ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ТРУБОПРОВОДОВ МЕТОДОМ УДАРНО-ИМПУЛЬСНОГО ПРОДАВЛИВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ ПНЕВМОУДАРНЫХ МАШИН И ПРОБОЙНИКОВ

Технология ударно-импульсного продавливания (забивки в грунт) трубопроводов с помощью пневмоударных машин широко применяется как за рубежом, так и в нашей стране. Разработки по данной технологии проводятся такими известными в области бестраншейного строительства фирмами, как «Tracto-Technik», «Vermeer», «Power bore», «Case» и др. Институтом горного дела (ИГД) РАН создано целое поколение пневмоударных машин для забивки в грунт труб различного диаметра, горизонтальной прокладки стальных футляров под дорогами и железнодорожными путями, под фундаментами зданий, реками, озерами, ручьями и т.д.

Бестраншейная технология забивки труб осуществляется в несколько последовательных этапов: рытье стартового и финишного котлованов и установка направляющих для трубы и пневмоударной машины; размещение продавливаемой трубы на направляющих; монтаж опорной плиты, воспринимающей ударные нагрузки и передающей их трубе; стыковка молота пневмоударной машины с плитой; забивка трубы; удаление грунта из проложенного трубопровода вручную, мини-техникой (экскаваторами и бульдозерами) или посредством выдавливания воздухом, водой или комбинацией этих методов.

На рис. 4.1—4.7 представлены этапы работ по технологии ударно-импульсного продавливания стальных труб внешним диаметром 2,54 м с толщиной стенки 20 мм на длину 36 м. Прокладка происходила на территории Швейцарии с помощью установок фирмы «Tracto-Technik» и до сих пор считается рекордной по диаметру забиваемых в грунт труб. При этом высота грунтового слоя над сводом трубы согласно проекту должна была составлять всего 1,1 м.

Рис. 4.1. Стартовый котлован с направляющими для труб

и пневмоударной машины

Рис. 4.2. Установка трубы на направляющие

Рис. 4.3. Фрагмент установки опорной плиты

Рис. 4.4. Фрагмент стыковки пневмоударной машины с опорной плитой

Рис. 4.5. Фрагмент забивки трубы с торцевым режущим кольцом специального

профиля в грунт под дорогой

После рытья котлована и установки на его дне направляющих на них с помощью крана опускалась стальная труба длиной 6 м и массой 7,4 т. Следующим шагом была установка стальной опорной плиты массой 4,6 т и толщиной 150 мм.

Масса используемой пневмоударной машины составляла 4,8 т, а развиваемая ударная сила — 20 000 кН. Процесс забивки пневмомолотом происходил при частоте 180 ударов в минуту с расходом подаваемого компрессором воздуха 50 м³/мин. Плавный проход трубы в грунт обеспечивался режущим кольцом в виде зубчатого заостренного профиля, идентичного по форме зубьям пилы. Общий объем грунта, подлежащего изъятию из продавленного трубопровода длиной 36 м, составлял 177 м³. Грунт удалялся через

Рис. 4.6. Забивка трубы со стороны пневмоударной машины

каждые 12 м проходки, т.е. после забивки двух труб. Извлекаемый грунт применялся для вторичного использования.

Пробойники в отличие от пневмоударных машин служат для образования горизонтальных (наклонных) или вертикальных скважин малого диаметра (до 300 мм) с последующим или одновременным протягиванием в образовавшееся пространство

Рис. 4.7. Удаление грунта из трубы мини-экскаватором

труб (рис. 4.8). При этом забивка труб может осуществляться при открытом торце трубы по направлению движения или закрытом специальным конусом из твердого сплава.

Выбор метода зависит от состояния и плотности грунта, его способности реагировать на деформации (сжатие). При плотных грунтах забивка труб производится с открытым торцом и периодической остановкой процесса для выемки скапливающегося в трубе грунта, а при сыпучих или рыхлых — с закрытым. Во втором случае, т.е. при сыпучих или рыхлых породах, целесообразно к задней части пробойника прикрепить нитку трубопровода и протягивать ее в образовавшуюся полость скважины, пока образовавшееся полое пространство в грунте не нарушилось.

Рис. 4.8. Забивка труб пробойником с открытым (а) и закрытым

(б) торцами