Микротонеллирование применяют для бестраншейной прокладки новых или реконструкции существующих инженерных коммуникаций, а также крепления подземных выработок защитным экраном. Трубы продавливают в тоннеле автоматизированными проходческими комплексами со щитами малого диаметра, которые движутся вперед под действием мощных гидродомкратов. Лазерная система наведения дает возможность вести проходку с большой точностью, в том числе по изогнутой траектории.
Какие задачи решает микротонеллирование
По технологии микротонеллирования сооружают трубопроводы или защитные футляры диаметром 0.2–3.6 м для городских инженерных сетей любого назначения. Прокладка возможна на значительно большее расстояние, чем при проколе.
Ситуации, в которых целесообразно применять микротонеллирование:
- Плотная городская застройка с насыщенной инфраструктурой, заповедные исторические зоны
- Пересечение с естественными или искусственными препятствиями – транспортными магистралями, действующими коммуникациями, водными преградами, лесопарковыми зонами, аэродромами
- Большая глубина заложения трубопровода
Еще одно направление применения микрощитовой проходки – устройство защитных экранов из труб для временной или постоянной крепи подземных выработок. Подобную схему используют при сооружении транспортных тоннелей мелкого заложения, например при строительстве переходов под автодорогой или железнодорожными путями без приостановки движения транспорта.
Преимущества технологии
- Прокладка в любом грунте. Для микротонеллирования подходит весь диапазон гидрогеологических условий, от неустойчивых водонасыщенных песков до прочных скальных грунтов. Не нужно организовывать водопонижение, химическое закрепление, заморозку или иные мероприятия по грунтоукреплению. Технология незаменима при прокладке коммуникаций в плывунах или под водоемами с неустойчивым дном.
- Высокая скорость проходки. За сутки проходческий комплекс укладывает 10–15 метров трубопровода.
- Точность прокладки. Отклонение трубопровода от проектной оси на расстоянии до 100 метров составляет не более 30 мм. Осадка пройденного за день участка не превышает 10 мм.
- Большая глубина заложения. Коммуникации прокладываются на глубине до 30 метров.
- Не нужны промежуточные котлованы. Микротонеллирование позволяет протягивать трубопроводы длиной более 1000 метров без промежуточных шахт.
- Отсутствие разрушений или помех и безопасность. Работы ведутся без вскрытия поверхности, бесшумно, при проходке не возникают вибрации. Отсутствует угроза ослабления несущей способности грунта, не наносится ущерб сложившейся инфраструктуре. Движение транспорта и пешеходов продолжается в прежнем режиме.
- Автоматическое управление. Полностью исключается ручной труд. Проходческим комплексом управляет один оператор из контейнера управления, расположенного на поверхности.
Как происходит прокладка трубопровода
В России для микротонеллирования применяется отечественное и зарубежное оборудование, особо популярны комплексы AVN компании Herrenknecht. Комплектация зависит от геологических условий, существуют модификации для обводненных и для сухих грунтов. Трубы изготавливаются из стали, железобетона, стеклопластика, некоторых других материалов.
Первым делом на строительной площадке сооружаются два котлована – стартовый и приемный. В стартовом котловане на глубине прокладки трубопровода размещают домкратную станцию и монтируют проходческий щит.
Давление домкрата на трубу обеспечивает поступательное движение щита, а рабочий орган проходческой машины – кольцо с резцами или шарошками – разрабатывает грунт. С целью недопущения просадки грунта в рабочей зоне поддерживают избыточное давление, которое исключает подъем грунтовых вод или ослабляющее разрежение в грунтовой массе.
Перемолотая порода смешивается с подаваемой к кольцу водой и в виде пульпы отправляется на поверхность. Помимо транспортировки измельченной породы гидравлическим способом в проходческих комплексах используется шнековая или пневматическая откатка грунта.
После продавливания трубы в котлован подают очередную секцию, и технологический цикл повторяется. Новая труба входит в хвостовик продавленной ранее. Между обеими секциями ставят уплотнительные резиновые кольца, которые обеспечивают герметичность стыков. Поэтапное наращивание продолжается до выхода щита в приемном котловане.
При большой длине проходки предусматривают промежуточные домкратные станции, чтобы продавливающее усилие не превышало предельно допустимые для труб величины. Расстояние между соседними станциями зависит от типа грунта, обычно 70–100 метров, в отдельных случаях до 200.
Устройство в виде двух стальных ободов, скрепленных по периметру гидроцилиндрами, устанавливается между рабочими трубами. Усилие главной домкратной станции принимается первой промежуточной станцией, а затем передается дальше по цепочке.
Оператор руководит проходкой дистанционно из контейнера управления, контролирует основные параметры процесса и корректирует работу оборудования. Выбор направления движения щита происходит путем наведения лазерного луча на дисплее на мишень, размещенную на щите.
***
Микротонеллирование – новое направление в прокладке инженерных сетей, перспективность которого не вызывает сомнений. Опыт строительства, базирующийся на скрупулезных расчетных обоснованиях и проведении работ под контролем специалистов-геотехников, демонстрирует высокую эффективность микротоннелепроходческих комплексов.