Каталог статей
Меню сайта

Категории раздела

Форма входа

Поиск

Мини-чат

Полезные ссылки

Статистика

Приветствую Вас, Гость · RSS 09.12.2018, 07:03


Главная » Статьи » Строительство, эксплуатация, ремонт

Бестраншейная прокладка подземных коммуникаций машинами горизонтального бурения прессово-шнековыми типа РВА

Бестраншейная прокладка подземных коммуникаций машинами горизонтального бурения прессово-шнековыми, типа РВА
Справочная информация
1. Введение
При устройстве буровой скважины для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций (трубопроводов водоснабжения, канализации, газоснабжения, труб-футляров и др.) в зависимости от конкретных условий применяются машины горизонтального направленного бурения различных типов, моделей и конструкций.
Машины буровые прессово-шнековые типа РВА обеспечивают горизонтальное направленное бурение скважин диаметрами от 159 до 1420 мм на длине перехода до 100 м в грунтах 1-7 групп буримости.
Компании Schmidt, Kranz-Gruppe, American Augers, Herrenknecht и др. являются основными производителями машин буровых прессово-шнековых следующих марок:
- машина РВА-38 с усилием продавливания 39 тс (380 кН) для горизонтального направленного бурения скважин диаметрами от 159 до 530 мм (далее - машина РВА-38);
- машина РВА-100 с усилием продавливания 102 тс (1000 кН) для горизонтального направленного бурения скважин диаметрами от 325 до 1020 мм (далее - машина РВА-100);
- машина РВА-200 с усилием продавливания 203 тс (2000 кН) для горизонтального направленного бурения скважин диаметрами от 630 до 1420 мм (далее - машина РВА-200).
Прокладка трубопроводов производится продавливанием в буровую скважину отрезков стальных труб длиной 2, 4 или 6 м, свариваемых между собой встык электросваркой.
Перемещение разработанного грунта производится транспортными шнеками в начальный котлован с последующим удалением из котлована грейферным оборудованием.
Основные технические характеристики машин РВА-38, РВА-100 и РВА-200 приведены в таблице 1.1.


2. Диаметры и длины продавливаемых трубопроводов машинами, типа РВА
Диапазоны диаметров труб и длин проходки скважин машинами марок РВА-38, РВА-100 и РВА-200, в зависимости от коэффициента трения грунтов приведены на рис. 2.1.


3. Подготовительные работы
Технология бестраншейной прокладки подземных коммуникаций машинами буровыми прессово-шнековыми, типа РВА предполагает выполнение комплекса подготовительных работ.
На объекте производства работ подготавливается площадка для размещения контейнера для хранения строительных материалов, подставок для буровых штанг и шнеков, генератора, временных зданий для размещения служебных и бытовых помещений и др.
На местах начала и окончания трубопровода производится устройство начального и конечного котлованов.
К начальному котловану предъявляются следующие требования:
- ось котлована должна соответствовать оси бурения;
- основание под буровую установку делается из щебня фракции 25-70, толщиной от 15-20 см с обязательным уплотнением и укладкой дорожных плит (2 плиты, если котлован короткий и 3 плиты, если котлован длинный). В одном из углов котлована (уточняется по месту) делается приямок для откачки воды;
- в передней и задней части котлована устраиваются упорные стены из стального шпунта типа "ЛАРСЕН":
- задняя упорная стенка монтируется на всю ширину котлована;
- передняя упорная стенка должна включать готовое отверстие (или возможность устройства отверстия) диаметром на 40% больше диаметра трубы и с центром, совпадающим с осью бурения.
За задней упорной стенкой для установок типа РВА-100 и РВА-200 монтируется бетонный упор следующих размеров:
- ширина соответствует ширине упорной стенки;
- высота - 3 м с центром, совпадающим с осью бурения;
- толщина - 1 м.
Распорки опалубки котлована должны устанавливаться строго горизонтально на высоте не менее 1,5 метров выше оси бурения и не должны мешать монтажу продавливаемой трубы. Материал распорок - труба стальная диаметром 150 мм.
Схема начального котлована для размещения машин буровых прессовых марок РВА-38, РВА-100 и РВА-200 приведена на рис. 3.1

Основные размеры начального котлована для размещения машин буровых прессовых марок РВА-38; РВА-100 и РВА-200 приведены в табл. 3.1.
Конечный котлован необходим для завершения буровых работ.


