Обоснование выбора оборудования и буровых растворов при бестраншейной прокладке трубопроводов

Микротоннельный щит размещается в заранее подготовленной стартовой шахте (котловане) и передвигается в заданном прямолинейном или криволинейном направлении. Выемка щита производится из финишной шахты (котлована). Расстояние между стартовой и финишной шахтами составляет 100 — 120 м. При особой необходимости расстояние может быть увеличено в несколько раз путём использования специального дополнительного оборудования — промежуточных прессовых станций. За щитом с помощью домкратных установок продавливаются трубы из различных материалов (сталь, желе-зобетон, керамика), в том числе, перспективные полимербетонные (ПБ) со специальными стеклопластиковыми муфтами, оказывающими незначительное сопротивление при протяжке труб в образовавшейся скважине. В случае использования керамических труб они должны быть подвергнуты предварительному замачиванию, так как в любом случае при прокладке труб в сыром грунте их прочность может оказаться недостаточной.
По мере продвижения микротоннелепроходческого комплекса разработанный грунт выводится специальными устройствами за пределы скважины в стартовую шахту.
Микротоннелирование может применятся при любых грунтовых условиях (в том числе при наличии в грунтовом массиве по трассе проходки крупнообломочных грунтов с включением гравия, гальки, щебня как в виде прослоек, так и валунов) и любой степени обводнённости грунтов. Однако технология микротоннелирования наиболее эффективна в песчаных и водонасыщенных грунтах (глинах, суглинках, супесях), при проходке в однородном забое.
При реализации метода минимальная глубина заложения верха трубопровода (свода, шелыги) относительно грунтовой поверхности должна быть не менее 1,5 — 2 диаметров трубопровода. Зазор между прокладываемым трубопроводом и расположенными в земле подземными коммуникациями и сооружениями должен быть не менее 1 м.
Местонахождение и ориентация микропроходческого щита контролируются при помощи лазерной системы. Для проходки микротоннелей используются щиты различной оснастки и компоновки. Силовое оборудование агрегата может размещаться как внутри щита, так и на поверхности земли. В зависимости от категории грунта внешний вид и твердость режущих кромок рабочего органа изменяется.
Разновидностью микротенеллирования является минитонеллирование. Согласно современной международной терминологии в области бестраншейных технологий минитонеллирование можно трактовать как щитовую проходку в грунте с образованием тоннеля диаметром от 1 до 2 м.
Технология минитоннеллирования предусматривает два следующих этапа работ:
-горизонтальную разработку грунта в забое стартовой шахты с помощью механизированных щитовых комплексов с погрузкой извлечённого грунта на ленточный конвейер и в вагонетки, перемещаемые малогабаритным локомотивом к стартовой шахте;
-монтаж крупноблочной круговой обделки, состоящей из трёх тюбингов (сегментов прокладываемого коллектора), с помощью портативного тюбингоукладчика в юбке щита.
Наличие на торцевых поверхностях тюбингов элементов сочленения в виде гребня-паза дает возможность осуществить точную их пригонку с образованием герметичного трубопровода. До начала следующей передвижки щита в затю-бинговое пространство подаётся быстротвердеющий раствор, обеспечивающий механическую прочность конструкции.
Суть ударно-импульсного продавливания при реализации бестраншейной технологии состоит в проходке или расширении в грунте горизонтальных скважин и затягивании в них труб (диаметром до 400 мм) с помощью пробойников (пневмопробойников, гидропробойников) или забивки в грунт стальных трубопроводов диаметром 400-1400 мм посредством пневмо-ударных машин.
Пневмопробойники имеют обтекаемый цилиндрический корпус, в котором размещены ударник и воздухораспределительный механизм (рис. 1.9).
Ударник под действием сжатого воздуха наносит удары по корпусу, передвигая его. При этом передвижение корпуса может происходить как в прямом, так и в обратном (реверс) направлении.