Проект строительства внутризоновой ВОЛП на участке п.Маслянино – г.Черепаново

 

Преимущества  установок горизонтально-направленного  бурения:

• отсутствие ущерба дорогам, зданиям и ландшафту;
• прокладки коммуникаций без нарушения движения транспорта;
• возможность протяжки трубопроводов под любыми естественными и искусственными препятствиями и в условиях городской скученности;
• прокладка трубопроводов любых диаметров, на любую длину на глубине недоступной другому оборудованию;
• значительно облегчается получение разрешения на выполнение таких работ;
• продолжительность работ сокращается в несколько раз;
• сохранность трубопровода и надежность кабельных линий увеличиваются благодаря большей глубине прокладки;
• гораздо дешевле по сравнению с традиционными методами;
• длительный срок эксплуатации полиэтиленовых трубопроводов.

 

       Технология  горизонтального направленного  бурения. 

       Весь  технологический процесс бурения  и прокладки инженерных коммуникаций состоит из следующих этапов:

• Планирования и расчета траектории бурения;
• Организации места работ;
• Выполнения пилотного бурения;
• Выполнения операции прокладки тоннеля или перехода.

 

       1) Планирование и расчет траектории  бурения

         Траектория бурения должна быть  спланирована и рассчитана до  начала проведения работ. Основные  моменты планирования включают в себя определение длины и глубины пути, учет подземных препятствий, получение информации о существующих подземных структурах (наличие карт подземных коммуникаций), получение разрешений на проведение работ, уведомление служб единого вызова, аварийных служб и служб дорожного движения, инспектирование места работы, определение источников риска. Траектория бурения может быть размечена прямо на поверхности, или на чертеже места производства работ (плане бурения). Расчет траектории бурения выполняется с помощью специальных диаграмм (например, "Разрез бурения Straightline"). Это позволит рассчитать минимальные радиусы кривизны плети штанг и укладываемого материала, углы входа и выхода бура по отношению к поверхности земли, дистанции возврата (расстояния от начала или конца пути бурения до точки горизонтального участка бурения). При расчетах траектории бурения должны быть учтены мощностные характеристики установки ГНБ при расширении скважин и затягивании коммуникационных средств, т.к. в этом режиме установка ГНБ работает на максимальных мощностных режимах. На этом этапе также должна быть произведена оценка условий почвы (уплотняемость, содержание влаги, пористость, липкость, наличие камней и подземных вод). Оценка условий почвы влияет на выбор инструмента и состав буровой жидкости. Комплектность инструмента и подбор состава суспензии также проводится на этапе планирования траектории. При планировании траектории бурения составляется контрольный перечень пунктов по планированию бурения, являющийся руководством для проведения работ.

       2) Организация места работ.

         Проводится непосредственно перед  началом бурения. Она включает  в себя доставку комплекса  ГНБ к месту проведения бурения,  выгрузку установки ГНБ с трейлера, позиционирование установки на  местности с учетом уклонов земной поверхности, выбор угла наклона буровой рамы установки. Организация места работы также предусматривает настройку сигнализации предупреждения подземного столкновения с электрическими сетями, находящимися под напряжением, размещение защитных "зануляющих" матов, а, также соединение матов, корпуса установки ГНБ, миксера (смесителя) и системы сигнализации кабелями, тестирование всей системы перед началом проведения работ. Следующим этапом организации является анкерная фиксация установки ГНБ. Ненадежное закрепление, не использование анкерной фиксации установки ГНБ приводит к преждевременному износу бура, буровой рамы и привода бура. После анкерной фиксация установки ГНБ производится запуск двигателей установки ГНБ, миксера для приготовления суспензии, приготовление водно - бентонитовой суспензии и добавка в нее требуемого количества полимера, а также соединение шлангов гидросистемы. На протяжении всего этапа организации работы необходимо обязательно руководствоваться контрольным перечнем действий по организации места работ.

       3) Выполнение пилотного бурения.

