BEZVÝKOPOVÁ POKLÁDKA: Výhody oproti otevřené metodě. Metoda propíchnutí. Vydání č. 118. Článek č. 1. Tištěná verze
Tradiční metody pokládky potrubí, bez ohledu na jejich účel, se donedávna prováděly tzv. „OTEVŘENO“ metoda. Tato metoda zahrnuje otevření půdy (vykopání výkopu) do dané hloubky, provedení technických opatření k přípravě výkopu pro položení potrubí (obvykle se jedná o vyrovnání dna výkopu), vytvoření pískového lože, položení potrubí nebo kabelu, zasypání položených komunikací inertním materiálem, konečné zasypání výkopu a nakonec obnovu ornice nebo povrchu vozovky.
V POKROČILÉ ZAHRANIČNÍ PRAXI SE DNES 95 % OBJEMU PRÁCÍ NA POKLADCE A REKONSTRUKCI PODZEMNÍCH POTRUBÍ PROVÁDÍ BEZVÝKOPOVÝMI METODAMI.
V MNOHA VELKÝCH ZAHRANIČNÍCH MĚSTECH JE INSTALACE OTEVŘENÝCH INŽENÝRSKÝCH VEDENÍ JIŽ ZAKÁZÁNA!
velkoměsto
Při provádění prací ve městě je nutné zajistit bezpečné podmínky pro jejich provádění po dostatečně dlouhou dobu, což s sebou nese koordinaci s různými silničními službami.
Železnice
Při práci v železniční oblasti je nutné provádět různá speciální opatření ke zpevnění železniční trati a omezení rychlosti vlaků.
Vodní útvary
Při průchodu komunikací vodními plochami je nutné používat speciální potápěčské vybavení, speciální vybavení pro kopání zákopů podél dna, speciální opatření pro pokládku sifonu a speciální sledování jeho stavu během dalšího provozu.
Nesmíme zapomínat na náklady na dočasné konstrukce potřebné během prací. Škody způsobené životnímu prostředí při pokládce inženýrských sítí v povrchovém dole nelze ekonomicky analyzovat.
Je třeba poznamenat, že v Evropě počet objektů, kde se používají bezvýkopové metody oprav, rekonstrukcí a instalací inženýrských sítí, neustále roste. Tento růst je rychlejší než v USA, protože největší evropská města byla založena z velké části před několika staletími.
V naší zemi se kvůli nedostatku vhodného vybavení a materiálů v posledních letech opravy a instalace komunikací prováděly převážně otevřenými metodami, což vedlo k prudkému nárůstu nákladů na práci a doby výstavby zařízení, jakož i k nutnosti ničit povrchy vozovek a blokovat pohyb automobilové a železniční dopravy.
Jako výsledek — kromě značných ztrát a zhoršení environmentální situace — i sociální problémy: obrovské dopravní zácpy, četné nepříjemnosti pro cestující, chodce, řidiče. Závěry jsou zřejmé: bezvýkopové technologie pokládky, které se v posledních desetiletích rozšířily v zahraniční i domácí praxi, jsou v moderních podmínkách mnohem efektivnější než tradiční otevřené metody.
Bezvýkopové technologie se vyznačují vysokou úrovní mechanizace, téměř stacionárním způsobem provozu a na rozdíl od výkopové metody menším objemem ruční práce. Kontakt s povrchem půdy a asfaltobetonovým vozovkou je buď zcela vyloučen (při práci metodou „od studny ke studni“), nebo k němu dochází pouze v počáteční a závěrečné fázi práce. Bezvýkopová technologie navíc eliminuje potřebu dopravních operací. Mezi další výhody patří snadné překročení stávajících komunikací a možnost eliminace odvodňovacích opatření.
Jedním z řešení je pokládka potrubí metodou propichování.
METODA PROPÍCHÁNÍ
TECHNOLOGIE A VYBAVENÍ
Trubky uložené v tloušťce zeminy propichováním jsou opatřeny speciálními kónickými hroty pro snížení odporu vznikajícího při deformaci zeminy a pro snížení třecích sil při zatlačování trubek do země. Varianty kuželovitých hrotů jsou znázorněny na obr. 1 (a-e). Někdy se používají expanzní pásy se zátkami (obr. 1, p, f). Pokud je délka vpichu krátká, trubky se propíchnou otevřeným koncem (obr. 1, j).
