 |
Способ горизонтального бурения при закрытой разработке грунта.
|
|
|
|
Процесс бурения и прокладки звеньев трубопровода в скважину может быть
раздельным и совмещенным. При раздельном вначале бурят скважину, а затем,
после извлечения из нее бурового инструмента, протаскивают трубопровод. При
совмещенном методе одновременно с продвижением бурового инструмента
прокладывают трубу.
Для прокладки трубопроводов способом горизонтального бурения применяют
бурильно-шнековую установку типа ДМ-1 с механическим приводом, способную в
глинистых грунтах создавать горизонтальные скважины диаметром до 325 мм и
длиной до 40 м. Для прокладки трубопроводов большого диаметра используют
эксцентрично-сверлильные установки типа «Запорожье» с цикличным удалением
грунта, оснащенные набором сменного оборудования для прокладки труб
диаметром 325-377, 426-630 и 820-1420 мм путем их последовательного
наращивания в скважине звеньями длиной по 6 м при скорости проходки 6—12 м
в смену.
Более производительными и распространенными являются унифицированные шнековые установки горизонтального бурения (УГБ или ГБ), в которых совмещаются процессы бурения, прокладки труб с непрерывным удалением грунта из забоя (рис. 1, а). С помощью установок УГБ и ГБ можно прокладывать трубопроводы в грунтах до IV группы диаметром 325-1420 мм протяженностью 40—60 м при скорости бурения от 1,5-1,8 до 12,7—19 м/ч.
Процесс бурения скважины и прокладки трубопровода с помощью установок /ГБ и ГБ следующий. В ходе прокладки непрерывное механическое бурение скважины осуществляется фрезерной головкой, а удаление разрыхленного грунта — винтовым конвейером. На рис.1,б, показана установка УГБ,
смонтированная на базе трактора Т-100М.
Разработана также установка ГБ-1621 для прокладки труб (кожухов) диаметром 1720 мм способом горизонтального бурения или продавливания с механизированной разработкой и транспортированием грунта из забоя производительностью 10-12 м в смену при общей длине прокладки до 60 м.
|
|
|
Бестраншейную прокладку трубопроводов большого диаметра
горизонтальным бурением осуществляют еще путем расширения пионерной
скважины. Вначале с помощью установки УГБ или ГБ разрабатывают пионерную
скважину с одновременной прокладкой в ней тубы-лидера. Затем обратным
ходом установки с помощью расширителя, установленного на конце шнека,
пионерную скважину разбуривают под трубу большого диаметра. При обратном
ходе труба-лидер выталкивается из скважины прокладываемым трубопроводом
большого диаметра. Для прокладки трубопроводов этим способом ВНИИСТ
разработал установку ГБ-1720, состоящую из двух агрегатов для бурения
пионерной скважины и ее разбуривания, подачи основного трубопровода и
выталкивания трубы-лидера.
Способом горизонтального бурения можно проходить выработки для бестраншейной прокладки трубопроводов практически любых диаметров с относительно меньшими усилиями, чем при проколе или продавливании. Однако существенным недостатком при этом остается необходимость удаления из пробуренной скважины грунта. Поэтому сейчас разрабатывается новая технология проходки горизонтальных выработок без удаления грунта способом бурения и раскатки. Проходку выработок этим способом выполняют с помощью специальных грунтораскатывающих установок с режущей рабочей головкой, оборудованной ножами пропеллерного типа. Разработанный грунт шнеком подается в затрубное пространство, образованное раскатывающим устройством (рис. 2).
С начала 2001 года в большое распространение получила технология бестраншейной прокладки трубопроводов методом горизонтального направленного бурения (ГНБ).
|
|
|
Сущность метода ГНБ заключается в бурении пилотной скважины по трассе прокладываемого трубопровода с последующим обратным прохождением расширителя для увеличения диаметра скважины. Трубопровод прикрепляется к расширителю и протаскивается к начальной точке бурения.
Бурение скважины производится установками ГНБ, формирующими криволинейную скважину любой заданной конфигурации в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Управление буровым инструментом и определение его местонахождения осуществляется электронной системой локации (трассоискателем) или управляющим компьютером с пульта управления установки. Перед началом бурения производится измерение длины буровой трассы, протяженность скважины и её максимальная глубина от поверхности земли для правильного выбора марки установки ГНБ и режимов производства работ.
Диаметр трубопроводов: 100 - 800 мм.
Расстояние: 50 - 650 м.
Материал: полиэтиленовые, стальные'трубы (срок эксплуатации труб 50 -100 лет).
Технология: после перевозки и установки ГНБ и сопутствующего технологического оборудования с базы механизации на объект производства работ, для выполнения буровых работ подготавливается площадка для размещения (рис.3):
буровой установки;
генератора;
контейнера для хранения строительных материалов;
служебных помещений для персонала;
приводного блока;
подставки для хранения буровых штанг и т.д.
Производится рытье ямы для бурового входа и ямы для временного хранения используемой буровой смеси. Установка ГНБ устанавливается в точке бурения и закрепляется анкерными стойками и фиксируется упорными устройствами рассчитанными на двойное усилие, которое может развить установка.
