Современные технологии строительства и реконструкции зданий - Геннадий Михайлович Бадьин

Современные методы прокладки инженерных сетей

Бестраншейные технологии подземного строительства

Бестраншейные технологии представляют собой вариант выполнения работ по подземному строительству без вскрытия грунта. При использовании бестраншейных технологий более 90 % всех работ проводится под землей, что исключает:

♦ необходимость восстановления дорожного покрытия;

♦ нарушение существующих коммуникаций;

♦ перекрытие транспортных магистралей;

♦ нарушение привычного ритма жизни города;

♦ уничтожение зеленых насаждений;

♦ снос элементов благоустройства;

♦ нарушение земляного покрытия и т. д.

Бестраншейные технологии являются экономически более выгодными (в 2,5–3 раза) по сравнению с традиционным методом, это объясняется экономией средств, которые при открытом способе прокладки коммуникаций шли на обустройство траншей, восстановление вскрытых дорог и т. д. Кроме того, бестраншейные методы прокладки коммуникаций сокращают время производства работ и количество рабочего персонала, значительно повышают уровень безопасности работ (отсутствие траншей и механизмов на трассе прокладки), а также не наносят ущерба окружающей среде.

Можно выделить три традиционных метода бестраншейной прокладки трубопроводов: продавливание, горизонтальное бурение и прокалывание. При продавливании прокладываемая труба вдавливается в грунт открытым концом, снабженным ножевым устройством. Поступающий в полость трубы грунт разрабатывается и удаляется из забоя вручную или механизированным способом.

В настоящее время появляются новые технологии бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола. Существуют установки для бестраншейной прокладки трубопроводов с реверсивным ходом собранного из штанг штока. В данной установке используется принцип постепенного расширения прокалываемого канала путем последовательного увеличения диаметра оконечных конусов (при каждом следующем проходе канала). Главное преимущество данной технологии: не требуется единовременное создание значительного толкающего усилия. Теоретически, именно благодаря пошаговому увеличению сечения канала в грунте с помощью весьма малогабаритной и мобильной установки можно подготовить канал для труб довольно больших диаметров.

Подземная прокладка коммуникаций

Этап I

Горизонтально направленное бурение (рис. 2.6) осуществляется с помощью породоразрушающего инструмента – буровой головки со скосом в передней части со встроенным излучателем. Контроль за местоположением буровой головки производится с помощью приемного устройства локатора, который принимает и обрабатывает сигналы встроенного в корпус буровой головки передатчика. На мониторе локатора отображается визуальная информация о местоположении, уклоне, азимуте буровой головки. Также эта информация отображается на дисплее оператора буровой головки. Эти данные являются определяющими для контроля соответствия траектории строящегося трубопровода проектной и минимизируют риски излома рабочей нити.

Рис. 2.6. Строительство пилотной скважины

Этап II

Расширение (рис. 2.7) осуществляется после завершения пилотного бурения. При этом буровая головка отсоединяется от буровых штанг и вместо нее присоединяется расширитель обратного действия. Приложением тягового усилия с одновременным вращением расширитель протягивается через створ скважины в направлении буровой установки, расширяя пилотную скважину до необходимого для протаскивания трубопровода диаметра. Для обеспечения беспрепятственного протягивания трубопровода через расширенную скважину ее диаметр должен на 20–30 % превышать диаметр трубопровода.

Рис. 2.7. Предварительное расширение

Этап III

На противоположной от буровой установки стороне скважины располагается готовая к протягиванию плеть трубопровода (рис. 2.8). К переднему концу плети крепится оголовок с воспринимающим тяговое усилие шарниром (вертлюгом) и расширителем. Шарнир позволяет вращаться буровой колонне и расширителю и в то же время не передает вращательное движение на затягиваемый трубопровод. Таким образом, буровая установка затягивает в скважину плеть трубопровода до проектных отметок.

Рис. 2.8. Протягивание трубопровода

Бестраншейные методы в России

Бестраншейные методы восстановления и прокладки новых подземных коммуникаций используются в наши дни все чаще.

Основные бестраншейные методы, которые получили наибольшее распространение в России за последнее десятилетие, следующие:

♦ горизонтальное направленное бурение;

♦ продавливание и микротоннелирование;

♦ управляемый прокол;

♦ безлюдная инспекция внутренней поверхности трубопроводов с помощью телекамер;

♦ восстановление трубопроводов методами CIPP и Sliplining;

♦ местный ремонт трубопроводов с помощью робототехники, включая установку бандажей;

♦ перекладка трубопроводов методом «взламывания» (технология Pipe Bursting);

♦ безлюдная очистка и зачистка трубопроводов путем нанесения на их внутренние поверхности покрытия из специальных растворов.

Для экономичного использования технологии бестраншейной прокладки трубопроводов решающее значение имеет детальное изучение свойств и состава грунта. Геофизические исследования позволяют провести послойное вертикальное или горизонтальное изучение грунтов на предмет выявления «препятствий», таких как трубопроводы, трубы, шахты и т. д.

Глава 3. Методы устройства свай и фундаментов

Устройство фундаментов методом вибропогружения

Для погружения свай используют вибропогружатели низкочастотные с частотой примерно 800 колебаний в минуту, но с большой амплитудой колебаний. Для погружения стальных свай и шпунта применяют высокочастотные вибропогружатели, совершающие более 1000 колебаний в минуту. Вибрационное извлечение шпунта происходит при скорости примерно 3 м/мин в песчаных и 1 м/мин в глинистых грунтах.

Рис. 3.1. Шпунтовое ограждение

Шпунтовое ограждение – это сплошная шпунтовая стенка (рис. 3.1), образованная стальными сваями (шпунт типа «Ларсен», плоский шпунт, Z-образный профиль) методом вибропогружения, забивки или вдавливания. Шпунтовое ограждение служит водонепроницаемой преградой и удерживает грунт от обрушения при возведении конструкций.

Ударный метод погружения шпунтовых свай (Junttan PM25) применяется в различных грунтах, но существуют ограничения при работе в условиях плотной городской застройки.

«Стена в грунте»

«Стена в грунте» – сплошное бетонное ограждение по периметру котлована, исключающее доступ грунтовых вод и сползание в котлован окружающих зданий.

Гидравлическая фреза способна разрабатывать все типы мягких и твердых грунтов, при этом обеспечивается высокая геометрическая точность до 1 см в плане, а поверхность «стены в грунте» после откопки котлована остается довольно ровной и готовой под облицовку.

Комплекс гидрофрезерного оборудования позволяет выполнять «стену в грунте» из монолитного железобетона глубиной до 35 м, шириной 0,6–0,8 м.

Технология «стена в грунте» надежно зарекомендовала себя при строительстве подземных сооружений (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Шпунтовое ограждение

Технология «полого шнека» (CFA)

Метод «полого шнека» (CFA) диаметром 600/450 мм глубиной до 28 м.

Буронабивные сваи технологии «полого шнека» (рис. 3.3) получили очень широкое распространение в связи с их высокой несущей способностью, технологичностью и надежностью. Метод незаменим на площадках с неравномерным напластованием грунтов с песчаными или глинистыми прослоями.

Рис. 3.3. Метод «полого шнека»

По технологии CFA сваи изготавливаются с помощью единого проходного шнека. После погружения шнековой колонны на проектную глубину по внутренней трубе шнека бетононасосом подается бетон при одновременном извлечении шнековой колонны из скважины. После заполнения скважины бетоном,