Cum se realizează montarea țevilor prin metoda de perforare: reguli tehnice și sfaturi ale specialiștilor

Dacă utilitățile subterane traversează un drum sau o cale ferată, demontarea acestor structuri poate fi extrem de dificilă, adesea chiar imposibilă. Instalarea țevilor prin metoda perforării poate rezolva problema. Această metodă este considerabil mai simplă și mai ieftină de implementat.

Celor care doresc să afle cum se instalează țevi în pământ fără a deteriora suprafețele terestre, a demola clădiri sau a muta obiecte mobile, le vom dezvălui specificul tehnologiei. La noi veți afla ce echipament este utilizat în timpul lucrărilor și în ce mod se efectuează perforările.

Pe lângă metoda principală, am descris variante alternative de instalare a țevilor în pământ prin tehnologia fără șanț și am atașat scheme, selecții de fotografii și materiale video.

Ce reprezintă metoda perforării?

Metoda perforării se referă la o tehnologie prin care se poate obține o gaură fără excavarea și îndepărtarea solului, prin compactarea acestuia.

Această metodă este potrivită pentru instalarea țevilor din oțel. Diametrul poate varia între 100 și 500 mm, iar lungimea găurii – 30-50 m. Perforarea sub drum – este una dintre cele mai solicitate metode de instalare fără șanț a utilităților.

Astfel se realizează ramificațiile subterane ale conductelor de apă, de canalizare, se aduc la teren gazul de magistrală.

Perforarea dirijată se utilizează pentru instalarea:

• utilităților din metal și plastic;
• tuburilor de protecție în care se instalează apoi țevi de gaz și de apă;
• tuburilor de protecție pentru cabluri de putere, telefonice etc.

Perforarea nu se utilizează doar atunci când este necesar să se traverseze fără a afecta un drum sau o cale ferată.

Metoda este potrivită pentru realizarea de găuri într-un puț (cu condiția ca diametrul acestui puț să fie de cel puțin un metru și jumătate), subsolul unei case, atunci când este necesar să se conducă fire sub un obiect relativ mic etc.

Cel mai adesea, perforarea dirijată se realizează în stratul de sol argilos, sub diverse drumuri, de exemplu, sub o autostradă sau sub calea ferată. Pentru aceasta, se utilizează un agregat de presare cu pompă și cric, de exemplu, precum instalația Ditch Witch P80.

În plus, va fi necesar un set de expandatoare, tije, capete și alte unelte, cu ajutorul cărora se execută lucrările de forare.

Se utilizează obligatoriu o stație hidraulică. Acțiunea de forță necesară este asigurată de cilindrul hidraulic, puterea acceptabilă a agregatului fiind de aproximativ 36 de tone. Funcționarea stației trebuie asigurată de un motor cu combustie internă. Pentru monitorizarea desfășurării lucrărilor în stratul de sol, se utilizează mijloace de localizare fără fir.

Ca exemplu, putem analiza modul de funcționare al dispozitivului de localizare Eclipse. În capul de foraj se plasează o sondă care transmite informații despre desfășurarea lucrărilor de forare.

Perforarea dirijată – este una dintre cele mai puțin costisitoare metode de instalare fără șanț a utilităților sub un drum sau sub alte obiecte similare (+)

Informațiile ajung la localizator. Aici datele sunt analizate, în urma cărora se determină poziția exactă a sculei de foraj în stratul de sol, unghiul de înclinare al capului de foraj, conformitatea mișcării acestuia cu planul de lucru stabilit anterior. În același timp, se monitorizează starea bateriei sondei de la care provin informațiile.

Capul de foraj este conceput astfel încât o parte a suprafeței sale este înclinată. Acest lucru îmbunătățește performanța, dar se reflectă asupra calității lucrărilor.

Din cauza înclinării, în timpul deplasării în stratul de sol, poziția capului se va abate constant de la vectorul de acțiune. Operatorul trebuie să corecteze permanent traiectoria de mișcare a capului, verificând cu rezultatele localizării.

Pentru ca unealta să se miște strict în linie dreaptă, este necesar să fie rotită cu o viteză constantă. Prima etapă a perforării începe în groapa de start și se încheie în cea de recepție. Aici, în loc de cap de foraj, se montează pe instalație un expandor conic.

