Горизонтально направленное бурение: преимущества метода и этапы работ

Давно прошли те времена, когда прокладка коммуникаций ассоциировалась лишь с рытьем траншей, и, чтобы протянуть трубу, приходилось разрывать пол участка. Технология бестраншейной прокладки позволяет обойтись «малой кровью»; благодаря чему горизонтально направленное бурение (ГНБ) становится все более востребованной услугой. Разбираемся в особенностях и преимуществах технологии, а также в техническом и финансовом аспекте бурения.

Какие задачи решает технология

Все чаще возникают ситуации, когда классическая (с рытьем траншей) прокладка коммуникаций нежелательна или невозможна. В этих случаях на помощь приходит метод ГНБ с его специальными буровыми установками, позволяющими не нарушать верхний слой почвы. Технология применяется для прокладки следующих видов коммуникаций:

• Водопровод (в том числе для транспортировки питьевой воды).
• Газопровод высокого давления.
• Теплосети.
• Самотечная канализация.
• Электрические кабели.
• Футляры для кабелей связи, телефонных и ВОЛС (волоконно-оптические линии связи).
• Замена устаревших коммуникаций.
• Формирование подземных переходов любой степени сложности.

Достоинства и недостатки метода

Революционный метод горизонтального бурения для прокладки коммуникаций был разработан в 70-х годах прошлого века американским инженером Мартином Черрингтоном. Полвека технология развивалась и совершенствовалась, и сегодня известны следующие ее плюсы:

• Работы можно проводить в любых местах: в историческом центре города, под густонаселенными районами, под авто и ж/д дорогами, зданиями и водными преградами, строительными конструкциями и площадками.
• ГНБ проводят в любое время года.
• Отсутствует риск для других инженерных сетей, препятствия на поверхности (постройки, растения) можно не брать во внимание.
• Технология безопасна для окружающей среды. Она не затрагивает наземные объекты, дорожное покрытие; ландшафт остается неповрежденным (что важно для загородных участков).
• По сравнению с открытым методом скорость прокладки коммуникаций выше, времени уходит меньше. Вам не придется демонтировать забор, вырубать кусты смородины, портить газон.
• У сетей, проложенных методом ГНБ, увеличивается срок службы, при этом отсутствует осадка грунта, обычное явление при рытье траншей.

У метода ГНБ есть два существенных недостатка:

• Если надо заложить коммуникации большой протяженности или на значительной глубине, он обойдется дороже традиционного метода.
• Для стандартного оборудования максимальная дальность не превышает 350-400 м. Если планируется более длинная трасса, придется делать стыки.

Какое оборудование задействуется

Горизонтально направленное бурение – технология сложная, поэтому в работе задействуется разнообразная буровая оснастка и специализированные материалы. Стандартный набор оборудования выглядит следующим образом:

• Установка ГНБ (буровая машина). Специализированное оборудование с устройством подачи штанг и панелью управления. Ходовая часть бывает гусеничной или колесной, работает от дизельного двигателя. Главная характеристика: максимальное усилие протяжки, также важна длина бурения, диаметр расширения.
• Установки мини. Компактная ГНБ хорошо справляется с прокладкой в труднодоступных местах, но имеют уменьшенный ресурс. Возможности ограничиваются длиной прокола до 100 м, усилие тяги не превышает 50 т.

• Система управления. Бурение должно вестись под постоянным контролем, и для этого применяется локационный зонд. Он располагается на головке бура, и его передвижение отслеживается с помощью локатора. Детектор регистрирует рабочие параметры процесса: угол и направление бурения, температуру рабочей зоны, обороты бура.
• Буровые растворы. Они облегчают процесс бурения, влияют на продуктивность и эффективность работ. Выбор промывочной жидкости зависит от качества и состава грунта. Песчаные почвы усиленно поглощают воду, глинистые разбухают и налипают на бур. Чтобы не допустить поломок и задержек, используют бентонитовые буровые растворы с различными добавками и стабилизаторами.
• Медно-графитовая смазка. Она нужна для обработки динамических частей и резьбовых соединений буровых штанг, чтобы предотвращать заклинивание. Современные смазочные составы имеют вид густой текучей пасты; включают нефтяные масла, графитовый и медный порошки, стеарат лития, улучшающие добавки.

