Технология горизонтального направленного бурения

Подготовительные работы

Работы по прокладке сетей выполнить методом ГНБ (горизонтального направленного бурения). До начала производства работ необходимо:

• произвести геодезическую разбивку трассы коммуникаций и закрепить ее на местности;
• спланировать площадку и сделать подъезд к ней;
• подготовить площадку складирования оборудования и труб;
• обеспечить бригаду, выполняющую работы, полным комплектом механизмов, оснастки, приспособлений и инструмента;
• завести на место производства работ необходимое оборудование, механизмы, применяемые материалы, вагон-домик. Работы по укладке защитного кожуха должны опережать основные строительно-монтажные работы в целях обеспечения непрерывного фронта работ.

К производству работ приступать только при наличии следующей технической документации:

• разрешение на производство работ и наряд-допуск;
• плана существующих подземных коммуникаций и сооружений с высотными отметками и согласование с владельцами пересекаемых подземных коммуникаций и сооружений в зоне производства работ.

Строительство закрытой канализации методом ГНБ должно вестись по проектной документации.

До начала бурения должны быть выполнены следующие подготови­тельные работы:

• геодезическая разбивка трассы и вынос в натуру точек начала забуривания и выхода бура из грунта;
• подготовка стройплощадок для размещения буровой установки, насос-  но-смесительного узла для приготовления бурового раствора, склада буровых  штанг, контейнера хранения для бентонита, полимеров, строительных материа­лов, бытовых помещений;
• монтаж буровой установки в точке начала забуривания, с обеспечением предусмотренного конструкцией закрепления для восприятия усилий подачи при бурении и обратной тяги при протягивании трубопровода, заземления установ­ки;
• контроль исправности и работоспособности локационной системы.

При размещении стройплощадок следует избегать наличия в их пре­делах заглубленных сооружений и коммуникаций, пересекающих трассу сква­жины на входе или выходе.

Размеры стройплощадок должны быть достаточны для размещения  необходимого оборудования, технологических сооружений, а также разверты­вания катушек или раскладки сборного трубопровода так, чтобы он вошел в буровой канал без перегибов и перекручивания.

Для устройства протяженных пересечений (длина более 300 м) размеры рабочих  площадок для раскладывания и сборки трубопровода определяются длиной  принятой к протягиванию плети и должны составлять, как правило:

• от плюс 15 до плюс 60 м в длину по оси перехода от точки выхода скважины, в ширину —12 м;
• от плюс 47 до плюс 75 м в длину по оси перехода от точки входа, в ширину от 15 до 45 м.

Необходимо выполнить планировку площадок на входе и выходе с  разработкой технологических выемок (приямков) предназначенных для:

• сбора выходящего из скважины бурового раствора;
• ввода бурового инструмента и расширителей в скважину;
• подачи трубопровода для протягивания.

Разработка грунта в местах пересечения с действующими инженерными коммуникациями

Разработка грунта в траншеях и котлованах в случае пересечения ими всех видов подземных коммуникаций допускается лишь при наличии письменного разрешения эксплуатирующих организаций, под непосредственным руководством ИТРа, а в охранной зоне кабелей, находящихся под напряжением, или действующего газопровода, кроме того, под наблюдением работников электро- или газового хозяйства.

Разработка грунта землеройными механизмами при пересечении траншей с действующими коммуникациями, не защищенными от механических повреждений должен разрабатываться вручную без применения ударных инструментов.

В случае обнаружения не указанных в проекте коммуникаций, подземных сооружений или обозначающих их знаков земляные работы должны быть приостановлены, на место работы вызваны представители заказчика и организаций, эксплуатирующих обнаруженные коммуникации и принять меры по предохранению этих коммуникаций от повреждения.

Направленное бурение пилотной скважины

На первом этапе производится расчет траектории бурения с учетом возможного угла «атаки» при забуривании, максимального процента изгиба штанг и минимальных расстояний до действующих коммуникаций. Пилотное бурение выполняется по строго заданной траектории, при этом контроль осуществляется с поверхности земли с помощью системы локации.

В процессе проходки пилотной скважины должен вестись контроль траектории бурения с использованием специальных локационных систем. Для коррекции траектории должно быть остановлено вращение буровых штанг, установлен скос буровой головки в нужном положении и осуществлено задавливание штанг до достижения буровой головкой проектной траектории. При необходимости буровая головка может быть отведена назад на длину одной или нескольких штанг с последующей коррекцией траектории бурения.

В процессе бурения через полые буровые штанги и форсунки породо-разрушающего инструмента на забой подается буровой раствор.

Направленное бурение пилотной скважины должно завершаться выходом бура в заданной проектом точке на поверхность или в специально подготовленный приямок (приемный котлован).

