Бестраншейные технологии прокладки труб
Достаточно молодая ГНБ технология бурения завевывает все больше площадок применения, справедливо смещая традиционные, связанные с открытыми разработками.
Немного истории
Со времен римлян до середины XX столетия человечество знало только один метод прокладки подземных коммуникаций – открытый траншейный способ. Использовавшийся, между прочим, даже для прокладки Лондонского метро.
По мере роста городов старый метод в условиях плотной застройки становился ужасно дорогим и даже в некотором роде обременительным – требовался не только солидный объем земляных работ, но и меры по последующей ликвидации последствий этих работ.
Первые шаги
В XX столетии была изобретена прокладка труб бестраншейным способом, бывшая сначала неуклюжей и весьма несовершенной. Она была настолько непредсказуемой, что в молодые свои годы применялась только для проводки коммуникаций через улицы, шоссе, но не более.
Сама технология бестраншейной прокладки трубопроводов была, по сути, искаженным повторением бурения вертикального.
С двух сторон от препятствия копались котлованы, в одном из которых и устанавливалось оборудование. По сути, обыкновенная буровая, расположенная горизонтально. Второй котлован требовался, чтобы обнаружить место выхода бура — настолько это было непредсказуемым.
Случалось, что требовалось несколько бурений, чтобы добиться хоть какой-то приемлемой точности. Вот этот хлопотный процесс и носил тогда гордое название «бестраншейная прокладка труб».
Это можно сравнить с прочисткой канализации гибким тросиком. Когда тросик довольно легко проходит уплотнение засора, но при этом предугадать его траекторию практически невозможно. Также нереально было проследить или изменить путь бура, зависевший от множества факторов геодезического характера, а также отсутствия технологий контроля и позиционирования рабочей зоны инструмента.
Метод совершенствуется
Все изменилось в 1963 году, когда молодой американский инженер-строитель Мартин Черрингтон усовершенствовал бестраншейные технологии прокладки труб настолько, что практически стал их первооткрывателем.
Изюминкой стала скошенная головка бура. Теперь, меняя поворот бура, можно было задавать направление скважины. Метод горизонтального направленного бурения стал действительно направленным.
Тогдашнее оборудование бестраншейной прокладки труб по современным меркам было примитивным, не было датчика положения бура, в качестве смазки использовалась вода, необходимый угол наклона вхождения инструмента приходилось подбирать экспериментально.
Молодому инженеру повезло. Его родной Сакраменто решил упрятать как можно больше коммуникаций под землю. Заказов было много. А потому у Черрингтона было время усовершенствовать свой способ.
Так появилось ГНБ (горизонтально-направленное бурение) – технология, позволявшая прокладывать коммуникации без нарушения верхнего слоя земли, с малым объемом земляных работ. При этом не нарушалась нормальное функционирование коммуникаций города. Они работали в штатном режиме. Прокладка трубопроводов бестраншейным методом стала необычайно популярной. Но пока применялась только в городской черте.
После некоторого оживления популярность технологии пошла на спад – сократились объемы городской реконструкции.
Востребованность
Неожиданно, в 1971 году бестраншейная прокладка трубопровода заинтересовала газовщиков и нефтяников. Поскольку цена бестраншейной прокладки трубопроводов при прохождении под руслами рек сулила большую экономию в сравнении с привычными строительными методами.
Газопроводу требовалось пересечь реку Пайджеро.
Для пробы потренировались на более мелкой реке. Все получилось. А потом и под руслом Пайджеро прошла нитка газопровода длиной свыше 230 метров. Так технология метода ГНБ доказала свою состоятельность.
С 1973 года установка бестраншейной прокладки труб стала обязательным атрибутом любой стройки во всем мире. Хотя в Россию технология проникла довольно поздно — в 1985 году.
Подробнее о технологии горизонтально-направленного бурения читайте здесь. Еще одна эффективная технология прокладки – горизонтально-направленный прокол. О ее особенностях смотрите тут.
Зрелость технологии
Оборудование и технология совершенствовалась:
- разработали новые бурильные растворы;
- появился датчик нахождения бура;
- операторы стали очень точно контролировать инструмент;
- прекратились отклонения маршрута бурения от запланированных инженерами.
В дополнение к бурению был предложен метод горизонтального прокола, намного упростивший в некоторых случаях прохождение препятствий до минимума.
Два основных способа
Чем отличается прокол от ГНБ можно понять из названия. Нет буровых работ. А прохождение грунта ведется с помощью мощных домкратов и специальной конической насадки, служащей чем-то вроде острия гигантской иглы.
Прохождение грунта достигается не бурением, а его:
- раздвиганием;
- уплотнением.
Потому отпадает необходимость в буровом оборудовании, буровых жидкостях. Иногда прокол даже называют "сухим бурением".
Другие плюсы:
- Стенки скважины в некоторых случаях прочнее, чем при бурении.
- При прохождении водоносных пластов не требуется загуститель.
- Работы ведутся быстрее.
Но вместе с тем прокол имеет и ряд ограничений. Его нельзя применять на скалистых и некоторых хрящевых грунтах, есть ограничение по диаметру прокладываемого канала и его длине.
Между тем это самый простой и наименее затратный способ проводки самых различных подземных коммуникаций, позволяющий не нарушать застройки и до минимума сократить земляные работы, абсолютно не нарушая верхние слои почвы или покрытия.