Примечание. При устройстве двух буровых каналов в одном направлении из одного котлована ширина котлована увеличивается на величину расстояния между осями буровых каналов.
4. Методы устройства буровых скважин
При устройстве буровых скважин машинами типа РВА применяются неуправляемый и управляемый методы бурения.
Неуправляемый метод применяется при бурении скважин на длине до 10 м.
Управляемый метод применяется при бурении скважины до 100 м.
4.1. Неуправляемый метод бурения скважин
На подготовленное основание начального котлована устанавливается основная и дополнительная рама, затем производится монтаж прессового оборудования. Устанавливается прессовое кольцо необходимого диаметра, сверху на раму устанавливается направляющая проушина, а снизу рамы - направляющие ролики. К начальной рабочей трубе длиной 4 метра приваривается режущее кольцо, а на торце трубы нарезается фаска под углом 45° для уменьшения поверхностного трения. Внутри трубы монтируются шнеки с буровой головкой. Предварительно подготовленная начальная труба устанавливается на раму буровой установки, шнеки соединяются с прессовым устройством, выставляются по уровню. После выполнения всех подготовительных операций начинается продавливание трубы с одновременным удалением выбуренного грунта из котлована.
Схема неуправляемого бурения скважины и продавливания приведена на рис. 4.1


4.2. Управляемый метод бурения скважин
Первым этапом управляемого метода бурения является пилотное бурение.
При помощи монитора, оптической системы, видеокамеры и диодной целенаправленной платы осуществляется дистанционный контроль и управление процессом пилотного бурения. Головка пилотного бура имеет скос под углом 30°, что позволяет изменять направление бурения путем поворота головки вокруг своей оси.
Схема управляемого метода пилотного бурения скважин приведена на рис. 4.2.


5. Способы продавливания стальных трубопроводов машинами типа РВА
Управляемый метод бурения и продавливания стальных трубопроводов осуществляется следующими основными способами: двухступенчатым и трехступенчатым.
Двухступенчатый управляемый способ применяется при прокладке стальных трубопроводов с наружными диаметрами до 630 мм.
Трехступенчатый управляемый способ применяется при прокладке стальных трубопроводов наружным диаметром 720, 820 и 1020 мм с промежуточным расширением диаметром 325 мм, а для прокладки стальных трубопроводов с наружными диаметрами 1220 и 1420 мм - промежуточное расширение диаметром 630 мм.
5.1. Двухступенчатый способ управляемого метода бурения
После пилотного бурения при двухступенчатом управляемом способе бурения производится расширение пилотной скважины с одновременным продавливанием сваренных встык стальных труб.
Расширительная ступень соединяется с пилотной штангой. Устанавливается прессовое кольцо необходимого диаметра, сверху на раму устанавливается направляющая проушина, а снизу рамы - направляющие ролики. В начальной рабочей трубе длиной 4 метра монтируются шнеки с буровой головкой. Предварительно подготовленная начальная труба устанавливается на раму буровой установки, шнеки соединяются с прессовым устройством, выставляются по уровню (от правильной установки рабочих труб зависит точность бурения) и привариваются к расширителю при помощи электросварки. После выполнения всех подготовительных операций начинается продавливание с одновременным удалением выбуренного грунта из бурового канала. Пилотные штанги продавливаются в конечный котлован, где их раскручивают и поднимают на поверхность.
Схема двухступенчатого способа управляемого метода бурения приведена на рис. 5.1.


