В строительстве трубопроводов и прокладки инженерных коммуникаций в условиях густо застроенного мегаполиса, прохождения водных и других природных и искусственных преград, геологоисследовательских экспедиций, добычи полезных ресурсов, используется технология горизонтально-направленного бурения. Она позволяет быстро, качественно и экономично реализовывать подземные исследования и переходы.

Способ был разработан в качестве альтернативы перед остальными традиционными методами укладки труб. Основное отличие – бурение в горизонтальном направлении без открытия наземных траншей.

Близкий по характеристикам к ГНБ метод наклонно-направленного бурения кроме этого еще и позволяет отклониться от линии горизонта. Несмотря на схожесть, между ННБ и ГНБ есть и принципиальные отличия: в области применения, оборудовании, которое используется, и общей методике ведения работ.

Горизонтально-направленное бурение

Горизонтально-направленное бурение применяют для бестраншейной укладки коммуникаций. Особенно это становится актуальным в условиях больших городов с высокой степенью загруженности. ГНБ эффективен при укладке коммуникаций под водоемами, автомобильными и железнодорожными полотнами.

При горизонтально-направленном бурении используется самоходное оборудование (буровые установки). Основные элементы буровых установок: ходовая часть, кузов, рама жесткости, бурильная установка, аккумулятор, контрольно-приборная панель, устройство-податчик штанг, лафет.

Работы по укладке коммуникаций с применением метода ГНБ проходят в 5 этапов:

• Подготовительные работы - на этом этапе выполняются исследовательские работы по анализу природных условий, геологии строительного района, а также подготовка всей разрешительной документации.
• Пробное (пилотное) бурение - данный этап считается самым ответственным. От качества его выполнения зависит успех всего строительства. Во время пилотного (пробного) бурения буровая головка, прикрепленная к штанге, опускается в грунт. В момент бурения оператор установки, ориентируясь на схему, с миллиметровой точностью должен обходить все препятствия в грунте (вкрапления плотных пород, валунов или других коммуникаций). В этот момент в скважину подается буровой раствор, который компенсирует трение и не позволяет рабочей головке перегреваться. Для того, чтобы работы велись с высокой точностью, на рабочей головке установлена навигационная система.
• Расширение скважины – на данном этапе с гибкой плети снимается буровая рабочая головка, а вместо нее устанавливается риммер. Риммер- специальная насадка для расширения (увеличения диаметра) скважины. Чаще всего применятся риммеры, чей диаметр на 100-150 мм больше диаметра целевой трубы.
• Этап протаскивания коммуникаций – важно, что протаскивание целевых коммуникаций начинается со стороны, противоположной расположению буровой установки. Коммуникации с помощью специального вертлюга подсоединяются к штанге, за счет этого вращение риммера не передается трубе, но тяговой силой труба затягивается в пробуренную скважину.
• Завершающий этап – на финальном этапе полость между трубой и стенами пробуренной скважины заполняется и укрепляется цементным раствором, который с помощью специальной установки подается к скважине под высоким давлением.

Укладка трубопровода бестраншейным методом с использованием горизонтально-направленного бурения может происходить двумя методами: проколом и продавливанием.

Способ прокола используется преимущественно в условиях вязких грунтов (глины, суглинок). Данный метод имеет четкие ограничения по размеру скважины (для труб диаметром до 600 мм и протяженностью до 60 м).

За счет использования домкратов и буровых установок высокой мощности создается давление на породу до 3000 кН. В этот момент грунт продавливается с помощью трубы, на которую надет стальной наголовник конической формы, который обеспечивает врезание в грунт. В зависимости от мощности бурового оборудования, скорость прокладки трубы может достигать 40 м в час.

Метод продавливания,в отличие от прокола, может быть использован во всех типах пород. Продавливание позволяет выполнять укладку труб диаметром до 1200 мм и протяженностью трассы до 100 метров. Основное отличие, что в данном способе нет необходимости надевать на трубу оголовок: с помощью домкратов труба проталкивается через породу на необходимое расстояние. Гидравлические домкраты устанавливаются по окружности трубы, работают синхронно и с одинаковой мощностью.

Наклонно-направленное бурение

С развитием технологии и оборудования горизонтально-направленного бурения выделился еще один метод бестраншейной прокладки коммуникаций – метод наклонно-направленного бурения. В начале технология нашла распространение в отрасли геологической разведки, добыче полезных ископаемых, а затем и была внедрена при прокладке коммуникаций под руслами рек. Причем, только в США за последние 30 лет этим способом было выполнено более 2,5 млн. переходов трубопроводов и коммуникаций.

Метод наклонно-направленного бурения допускает отклонение скважины от горизонта. В связи с этим метод наклонно-направленного бурения зарекомендовал себя как эффективный способ строительства тоннелей и трубопроводов под реками с ленточно-рядовыми устройствами русла.

Несмотря на свою эффективность, метод наклонно-направленного бурения до сих пор предполагает большие финансовые затраты в сравнении с ГНБ: это связано с более дорогостоящим оборудованием, необходимым для строительства трубопроводов этим методом. Однако, технология наклонно-направленного бурения незаменима в условиях бестраншейной укладки коммуникаций в валунных и илистых грунтах, а также на карстовой почве.

* фотографии представлены в иллюстративных целях