая стоимость установки без запасных частей руб. 14200000
4 Рза од медной СлйСЗки кг/час 0.46
5 Расход графитовой смазки кг/чос 0 46
5 Дю Г0ПЛИ9С л/час 14
6 Время проходки J м скважины Дном. 160 мм, включая все виды подготовительных и завершающих работ хронометраж м/чос 10
7 Обслуживающий персонал чел. 4
8 Средняя длина скважины м 30
9 Норма амортизационных отчислений Код ОКОФ 142 924 302 постан. Прав №1 от 0L01 2002 % 333
10 Стоимость быстроизнашивающихся частей контракт руб 714500
2. Определение годового рабочего времени установки
«Grundodrill 10Х»
Годовой режим зксгтлуагации при двухсменной работе составляет:
Т - [365-(52 х 2+11+М+Р+П)] х Кс х КрС/где:
Н — количество недель в году, равное 52;
2 — количество выходных в неделю;
11 — количество праздничных дней в году;
П — количество дней перебазировок, равное 70
Р — количество дней техобслуживания и ремонта, равное 60
М — количество дней с температурой ниже -10С°
Кс — коэффициент сменности, равный 2
Крс — нормативная продолжительность смены равная 8
Т = [365 - (52 х 2+ 11 + 60 +26+ 70)] х 2 х 8 = 1504 маш-ч/год.
3. Амортизационные отчисления на полное восстановление
Формула определения показателя амортизационных отчислений;
А = Бс х На / Т х 100, где:
Бс — балансовая стоимость установки «Grundodrill 10Х», 14 200 000 руб.
На — норма амортизационных отчислений в год, 33.3%
Т — годовой режим эксплуатации установки «Grundodrill 10Х»
А = 14 200 000 х 33.3/1504 х 100 = 3144.02
4. Заработная плата рабочих работающих совместно с уста-
новкой «Grundodrill 10Х».
Состав звена рабочих:
6-го разряда — 1
5-го разряда — 1
4-го разряда — 2
Часовая ставка рабочих бригады составит (35.65 + 30,07 + 23,19 х 2) = 112,10 руб.
5. Затраты на перебазировку установки «Grundodrill 10Х»
При среднемесячной скорости бурения 250 метров в месяц и средней длине сква-
жины 30 метров, количество перебазировок с базы на строительную площадку в
год — 350/30 х 12 = 140 (при 2-х сменной работе — 70 дней в год).
Масса установки 7000 кг.
Затраты на транспортировку
Установка перевозится с объекта на базе тягача МАЗ с полуприцепом.
Время, затрачиваемое на погрузку, разгрузку и транспортировку составляет
5 часов.
tAKOB , ......J. и- и A.
Таблица 8.3
№№ п.п Наименование операций Обоснование Ед. изм Стоимость единицы руб Кол-ю Стоимость руб
есего I т.ч. з/л всего В т,ч. з/п
1 Разгрузка и установка ЕРЕР4 9-133 TM 2830 70 i 19810
Всего 2830 19810,00 0,00
Монтаж и демонтаж установки выполняет звено:
Оператор 6-го разряда, оператор 4-го разряда.
Время монтажа и демонтажа установки — 7 часов.
Среднечасовая ставка рабочих составит '—(35.65+23.19) /2 - 29.42 руб./час.
Зарплата рабочих составит 29,42 х 2 х 7 = 411.88
Затраты на перебазировку установки в расчёте на один машино-час составят:
(19810 + 411.88) х 70 /1504 - 941.18 руб.
6. Затраты на все виды ремонта и техническое обслуживание
Затраты на все виды ремонтов и техническое обслуживание определяется по
формуле (Методические указания МДС 81-399 Госстрой РФ № 81 от 17.12.99 г.,
формула № 8).
Зрем.я (U$x Нр)/(100хТг), где:
Цб — балансовая стоимость установки без стоимости запасных частей;
Нр — норма затрат на все виды ремонта и технического обслуживания,
равное 20%;
Тг — количество часов работы установки в году;
Зрем " 14 200000 х 20/100 / 1504 * 1888.30 руб. в текущих ценах.
7. Затраты на энергоносители
Расход дизельного топлива на 8 часов работы установки — 96 литров.
Стоимость топлива: 1 литр в текущих ценах — 6.6 руб.
Расход на энергоноситель — 14 х 6.6 - 92.4 руб. за 1 машино-час.
8. Затраты на смазочные материалы
Затраты на моторные масла определяется на основании данных по их фактическо-
му расходу, составляющему 16 литров на 100 часов работы установки. Стоимость
1 литра масла — 365 руб.
Затраты на моторные масла составляют
16 х 365/100 - 58.4 руб./маш.час.
9. Затраты на гидравлическую жидкость
Емкость бака для гидравлической жидкости 200 литров.
Периодичность замены гидравлической жидкости — 1 раз в год.
Стоимость 1 литра жидкости в текущих ценах — 210 руб.