         Пилотное бурение (первичная проходка  бурильной лопатки по заданной  траектории) состоит из тех этапов: начала пилотного бурения, непосредственного  выполнения пилотной скважины  и заключительного этапа бурения, когда бурильная лопатка выходит на поверхность земли. На первом этапе пилотного бурения (Рисунок 6.9) необходимо загрузить первую буровую штангу в направляющую раму и произвести ее сборку с буровой головкой, состоящей из бурильной лопатки, фильтра подачи суспензии и передатчика локационной системы. Перед свинчиванием буровой штанги и буровой головки необходимо тщательно смазать резьбовые соединения, так как от этого зависит долговечность службы штанг и бура. После выполнения операции сборки буровой штанги с буровой головкой необходимо с помощью переключателя управления подачи с насосно-нагнетательной станции буровой жидкости, пропустить жидкость через шланги в буровую штангу, ствол буровой головки, фильтр и сопла, убедившись в правильном функционировании гидросистемы и создании необходимого для выполнения бурения давления буровой жидкости. Для создания оптимальных условий вхождения бурильной лопатки в грунт и компенсации, возникающих при этом радиальных усилий, целесообразно прокопать входное отверстие, обеспечив перпендикулярность поверхности грунта к продольной оси буровой головки. На втором этапе пилотного бурения оператор установки ГНБ производит непосредственное бурение, контролируя рычагами управления (джойстиком) поступательное и вращательное движение бура, наращивает плеть буровых штанг, с помощью загрузчика и специальных зажимов, отключая при этом давление буровой жидкости в гидросистеме.

       

                         Рисунок 6.9 – Бурение пилотной  скважины 

       Кроме этого, находясь в постоянной радиосвязи с оператором локационной системы, оператор установки ГНБ обеспечивает направление движения буровой головки по заданной траектории, путем комбинации прямых проходов бура (при его вращении) с дугообразными (рулевыми). "Руление" происходит за счет поворота бурильной лопатки до нужной ориентации бурового скоса и последующего проталкивания бура без вращения, что приводит к нужному изменению направления движения. Первый этап "руления" выполняется для горизонтального выравнивания бура, когда буровая головка достигла необходимой глубины, определяемой локационной системой. Оператор локационной системы постоянно отмечает новую позицию, глубину и "угол атаки" бурильной головки, сверяет ее местонахождение с спланированной траекторией, определяет, требуется ли дополнительное переориентирование и наносит фактическую траекторию продвижения бура на план бурения. Оператор установки ГНБ во время бурения не только контролирует величины осевого усилия и крутящего момента, но и регулирует объем подачи бурильной жидкости в зону бурения. При правильно установленном потоке буровой жидкости, обеспечивается охлаждение бурового вала, укрепление стенок туннеля и минимизация трения буровой головки о стенки скважины. Пилотное бурение завершается, как только бурильная головка выходит на поверхность почвы, обычно в запланированной точке выхода. Поворот траектории горизонтального бурения к запланированной точке выхода не должен превышать ограничений радиуса изгиба, так как последний изгиб при пилотном бурении является первым изгибом при прокладке и/или расширении. Когда оператор локационной системы видит, что бурильная головка сориентирована вверх, необходимо обезопасить зону вокруг точки выхода и, как только головка выйдет на поверхность, оператор установки ГНБ должен отключить подачу бурильной жидкости, продвинуть плеть вперед, чтобы освободить бурильную головку от земли и выключить двигатель, а затем отсоединить бурильную головку и извлечь передатчик.

       4) Выполнение операции прокладки  тоннеля или перехода. При пилотном  бурении формируется скважина диаметром 75-100 мм, которая может быть достаточной для прокладки тонких коммуникационных средств. Однако большинство операций требуют расширения скважины путем протягивания "риммера-расширителя" в обратном направлении (Рисунок 6.10). Расширение туннеля и укладка коммуникационного средства, в большинстве случаев, совмещаются в одну операцию, но иногда, при ограниченных усилиях затягивания, производится предварительное расширение скважины, которое гарантирует прокладку материала по уже готовому туннелю. 

       

                   Рисунок 6.10 – Предварительное  расширение скважины 

       При проведении расширения скважин необходимо учитывать тип и условия почвы, диаметр укладываемого материала, наличие потенциальных препятствий, мощность установки ГНБ, тип буровой жидкости и возможности насосно- нагнетательной станции. Необходимое усилие при расширении и прокладке может быть значительно снижено, а качество скважины значительно улучшено при правильном управлении бурением, правильном выборе инструмента и состава буровой жидкости. Для расширения скважин используются два типа расширителей - уплотняющие и режущие. Первые используются в уплотняемых почвах, сжимая их при затягивании плети с закрепленным на ее конце расширителем (обратном ее движении в пробуренной пилотной скважине). При этом создается гладкий туннель, не содержащий отходов, в который коммуникационные средства укладываются с меньшим трением. Режущие расширители используются в почвах содержащих слои песка, гравия, корни деревьев и другие подземные препятствия. При расширении скважин этим типом расширителей слои почвы срезаются со стенок пилотной скважины и вымываются из нее буровой жидкостью в пустоты или на поверхность почвы. Наряду с вышеуказанными типами расширителей существуют и гибридные, сочетающие свойства уплотняющих и режущих расширителей. При расширении скважин также