Această unealtă traversează gaura orizontală formată în direcția opusă, permițând lărgirea acesteia și compactarea pereților.

Pentru realizarea montării fără șanț a țevilor prin metoda perforării, este necesar să se facă în prealabil două gropi: una de start și una de final (sau de recepție)

După aceasta, în orificiul lung rezultat se introduce o țeavă de diametrul necesar sau o tubulatură pentru montarea rețelelor. În funcție de situație, se pot monta nu una, ci mai multe țevi. Acțiunile ulterioare constau în amplasarea acestor rețele și conectarea lor la sistemul general.

În timpul lucrărilor pregătitoare, este necesar, de asemenea, să se stabilească locul de depozitare a țevilor, care trebuie să fie amplasat în apropierea locului de foraj.

De obicei, platforma pentru țevi este prevăzută lângă groapa de start. Dimensiunile platformei de depozitare depind de lungimea țevilor, care poate ajunge la șase metri. Este de dorit ca țevile selectate pentru montare să fie depozitate în poziție orizontală. Acest lucru va simplifica instalarea și va reduce riscul de deteriorare a structurii.

În plus, trebuie asigurate căile de acces către groapa de start, pentru a putea transporta fără probleme materialele și utilajele necesare desfășurării lucrărilor.

Metoda perforării dirijate permite montarea cu succes atât a țevilor din plastic, cât și a celor din metal într-un manșon metalic. Mai întâi se efectuează o perforare pilot, apoi se realizează compactarea în direcția opusă, introducerea manșonului, apoi montarea țevilor.

Mai întâi se efectuează o examinare preliminară a locului de desfășurare a lucrărilor pe teren. Specialiștii folosesc documentația de proiect, pe baza căreia, precum și pe baza rezultatelor analizei obiectului, se întocmește un plan de realizare a perforării.

Dacă este necesară efectuarea unei perforări sub un obiect supus unor sarcini de transport serioase (linii de tramvai, autostradă, cale ferată, metrou etc.), țevile se montează în tubulaturi speciale.

Dacă este necesar să se monteze mai multe cabluri sub drum, mai întâi se instalează o țeavă sau o tubulatură al cărei diametru permite includerea tuturor rețelelor necesare.

O astfel de carcasă trebuie să aibă un diametru care depășește dimensiunile țevilor cu aproximativ 15-20 cm. Mai întâi se așează carcasa, apoi se montează țevile în ea, iar spațiul dintre aceste comunicații se umple cu mortar, pentru care se poate utiliza cimentul ieftin M-100. Carcasele reduc sarcinile asupra comunicațiilor subterane și scad riscul de deteriorare a acestora.

Hidroperforarea, vibroperforarea și împingerea

Se disting hidroperforarea și vibroperforarea. În primul caz, ca instrument pentru împingerea solului se utilizează un jet de apă care, sub presiune mare, țâșnește dintr-un vârf special.

Această metodă este deosebit de eficientă pe soluri nisipoase necoezive, ușor erodabile sub acțiunea jetului. Ea permite realizarea unei găuri cu diametrul de aproximativ 50 cm într-un timp minim. Dar lungimea maximă a sondei la hidroperforare este de 30 m.

Vibroperforarea, după cum reiese din denumire, se realizează cu ajutorul acțiunii vibraționale. În dispozitivul pentru efectuarea perforării se utilizează instalații de lovire-vibrare-împingere cu excitatori de oscilații longitudinal-dirijate.

Împingerea statică se combină cu acțiunea asupra solului a impulsurilor de lovire ale vibratorului. Metoda se aplică pe soluri nisipoase saturate cu apă și cu umiditate redusă, atât pentru pozarea țevilor, cât și pentru extragerea lor. Diametrul sondei poate atinge 50 cm, iar lungimea sa – 60 m.

Metoda de împingere se realizează cu ajutorul cricurilor, la fel ca și perforarea. Dar în acest caz, țeava este introdusă în sol cu capătul deschis. În procesul de înaintare a construcției, în țeavă se formează un dop dens de sol, care apoi este îndepărtat.