Зг -200x 210/1504- 27.93 руб.
№НОМИЧТ(УИ^ ЛСНИ11- ЧГИМ.ГМТНИ# Ur ТРАНШ! ИНМ' Г/Н/ . Лиг ГЛАВА 8
10. Затраты на буровую смесь(бентонит)
Расход глинопорошка для приготовления буровой жидкости — 2 кг на 1 метр бурения.
При скорости проходки 1 м/час работы установки, расход бентонита составит
2x1-2 кг в час.
Стоимость 1 тонны бентонита в текущих ценах, составляет 33 700 рублей.
0.002 х 33 700 - 67.4 руб. в час.
11. Затраты на быстроизнашивающиеся детали
Стоимость быстроизнашивающихся частей для «Grundodrill 10Х» составляет: рас-
ширители — 112 000, пластины из твердосллава — 12 500, буровые головки —
40 000, штанги буровые — 550 000 руб.
Затраты на быстроизнашивающиеся детали из расчета 50% замены на 500 ча-
сов работы в расчёте на один машиночас установки составят:
(714 500 / 500) х 0,5 «714.5 руб.
Сведя все значения в одну таблицу можно определить стоимость машино-часа
работы оборудования «Grundodrill 10Х»
Определение прямых затрат цены машино-часа установки
для направленного бурения «Grundodrill ЮХлпроизводства
фирмы «TRACTO-TECHNIK»
Таблица 8.4
Всегда возникает вопрос, какая производительность установки должна прими
маться для расчета конкретной сметной цены? Для ее определения можно пользо-
ваться несколькими методиками:
1. Использовать информацию от производителя оборудования. Эта информа-
ция может носить справочный характер, так как она сложилась из обобщенного
283
анализа выполняемых pa6ot на рассиа^оивае^ом оборудование ьой ле
рмод времени $ усредненных условия/ и в благоприятных рун зходиио
-унимать, Ч‘О нельзя боа’ь за основу «кономи «еского расчета си , рения,
о которой информирует -цензе;...нтели. Это показвт* ь - згорь и и <•* чирует о
возможности бурсаой установи пробурив 1 метр скважины при пи гио* -бурп-
чих *а прямо.- идейном участке без учета подготовительны/ и сг^/- , z работ,
2. При работе • слсж-ыт условиях (тяжелые грунты, сезонный Фактор, и т, д.)
/ информации ст производителя мс*< «рнменгиь >озфОлд*£^ы, учитывающие
это состояние.
3- Воз*зле* взриа*’ мсгда производители работ снимают -лазания со счет-
-/-а /-е’з машино-часов установки дс -а^ала работы и после ее выполнения.
Лол уче—&й оезугьтат мс.--зс-^ать производительностью оборудования на кон-
-рет-ои объекте / g Kc-ir-е’ных условия/. Но при зтом необходимо учитывать от-
дег-ил стоимость все/ "роизвсдгтвем-^z опезааий «оторве выполняются, когда
необходимости в работе двигателя установки нет.
Практика ^оказывает, что информэ-шии стт производителя достаточно для рас-
->ета стоимости иа^и-о-^часа «очретного оборудования.
Например -си прэкладге устэнсЕ/си /:нл/^и ю тонн трубы ПНД диаметрсм
150 нм общая -з >изв/)Ди’ел^-г-.с^& составляет 1 метр за оди^ чз -.ино'-'ас работы,
р/’^вая весь 'П«'ге<с рабо' s ’о* -деле цае^ире-ле гадала до необходимого
дхамепкв и >зтягива-ле трубы.
Д-я составления сие^ы г '-a-ec'se о&ме-^ирз необходимо ’-одобрзть установ-
ку при выборе -еобходимогс ’яговото усилия Рекоменду«егся использовать ниже
Три 5 * ДС‘* * > В 7 збл и ЦЫ.
Таблица &_5 Длина прокладки инженерных коммуникаций в зависимости от
диаметра футляра и тегового усилия установок ГИБ, м, для расчета стоимости
производства работ
Тип установки Длина трубсх^овсда, м яри диаметре труб, мм
63 но 160 225 315 /00 500
y^tf 100 70 : - 1 - '
Мм&и ZX у; 100 70 - - -
Майо - 300 26С 250 15С 75 50 J
- 600 400 600 600 600 500
Примечание:
l.Bce параметры поведены для однородных грунтов (супеси, суглинки, гли-
ИЫ), Для щебеночных грунтов, крупнозернистых песков, свалок и т. п. иегубходимо
принеяять для расчета установку следуй^его типоразмера.
2. Для скальных грунтов применять для расчета установки 20 тс и выше.