Первое расширение скважины

Расширение скважины следует производить после завершения проходки пилотной скважины. Взамен буровой головки к колонне штанг необходимо присоединить расширитель и протянуть с одновременным вращением через скважину в направлении к буровой установке.

Используемая конструкция расширителя должна максимально соответствовать инженерно-геологическим условиям по трассе перехода и определяется физико-механическими свойствами и структурными особенностями разбуриваемых грунтов.

На протяжении всего этапа расширения со стороны трубопровода (точки выхода) должно осуществляться непрерывное наращивание пилотных штанг за расширителем, чтобы в скважине постоянно находилась целая буровая колонна.

Расширение скважины осуществляются после завершения пилотного бурения. При этом буровая головка отсоединяется от буровых штанг и вместо нее присоединяется риммер - расширитель обратного действия

Приложением тягового усилия с одновременным вращением риммер протягивается через створ скважины в направлении буровой установки, расширяя пилотную скважину до необходимого для протаскивания трубопровода диаметра. Для обеспечения беспрепятственного протягивания трубопровода через расширенную скважину ее диаметр должен на 25-30% превышать диаметр трубопровода.

Сборка и подготовка трубопровода должны вестись одновременно, опережая буровые работы. К моменту завершения расширения бурового канала трубопровод или его передовой участок, размещенный на противоположной от буровой установки стороне скважины, должен быть скомплектован, сварен (соединен муфтами), и, в случае необходимости, подготовлен к протягиванию путем установки на роликовые опоры.

В стесненных условиях строительства допускается производить сборку трубопровода в процессе протягивания путем последовательного наращивания плети соединением секций труб. При этом необходимо предусмотреть меры по обеспечению устойчивости стенок расширенного бурового канала от обрушения при технологических перерывах в протягивании.

Удаление илососом, собравшегося в котлованах бентонитового раствора.

Полость трубопровода должна быть очищена от окалины и грата, а также от случайно попавших при строительстве предметов. Очистка полости трубопровода должна производиться промывкой водой с пропуском очистного или разделительного устройства в соответствии с эксплуатационной документацией на объект строительства.

Снятие оголовков и установка на концы футляров технологических заглушек.

Протягивание трубопровода

Протягивание трубопровода должно осуществляться с минимальным перерывом после завершения расширения и калибровки бурового канала.

Протягивание следует проводить с использованием плетей трубопровода максимальной длины, определяемой по условиям растяжки на стройплощадке.

Перед началом протягивания необходимо провести приемку скомплектованного трубопровода.

Передний конец трубопровода следует установить оголовок с закрепленным на нем вертлюгом, предотвращающим вращение трубопровода. К концу колонны буровых штанг крепится расширитель диаметром, соответствующим последнему расширению.

Тяговое усилие не должно превышать предельно допустимого значения, определенного проектом из условия прочности трубы. Величину тягового усилия следует контролировать по штатным приборам буровой установки или при помощи специальных регистрирующих динамометров, устанавливаемых в составе протягиваемой буровой колонны, и фиксировать в журнале производства работ.

Процесс протягивания трубопровода для предотвращения заклинивания трубы в скважине должен идти без остановок и перерывов, исключая обоснованные технологической необходимостью подсоединения новых плетей или звеньев.

На противоположной от буровой установки стороне скважины располагается готовая плеть трубопровода. К переднему концу петли крепится оголовок с воспринимающим тяговое усилие вертлюгом и риммером. Вертлюг вращается с буровой нитью и риммером, и в тоже время не передает вращательное движение на трубопровод.

Таким образом буровая установка затягивает в скважину плеть протягиваемого трубопровода по проектной траектории.

Запрещается начинать протягивание, если невозможно завершить его до конца из-за ограничений на работу в ночное время. Если протягивание уже начато, следует использовать все организационно-технологические возможности для его полного завершения.

Проведение испытаний

В состав работ, последовательно выполняемых при гидравлическом испытании на прочность и плотность (герметичность) участков напорных сетей, входят:

• очистка трубопровода (промывка) от грунта;
• установка заглушек, манометров, кранов, вентилей;
• устройство упоров;
• присоединение к трубопроводу испытательного оборудования;
• наполнение трубопровода водой до заданного давления;
• осмотр трубопровода и устранение обнаруженных дефектов;
• испытание и сдача трубопровода.

В соответствии с СП 48.13330.2001 "Организация строительства" до начала выполнения строительно-монтажных работ на объекте Подрядчик обязан в установленном порядке получить у Заказчика проектную документацию и разрешение на выполнение строительно-монтажных работ. Выполнение работ без разрешения запрещается.