Rýže. 1. Tipy pro bezvýkopovou pokládku potrubí metodou vpichu
a, 6, c – kuželové hroty
г – kuželovitý hrot s excentricitou
д – kuželovitý hrot s kolíkem
e, f– kuželovitý hrot s drážkovanými zářezy
з – kuželovitý hrot se zkráceným vrcholem
и – kuželovitý hrot s otvory pro zvlhčování půdy
к – otevřený konec trubky
л – otevřený konec trubky s kroužkem
м — svařovaná zátka
н – odnímatelná zástrčka
о – prstencový nůž s vnějšími zkosenými hranami
п – prstencový nůž s vnějšími zkosenými hranami a svařenou zátkou
р – prstencový nůž s vnitřními zkosenými hranami
с – klínovitý kruhový nůž s vnitřními zkosenými hranami
т – nůž ve tvaru srpku
у – srpkovitý nůž s přivařenou zátkou;
ф — prstencový nůž s vodícími destičkami (stabilizátory)
Druh a počet lisovacích zařízení schopných vyvinout požadovanou sílu se volí v souladu s požadovanou konstrukční lisovací silou, která závisí na průměru a délce pokládaného potrubí a také na typu zeminy.
Nutné lisovací síla pro postup potrubí uloženého v zemi se určí výpočtem podle vzorce:
kde:
Rс — poloměr průřezu vrtu (studeného otvoru) v zemi;
u — pórovitost půdy před propíchnutím;
L — délka průniku (propíchnutí), m
Mt — hmotnost 1 m potrubí (pláště), kg
f — součinitel tření oceli na zemi
σupl — součinitel odporu půdy
Рje.2.
Graf pro stanovení potřebné síly k proražení trubek.
Obrázek 2 ukazuje graf pro stanovení potřebné síly k proražení trubek různých jmenovitých průměrů Dу pro délku L, m, v písčitých (——) a jílovitých (——) půdách.
Úsilí potřebné k proražení trubek, rozmezí od 150 do 2000 kN. Po určení přítlačné síly je přijat požadovaný počet hydraulických zvedáků pro elektrárnu a je vybrán typ přítlačné stěny v jámě.
K prorážení trubek se nejčastěji používají protlačovací zařízení skládající se z jednoho nebo dvou spárovaných hydraulických zvedáků typu GD-170 o síle každého až 170 tf, namontovaných na společném rámu. Zvedací tyče mají velký volný zdvih (až 1,15–1,3 m). Rám s zvedáky je instalován na dně pracovní jámy, ze které se provádí punkce. Na povrch vedle jámy bude umístěno vysokotlaké hydraulické čerpadlo – do 30 MPa (300 kgf/cm2).
Trubka je lisována cyklicky střídavým přepínáním zvedáků vpřed a vzad. Tlak zvedáků na trubku se přenáší přes hlavu pomocí výměnných násuvných prodlužovacích trubek, čistících tyčí nebo upínacích svorek. Při použití tlakových prodlužovacích trubek o délce 1, 2, 3 a 4 m se po zatlačení trubky do země na délku zdvihu zvedáku (například 1 m) vrátí tyč do původního stavu pozice a do vzniklého prostoru se vloží další trubka dvojnásobné délky a takto se pokračuje, dokud není proražen první úsek potrubí (obvykle 6 m dlouhý). Poté se k němu přivaří druhý článek a tyto operace se opakují, dokud není proražení po celé délce potrubí dokončeno.
Čistící tyče jsou vyrobeny z trubek s otvory po stranách, jejichž vzdálenost odpovídá délce zdvihu tyčí zvedáku. Čistící tyče mohou být vnitřní, pohybující se uvnitř propichované trubky, a vnější, pokrývající trubku zvenčí.
Při použití nabijáku se při zatlačování táhla současně s vratným zdvihem zvedacích tyčí zvedák zatáhne zpět, táhlo se posune do dalšího otvoru a cyklus se opakuje, dokud není celý článek zatlačen do země. Poté se k němu přivaří další článek a také se zatlačí pomocí stejného nabijáku atd. Mechanické proražení potrubí pomocí zvedáků je možné v písčitých a jílovitých půdách bez pevných vměstků.
Na Obr. 3, a, ukazuje nejběžnější schéma pro bezvýkopovou pokládku trubek (pažnic) metodou děrování pomocí hydraulického zvedáku a sady tlakových trubek.
