Бурение методом ГНБ

До недавнего времени прокладка подземных коммуникаций представляла собой очень трудоемкий процесс. Он требовал рытья траншей, разрушения дорожного полотна и уничтожения зеленых насаждений, использования нескольких видов тяжелой спецтехники. Работы отличались большими временными и материальными затратами. Сегодня подобный метод укладки инженерных сетей постепенно уходит в прошлое. На смену ему пришла технология горизонтального направленного бурения (ГНБ). Она позволяет прокладывать подземные коммуникации бестраншейным способом, сохранять нетронутым окружающий ландшафт, элементы благоустройства, строения, сооружения и другие объекты.

Существует несколько вариантов бурения методом ГНБ. Они применяются для:

• прокладки водопроводов, газопроводов, трубопроводов систем отопления и канализации, электрических кабелей и других коммуникаций;
• замены или ремонта устаревших инженерных сетей;
• обустройства подземных магистралей;
• формирования скважин для добычи полезных ископаемых.

По сравнению с традиционными методами укладки трубопроводов данная технология обладает большим количеством преимуществ. В первую очередь она обеспечивает снижение себестоимости работ в 2-3 раза.

Среди других достоинств бурения методом ГНБ можно выделить:

• минимальные повреждения. Для создания горизонтальной скважины достаточно вырыть два котлована. Не нужно рыть траншею для всей трассы, извлекать и утилизировать большой объем грунта;
• экологичность. Технология практически не наносит ущерба окружающей среде. При бурении не уничтожаются зеленые насаждения, почти не образуется строительный мусор, отсутствуют разрушения плодородных слоев почвы и естественной структуры грунта. После прокладки инженерных сетей не нужно восстанавливать ландшафт;
• простота и удобство. Для проведения работ достаточно небольшой бригады из 3-5 человек и специальное оборудование. Бурильная установка довольно компактна и мобильна. Она без проблем доставляется на объект и не требует много времени для подготовки к обустройству скважины. По сравнению с траншейной прокладкой коммуникаций технология обеспечивает ускорение работ на 25-30 %;
• универсальность. Бурение методом ГНБ подходит для монтажа всех типов коммуникаций. Работы можно проводить на любых участках, в том числе в местах расположения исторических достопримечательностей, высоковольтных линий электропередач и пр. Прокладка может осуществляться в любых климатических и природных условиях. В ходе работ не нужно перекрывать дороги, останавливать движение и нарушать привычный городской ритм.

Есть у данного способа и ряд недостатков. При необходимости монтажа длинного трубопровода на большой глубине, бестраншейная прокладка обойдется дороже традиционных методов. Кроме того, нужно учесть, что максимальная длина коммуникаций для стандартных установок горизонтального бурения составляет 350-400 м. Если система имеет большую протяженность, то необходимо делать стыки.

Этапы бурения методом ГНБ:

1. Подготовительные работы. Они подразумевают изучение проектной документации, проверку характеристик скважины, правильности планируемой траектории, наличие всех необходимых согласований. Инженер выезжает на объект для общей оценки обстановки, выбора места для размещения бурильного оборудования. После этого подбирается подходящая по параметрам установка, расширители, штанги и пр.
2. Разработка котлованов. Предварительно на местности выносятся и закрепляются характерные точки прокола (места поворотов, пересечения с существующими коммуникациями и пр.). После выкапывания котлованов можно доставлять на объект бурильную установку и сопутствующее оборудование.
3. Бурение пилотной скважины. Перед этим необходимо откалибровать систему локации и установить зонд в буровую головку. Буровые штанги погружаются в грунт в соответствии с проектной траекторией до точки выхода. Контроль за правильностью перемещения головки осуществляет локаторщик с поверхности земли. После выхода бура в приемный котлован на него устанавливается риммер-расширитель.
4. Расширение скважины. Оно выполняется постепенно с помощью риммеров различного диаметра. Шаг расширения составляет в среднем 100-150 мм. После последнего прохода и достижения скважиной нужного диаметра осуществляется ее калибровка финишным расширителем. Для укрепления стенок при бурении в канал подается бентонитовый раствор. Диаметр скважины должен на 30–50 % превышать диаметр трубы.
5. Прокладка трубопровода. Труба присоединяется к расширителю и протягивается по скважине. Излишки бентонитовой смеси удаляются илососными агрегатами. После протягивания трубы ее концы обрезаются и глушатся.

Оборудование для бурения методом ГНБ

Основным видом техники для выполнения работ является установка горизонтально-направленного бурения. Она представляет собой самоходную машину на колесном или гусеничном ходу. Техника оснащается дизельным мотором, гидравлической системой, буром, рабочим местом оператора. Бурильные установки различаются по следующим характеристикам:

• наибольшее расстояние бурения;
• максимальный диаметр скважины;
• крутящий момент;
• вес и габариты техники;
• тяговое усилие.

Помимо самой бурильной установки, большое значение имеет дополнительное оборудование. Для соблюдения точности траектории скважины и обеспечения выхода бура в приемном котловане применяется локационная система. Она состоит из зонда и локатора. Первый элемент встраивается в буровую головку и передает данные о ее местоположении в грунте, а также другие важные сведения. Локатор принимает информацию от зонда, обрабатывает ее и выводит на экран для возможности корректировки оператором установки ГНБ траектории трассы. Локационная система позволяет обойти уже имеющиеся подземные коммуникации и другие препятствия.

Также при бурении методом ГНБ используется так называемый риммер. Он представляет собой цельнолитой инструмент с твердосплавными наконечниками и предназначен для расширения пилотной скважины. Риммеры бывают нескольких типов – шнековыми, винтовыми, колонковыми, роллерными, колесообразными, шарошечными.