284
Максимальная ДДииа проглсдхи инженерных коммуникаций
авиеимост ат диаметре футляра и тягового усилия установок типа
Grundobartf, и f
Г ,л лг/ ” г—"г * г '* 'у _—
63 10 1% Z25 3 - ' 500
4G 50 — —
du ! — 150 150 17; — 1 —
— — 25С 250 1М
250 - 250 t <' 1
Таблица Ь 7 Максимальная длина прокладки стальных футляров в зависимости
ат диаметра футляра установок типа Grundoram, м
тип усгокл*>* Gnx<foccrr Дймно "p/Sxczy^GflC. 1/ лрм ^маые’^е х
279 У25 429 510 6Z гл 1000 т. 1 ЧХ 2УХ
Атлас
Огммг 25 20 15 — 1 — — 1 — — : -
Гигант 25 1L 1А - — i —
Колосс — W ‘Л ’ 50 45 40 25 : 1 —
Гогьюф дС‘ SL 7Р 56 <5 X I**
I Iоипл — 1 — Я &G 65 40 1
Примечание.
При расчете работа установок на про^^адхе стальных труб диз*егро
510 w освобождение трубы от гру*'~а необходимо рассчи’в«зат» допох^и’егьмо,
Руководствуясь значения’*/ указанным/. g З’/х тэбг/Аа/. «ажио выбрать
тип оборудования для расчета смежной стоимости рабе* или ^заработать ин-
дивидуальную сметную норму.
Необходимо иметь в виду, что при расчете смежной стоимости работ не-
обходимо учитывать стоимость мэ-ы/но-и*аса работы других we/a*M3**08 у -зс-
тэующих в производстве работ- Например; автотранспорт, грумиюдьеммые
механизмы, и т. д-
285
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Таблица 1. Основные сведения из физики и математики
Наименование величины Единица измерения Сокращенное обозначение единицы измерения Размер единицы измерения
Напряженность электрического поля Вольт на метр В/м (ТВ) (1м)
Электрическое сопротивление Ом Ом (IB) (ТА)
Электрическая проводимость Сименс См (IA| (1В|
Электрическая емкость Фарада ф (1Кл) (1В)
Поток магнитной, индукции Вебер Вб (1Кл) (Юм)
Индуктивность Генри 1 (1В6) (1А)
Магнитная индукция Тесла [ (1В6) (1м‘)
Напряженность магнитного поля Ампер на метр А/м (IA) (1м1
Световой поток Люмен лм (1лм)
Световая энергия Люмен э секунду лм/с |1лм| (1с)
Освещенность Люкс ЛК {1 пм | |Ы
Таблица 2. Образования кратный и дольных единиц
Наименование Доля Сокращенное обозначение Наименование Доля Сокращенное обозначение
Пико 10|г п Дека 10 да
Нано 1 Ю’ । м Гекто 10' г
Микро 10' мк Кило 10' к
Милли ю м Мега 104 м
Сан.ти Ю‘ с Гига 10’ г
Деци д Тера 10” т
Переводные формулы температур;
(5/9)*(г( - 32)« ТА - 273,15 - (5/9) 7'к - 273,15
Тк = f,.+ 273,15 = (5/9)f( + 255,37 = (5/9) TR
где f,, 'Ih, t), Гц — температура соответственно в градусах Цельсия, Кельвина, Фарен-
гейта, Ренкьна.
Сравнение важнейших единиц мер
Таблица 3
Длина
Метры Миллиметры Дюймы Футы Ярды Английские сухопутные мили Английские морские мили
1 1000 39,3701 3,28084 1,0936 —
0.001 1 0,03937 0,00328 0,001094 — —
0,02540 25,4 0,08333 0,02778
0,30480 304,8 12 1 0,3333 —
0,9144 914,4 36 3 1
1,609 — — 5280 1760 1 10,8683
1,85 — _ 6080 1,151 1
Таблица 4
Площадь
Кв.метры Кв.сантиметры Кв. дюймы Кв. фу ты К» Йрды
1550,0 10,764 1,196
0,15501 0,00108 _ 0,000196
0,00065 6,4516 0,00694 0,000771
929 '44 0,1111
0,83613
287
Таблица 5
Объем
Куб.метры Литры Куб.футы Куб.ярды Галлоны
английские американские
1 1000 35,3147 1,308 ~~ 220,1 264,2
0,001 1 0.035315 0,00)308 0,2201 0,2642
0,028317 28,817 1 0,037037 6,242 7,4805
0,7645 764,5 27 1 2136,2 2565,8
0.004546 4.546 0,16057 0,005944 1 (=277,5 куб, дюйма) 1,2002
0,0033785 3,7852 0,1337 0,00495 0,83292 1 (=231 куб.дюйма |
1 куб. дюйм = 16,3871 см3;
1 см3 » 0,061 куб. дюйма;
1 куб. фут « 1728 куб. дюймов;
1 л = 61,0305 куб. дюйма.