Pentru efectuarea acestui tip de lucrări se utilizează de la două până la opt cricuri hidraulice puternice (de 200-400 de tone), pentru funcționarea cărora este necesară montarea unui perete de sprijin cu cadru și cap de rezemare.

Împingerea solului – este o metodă de pozare a țevilor fără șanț, care se realizează cu ajutorul unor instalații hidraulice speciale de mare putere

Pe durata unui schimb, un astfel de dispozitiv poate parcurge până la 10 metri de sol, iar lungimea totală a sondei nu depășește de obicei 80 de metri. Dacă este necesară pozarea unui traseu mai lung, acesta este împărțit în secțiuni separate de cel mult 80 de metri.

Această metodă necesită, de asemenea, amenajarea unei gropi de pornire și a uneia de finalizare, în care se instalează echipamentul hidraulic necesar.

Executarea fiecărei secțiuni se realizează de două ori: în direcția înainte, apoi în sens invers. Controlul funcționării mecanismelor și al calității împingerii este efectuat de operatorul care se află în groapă.

Din punct de vedere tehnic, această metodă este mai complexă decât perforarea obișnuită, dar poate fi aplicată practic pe orice soluri. Diametrul construcției poate atinge 172 cm. Extragerea carotei formată în interiorul țevii poate fi efectuată manual sau cu mijloace mecanizate.

Avantajele metodei perforării

Necesitatea metodei de perforare se explică prin avantajele sale semnificative față de alte variante de execuție a lucrărilor de acest tip. De exemplu, perforarea este disponibilă în orice perioadă a anului, temperatura ridicată sau scăzută a aerului exterior și a solului neavând o importanță majoră.

Unul dintre avantajele metodei de perforare dirijată este că lucrările pot fi efectuate și pe terenuri cu un nivel ridicat al apelor subterane

Funcționarea instalației nu necesită utilizarea soluției de bentonită, introducerea apei în puț sau a fluidului de foraj. Este un agregat compact și puternic, echipat cu un sistem fiabil de siguranță electrică. Nu este dificil de transportat la obiectiv și de instalat. În același timp, dimensiunile compacte nu împiedică dispozitivul să funcționeze cu parametri ridicați de putere.

Metodele de instalare a conductelor fără șanț, precum perforarea dirijată, pot fi aplicate cu succes atât vara, cât și iarna

Termenele lucrărilor sunt, de asemenea, mai mici decât în cazul altor metode. Chiar dacă pe terenul unde se efectuează perforarea se înregistrează un nivel ridicat al apelor subterane, nu este necesară efectuarea de măsuri de drenare a apei de pe teren.

În timpul trecerii conului de expandare, se realizează și compactarea pereților șanțului, prin urmare nu sunt necesare lucrări suplimentare în acest sens.

Efectuarea perforării la diferite obiecte

Complexitatea și viteza lucrărilor de acest tip depind în mare măsură de condiții, adică de teren și de caracteristicile obiectivului sub care se efectuează perforarea. Forarea sub calea ferată necesită de obicei o documentație destul de serioasă. În primul rând, trebuie să coordonați forarea cu o serie de servicii feroviare.

Utilizarea metodei de perforare dirijată în interiorul orașului permite păstrarea integrității traseelor rutiere, pentru a minimiza costurile și a nu perturba circulația vehiculelor

În Rusia, trebuie să contactați subdiviziunile ECh, ShCh, RȚS NODG, PCh și alte servicii ale OAO „RJD”. În mod obligatoriu, se încheie contracte pentru supravegherea tehnică, precum și pentru instalarea pachetelor de siguranță. Toată documentația executivă trebuie să fie coordonată și prezentată organelor feroviare.

Distanței de cale i se transmite un pachet de documente la finalizarea ciclului de lucrări de instalare a conductelor. În orașe, perforarea sub drum este foarte solicitată la instalarea de noi utilități, în special în locurile cu monumente istorice.

Metoda permite nu doar menținerea circulației normale pe drumuri, ci și prevenirea distrugerii pavajului vechi, atunci când este necesar să se instaleze conducte sub astfel de porțiuni.

Restaurarea unui astfel de obiect poate fi dificilă, iar uneori imposibilă. În satele de vile, montarea conductelor prin metoda perforării permite efectuarea tuturor lucrărilor cu daune minime asupra obiectelor deja existente: drumuri, garduri etc.

