Технология горизонтального направленного бурения (ГНБ) позволяет пролагать трассу под наземными объектами и огибать действующие коммуникации в точках пересечения. Прокладка трубопровода ведется оперативно, с минимальным воздействием на окружающий ландшафт. Работы могут выполняться в условиях, когда традиционные методы неприменимы.
В процессе протягивания в пробуренную скважину трубопровод подвергается продольным нагрузкам и трению о стенки бурового канала. Выбор трубы с подходящими характеристиками убережет от деформации или даже разрыва еще на этом этапе, предотвратит повреждение изоляционного покрытия в ходе прокладки и защитит от прогиба под тяжестью грунта или проходящего транспорта в процессе эксплуатации.
Общая характеристика и условия применения
Для прокладки трубопроводов по технологии ГНБ используют трубы из стали, высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ) или полимерных материалов. Вид труб, толщина стенок, тип изоляционного покрытия и необходимая прочность определяется на основании задания на проектирование, результатов инженерно-геологических изысканий и нормативной документации.
К применяемой продукции должны прилагаться документы, которые подтверждают соответствие труб проектным требованиям. Основные условия выбора труб при проведении работ методом ГНБ приводятся в СП 341.1325800.2017 «Подземные инженерные коммуникации. Прокладка горизонтальным направленным бурением».
Стальные трубы
Трубная продукция из стали, которая идет на прокладку трубопровода по технологии ГНБ, имеет трехслойное изоляционное покрытие специального исполнения по ГОСТ Р 52568-2006. Концы труб освобождены от изоляции, на период транспортировки и хранения в этих местах наносится консервационное покрытие.
С помощью стальных труб прокладываются:
- Магистральные трубопроводы
- Газораспределительные сети
- Нефтепродуктопроводы в зоне населенных пунктов
- Участки водопроводов, пролегающие под железной дорогой и автомагистралью, рекой, водоемом или оврагом, на отрезках трассы с внутренним давлением свыше 1.5 МПа
- Напорная канализация
- Сети теплоснабжения
- Защитные футляры
Изоляционное покрытие состоит из полипропилена или полиэтилена, у труб для газопроводов – из сэвиленового подслоя и основного слоя из экструдированного полиэтилена. Если прокладывают трубопровод диаметром свыше 500 мм, причем грунт скальный или крупнообломочный, применяется продукция с увеличенной толщиной изоляции.
Для сетей теплоснабжения используют стальные трубы и фасонные изделия с теплоизоляцией из пенополиуретана. Теплоизоляционный слой защищают от повреждений с помощью внешней оболочки из полиэтилена или металлонаполненного пластика.
В ходе прокладки сварные стыки изолируют термоусаживающимися манжетами. Для большей надежности используется две манжеты – основная и защитная. Вместо манжет могут применяться полимерные липкие ленты.
Чугунные трубы
Считается, что чугун – металл хрупкий, который при ударе или изгибе обязательно треснет. Однако в отношении высокопрочного чугуна с шаровидным графитом дело обстоит совсем иначе. ВЧШГ, как любой чугун, устойчив к коррозии, но в то же время по прочности и пластичности не уступит низколегированной стали.
Для прокладки методом ГНБ рекомендуется использовать продукцию с цементно-песчаным покрытием внутри и цинковым или цинково-алюминиевым снаружи, на которое нанесен финишный слой из эпоксидной либо иной другой синтетической смолы. Для дополнительной защиты от повреждений при протяжке трубопровода в абразивных породах или грунте с твердыми включениями изделия упаковываются в полиэтиленовый рукав.
Сфера применения труб из ВЧШГ:
- Водопровод
- Канализация
- Сети теплоснабжения
Продукция из высокопрочного чугуна пригодна для использования в коммунальном хозяйстве и на промышленных предприятиях. Изделия выдерживают контакт с агрессивной средой, могут укладываться при угрозе осадки грунта и в сейсмически активных зонах.
При прокладке по технологии ГНБ рекомендуется применять трубы ВЧШГ с гибким раструбно-замковым соединением типа RJ или RJS. Соединение шарнирное, допускает отклонение трубы в раструбе и выдерживает большое продольное усилие. За счет замка выход гладкого конца из раструба исключен.
Полимерные трубы
Из полимерных изделий на прокладку методом ГНБ идут трубы преимущественно из полиэтилена или полипропилена. Допускается использование продукции из армированного или многослойного полиэтилена, полиэфиров и стеклопластика, иных материалов. Изделия свариваются или оснащаются резьбовым соединением на защелках (в замок).
В крупнообломочных и гравийно-галечниковых грунтах протягивают полимерные трубы с защитной оболочкой или в защитном футляре. Продукцию с утяжеляющим композитным покрытием применяют для предотвращения угрозы всплытия проложенного трубопровода, на переходах под водными объектами, транспортными магистралями, аэродромами и на пересечении с действующими коммуникациями.
Где используются полимерные изделия:
- Водопроводы хозяйственно-питьевого назначения
- Газораспределительные сети: при давлении газа до 0.6 МПа – на территории поселений, до 1.2 МПа – межпоселковые
- Канализация
- Защитные футляры для трубопроводов и кабельных линий
Трубы из полимерных материалов рассчитаны на транспортировку жидкостей и газов температурой от 0 °С до + 40 °С и давлением до 2.5 МПа (для горючих газов – до 1.2 МПа). Для горячего водоснабжения и теплосетей эта продукция не годится.
На прокладку напорных трубопроводов пускают изделия из ПЭ 80 с отношением наружного диаметра к толщине стенки (SDR) не ниже 9 или ПЭ 100 с SDR не ниже 11. Трубы из ПЭ 100 способны выдержать давление на один шаг больше, чем из ПЭ 80 с аналогичной толщиной стенки.
Для газопроводов диаметром до 160 мм рекомендуется использовать длинномерную продукцию из полиэтилена. Сварка производится встык или с помощью муфт с закладными нагревателями.
Преимущества полимерных труб перед стальными и чугунными:
- Устойчивость к агрессивной среде, отсутствие коррозии, гарантированный срок службы – 50 лет
- Удобная сборка трубопровода и прокладка – легкий вес, простая резка, высокая гибкость, меньше стыков, сварной шов прочнее самой трубы
- Высокая пропускная способность за счет гладких внутренних стенок, практически полное отсутствие илистых и известковых отложений
- Высокая стойкость к абразивному износу и гидроударам
- Диэлектричность, что снимает угрозу блуждающих токов
- Хорошие теплоизоляционные свойства, нет опасности разрыва стенок при замерзании жидкости в трубе
- Меньше расходы на прокладку и ремонт трубопровода
Из полиэтиленовых труб наиболее перспективной считается продукция четвертого поколения из ПЭ 100 с тонким защитным слоем, который наносится соэкструзией. Для технических нужд допускается использовать изделия из вторсырья, для питьевого водоснабжения – исключительно из первичного сырья.