Pro bezvýkopovou pokládku ocelových trubek o průměru 104-630 mm na délku do 80 m v zeminách skupin 1-1U (bez velkých vměstků) metodou punkce se používají instalace GPU-600 (obr. 3, Obr. b). Instalace funguje na principu „chodících zvedáků“, což může výrazně zkrátit dobu provozního cyklu. Hydraulické zvedáky nejprve zapnutím olejové stanice posunou pohyblivou přítlačnou desku s položenou trubkou na délku zdvihu táhla zvedáku (1,2 m). Poté se po skončení pracovního cyklu pohyblivý doraz uvolní a zpětným pohybem zvedáků se vytáhne po pokládce trubky nahoru. Tyto operace se opakují, dokud není první článek pokládané trubky zcela zapuštěn do země, načež se pohyblivá zarážka, šoupátko s zvedáky a přítlačná deska vrátí do původní polohy. Dále je instalována druhá část potrubí a cyklus práce se opakuje, dokud není celé potrubí zcela proraženo.
Instalace směrového děrování UNP-630 je určena pro bezvýkopovou pokládku kabelů a potrubí o průměru do 630 mm proražením vodícího otvoru s následným zpětným tažením expandérů a potrubí.
UPK „Igla“, UPK-2 „Igla“ je určen k provádění průrazů pod silnicemi, železnicemi a jinými hliněnými násypy podobného designu.
Obr.3.a. Obecné schéma práce.
Obr.3.b. Punkce s instalací GPU-600.
Obr.3.c. Vibrační proražení pomocí instalace UVVGP-400.
Obr.3.d. Děrování trubek pomocí vibračních razníků.
Na Obr. 3. Jsou uvedeny způsoby propichování trubek:
а — obecný pracovní plán
б – propíchnutí instalací GPU-600
в — vibropunkturování jednotkou UVVGP-400
г – děrování trubek vibračními razníky
1 – tip
2, 3 — jámy
4 – kopání potrubí
5 – pražce
6 – vodicí rám
7 – tlakové potrubí
8 — hydraulické zvedáky
9 – přítlačná bota
10 —zastavovací stěna
11 – čerpací stanice
12 — ropovody
13 – tlačítková zástrčka
14, 16 — pracovní a příjmové jámy
15 – boční zásobník
17 – pohyblivý doraz
18 – přítlačná deska na vozíku
19 – přidržovač
20 – hromada
21 – naviják
22 — Ráma
23 – bar
24 – úderový nástavec
25 – vodicí tyče
26 – vibrační mechanismus
27 — elektromotor
28 – elektrická svařovací jednotka
29 – kotvení
30 – olovnice
31 – pneumatický děrovač
32 — svařování trubek
Pomocí propichovací instalace Glavmosstroy můžete propichovat trubky o průměru 209-426 mm na délku až 45 m v půdách skupin I-IV, bez ohledu na jejich vlhkost. Instalace funguje, stejně jako instalace GPU-600, na principu „walking jacks“.
Hydropunkce trubky se pokládají pomocí kinetické energie proudu vody vystupující pod tlakem ze speciální kuželové trysky umístěné před trubkou. Proud vody vycházející z trysky pod tlakem eroduje v zemi otvor o průměru až 500 mm, ve kterém jsou uloženy trubky. Měrná spotřeba vody závisí na rychlosti toku, tlaku vody a kategorii sjízdné zeminy.
Výhodami hydraulického prorážení jsou relativní jednoduchost práce a poměrně vysoká rychlost tvorby vrtu (až 30 m/směnu). Jeho významnými nevýhodami jsou relativně krátká délka výkopu (až 20-30 m), možné odchylky od konstrukční osy a obtížné pracovní podmínky v důsledku kontaminace pracovní jámy.
VYBAVENÍ PRO DEFEKT
Instalace piercingu Je určen pro pokládku potrubí propíchnutím v půdách jakéhokoli typu pod dálnicemi, železničními náspy, řekami, bažinami, roklemi a lesy.
Pro modernizaci, rekonstrukci a výstavbu potrubí v obydlených oblastech, v obtížných geologických podmínkách, za řady technických a environmentálních omezení je instalace nenahraditelná. „Jehla“ Tato instalace se používá při pokládce vodovodních, kanalizačních a plynofikačních potrubí v obydlených oblastech, při pokládce optických sítí a dalších inženýrských sítí. Instalace je poháněna hydraulickým systémem traktoru nebo hydraulickou stanicí.
Bezvýkopová pokládka potrubí ve sypkých písčitých, písčitých hlinitých a tekutých píscích se urychluje pomocí následující metody: vibrační punkce. V instalacích pro vibrační vpich se používají budiče podélně směrovaných vibrací.
