Прокладка кабелей через улицы, проезды и дороги с усовершенствованными покрытиями, а также через трамвайные и железнодорожные пути может осуществляться не только открытым, но и закрытыми способами без разрытия траншей, разрушения дорогостоящего бетонного основания и асфальтового покрова, а также нарушения движения транспорта: методами горизонтального бурения, продавливания и прокола с одновременной прокладкой в земле трубопроводов для кабелей.
Применение того или иного метода определяется в зависимости от состояния грунтов, наличия и расположения действующих подземных коммуникаций, характерапроектируемого трубопровода, а также на основе технико-экономических расчетов.
Недостатками их являются, однако, ограниченность длины проходки и возможность отклонения от заданного направления.
Метод горизонтального бурения применяется для скрытой прокладки трубопроводов разных диаметров. Для образования буровой скважины установкой типа УГБ-150, прокладки в ней трубы диаметром 100—150 мм, в которую затем затягивается кабель, применяется широколопастный бур с системой передач и двигателем. Длина скважины и прокладываемых в ней труб достигает 15—20 м при скорости бурения 1 м за 1,5—3 мин.
Pиc. 13. Проходка методом продавливания трубы.
1 — спаренные домкраты; 2— направляющая рама, 3 — упорный вкладыш и рама толкателя; 4— упорный башмак; 5 — продавливаемая труба; 6 — масляный насос; 7 — маслопровод.
При больших диаметрах и длине прокладываемых труб применяется конструкция буровой установки, в которой роль широколопастного бура выполняет режущая коронка, устанавливаемая на переднем конце первого звена трубы.
Метод продавливания отличается от метода горизонтального бурения тем, что труба в месте забоя продавливается мощными домкратами в грунт. Установка для выполнения скрытой проходки трубопроводов способом продавливания (рис. 13) состоит из следующих основных устройств и элементов оборудования:
а) рабочего котлована, из которого ведется проходка. Размеры котлована в плане и профиле определяются проектом в зависимости от длины звена продавливаемой трубы, а также отметок заложения действующих подземных коммуникаций;
б) приемного котлована, в который продавливаемая труба попадает в конце продавливания;
в) упорной стенки, воспринимающей реакции домкратов при их работе, и башмака 4;
г) установки домкратов;
д) насосной установки высокого давления и двигателя к ней 6;
е) упорного вкладыша и рамы толкателя 3;
ж) направляющей рамы 2;
з) продавливаемой трубы 5.
Монтаж домкратов, упора, направляющей рамы и другого оборудования в котловане производится с помощью автокрана.
Продавление трубопровода производится в следующей технологической последовательности.
После установки оборудования, укладки первого звена трубы на направляющую раму производится продавливание звена трубопровода в грунт на всю длину рабочего хода домкратов.
Шток домкратов возвращается в первоначальное положение.
Устанавливается между трубой и домкратами упорный вкладыш (соответствующий длине рабочего хода поршня — равного 1150 мм), после чего операция повторяется.
После продавливания первого звена трубы в образовавшееся пространство между этой трубой и домкратами прокладывается второе звено. Соединение обоих звеньев труб производят сваркой.
Проталкивается второе, затем третье звено и так далее вплоть до осуществления проходки на всем протяжении скрытого подземного перехода. Для снижения сопротивления, вызванного трением уплотняющейся пробки грунта о внутреннюю поверхность трубы, по мере ее продвижения грунт в трубе разрабатывается совком с удлиненным черенком.
Длину проходки определяют в зависимости от характера грунтов (песчаные, глинистые), их степени влажности (сухие, мокрые), а также диаметра проталкиваемых трубопроводов, она составляет от 20 м для труб малых диаметров до 60 м для труб диаметром от 800 мм и более.
Для прокладки трубопроводов как методом продавливания, так и прокола рекомендуется применение гидравлических домкратов типа ГД-170/1150, выпускаемых комплектно с масляными высоконапорными насосами. Гидродомкраты этого типа имеют грузоподъемность 170 тс, ход штока 1150 мм и работают при абсолютном давлении до 300 кгс/см2.
Метод прокола наиболее часто применяется при устройстве кабельных переходов через проезды улиц, дорог, трамвайных и железнодорожных путей, взлетно-посадочных полос и т. д. В отличие от продавливания метод прокола не требует разработки и удаления грунта. Для снижения сопротивления грунта на передний конец трубы надевается специальный конусообразный наконечник. Производство прокола осуществляется с помощью домкратов по аналогии с продавливанием.
Длина проходок составляет от 20 до 35 м и реже 50 м.
Заслуживает внимания разработанный институтом Мосинжпроект метод одновременного прокола пучком труб (до трех труб или футляров для них) от 150 до 300 мм. Прокладка каждого кабеля в отдельной стальной трубе, имеющей надежное соединение с грунтом, создает более нормальное условие работы линий.
Пневмопробойник ИП-4601 разработан Институтом горного дела Сибирского отделения Академии наук. Корпус пневмопробойника имеет форму гладкого цилиндра (рис. 14,а), заостренного впереди.
В хвостовой части пневмопробойник имеет патрубок, к которому присоединяется резиновый шланг, служащий для подвода сжатого воздуха от компрессорной передвижной установки или воздушной магистрали компрессорной станции. Выхлоп отработанного воздуха производится через отверстия, расположенные вокруг воздухоподводящего патрубка, в заднем торце пневмопробойника. Внутри корпуса помещается движущийся под действием сжатого воздуха поршень-ударник, совершающий возвратно-поступательное движение. При движении вперед поршень ударяет в передний внутренний торец корпуса, забивая его в грунт. При этом корпус пневмопробойника движется подобно забиваемой свае, уплотняя грунт впереди и сбоку, оставляя за собой практически прямолинейную и готовую скважину с гладкими уплотненными стенками диаметром 135—200—250 мм в зависимости от диаметра расширителя.
Рис. 14. Прокол грунта пневмопробойником.
а — схема установки пневмопробойника; б — приспособление для ориентировки пневмопробойника; 1 — компрессор; 2 — шланг высокого давления; 3 —трос; 4 — пневмопробойник с насадкой диаметром 150 мм; / и 6 — забиваемые колышки; 3 — натягиваемый шнур; 4 — отвес; 5 — пневмопробойник.
Пневмопробойник переносится рабочими. Масса его без шланга составляет 90 кг, длина 1590 мм. Расход воздуха 3,5 м3/мин при давлении 6 кгс/см2. Скорость проходки в зависимости от категории грунта составляет: 12—15 м/ч в грунтах I категории; 10—12 м/ч в грунтах II категории и 8—10 м/ч в грунте III категории. Для ориентирования пневмопробойника ввиду возможности его отклонения от заданного направления рекомендуется при запуске применять указанное на рис. 14,6 приспособление. Отклонения пневмопробойника от заданного направления при встрече с препятствиями (камни) не контролируются.
Параллельно проектируемой оси скважины на колышках 1 и 6 натягивается шнур 3. Если скважина пробивается под дорогой, то после натяжения шнура следует установить промежуточный колышек 2 и закрепить на нем шнур, а часть шнура между колышками 1 и 2 убрать. С помощью отвеса 4 устанавливают затем пневмопробойник так, чтобы его ось была параллельна шнуру.
Достоинством пневмопробойника является возможность получения необходимого для бестраншейной прокладки кабеля отверстия в грунте без применения домкратов и при значительно меньших по размерам рабочих котлованов и массы оборудования.