Evaluarea variantelor alternative

Pe lângă metoda perforării dirijate, există și alte opțiuni de instalare a conductelor în sol fără a săpa șanțuri. Uneori, alternativa poate fi mai acceptabilă decât perforarea, totul depinde de situația concretă.

Forarea orizontală dirijată, numită și forare înclinat-dirijată, este utilizată pentru instalarea conductelor sub presiune și fără presiune. Forarea prin această metodă se realizează de la suprafața solului. Diametrul găurii trebuie să fie cu 30-50% mai mare decât dimensiunile țevilor care urmează să fie introduse.

Orificiul se lărgește nu imediat, ci în mai multe etape. Se utilizează o soluție de bentonită, care se amestecă cu solul afânat și facilitează îndepărtarea acestuia din puț. În plus, acest fluid de lucru este folosit pentru răcirea sculei de foraj, iar ulterior formează pe pereții puțului un strat care îi protejează de distrugere.

Pentru pomparea soluției de bentonită uzate se utilizează un aspirator de nămol. După pompare, soluția inutilă trebuie transportată la o groapă de gunoi pentru eliminare ulterioară. Dacă lucrările sunt executate corect, rezultatul este un puț curat cu pereți rezistenți.

Instalațiile de foraj pentru executarea lucrărilor de acest tip au caracteristici diferite, cum ar fi cuplul și forța de tracțiune. De aceasta depinde lungimea conductelor care vor fi amplasate în sol, care poate ajunge până la 1000 de metri.

Diametrul admisibil al țevilor – 120 cm. Prin forare orizontală dirijată se pot instala atât țevi metalice, cât și din plastic.

Forarea se execută pe o traiectorie calculată anterior, mișcarea sculei de foraj fiind controlată cu ajutorul unui sistem de localizare. Unghiul de intrare poate varia între 26 și 34 de grade.

Un alt indicator important la utilizarea forajului orizontal dirijat (FOD) – îndoirea tijelor, care poate fi de 6-12%, în funcție de tipul acestora. O altă metodă populară de instalare fără șanțuri a conductelor – forarea cu melc. Pentru executarea acesteia se utilizează o instalație hidraulică specială care acționează ca un cric.

Mai întâi se fac săpăturile de pornire și de sfârșit. Adâncimea fiecăreia trebuie să fie cu un metru mai mare decât nivelul de instalare a conductei. În săpătura de pornire se coboară o instalație hidraulică care rotește melcul și țevile de împingere. Ca urmare, o parte din sol este îndepărtată și se obține un puț pentru țeavă.

Apoi, în interior se instalează țevi, carcase etc. Lungimea maximă de instalare este de obicei de numai 100 de metri, dar diametrul conductelor poate ajunge până la 172 cm, indicatorii depinzând în mare măsură de tipul de sol pe care se efectuează forarea.

Metoda împingerii carcaselor de oțel este adesea folosită atunci când este necesar să se instaleze țevi sau carcase de diametru mare prin metode fără șanț.

Pentru controlul execuției lucrărilor în timpul forării cu șnec, se folosește un laser care asigură unghiul corect de înclinare a burghiului și, de asemenea, permite urmărirea direcției de forare cu precizie ridicată. După ce șnecul ajunge la groapa finală, acesta este scos din sonda rezultată în ordine inversă.

Microtunelarea – este o metodă de precizie înaltă de instalare fără șanț a utilităților, care se realizează cu ajutorul unui scut special de forare.

Pentru deplasarea dispozitivului se utilizează o stație de cric de mare putere. Aceasta acționează asupra coloanei de țevi din beton armat, care sunt conectate la scut. Treptat, lungimea sondei crește, astfel încât lungimea coloanei este mărită prin adăugarea de structuri din beton armat.

Pentru instalarea țevilor din beton armat și oțel se utilizează metoda microtunelării. Aceasta se realizează cu ajutorul unui scut special de forare care afânează solul.

Această metodă necesită, de asemenea, pregătirea prealabilă a două gropi, distanța dintre ele putând varia între 50 și 500 de metri. Instalația de cric trebuie coborâtă în groapa de start la o adâncime care corespunde nivelului de instalare a utilităților. Dacă lungimea sondei depășește 200 de metri, se folosește de obicei o stație de cric intermediară.

