Прокладка подземных инженерных сетей под транспортными магистралями, железнодорожными путями или городскими кварталами требует сохранения дорожного покрытия и ландшафта. Строительные организации отказываются от традиционных траншей. Бестраншейный способ позволяет протягивать коммуникации без остановки движения транспорта и разрушения благоустройства.
Основные технологии в этой сфере — горизонтально-направленное бурение и горизонтально-направленный прокол. Методы имеют схожий конечный результат, но принципиально отличаются по физике процесса, используемому инструменту и сфере применения.
Технология горизонтально-направленного бурения (ГНБ)
Метод ГНБ базируется на разрушении и вымывании породы. Буровая установка размещается на поверхности земли. Работа состоит из трех последовательных этапов.
- Бурение пилотной скважины
Буровой инструмент, управляемый навигационной системой, продвигается по заданной траектории. В процессе движения в забой под давлением подается специальный буровой раствор на основе бентонита. Жидкая смесь охлаждает электронику, укрепляет стенки канала и выносит разрушенную породу наружу.
- Последовательное расширение
Пилотный наконечник меняют на расширитель обратного действия — риммер. Установка затягивает его обратно к себе, увеличивая диаметр скважины до требуемых параметров.
- Протяжка трубопровода
К расширителю крепится подготовленная плеть ПНД или стальной трубы, которая затягивается в готовый подземный коридор.
Горизонтально-направлять траекторию бурения позволяет встроенный зонд локации. Оператор видит глубину, угол наклона и температуру буровой головы, что исключает повреждение существующих подземных сетей.
Технология горизонтально-направленного прокола (ГНП)
Метод ГНП основан на другом принципе. Грунт не вымывается и не извлекается на поверхность, а уплотняется гидравлическим усилием. Прокол грунта выполняется преимущественно из подготовленного стартового котлована в приемный.
Процесс прокладки включает два этапа.
- Формирование пилотного прокола
Специальная прокольная установка, оснащенная мощными гидроцилиндрами, продавливает через толщу земли стальные штанги с конусообразным наконечником. Наконечник раздвигает породу вокруг себя, создавая плотные стенки канала.
- Затягивание футляра
В приемном котловане наконечник заменяют на расширительный элемент и фиксируют трубу. Гидравлические домкраты тянут штанги назад, увлекая за собой коммуникации.
Для контроля направления в ГНП также применяется локационное оборудование, однако возможности маневрирования и обхода препятствий здесь ниже из-за жесткости штанг и высокой плотности сдавливаемой породы.
ГНБ и ГНП: в чем разница технологий
Главное различие кроется в способе воздействия на массив земли. Бурение режет породу, а прокол спрессовывает ее. Это обуславливает ключевые технические параметры каждого подхода:
-
Максимальная длина трассы
При бурении расстояние подземного перехода может достигать 2–3 километров. Возможности прокола ограничены мощностью гидравлики, поэтому длина трассы обычно составляет от 50 до 80 метров.
-
Максимальный диаметр труб
Технология бурения позволяет укладывать тяжелые магистральные трубопроводы диаметром свыше 1000 мм. При проколе максимальный диаметр ограничивается пределами 315–400 мм.
-
Требования к рабочему пространству
Буровая установка размещается на поверхности земли и заходит в грунт под углом. Прокольная машина работает исключительно из подготовленных котлованов — стартового и приемного.
-
Расходные материалы
Бурение требует постоянной подачи бентонитовой смеси для выноса шлама и укрепления стенок. Прокол выполняется на сухую, в редких случаях используется обычная вода для смазки штанг.
-
Допустимый тип грунта
Буровой инструмент справляется практически с любыми породами, включая скальные массивы и плывуны. Прокольный метод эффективен только в сжимаемых грунтах, таких как глина или суглинок. В сухом сыпучем песке или известняке он неприменим.
Разница заметна и в инфраструктуре площадки. Бурение требует присутствия узла приготовления бентонита и илососных машин для откачки шлама. При проколе рабочая зона остается чистой, так как выброс раствора на поверхность полностью исключен. При этом метод критичен к составу земли: сухой песок будет осыпаться, препятствуя движению конуса, а твердый известняк гидравлика не сможет продавить.
Критерии выбора: что и когда применять
Для генеральных подрядчиков и инженеров строительных компаний выбор технологии диктуется проектными задачами, условиями городской среды и бюджетом.
Когда выбирают ГНП
Прокол экономически оправдан на коротких дистанциях внутри кварталов или при пересечении узких автомобильных дорог. Установка для ГНП компактна, ее можно спустить в стандартный бетонный колодец диаметром 1,5–2 метра. Метод идеален для подключения частных объектов к центральной системе водоснабжения, газораспределения или для укладки силовых кабелей малого сечения. Стоимость мобилизации оборудования ниже, согласование работ проходит быстрее из-за отсутствия рисков просадки грунта от вымывания.
Когда безальтернативно ГНБ
Бурение незаменимо при устройстве магистральных трубопроводов, переходов под широкими реками, водохранилищами, многополосными федеральными трассами или железнодорожными узлами. Если длина прокладки превышает 50 метров, а диаметр плети больше 315 мм, прокольная гидравлика не справится с сопротивлением трения. ГНБ позволяет обходить существующие коллекторы и кабели по сложной дугообразной кривой, меняя направление как по вертикали, так и по горизонтали.
Ответы на частые вопросы
Можно ли делать прокол в плотной городской застройке?
Да. ГНП часто выигрывает у бурения в стесненных условиях, так как техника не занимает много места на проезжей части или тротуаре. Вся работа ведется внутри небольших котлованов.
Почему ГНБ стоит дороже на коротких дистанциях?
Отличие стоимости формируется из затрат на подготовку. Доставка крупногабаритной буровой машины, закупка бентонитового порошка, обеспечение водой и последующая утилизация отработанного раствора делают короткие проходки до 20 метров нерентабельными. На малых расстояниях прокол экономит до 30-40% бюджета.
Каковы риски просадки дорожного полотна при бурении?
При строгом соблюдении технологии и правильном подборе плотности бентонита риски исключены. Раствор удерживает стенки канала от обрушения до момента затягивания трубы. Просадки случаются только при нарушении циркуляции смеси или при ошибочном расчете диаметра расширителя.