может использоваться связка из режущего расширителя  и закрепленного за ним уплотняющего. При одновременном расширении скважины и затягивании укладываемого  материала всегда за расширителем устанавливается шарнир-вертлюг, предотвращающий скручивание коммуникационного средства (Рисунок 6.11). Перед началом расширения скважины и затягивании коммуникационного средства необходимо составить, а во время работы руководствоваться контрольным перечнем для операции прокладки.

       

                         Рисунок 6.11 – Затягивание рабочего  трубопровода 

       Перед началом прокладки коммуникационных средств, при выключенной двигательной установке, производиться сборка расширителя с плетью буровых штанг, а также через вертлюг присоединяется прокладываемый материал, оснащенный соответствующим замком-отголовником, переходником или другим соединительным оборудованием. Шарнирное соединение вертлюга и все резьбовые соединения, как и при пилотном бурении, должны обильно смазываться. Подача жидкости при укладке необходима, чтобы туннель не обвалился, а укладываемый объект был взвешен в жидкости и максимально смазывался ею, уменьшая напряжения, как бурового оборудования, так и самого объекта. Для проверки работы сопел расширителя до начала затягивания прокладываемого материала на короткий момент включается подача буровой жидкости. Кроме того, оператор установки ГНБ должен иметь постоянную информацию от оператора локационного устройства о потоке жидкости при начале и во время операции прокладки, для регулирования скорости затягивания и вращения расширителя. При затягивании плети на длину одной буровой штанги оператор установки ГНБ отключает подачу буровой жидкости, останавливает поступательное движение и вращение, отсоединяет штангу от плети и загрузчиком перемещает ее в обойму. Эта операция повторяется до тех пор, пока расширитель не покажется у входного отверстия скважины. После завершения операции затягивания, выключается двигатель установки ГНБ, от нее отсоединяется проложенное в туннеле коммуникационное средство, убираются тянущие соединители, расширитель, фильтр и вертлюг, который очищается от земли и погружается в водостойкую смазку. Операцию прокладки туннеля рекомендуется проводить без остановки от начала до конца. 
 

       6.7    Строительство НРП 
 

       

1. Общие указания

 
 

    На  магистральных кабельных линиях связи с волоконно-оптическими  кабелями применяются НРП, устанавливаемые  между ОРП. Тип, конструкция и  место установки НРП определяются проектом в зависимости от типа кабеля, системы передачи и уровня грунтовых вод.

       Необслуживаемый регенерационный пункт состоит  из наземной и подземной части (рисунок 6.12). Наземная часть представляет собой металлическую будку, изготавливаемую в заводских условиях и отправляемую на трассу в собранном или разобранном виде. Наземная часть НРП может также состоять из пяти железобетонных панелей, монтируемых на месте установки. Все конструкции при сборке наземной части из панелей соединяются электросваркой.

       Подземная часть в зависимости от типа кабеля и системы передачи может представлять одностенную цистерну, или контейнер соответствующих размеров.

 

      Рисунок 6.12 - Контейнер  необслуживаемого  регенерационного пункта

                      1-устройство   вводно-кабельное   со   стабкабелем;  

2 —  контейнер;  3 — крышка   защитная; 4 — крышка                     герметизирующая 

       Основанием  под цистерну или контейнер может  служить комплект железобетонных  фундаментных  блоков Ф-1. Цистерна может  устанавливаться также на дренирующий грунт без фундамента.

       Засыпка пазух вокруг цистерны должна осуществляться 
слоями по 20—30 см с трамбованием. Особенно хорошо должен 
быть утрамбован грунт под уголками или под асбестоцементными трубами, по которым осуществляется ввод кабеля в НРП. Вокруг НРП устраивают обваловку, одерновку и благоустраивают территорию. 

2. Организация работ 

 

       Строительство НРП подразделяется на подготовительный и основной периоды работ. В подготовительный период выполняются работы по уточнению  мест строительства НРП. Производится заготовка и комплектация  всех  необходимых  изделий  и  конструкций,    перевозка цистерн, сборного железобетона, материалов, конструкций.