Работы по бурению и протаскиванию трубопровода в буровой канал выполняются в следующей последовательности:
пилотное бурение;
выход бура на поверхность в заданной точке;
замена бурового инструмента расширяющим;
закрепление за расширяющим инструментом протаскиваемого трубопровода или штанг;
протаскивание трубы в буровой канал.
В протаскиваемую трубу вставляется распорный ниппель или надевается защитный оголовок. Соединение с расширительной насадкой осуществляется при помощи вертлюга. Для этого тяговая насадка вертлюга вставляется в вилочную головку расширителя так, чтобы отверстия совпадали. Задняя тяговая насадка вертлюга соединяется с вилочной головкой тяговой насадки-штекера, после чего крепится к вилочной головке распорного ниппеля. Для защиты вертлюга от попадания грязи и предотвращения тормозного эффекта рекомендуется при протаскивании трубопровода использовать отрезок полиэтиленовой трубы. При благоприятных грунтовых условиях и относительно небольших расстояниях бурения расширение скважины возможно производить с одновременным затягиванием трубы.
|
|
|
Бурение пилотной скважины - самый ответственный этап работы. Она выполняется с помощью породоразрушающего инструмента -буровой головки. Буровая головка соединена с гибкой приводной штангой, что позволяет управлять процессом бурения пилотной скважины и обходить выявленные на этапе подготовки подземные препятствие в любом направлении. Буровая головка имеет отверстие для подачи специального бурового раствора, который закачивается в скважину и образует суспензию с измельченной породой. Буровой раствор уменьшает трение на буровой головке и штанге, предохраняет скважину от обвалов, охлаждает породоразрушающий инструмент, разрушает породу и очищает скважину от её обломков, вынося их на поверхность. Контроль за местоположением буровой головки осуществляется с помощью приёмного устройства, который принимает и отрабатывает сигналы встроенного в корпус буровой головки передатчика. На мониторе локатора отображается визуальная информация о местонахождении, уклоне, азимуте буровой головки. Также эта информация отображается на дисплее оператора буровой установки. Эти данные являются определяющими для контроля соответствия траектории бурения, проектной траектории. Выполнение пилотной скважины завершается выходом буровой головки в заданной проектом точке.
Рис.4. Схема бурения пилотной скважины
Расширение скважины выполняется после завершения пилотного бурения. При этом вместо буровой головки устанавливается расширитель необходимого диаметра, который протягивается через скважину в направлении буровой установки, расширяя до необходимого диаметра для протаскивания трубопровода.
|
|
|
Рис.5. Схема расширения скважины
При протягивании трубопровода на противоположной от буровой установки стороне скважины располагается к протягиванию плеть трубопровода. К переднему концу плети крепиться оголовок с воспринимающим тяговое усилие шарниром и расширителем. Буровая установка затягивает в скважину плеть трубопроводов по проектной траектории. Протягивание выполняется с максимальным расходом бурового раствора, который является смазкой и защитой трубопровода от механических повреждений.
Рис.6. Схема протягивания трубопровода в пилотную скважину
66. разработка грунта способом щитовой проходки.
Прим при d>2м на бесконечно длинные расстояния при прокладке коллекторов, тоннелей, метрополитенов. Используются проходческие щиты.
По конструкции:
–цельные щиты (цельносварные)
–разборные.
По уровню механизации:
–немеханизированные (dдо 2,5м)
–механизированные (рис)
Цикл работы щита сост из след операций:
1. Выдвигаются штоки домкратов. При этом щит задвигается в грунт.
2. Производится разработка грунта под защитой ножевой части.
3. После втягивания собирается очередное кольцо отделки тоннелей (снизу вверх).
Виды блоков отделки
1. По материалу: –керамические, –бетонные, –ж/б, –чугунные.
2. По форме: –прямоугольные, –трапециевидные, –фигурные.
В последнее время отделку устраивают из монолитного прес. бетона.
Назначение и виды свай.
Признаки, классификация свай.
· По технологии производства:
Ø заводского изготовления (высококачественные, быстро монтируются, но большой расход цемента)
Ø сваи набивные (изготавливаются на стройплощадке)
· по признаку работы
Ø сваи-стойки
Ø висячие сваи
· по характеру воспринимаемых нагрузок
Ø сваи (воспринимают вдавливающие нагрузки)
Ø анкера (воспринимают только выдергивающие нагрузки)
Ø анкерные сваи (винтовая свая – вдавливание + выдергивание)
· по материалу (деревянные, железобетонные, металлические, комбинированные, грунтовые)
· по форме поперечного сечения (квадратные, прямоугольные, многогранные, сплошные и полые – трубчатые)
· по виду продольного сечения (призматические, цилиндрические, пирамидальные, конические)
· по расположению (вертикальные, наклонные, горизонтальные)
Назначение свай: обеспечить передачу нагрузок от здания на глубоко залегаемые прочные грунты. Непосредственная передача нагрузки осуществляется посредством ростверка, который может быть монолитным, сборным, сборно-монолитным.
|
|
|
Каждая свая воспринимает нагрузку самостоятельно или нагрузка передается на куст свай (группа рядом расположенных свай, объединенных ростверком), свайные полосы (под ленточные фундаменты), свайное поле (ростверк устраивают по всей площади – сплошной ростверк).
|
|
|