Таблица 6
Масса
Килограммы Тонны метрические Английские
Футы Тонны
1 0,001 2,0046 0,000984
1000 1 2204,6 0,9842
0,45359 0,000454 1 0,000446
1016,05 1,01605 2240 1
Таблица 7
Давление
Техническая атмосфера (736,6 мм рт.ст) МПа Английские футы Высота водяного столба
м Фунты
0,1 14,22 10 32,84
0,1033 14,70 10,34 33,93
0,0070 I 0,7037 2,309
0,00999 1,421 1 3,281
0.003045 0.4332 0.3048 1
Таблица 8
Мощность
Лошадиная сила Английская лошадиная сила киловап Килограммометр/ секунда
1 0,986 0,736 75
0,0139 1 0,746 76,04
1,36 1 34 102
1,315 0,981
1 дюйм = 25,40 мм;
1 мм = 0,0393701 дюйма.
Таблица 9
Дюймы 0 1/8 1/4 5/16 3/8 1/2 5/8 3/4 7/8
0 0,000 3,175 6,350 7,938 9,525 12,700 15,875 19 050 22,225
1 25,400 28,574 31,749 33,338 34,924 38,099 41,274 44,449 47,624
289
Приложение 2
КРАТКИЙ СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ,
ПРИМЕНЯЕМЫХ В ОБЛАСТИ БЕСТРАНШЕЙНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ
1. Сухое бурение — бурение без бурового раствора.
2. Мокрое бурение — бурение с использованием бурового раствора
3. Шнековое бурение — технология формирования скважины с помощью бурового
инструмента и удалением разработанного грунта шнековым механизмом.
4. Метод прокола — технология образования скважины пробойником и уплотнением
грунта в окружающем его пространстве.
5. Метод раскатки — непрерывный процесс образования скважины путем уплотнения
грунта раскатчиком
6. Впервые подходящую глину нашли в штате Техас, в г. Бентон. Отсюда произошло на-
звание — бентонит.
7. Основной минерал Бентонита — монтмориллонит — также названный по месту
своего происхождения — городу во Франции — Монтмори.
8. Жидкостной базой буровых растров является вода.
9. Удар — столкновение двух твердых тел, а также при некоторых видах взаимодействия
твердого тела с жидкостью или газом (гидравлический удар, удар струи воды о тело и т.п.).
10. Скважина — искусственная цилиндрическая выработка. Проходка скважины осу-
ществляется буровыми установками.
11. Туннель — поземное (подводное) сооружение для движения транспорта переме-
щения воды, прокладки коммуникаций и т.п. Глубина заложения туннеля, его длина, формы
и размеры поперечного сечения зависят от топографических, геологических и климатичес-
ких условий и его назначения. Первый известный транспортный тоннель был проложен под
р. Ефрат в Вавилоне в 3 тыс. г. до нашей эры.
12. Трубопровод — сооружение из труб, плотно соединенных между собой, для транс-
портирования различных продуктов (вода, газ, нефть).
13. Вибрация — механические колебания. Вибро... — составляющая часть сложных слов,
указывающих на их отношение к колебательным движениям, вибрации (например, вибромолот).
14, Виброударное бурение — способ проходки скважины, при котором разрушение
грунта происходит периодическими ударами.
290
Приложение 3
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ГОСТ
ГРУНТЫ
КЛАССИФИКАЦИЯ
Издание официальное
МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ И ТЕХ-
НИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ (МНТКС)
Предисловие
2. Разработан производственным и научно-исследовательским институтом по инженер-
ным изысканиям в строительстве (ПНИИИС) с участием научно-исследовательского института
оснований и подземных сооружений им. Герсеванова (НИИОСП), института по проектиро-
ванию оснований и фундаментов (Фундаментпроект), государственного дорожного научно-
исследовательского института (Союздорнии), научно-исследовательского института транс-
портного строительства (ЦНИИС) Российской Федерации.
Внесен Минстроем России.
2. Принят Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации и тех-
ническому нормированию в строительстве (МНТКС) 19 апреля 1995 г.
3. Введен в действие с 1 июля 1996 г. в качестве государственного стандарта Российской
Федерации Постановлением Минстроя России от 20 февраля 1996 г. № 18—10.
4. Взамен ГОСТ 25100-82.
Д«ши введения 1996 07-01
1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий стандарт распространяется на все грунты и устанавливает их классификацию,
применяемую при производстве инженерно-геологических изысканий, проектировании и
строительстве.
К наименованиям грунтов и их характеристикам, предусмотренным настоящим стандар-
том, допускается вводить дополнительные наименования и характеристики, если эго необ-
ходимо для более детального подразделения грунтов с учетом природных условий района
строительства и специфики отдельных видов строительства.
Дополнительные наименования и характеристики грунтов не должны противоречить
классификации, приведенной в настоящем стандарте, и должны основываться на частных
классификациях отраслевого и регионального назначения, установленных соответствующи-
ми нормативными документами.
В настоящем стандарте грунт рассматривается как однородный по составу, строению и
свойствам элемент грунтового массива (образец).