До начала производства работ по гидравлическому испытанию на прочность и плотность (герметичность) участков напорных сетей необходимо провести комплекс организационно-технических мероприятий, в том числе:

• назначить лиц, ответственных за качественное и безопасное выполнение строительно-монтажных работ, а также их контроль и качество выполнения;
• провести инструктаж членов бригады по технике безопасности;
• разместить в зоне производства работ необходимые машины, механизмы и инвентарь;
• устроить временные проезды и подъезды к месту производства работ;
• обеспечить связь для оперативно-диспетчерского управления производством работ;
• установить временные инвентарные бытовые помещения для хранения строительных материалов, инструмента, инвентаря, обогрева рабочих, приёма пищи, сушки и хранения рабочей одежды, санузлов и т.п.;
• обеспечить рабочих инструментами и средствами индивидуальной защиты;
• подготовить места для складирования материалов, инвентаря и другого необходимого оборудования;
• оградить строительную площадку и выставить предупредительные знаки, освещенные в ночное время;
• обеспечить строительную площадку противопожарным инвентарем и средствами сигнализации;
• составить акт готовности объекта к производству работ;
• получить разрешения на производство работ у технадзора Заказчика.

Трубопроводные сети после монтажа испытывают внутренним давлением на прочность и герметичность. Испытания проводят после заполнения трубопровода водой. Трубопроводы испытывают гидравлическим способом дважды.

Предварительное испытание сетей нужно начинать после того, как стыки приобретут необходимую прочность.

Гидравлическое испытание трубопровода осуществляется в два этапа:

• первый этап — предварительное испытание на прочность и герметичность выполняют для ликвидации неплотностей в сварных соединениях и выявления свищей в трубах, после засыпки пазух с подбивкой грунта до 15 см с обеих сторон труб вибротрамбовками и присыпкой грунтом на 20 см выше верха труб с оставленными открытыми для осмотра стыковыми соединениями;
• этап — приемочное (окончательное) испытание на прочность и герметичность выполняют после полной засыпки трубопровода грунтом механизированным способом до проектных отметок и завершения всех работ на данном участке трубопровода.

Величина предварительного испытательного (избыточного) гидравлического давления на прочность, выполняемого до засыпки траншеи и установки арматуры (гидрантов, предохранительных клапанов, вантузов), должна быть равна внутреннему расчетному давлению.

Предварительное гидравлическое испытание напорных полиэтиленовых трубопроводов следует производить в следующем порядке:

• по схеме гидравлических испытаний подключить участок испытуемого трубопровода через временную подводку воды к источнику питания, произвести наполнение его водой с интенсивностью не более 4-5 м3/час и выдержать без давления в течение 2 часов. При заполнении трубопровода водой необходимо следить за удалением воздуха из труб. При испытании, чтобы не возникло смещение труб, концы трубопровода закрывают глухими фланцами и закрепляют упорами 2;
• вакуумным насосом поднять давление в трубопроводе до испытательного, определяя его пружинными манометрами (ГОСТ 8625-77) класса точности не ниже 1,5, и путем подкачки воды поддерживать его в течение 10 мин, не допуская снижения давления более чем на 0,1 МПа (1 кгс/см2). Падение давления по манометру на протяжении 10 мин должно быть не более 0,5 кг/см2. Поддержание давления путем подкачки воды в трубопровод производится во избежание деформации оболочки трубопровода;
• далее испытательное давление Р исп снизить до внутреннего расчетного давления и, поддерживая его путем подкачивания воды, произвести осмотр трубопровода с целью выявления дефектов на нем. Выдержка трубопровода под рабочим давлением производится не менее 0,5 часа. Напорный полиэтиленовый трубопровод считается выдержавшим предварительное гидравлическое испытание, если под испытательным давлением не обнаружено разрывов труб или стыков и фасонных деталей, а под рабочим давлением - не обнаружено видимых утечек воды.

Выявленные при испытании трубопровода дефекты устраняются, а трубопровод подвергают повторному испытанию.

Выполненные работы предъявляют технадзору Заказчика для осмотра и подписания Акта предварительного испытания трубопровода, в соответствии с Приложением 1, СНиП 3.05.04-85* и получения разрешения на проведение окончательных испытаний на герметичность (плотность).

Перед вводом в эксплуатацию трубопровод необходимо продезинфицировать, для чего его наполняют на сутки водой, состав которой содержит 20-30 мг/л активного хлора. Затем трубопровод промывают и только после удовлетворительного бактериологического анализа разрешается пользоваться водой для хозяйственно-питьевых нужд. Продолжительность последнего промывания должна равняться времени, необходимому для десятикратной смены объема воды в трубопроводе. Во время пробной эксплуатации, которая может длиться несколько дней, тщательно проверяют работу всей арматуры, установленной на трубопроводе.