Scutul de forare afânează solul, care este spălat cu apă sau cu soluție de bentonită care intră prin liniile de alimentare. Lichidul uzat, amestecat cu particule de sol, este transportat în bazinul de decantare prin liniile de evacuare. După ce scutul de forare ajunge în groapa finală, lucrările pot fi considerate finalizate.

Metodele fără șanț de instalare a utilităților se execută cu ajutorul unor echipamente speciale de mare putere. Respectarea exactă a tehnologiei va asigura o sondă de încredere.

Echipamentul este demontat și îndepărtat. Prin metoda microtunelării se pot instala nu numai țevi de beton armat, ci și țevi de oțel. Pentru controlul corectitudinii execuției lucrărilor se utilizează un sistem de navigație format dintr-un laser, o țintă și o roată de măsurare.

Pentru tronsoane lungi (peste 200 m) se consideră eficient un sistem electronic laser, dotat cu un nivel hidrostatic, care oferă informații precise despre adâncimea de instalare a țevilor, indiferent de temperatura aerului din interiorul structurii.

Subtilitățile alegerii metodei potrivite

Metoda de instalare a utilităților prin foraj orizontal se alege încă din faza de proiectare a unui anumit proces. Dacă instalarea fără tranșee a țevilor se va efectua în cadrul construcției unui obiectiv, de exemplu, al unei clădiri de locuințe, atunci lucrările pot deveni parte a proiectului general de construcție.

La proiectare se iau în considerare următoarele informații:

• lungimea utilităților care trebuie instalate prin metoda fără tranșee;
• diametrul carcasei sau al țevii;
• materialul din care sunt fabricate utilitățile;
• adâncimea la care trebuie instalate țevile;
• tipul conductei (sub presiune sau fără presiune);
• posibilitatea de a monta gropile de start și de final cu adâncimea corespunzătoare;
• căile de acces la locul de desfășurare a lucrărilor;
• existența unui spațiu suficient de larg pentru depozitarea materialelor, utilajelor etc.;
• nivelul apei freatice;
• alte caracteristici geologice ale terenului;
• planul de amplasare a utilităților existente deja pe teren.

În timpul construcției, uneori este necesar să se modifice proiectul deja elaborat. Acest lucru poate fi cauzat de dorința de a reduce costurile, utilizând, de exemplu, țevi din plastic în loc de cele din oțel. În plus, planul de amplasare a utilităților subterane pe șantier nu este întotdeauna suficient de precis.

Diametrul țevii – unul dintre indicatorii care se iau în considerare la alegerea metodelor de instalare fără tranșee a utilităților. Forajul trebuie să fie puțin mai mare

În timpul executării lucrărilor pot fi descoperite astfel de țevi sau cabluri neprevăzute. Toate aceste aspecte pot necesita modificări în proiect, iar acest lucru poate afecta și decizia privind metoda de forare.

Dacă adâncimea de instalare a utilităților este mică, există riscul de tasare a stratului superior de sol, mai ales dacă în timpul forajului s-a folosit soluție bentonitică. În astfel de cazuri, este mai bine să se acorde preferință forajului orizontal cu melc.

Foarte des, metoda de forare este determinată de ce utilaje anume sunt la dispoziția organizației care execută comanda.

De exemplu, dacă constructorii dispun de cricuri sau de o instalație pentru foraj orizontal dirijat, atunci i se va acorda preferință față de metoda de perforare. Cel mai adesea, astfel de modificări sunt dictate de considerente de avantaj economic.

Concluzii și material video util pe această temă

Procesul de funcționare a instalației pentru efectuarea perforării controlate este prezentat vizual în reportajul video:

Perforarea controlată – o metodă de înaltă precizie și relativ ieftină de a instala utilități sub un drum sau alt obiectiv. În același timp, este important să proiectați corect toate lucrările și să respectați cu exactitate tehnologia.

Doriți să ne împărtășiți fapte interesante legate de instalarea țevilor prin tehnologia de perforare? Ați avut întrebări în timp ce parcurgeți informațiile prezentate? Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de sub textul articolului.