291
2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
S настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 5180 - 84 Грунты Методы лабораторного определения физических характеристик
ГОСТ 10650 - 72 Торф. Метод определения степени разложения
ГОСТ 11306 - 83 Торф и продукты его переработки. Методы определения зольности
ГОСТ 12536 - 79 Грунты. Методы лабораторного определения зернового (гранулометрического)
остова
ГОСТ 23161 - 78 Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности
ГОСТ 23740 - 79 Грунты. Методы лабораторного определения содержания органических веществ
ГОСТ 24143 - 80 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки
ГОСТ 25584 - 90 Грунты. Метод лабораторного определения коэффициента фильтрации
3. ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Термины, применяемые в настоящем стандарте, приведены в приложении А.
4. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
4.1. Классификация грунтов включает следующие таксономические единицы, выделяе-
мые по группам признаков:
класс — по общему характеру структурных связей;
группа — по характеру структурных связей (с учетом их прочности);
подгруппа — по происхождению и условиям образования;
тип — по вещественному составу;
вид — по наименованию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств);
разновидности — по количественным показателям вещественного состава, свойств и
структуры грунтов.
4.2. Наименования грунтов должны содержать сведения об их геологическом возрасте в
соответствии с местными стратиграфическими схемами, принятыми в установленном порядке.
4.3. К характеристикам грунтов по разновидностям, предусмотренным настоящим стан-
дартом, допускается вводить дополнения и изменения в случаях появления новых количест-
венных критериев выделения разновидностей грунтов и результате научно-технических раз-
работок.
5. КЛАССИФИКАЦИЯ
5.1. Класс природных скальных грунтов — грунты с жесткими структурными связями
(кристаллизационными и цементационными) подразделяют на группы, подгруппы, типы,
виды и разновидности согласно таблице 10.
5.2. Класс природных дисперсных грунтов — грунты с водноколлоидными и механичес-
кими структурными связями подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды и разновиднос-
ти согласно таблице И.
5.3, Класс природных мерзлых грунтов* — грунты с криогенными структурными связями
подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности согласно таблице 12.
5.4. Класс техногенных (скальных, дисперсных и мерзлых) грунтов — грунты с различны-
ми структурными связями, образованными в результате деятельности человека, подразделя-
ют на группы, подгруппы, типы и виды согласно таблице 13.
5.5. Частные классификации по вещественному составу, свойствам и структуре скальных,
дисперсных и мерзлых грунтов (разновидности) представлены в приложении Б.
с отрицитной нмгордтурой. м имущие хржкенных сгружгурмых связей (ни содержащие в
своем составе лед}, относят к кчдсчу природных дисперсных грунтов
Свальные (с жесткими структурным/ связями — кристаллиэацуюнными и цементационными)
Класс
10. I
Группы Подгруппа Тип вид Разновидности
1 § 0 Магматические Интрузивные Силикатные Ультра- основного состава Перидотиты, дуниты, пироксениты Выделяются по. 11 пределу прочности на одноосное ^^.отие в водонасыщенном СОСТОЯНИИ, ?! плотности скелею грунта 31 коэффициенту выветрелости Л) степени размягчаемое™ 5| степени растворима ти 6) степени водопроницаемое ти, 7) степени засоленна, щ 61 структур*» и текстуру 9) температуре
Основного состава Габбро, нориты, анортозиты, диабазы диабазовые порфириты, долериты
Среднего состава Диориты, Сиениты, порфириты, ортокпазоеые порфиры
Кислого состава Граниты, гранодиориты кварцевые, сиениты, диориты, кварцевые порфиры, кварцевые порфириты
Эффузивные Ох новного состава Базальты, долериты