5.2. Трехступенчатый способ управляемого метода бурения
При трехступенчатом управляемом методе бурения производится расширение пилотной скважины с помощью повторно используемых прессовых труб диаметром 325 мм либо 630 мм. После выхода буровой головки в конечный котлован она демонтируется и поднимается на поверхность. В рабочем котловане демонтируется система навигации, расширительная ступень соединяется с пилотной штангой. Устанавливается прессовое кольцо диаметром 325 мм (630 мм) сверху на раму устанавливается направляющая проушина и снизу рамы направляющие ролики. В начальной повторно используемой трубе длиной 4 метра монтируются шнеки с буровой головкой. Предварительно подготовленная повторно-используемая труба устанавливается на раму буровой установки, шнеки соединяются с прессовым устройством, выставляются по уровню и привариваются к расширителю при помощи электросварки. После выполнения всех подготовительных операций начинается прессование с одновременным удалением грунта из котлована, внутри труб вращаются шнеки для удаления выбуренного грунта в рабочий котлован. Пилотные штанги продавливаются в конечный котлован, где их раскручивают и поднимают на поверхность. Грунт из начального котлована удаляется экскаватором с грейферным оборудованием.
Схема расширения бурового канала при помощи расширительной ступени диаметром 325 мм (630 мм) приведена на рис. 5.2.
Повторно используемые буровые трубы свариваются между собой электросваркой, при этом необходимо строго соблюдать соосность присоединяемых новых секций повторно используемых труб.


6. Назначение и состав буровой смеси
Буровая смесь уменьшает трение на буровой головке и штанге, предохраняет скважину от обвалов, охлаждает буровой инструмент и очищает скважину от ее обломков, вынося их на поверхность.
Буровая смесь обеспечивает:
- создание прочных конструкций стенок бурового канала, предотвращая их обвал от давления окружающего грунта;
- создание избыточного давления внутри пилотной скважины (бурового канала) и тем самым предотвращения просачивания грунтовых вод в буровой раствор;
- снижение усилий продавливания трубопроводов.
Буровая смесь состоит из бентонита и полимеров. Бентонит - это основной компонент буровой смеси. Бентонит это глиняное образование, состоящее из тесно связанных между собой плоских пластинок.
Сильное перемешивание в слабощелочной воде (рН 8-9) приводит к тому, что глиняные пластинки разделяются и связываются между собой посредством молекул воды. Впитывание воды в бентонитовые пластины позволяют бентониту увеличиваться в объеме до 20 раз. Эти пластинки сохраняются в суспензии посредством ионизации, что приводит к увеличению вязкости раствора.
Полностью текучий бентонит внутри пилотной скважины закрепляет ее, проникая в пористые места под давлением выходящей жидкости.
В правильно приготовленном растворе глиняные пластинки создают тонкое водопроницаемое покрытие из глины внутри скважины.
Бентонит обеспечивает базовые характеристики раствора - вязкость, уровень водоотдачи, смазывающие свойства.
Следующим составляющим буровой смеси являются полимеры.
Полимеры - это модифицированные, биологические и синтетические химикаты.
Состав и концентрация добавок для улучшения качества буровой смеси и ее рабочих параметров в зависимости от составов фунтов приведены в табл. 6.1.
Расчет количества и состава буровой жидкости производится при помощи специализированного программного обеспечения, предоставленного поставщиком - компанией "BAKER HUGHERS", позволяющего получить параметры бурового раствора, как по качественному, так и по количественному составу, в зависимости от типа грунта, в котором производится бурение, диаметров пилотного бурения, расширений, а также параметров вязкости, скоростей проходки и др.
Объем чистой воды для приготовления бентонитовой смеси по данным зарубежных фирм определяется по формуле:


π = 3,14
D - диаметр скважины, м;
L - длина скважины, м;
К - коэффициент, учитывающий состав грунта (К=3-5)


 

Категория: Строительство, эксплуатация, ремонт | Добавил: ABK (30.01.2016)
Просмотров: 2959
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Реклама

oren-rccs © 2018