Гидравлические установки для бестраншейной прокладки и замены трубопроводов.

Вибрационный метод

Изношенный трубопровод разрушается специальным снарядом - пневмомолотом, работающим по принципу отбойного молотка. С этой целью пневмомолот оснащается расширителем-разрушителем, несущим на переднем конусе ребра, разбивающие старую трубу, осколки которой вдавливаются в грунт. В задней части расширителя крепится новая труба, что позволяет одновременно с разрушением старой трубы на ее место протягивать новую. Для задания направления движения снаряда используется специальная лебедка.

Этот метод наиболее пригоден при замене напорных и безнапорных трубопроводов с рабочим давлением до 16 атм и диаметром до 600 мм, если старые трубопроводы проложены керамическими, чугунными, бетонными или асбестоцементными трубами. Для железобетонных и стальных трубопроводов этот метод менее эффективен.

Основным недостатком метода является неизбежная вибрация грунта, что приводит к обжиму новой трубы уплотненными породами, а при достижении определенной длины полиэтиленовые трубы рвутся. В связи с этим, санация протяженных участков трубопроводов невозможна. Отрицательно вибрация воздействует и на другие коммуникации, пролегающие в непосредственной близости от трассы прокладываемого трубопровода. При этом не исключается вероятность подвижки вмещающих грунтов и просадки фундаментов близлежащих сооружений.

Безвибрационный метод

Гидравлические установки, действующие безвибрационным методом, развивают тяговое усилие, достаточное для одновременного безударного разрушения старой и протягивания новой трубы того же или большего диаметра. Они работают с использованием набора пилотных, обычно свинчиваемых, штанг. Замена изношенного трубопровода производится по участкам, ограниченным специально отрытыми котлованами или имеющимися колодцами. В одном из котлованов (колодцев) монтируется установка, в другой, приемный, подаются новые трубы. Штанги последовательно соединяются одна с другой и проталкиваются гидравлической установкой в подлежащий замене трубопровод до приемного котлована (колодца). Затем на первую штангу монтируется расширитель-разрушитель с разрезающими ножами, в задней части которого крепится новая труба. Обратным ходом разрезается существующий трубопровод и протягивается новая труба. При этом освобождающиеся пилотные штанги отвинчиваются и складируются.

Вместо существующего трубопровода может быть протянут трубопровод диаметром в 1,5-2 раза превышающим диаметр старого.

С помощью этих установок могут быть разрушены все виды трубопроводов из керамических, чугунных, железобетонных, стальных и других существующих труб.

Следует отметить, что для силового разрушения изношенных труб и протягивания новых труб требуется значительно большее тяговое усилие, чем при использовании пневмомолота, что приводит к увеличению габаритных размеров, массы и стоимости установок. Однако, отсутствие вибрации, шума и перечисленных выше недостатков, свойственных вибрационному методу, является во многих случаях решающим преимуществом установок, работающих безвибрационным методом.

По конструктивным особенностям и технологическим возможностям рассматриваемые установки делятся на две группы:

Котлованные установки имеют относительно большие осевой габарит и массу, увеличенный ход силовых гидроцилиндров. В таких установках могут применяться более длинные пилотные штанги. Применение котлованных установок ограничено возможностью устройства котлована, достаточного по размерам для их размещения. Область применения котлованных установок - трубопроводы с небольшой глубиной заложения при наличии условий для вскрытия грунта и обустройства рабочего и приемного котлованов.

Колодезные (шахтные) установки применяются для работы в колодцах, шахтах или в других стесненных условиях. Они отличаются значительно меньшими, чем котлованные установки, габаритными размерами и массой. Кроме того, эти установки конструктивно состоят из нескольких модулей, каждый из которых может быть спущен в колодец через стандартный люк диаметром 600 мм и смонтирован на установке. Такое исполнение позволяет производить работы без разрушения верхней части стандартного колодца при замене изношенных труб на новые с наружным диаметром до 500 мм, т.е. проведение земляных работ ограничено или отсутствует.

При больших диаметрах трубопроводов в местах спуска модулей новых труб обустраиваются шахты, поперечные размеры которых в верхней части должны обеспечить возможность спуска труб и расширителей.

Колодезные установки не имеют ограничений по глубине, не требуют устройства котлованов. В то же время они могут быть использованы и для работы в котлованах. Однако, из-за жестких требований к компактности колодезных установок ход применяемых в них гидроцилиндров, как правило, меньше, чем в котлованных и не превышает 350...400 мм, а длина штанг - 700 мм, что ведет к большему числу холостых ходов и перехватов и некоторому снижению производительности в сравнении с котлованными установками.

Конструкции расширителей-разрушителей обусловлены такими факторами, как материалы и размеры новых и разрушаемых труб, характеристики грунта, условия размещения установки. Соответственно, разрушитель может выполняться в виде отдельного снаряда, шарнирно соединенного с расширителем, оснащенного разрезающими ножами. В стесненных условиях колодца или шахты применяют более компактные конструкции расширителей-разрушителей со съемными ножами, установленными непосредственно на конусах расширителей. Крепление прокладываемых труб к расширителям производится с помощью радиальных штырей, устанавливаемых в отверстиях расширителя и переднего конца трубы, вставленной в кольцевую щель в задней части расширителя. Для труб диаметром 400 мм и более соединение расширителя-разрушителя с передней пилотной штангой выполняется в виде шарнира.