Среднего состава Андезиты, вулканогенно- обломочные грунты*. обсидианы, трахиты
Кислого состава Липариты, дациты, риолиты
Мета- морфические Силикатные Гнейсы сланцы,кварциты
Карбонатные Мраморы, роговики скарны
Железистые Железные руды
Осадочные Силина гные Песчаники, конгломераты брекчии туффиты
Карбонатные Известняки*, доломи гы
£ с? D а £ О CZ Э<Н У 'И8НЫ( Силикатные Вулканогенно-обломочные грунты*
Осадочные Смли<отные Apr иллиты, алевылиты пес чо ми* и
Кремнистые J Опоки. трепела, диатомиты
Карбонатные М<1ло. мергели и ни типи*
Сульфатные Гип ы онгидриты
Г слоенье Галиты. карнопи*ы
Примечание (*): грунты одного вида, омичающиесы по значению прочности м одноосное okjw
Таблииа Н.П КЛАСС ПРИРОДНЫХ ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВ
| К'ХС Подгруппа Тип ВиД Разновидности
I X X 3 X 3 X О X X 5 X 6 ф 2 X, Связные Осадочные Минеральные Силикатные К арбонатиые У елкаистше Попиминнральные Глинистые грунты Выдвинется по Г ронунеметрическому составу (фуплообломочные грунты и пески), 2 числу "гюстичности и гранулометрическому составу (тинистые грунты и илы), 3} степени неоднородности "рану неметрического состава (пески), *'• пскозаил о текучести (глинистые грунты), 5; относительной деформации набухания без нагрузк* (глинистые грунты), 6' ^-чосительной деформации просадочности 'линисые грунты), 7, коз; рициенту водонасыщения 5Р,ггчообломочные грунты и пески); 81 коэффициенту пористости ? пески> 91 степени плотности * 191 коэффициенту •у крупно- выветрелости 1 г ,,, ,, > обломочные 11) коэффициенту 1 и грунты, истираемости 12) относительному содержанию органического вещества (пески и тинистые грунты;; 13) степени разложения 1 14) степени j Т°РФЬ|> зольности 15) степени засоленности, 16) относительной деформации пучения, 17) темпес ап/ре
Органо минеральные Илы | Сапропели | Зоторфованные г рунты
Орпгничес киг Торфы и др 1
Несвя 1ные 1 Осадочные 1 Минеральные Силикатные Карбонатные Полиминеральные 1 । lecui 1 Крупнообломоочные грунты
Примечание: почвы (щебенистые, дресвяные, песчаные, глинистые, торфяные и др.) выделяются по
совокупности прзнзков как соответствующий вид и разновидность грунта
294
Таблица 12. Ill КЛАСС ПРИРОДНЫХ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ
Класс Группа Подгруппа Тип Вид Разновидности
Мерзлые (с криогенными структурными связями) Скалоные Промеозшие Интрузивные Эффузивные Метаморфические Осадочные Ледяные минеральные Те хе, что и для скальных грунтов Выделяются по: 1)льдистости эо счет видимых ледяных включений, 2) температурно- прочностным свойствам, 3) степени засоленности, 4) криогенной текстуре
Полу- скопьные Эффузивные Осадочные
Связные Осадочные Ледяные минерольные Ледяные органо- минеральные Ледяные органические Те хе что и для дисперсных грумов
Ледяные Конституционные (внутригрунтовье) Льдь Льды - сегрегоцион-'че, инъекционные, ледниковые
Погребеные Льды — наледные, речные, озерные, морские, донные, инсЬильтооционные (снежные)
Пещерно-жильные Л эДы — жильные, повторножильные, пещерные
295
U. П/ КЛАСС ТЕХНОГЕННЫХ грунте 1СКАЛШЫХ ДИСП[КНЫХ и М(рзлых
Гюдфулпо Тип Вид .НЫХИ мьрдлых Ратноьндности
Пхмредные ОбрСЗОаСНИ) юымемяы» 8 \ЮПСЙиЯл Люмене*-, ые физическим возле нсвием Те же, что и j для природ** 1 Скальных'р>нтрв ’Н ж & 3 ч
Изме*яЗкн«« Физмхо-
ЗСТвС’ВбннчХ'О КДОГСгн» <г1м^есклй воздейгвием Выделяются как соответствующие разновидности классов природных грунтов с учетом специфических особенностей и свойств техногенных грунтов
Прносдг*е ОООСЗСвОнич мзмнаним в устами есег5е-<-о ЗйЯ€Г0ЬшВ Изйгн'Энн^е фнэинескмм вгздей.гв^м 1е же, что и для фиродных дисперсных и скальных грунтов (раздроблен» »ык| Те же, что и для природных дисперсных и скальных грунтов (раздроб-ленных)
Измененные фм^с- хмминесхли зсздечст=мем
Поиосд->е neceMe^e-.^ аброзоэо-гя ьзу*>е
ПСмовнме