Metodou vibračního vpichu můžete potrubí o průměru do 500 mm v délce 35-60 m nejen pokládat při rychlosti průniku až 20-60 m/h, ale také je odstraňovat ze země.
Nejúčinnější je šok-vibrace-lisování instalace UVVGP-400 navržená VNIIGS. Při použití této instalace, pokládka trubky (oplášťování) s nasazeným inventárním hrotem na jednom konci, druhý konec je instalován v hlavě nárazového nástavce vibračního kladiva (obr. 3, c). Působením rázových impulsů v kombinaci se statickým vtlačením pomocí nakládací kladky je do země postupně zapuštěna část trubek.
Je také použita univerzální vibrační instalace UVG-51 (viz „Pokládání trubek metodou děrování“) navržená MINHIGP im. Gubkin, který je určen pro pokládku trubek o průměru do 530 mm metodou děrování a o průměru 530-1020 mm metodou vibračního rázového děrování.
Pro bezvýkopovou uzavřenou pokládku trubek o průměru 63-400 mm, mechanické propichovače zeminy a pneumatické děrovačky typu PR-60 (SO-144), IP-4605, IP-4603, PR-400 (SO-134 ) a M-130 jsou široce používány. Pneumatické vrtání pomocí předepsaných pneumatických razníků typu „Krtek“ se používá pro stavbu průchozích a slepých vodorovných a šikmých studní se zhutněnými stěnami o průměru 63-400 mm a délce do 40-50 m. , přes které jsou vedena potrubí.
Pneumatický děrovač je samojízdný pneumatický rázový stroj. Jeho tělo je pracovním tělesem, které tvoří studnu, a úderník, umístěný v těle, vykonává pod vlivem stlačeného vzduchu vratné pohyby a naráží na přední konec těla a zaráží jej do země. Zpětnému pohybu tělesa brání třecí síly o zem. Pneumatický razník si díky své osové symetrii a výrazné délce (1,4-1,7 m) při pohybu v zemi zachovává daný směr.
K absorpci sil v okamžiku vypuštění pneumatického razníku z jámy a zvýšení přesnosti průniku se používají spouštěcí zařízení, která na jeho těle vytvářejí třecí síly (u pneumatických razníků IP-4603, IP-4605) nebo jej tlačí směrem ke dnu. (SO-134). Pro zmenšení zakřivení studny ve ztížených podmínkách a se značnou délkou průniku je k pneumatickému razníku připevněn speciální nástavec – nástavec. Při zajištění přesného spouštění pneumatického razidla nepřesahuje odchylka vrtu od projektované polohy na délce 20 m zpravidla 0,2-0,3 m vertikálně a 0,05-0,1 m horizontálně.
Při prorážení ocelových trubek pomocí pneumatických průbojníků (obr. 3, d) se používají jako úderová jednotka připevněná k zadnímu konci trubky a zarážející ji do země. K přednímu konci trubky je připevněn kónický hrot. V tomto případě jsou možné dvě možnosti technologie práce: zaražení trubky do země a její zaražení do vedoucí studny (ve stabilních jílovitých půdách).
Pomocí pneumatického razníku můžete vyměnit staré podzemní potrubí za nové stejného nebo většího průměru. K tomu se první úsek nového potrubí připojí k odstraňovanému (v případě různých průměrů pomocí kónického adaptéru) a stará trubka se odřízne a odstraní při vstupu do přijímací jámy. Pneumatický průbojník dokáže ze země odstranit i ocelové trubky o průměru až 800 mm. Délka vytahovaných trubek závisí na půdních podmínkách (přilnavost zeminy k povrchu trubky Při vytahování trubek ze země se jako úderový mechanismus upevňuje pomocí háčku na přední konec trubky). speciální zařízení.
Kromě toho, co jste si přečetli, se můžete podívat na film „Pneumatická razidla. Princip fungování. Vlastnosti.“
ZÁVĚREM MŮŽEME ŘÍCT, ŽE
Bezvýkopové technologie umožňují:
— prudce zvýšit tempo prací na nové výstavbě a opravách opotřebovaných komunikací a efektivněji využívat finanční a materiální zdroje;
— dodržovat environmentální normy, prakticky eliminovat výkopové práce, eliminovat hrozbu stoupající hladiny podzemní vody a kontaminace půdních mas domovním a průmyslovým odpadem;
– zajistit nerušený dopravní tok v oblasti, kde se práce provádí.