• Вспомогательный инструмент. Для организации ГНБ бурения технология нуждается в приспособлениях, помогающих продавливать (прокалывать) грунт. Это разнообразные расширители, штанги, мотопомпа, удаляющая буровой раствор.

Этапы ГНБ

Компания, занимающаяся бестраншейной прокладкой коммуникаций, работают в строгом соответствии с нормативно-технической документацией (например, в Москве это ТСН 40-303-2003) и нормативными актами. Технология ГНБ подразумевает прохождение следующих этапов:

• Выбор трассы и составление проектной документации. В пределах участка работ уточняется расположение подземных коммуникаций. Оптимальная трасса прокладки выбирается с учетом этих данных, а также особенностей грунта (проводится геологическое исследование).
• Подготовка. Необходимо подготовить площадку для буровой установки: выровнять грунт, подвести освещение, определить пути подъезда.

• Буровую машину устанавливают на исходную позицию, доставляются буровые штанги в необходимом количестве, подвозится бентонит (раствор, укрепляющий скважину). В точках входа и выхода бурения вырывают начальный и конечный котлован.
• Бурение пилотной скважины. Бурение начинают под углом 10-20°, затем проводят коррекцию (меняют угол) для того, чтобы выйти на заданную глубину. Траектория бура под землей постоянно мониторится и корректируется для того, чтобы на выходе скважина получила правильный угол.
• Для уменьшения трения и предотвращения риска обвала скважины подается буровой раствор.
• Расширение скважины. Сечение пилотной скважины редко превышает 10 см. После того, как бур выходит в заданной точке, его меняют на ример (расширитель). На буровой установке включают режим обратной тяги, после чего ример путешествует в обратном направлении, к буровой установке.

• Построение рабочей скважины. Чтобы расширить скважину до нужного диаметра, может потребоваться от 1 до 3 последовательных проходов римера (в этом случае его каждый раз меняют на устройство большего диаметра). Количество проходов зависит от характеристик установки и параметров грунта.
• Диаметр готовой скважины на 25-30% превышает диаметр трубопровода.
• Протяжка трубы. С помощью специальных креплений и фиксаторов плеть труб затягивается в скважину. В протяженных скважинах усилие для затягивания труб создает буровая установка, она же правильно укладывает трубу. Если скважина мелкогабаритная, с обсадкой из полимерных труб, прокладку можно выполнить вручную.

• Цементирование. Если прокладка осуществляется в сложных геологических условиях, в пространство между трубой и стенкой скважины под давлением закачивается цементирующий раствор.
• После того, как труба занимает правильное положение, ее отсоединяют от буровой колонны, сворачивают и убирают рабочую площадку, и передают исполнительную документацию заказчику, а горизонтально наклонное бурение считается выполненным.
• Стоимость услуг ГНБ зависит от диаметра труб (считается стоимость прокладки 1 м. п.), используемой техники, особенностей грунта (сложными считаются твердые, скальные породы).

Коротко о главном

Горизонтально направленное бурение позволяет без лишних затрат обойти любые препятствия и сохранить ландшафт на участке. Перед началом работ проводят внимательный анализ территории, имеющихся коммуникаций и грунта; это позволяет правильно подобрать инструменты и материалы.

На первом этапе подготавливают пилотную скважину. Ее задача – наметить траекторию для прокладки коммуникаций. Через специальные отверстия в скважину подают бетонит; он укрепляет грунт и выводит на поверхность остатки грунта. Затем скважину расширяют до нужного диаметра и протягивают заранее подготовленную плеть трубопровода, контролируя правильность укладки.