Ау’2О"С"е-^а“ ОСООЗСес-тия -‘ЗСа~гэе О । ходы 11раизводс тленной и хозяйственной деятельности Бытовые отходы Промышленные отходы, строительные отходы, шпаки, шламы, золы, злошлаки и др
“ОМоЗ-эеР
л । р/ССДЬ:»^ ОбрСЗОВа-иа измененное В у'ЛЗбиях естестм*0«хо зеле^энла Изме-е^ные ~еплсеым. воздей ^Ьие Те же, что и для природных мерзлых грунтов Все виды поиродных скальных грунтов Выделяются как соответствующие разновидности классов природных грунтов с учетом специфических особенностей и свойств техногенных грунтов
Хгленеиные физиса- x/Mz-ecx-v воздействием
Природы® O0CC3O&CW?, ^змеяеннае 8 условиях естественного залегания Измененные Физическим, !^ис®ым; воздейс^д Те же, что и для природных мерзлых грунтов Все виды Природных дисперсных грунтов
Измененные физико- химическим воздействием
Природные перемещенные образования Насыпные Намывные Измененные физическим 1 (теПЛОвЫ.м) ИЛИ ХНМИХО физическим воздействием j
Антропогенные образования Насыпные Намывные Намороженные
Бытовые отходы Промышленные сосоды строительные отходы, ШЛСХИ, шламы, золы, золошлаки и др Искуственчые льды
। шоженщ 4
lobnuuo 14 ЕВРОПЕИСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТОВ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ЮРИ
{КЛАССИФИКАЦИЯ РЫХЛОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ) (ВЫДЕРЖКА ИЗ DIN 18 1%)
1 2 3 4 5 6 7
Основные группы Опг.г-деленит- и обо iH'j'Ji f/tt G юзною’еп»иые признаки Примеры
Дрпя зернистое ги о/ 13 /О Г р утлы Сокращение символа группы
£ 0 06 .ММ * 2 wx
Крупнозернистые, фунты -.5 5 # >40 ф ю ф 2" Плотно насыпанный щебень GE ДНеес.-чт* кс-ився ростоеде^ раиуг де веэзастеие преимущество ЗОны <С>У_-(ОзеСчИСТО''С грун73 t 1 Я i и Р -• ’7 ~и Q и г с % р л <ь 5 г 1 г т 3 щ.' к К £ в. < О' л и J S* С- -Т> i ’ О и <т f S I . , 41 g q tя 2 О ' с - ° S § ст
Не плотно на тыпонный щебень Олесь с песком GW Над не »-'3"=.>ими гг'нс л.С'нигты,'и областями сплошная крмьсн растед!' лонич .а-,я пл
Промк-хутсчч зя стадия Щебень-Пн' ок-Смесь GI привоя распределения гранул пс размеру, .тосАегакзщля в виде сту теней из-за отсутствия окне й или наскояып» областей сашиер-юсти зер-.т
s 40 >40 Песок Пло’но насыпанный песок SE Северная «риеая роспредепения 'ООпул по роумеру вследствие области размера грунта ианосной и дюнный Речисй песок берлинский песок карьерный песок Трвтиммый
Не плотно насыпая смесь песка и щебня SW Сплошная криьая ра^редегине "per- ,п над ческольгими сбоями размерного звена Моренный песок гРунтоЕыи перок Прибрежный песок
Смесь песка и щебня - промежуточная стадия 51 Криззя распрадепе ния гранул по размеру, пролегающая в виде ступеней из за отсутствия одной иги нескольких областей размерности ° она
1 Гочнты со смешанным зерном ' 1 г (_меСо Смесь - щебень- песок- тина суглинок 5 15% 90 U 5 GU Широкие и---и средние ступени стлощной .ри8Си распределения Тронут Доля мелкой франции плавающая Широки- или средние ступени сплошном гривой распределения .-ранул Додя мелкой фрркиии - глинистая Выветриваемый гравий Мусор Глинистым'олеуник Валунная глина
15-40% 5- 15% GU GT
15 40% GT
s 4() Смв'-Ь - песок- суглинок 5-15% 1 SU Широкие или средние ступени сплошной кривой распосде/.ения тронул Доп мешай фра» цру, плавающая Плывучие легки Речная глина беглегчанги)
15-40% SU
1 Смесо- 1 тесок- 1 глина ( 5-15% &
м ST широкие или средние ступени сплошной кривей распределения грану» _Доля мелкой фракции - тинистая г"инистыи песок Валунная ггина Валунный мергель
15- 40% ST
Таблица 14 ПРОДО 1Ж1НИЕ
% 2 3 4 5 6
СГ-НОМЫ» rpyflf'W ОгрСйеленые * обе Огч,'зноб?т?ты1*»е признаки Примеры
Допе мелкрй фрш ции, a %, ж 0,06 мм ГDyne* СогрОщ^нИГ символа группы
В СУС?м сооекнми реа«.^«я пр- ви> гз^нхх** fVXXTHMHtX ч при ^меши • <ЭНИИ
Грунты мелкой фракции 1 >40 1 £ к X - I- г Лелю сэс’****-» огмк* 4 35 UL нмжоя Ьмс’рс* Нет теиоя Лесс Пав'-с> овыи ил
Cpejx '«к*»чны4 ог*мк* 35 им О ДО срвЭ*«* Легкая С ОВД НЯ* Морс»эя ! пииа Ил вод хранип.нца
