Различают два основных метода прокладки новых наружных трубопроводов:

• открытый способ (со вскрытием грунта);
• закрытый (бестраншейный) способ.

1. Открытый способ укладки труб

Во многих российских населенных пунктах из-за отсутствия необходимого оборудования для бестраншейной прокладки труб укладка коммунальных трубопроводов производится преимущественно открытым способом. Основными недостатками этого способа являются высокая стоимость работ, разрушение дорожных покрытий и ландшафта с последующей необходимостью их восстановления, нарушение деятельности предприятий в зоне строительства и движения на автомобильных дорогах.

Открытый способ монтажа водопровода и канализации реализуется путем рытья траншей на необходимую глубину, подготовки и укрепления траншей и прокладки труб.

Основные этапы укладки трубопровода включают следующие действия:

• выравнивание дна траншеи;
• защита стен траншеи от осыпания;
• отсыпка подушки для трубопровода из песка;
• прокладка труб;
• укрывание труб инертным материалом;
• засыпка траншеи;
• восстановление дорожного полотна и ландшафта.

На рис. 1 показана укладка полипропиленовой канализационной трубы.

Выполнение всех технологических этапов при открытом способе монтажа трубопроводов приводит к большим материальным и трудовым затратам. Эти затраты значительно возрастают при сложных геологических и гидрогеологических условиях. В связи с вышесказанным очевидны преимущества бестраншейных технологий укладки трубопроводов. Данные методы не нарушают движение транспорта и жизнедеятельность населенных пунктов, сохраняют окружающую среду, а кроме того, сокращают сроки строительства и уменьшают финансовые затраты.

Рис. 1. Укладка канализационной полипропиленовой трубы в траншее

2. Закрытые (бестраншейные) способы прокладки труб

Закрытые технологии являются перспективными для строительства инженерных коммуникаций внутри городов, а также применяются и при прокладке трубопроводов за пределами населенных пунктов. Закрытым способом осуществляется укладка труб под водными объектами, под рельефами, где работы открытым методом невозможны (болота, овраги, каньоны), в охраняемых природных зонах.

Бестраншейная прокладка труб — это высокотехнологичный процесс, осуществляемый при помощи современного оборудования — буровых комплексов.

Среди закрытых способов выделяют следующие методы:

• метод горизонтально направленного бурения;
• метод бурошнекового бурения;
• метод прокола;
• метод продавливания;
• метод «труба в трубе»;
• метод «чулка».

Метод горизонтально направленного бурения

Этот метод включает в себя:

• бурение пилотной скважины, направление которой придается с помощью навигационного оборудования;
• увеличение диаметра пилотной скважины до размера, достаточного для протягивания трубы;
• прокладывание трубы в скважине.

Бурение пилотной (экспериментальной) скважины самый ответственный этап бестраншейной технологии, от которого зависит весь результат. Оно выполняется при помощи буровой головки со встроенным излучателем. Буровая головка соединяется с гибкой приводной штангой, что позволяет управлять процессом прокладки пилотной скважины, и имеет отверстия для подачи бурового раствора охлаждающего и уменьшающего трение, а также предохраняющего скважину от обвалов и очищающего от обломков породы. Положение буровой головки контролируется с помощью локатора, который принимает и обрабатывает сигналы, поступающие от передатчика, встроенного в головку. Оператор буровой установки с помощью изменения положения буровых штанг регулирует угол наклона буровой головки и определяет направление бурения в соответствии с проектной траекторией (рис. 2).

Метод горизонтально направленного бурения отличается высоким уровнем автоматизации работ, требует точных расчетов и качественного оборудования.

Рис. 2. Установка горизонтально направленного бурения

Метод бурошнекового бурения

Бурошнековое бурение — технология прокладки труб с помощью шнековых буровых машин. Бурение производится из рабочего котлована в приемный, без выхода на поверхность.

Метод позволяет прокладывать стальные, бетонные и полиэтиленовые трубы диаметром от 100 до 1600 мм длиной до 100 м.

Прокладка трубопровода получается очень точной (отклонение от заданного направления не более 30 мм) и ровной, без провисания рабочей трубы. Это необходимо прежде всего при прокладке канализации самотечного типа, в зоне подключения коммуникаций к зданиям, а также прокладке труб под железной дорогой.

Метод прокола

Прокол — это образование отверстий за счет радиального уплотнения грунта при вдавливании в него трубы с коническим наконечником.

Существуют несколько методов прокола:

• вибропрокол;
• гидропрокол;
• прокол с помощью грунтопрокалывателя;
• прокол механический с помощью гидравлического домкрата;
• пневмопробивка с помощью пневмопробойника.

При работе этим методом применяются различные по форме наконечники, наиболее распространенные из них в виде прямого кругового конуса, при использовании которых создается минимальное сопротивление грунта проколу. От угла заострения наконечника существенно зависит усилие прокола.

Метод «продавливания»

При использовании метода продавливания прокладываемую трубу с открытым концом, снабженную «ножом», вдавливают в массив грунта, а грунт, поступающий в трубу в виде плотного керна (пробки), разрабатывают и удаляют из забоя. При продвижении трубы преодолевают усилие трения грунта по наружному ее контуру и врезания ножевой части в грунт.

Для продавливания труб применяют нажимные насосно-домкратные установки из двух, четырех, восьми и более гидродомкратов усилием в 50–300 т каждый с ходом штока в 1,1–2,1 м, работающие от насосов высокого давления.

Метод «труба в трубе»

Метод прокладки «труба в трубе» применяется в тех случаях, когда необходимо восстановить старый изношенный трубопровод (релайнинг), либо когда требуется разрушить старый трубопровод и проложить на его месте новый.

Релайнинг — один из вариантов прокладки новых труб в старом трубопроводе. Это бестраншейный метод санации и восстановления трубопроводов, когда новый трубопровод прокладывается внутри существующего без демонтажа старого трубопровода. Новый трубопровод имеет меньший диаметр и при этом меньшее сопротивление за счет более гладкой внутренней поверхности.

Метод прокладки с разрушением старой трубы можно применять для замены стальных, железобетонных, керамических, чугунных трубопроводов систем водоснабжения и канализации. В этом случае режущий нож с расширителем тянется штангами из приемного котлована в стартовый и тянет за собой новую трубу такого же или большего диаметра. На рис. 3 показан режущий нож с расширителем.

Рис. 3. Режущий нож с расширителем

Метод «чулка»

В этом случае в предварительно прочищенный старый трубопровод протягивается гибкий полимерный рукав (чулок), который состоит из слоя полиэфирного войлока, армированного стекловолокном, и из полиэтиленового покрытия.

Перед установкой гибкий рукав пропитывается смолой и после ввода в трубу выворачивается потоком воды, при этом обеспечивается плотное прилегание клеющей поверхности рукава к внутренней поверхности старой трубы. Далее производится тепловая полимеризация, и внутри старой трубы образуется новое гладкое и прочное покрытие. Метод используется для восстановления как напорных, так и безнапорных трубопроводов даже больших диаметров. За сутки может быть восстановлено несколько сот метров труб.