X к — fWK^WMeCR сшча «35 п О средне* Д-0 1й*С£ХОи а* ю Лё'КОЯ Галечный мергель Слоистая глина
Ожд?*е плос"**о '-5ИМ0 35 -5С ТМ Высекая Нет Средняя Лессовая тлина Гпино Кейпррнии мергель
-*чча» ^ина >50 ТА С\<ег* В»СС•□Я Нет Ярко- »ыра*еннд« TdppOi Septur’enton Juroton
Органические грунты II и грунты с органичен кой приме: ью >40 Нессрочне или не вкдувоыщивг » 2 ТЫК я С '0СТ>* ческ> тс им« х „₽-'Х)гемным <-w« > 35 -50 ои Cpti-M Медленная дj Очень быстрей Средня* Известковый морсюй ил Киэепыур Растительный слои 'р,нто
Ьшкз: хо* «ДС* трмм^Х №<е*т-с>«, гяикй >5С от t«' а*с« Нет Ярко- 1ырО*енноя Песчанистая тина с бол- шим содер * онием гумуса Песчано-иэвес1ковистая глина
*40 оХт*е ля» мя >*** 'руи’м с симе* на *у«усо он Примесь рСГ'и'еГън'ЛО -иго. В ОСНОВНОМ тёмна jbbtc гнилей эапс1 потеря при прою ЛИЩИИИ ХГУК, 20 , Растительный слои грунта
грубые к* и*еилкны« тмм’тк' ихп семьях •□гя'ыымн бра л «очным. ок п;имн ь не роггитн'1ьно о типа светлая лёлюя "нсогая пори: гость Селикат Извет tiobiip песок
Орониче* кие грунты юеыпнэовкё-в мим еикжТс>j Че полно-’х реп «ня ы*йс» '-jC4 HN Гумусовые обрамво- имя г,форме- и ВОВ«и»'Я на меси *осёдлме| Степей» разложения 1-5 Волокнистая пенистая от светло коричнево'© -• ДО темно к ори <н?вогс Торф НИЗИННЫХ болот Торф верховых болот Тгкрф заболоченны» лесов
Ретпсжмамям^л тррф HZ Степей» ра1ло*ения 6 10 от черна 'Оричньваи - до черной
И- .УмрстГ’ы-си гужгие 1г-* пимлие - псхаиммлого -па папугммго мпа |н, и*рспе*ита. F ^еремеиюмный лож водой иг hj остатков растении «Ойо MMbpQop'OHHMM-jfl чдею песка. ’*** ие*~йяьа гонубовато-нершхоивега и~и W тенейовртогго во «елто «ори-гневою. инс *а от темно серо, о до сине черного Ил Г нигчции орт Ониче' кии ил
Насыпь >олом*™м *а»>'pyx-W Соат»<т“т»учос»й смыв"# 'pyw в »»а<хпиык аобвдя ( 1
Насыпь и» тюс торокмы* в«_г"1 А Мусор, шпояи сгроитепь ныи мусор, индустриал» ный муиОр
К таблице 14
Группа 1; Неья зкие почвы (GE, GW, GI, SE, SW, SI)
Группа 2: Слабовязкие почвы (GU, GT, SU, ST)
Группа 3: Вязкие почвы, смешанные почвы, ил (GU, GT, SU, ST UL, UM)
Группа 4: Вязкие почвы (TL, ТМ, ТА, 0U, ОТ, ОН, ОК)
Литература
1. Хайзерук Е.М. Машины и механизмы для прокладки кабеля. М., Машиностроение, 1991.
2. Кузьменко В.В., Максимов В.И., Рыбаков А.П. Механизированная прокладка кабелей связи в
тяжелых условиях. М., Радио и связь, 1987.
3. Храменков С.В., Орлов В.А., Харкин В.А. Оптимизация восстановления водоотводящих се-
тей. М., Строй издат, 2002.
4. Баландинский Е.Д., Васильев В.А. Бестраншейная прокладка инженерных коммуникаций.
М.,ТИМР, 1991.
5. Зеленин А.Н., Баловнев В.И. и др. Машины для земельных работ. М., Машиностроение,
1975.
6. Рыбаков А.П. Новая технология бестраншейной прокладки трубопроводов. М., Транспорт
и подготовка нефти, 1996, №5.
7. Дайджест зарубежной информации. Приложение к журналу «Подземное пространство
мира», М.ДИМР, 2000-2004.
8. Bohrspulungem im HDD, Schriftenreihe aus dem Institut fur Rohrleitungsbau Oldenburg,
VULKAN - VERLAG ESSEN, 2005.
9. HDD - Praxis Handbuch, H. - J. Bayer (Hrsg), Vulkan - Verlag Essen, 2005.
10. Grundlagen der Horizontalbohrtechnik Schriftenreihe aus dem Institut fur Rohrleitungsbau
Oldenburg, Band 13, VULKAN - VERLAG ESSEN, 1998.
11. Trenchless Technology Magazine, 2000-2004.
12. TRACTUELL Magazin fur Kunden und Freunde der TRACTO-TECHNIK, 1998-2004.
Все замечания и предложения по нашей книге просим высылать по адресу:
125239 Москва, пр. Черепановых, 10;
по e-mail: info@mgs.ru
или обращаться по телефонам: (095) 450-91-96,156-32-92, 784-52-75
Рыбаков А. П.
Основы бестраншейных технологий (теория и практика)
Верстка Пресс Бюро №1
Сдано в печать 01.09 2005.
Печать офсетная. Гарнитура OfficinaSansC.
Формат 70x100/16. Усл.-печ. л. 19.
Тираж 3000 экз. Заказ Ч-
Гкпечатано в типографии "Дом и мико*
ISBN 5-86035-0 < 5-9
IIIIIMIIIIIIIIII
9 785860 350441