Микротоннелированием называют современную прогрессивную технологию сооружения трубопроводов закрытым способом – когда строительство коллектора или тоннеля осуществляется без вскрытия поверхности земли, бестраншейным способом.

Микротоннелирование рекомендуется использовать при прокладке трубопроводов в следующих случаях:

  • на протяженных участках трасс под территорией с плотной городской застройкой или в условиях с большим насыщением подземного пространства действующими коммуникациями, в сложных инженерно-геологических и градостроительных условиях;
  • на коротких участках трубопроводов для преодоления различных препятствий в виде железнодорожных насыпей, автомагистралей, подземных коммуникаций, водных и других преград;
  • под территориями, являющимися памятниками архитектуры или охраняемыми территориями, не допускающими изменения их сложившегося облика даже на период прокладки коммуникаций открытым способом (парки, площади и т.д.).

Данный способ строительства трубопроводов наиболее актуален в мегаполисах, крупных городах, так как позволяет сохранить обычные, привычные условия жизни граждан. Также микротоннелирование приходит на помощь в тех случаях, когда другие методы производства работ бессильны, в сложных условиях, где без специальных методов (водопонижения, замораживания, и другого) проведение работ становилось невозможным или требовало бы значительных материальных вложений.

Принцип микротоннелирования заключается в проталкивании (продавливании*) железобетонных труб (металлических, стеклопластиковых) за специальным проходческим комплексом** Или так — технология микротоннелирования заключается в автоматизированной проходке*** выработки (тоннеля) в грунтовом массиве с продавливанием, Механизированным Тоннеле Проходческим Комплексом (МТПК) трубной конструкции обделки.

*- продавливание: технология строительства подземного сооружения, подземной инженерной коммуникации (скважины, трубопровода, микротоннеля) путем вдавливания в грунт элементов конструкции его крепи с одновременным разрушением грунта в забое и выдачи его за пределы подземного сооружения.

**- проходческие комплексы (МТПК), комплект подземного и наземного оборудования и устройств, обеспечивающих механизированное и дистанционно-управляемое выполнение основных операций микротоннелирования, таких как:

  • образование в различных грунтах подземной выработки (скважины) определенного диаметра и заданного направления, проходящей из стартового в приемный шахтный ствол (котлован) с одновременным удержанием забоя и креплением стен выработки;
  • продавливание секций труб (тоннеля, коллектора, трубопровода) или экрана из труб;
  • транспортирование разработанного грунта из забоя на поверхность с одновременным контролем его объема.

***- проходка: искусственное образование в земной коре полостей путем выемки грунта механизированным или ручным способом

Видеоролик компании MTS Perforator GmbH, принцип производства работ методом микротоннелирования:

Трубы железобетонные для микротоннелирования (трубы для бестраншейной прокладки инженергных сетей) по ГОСТ Р 58323—2018 (основные понятия и характеристики)

Область применения ж/б труб для микротоннелирования:

ГОСТ Р 58323—2018 распространяется на железобетонные трубы кольцевого поперечного сечения с цилиндрической наружной поверхностью (далее — трубы), предназначенные для устройства методом бестраншейной прокладки (микротоннелирования. продавливания) подземных канализационных трубопроводов (коллекторов), транспортирующих самотеком бытовые и производственные жидкости, атмосферные, сточные и подземные воды, в т. ч. при наличии агрессивного воздействия среды.

При техническом обосновании трубы допускается применять в трубопроводах, прокладываемых под зданиями и сооружениями различного назначения, в т. ч. под автомобильными и железными дорогами. водными преградами, а также для устройства подземных технологических тоннелей и каналов, в т. ч. расположенных ниже уровня грунтовых вод.

Трубы также допускается применять в качестве жестких и герметичных защитных кожухов (футляров) коллекторов для прокладки телефонных, оптико-волоконных и силовых кабелей, закрытых трубопроводов теплотрасс, напорных водопроводных и канализационных сетей, нефтепроводов, газопроводов, а также других продуктопроводов.

Железобетонные трубы можно разделить на два основных вида:

Первый вид — с футеровкой (с внутренней футеровочной оболочкой, полиэтиленовым покрытием, расположенным на внутренней поверхности трубы, реализованного в виде герметичного полимерного листа с анкерами (V-Lock) для закрепления в бетоне, защищающего бетон и арматурный каркас трубы от агрессивного воздействия жидкой и газовой сред канализационного трубопровода (коллектора).

Второй вид – нефутерованные, обычные трубы без дополнительной защиты внутренней поверхности труб

Также трубы делятся на несколько видов в зависимости от функционального назначения в процессе строительства трубопровода (монтажа):

Тз — труба защитовая (усиленная труба, первая, следующая сразу за проходческим комплексом, состыкованная с его хвостовой частью)

Т — труба рядовая (труба, являющаяся основным звеном, из которых собирается трубопровод в процессе проходки)

Тн — труба нагнетательная (Рядовая труба, снабженная форсунками* для подачи (нагнетания) бентонитового раствора во внешнее (затрубное) пространство)

Тг — труба гидравлическая (Рядовая труба, в раструбе которой установлены вкладыши для закрепления поворотных гидравлических шлангов)

Тнг — труба нагнетательная гидравлическая, (Нагнетательная труба, в раструбе которой установлены вкладыши для закрепления поворотных гидравлических шлангов)

1Тс — труба первая станционная (Труба, снабженная стальным кожухом, предназначенным

для установки гидравлических домкратов промежуточной домкратной станции проходческого комплекса)

2Тс — труба вторая станционная (Труба, предназначенная для совместной работы с первой

станционной трубой при проталкивании труб домкратами промежуточной домкратной станцией)

Домкратная промежуточная станция состоит из двух элементов, комплекта из двух труб 1Тс, 2Тс

*- форсунка: Устройство, замоноличенное в стенке трубы, предназначенное для подачи в за-

трубное пространство бентонитового** раствора, снижающего трение при продавливании труб. Форсунка представляет из себя металлическую трубку с резьбой для возможности крепления шлангов, подающих бентонитовую смесь.

**- Бентонит: глина, состоящая в основном из минералов группы монтмориллонита, обладающая выраженными сорбционными свойствами и высокой пластичностью. бентонитовая суспензия (смесь): дисперсная система бентонитового глинопорошка и воды, обладающая тиксотропными свойствами, используемая при бурении скважин и пригруза забоя при микротоннелировании.

Вид труб для микротоннелирования, тип Т, Тз, Тн, Тг, Тнг

Применение бентонита, объяснение наличия втулок в теле труб:

Бентонит (смесь на основе бентонита) играет важную роль в процессе микротоннелирования, обеспечивает скольжение, уменьшает силу трения при продавливании труб.

Стыковое соединение микротоннельных труб — раструбное (со стальной обечайкой). Обечайка — стальной кольцевой элемент, замоноличенный с торца трубы заподлицо с ее наружной поверхностью, предназначенный для обеспечения надежного стыкового соединения труб.

Для герметизации стыкового соединения предусмотрено применение уплотнительных резиновых манжет (резиновых уплотнителей), несколько видов применяемых в разных местах стыкуемых поверхностей труб:

Уплотнитель (1,2) прямоугольного сечения: резиновый, или силиконовый, или из иных эластомеров кольцевой элемент, устанавливаемый в раструбе трубы между обечайкой и компрессионной прокладкой, обеспечивающий ее сохранность и герметизацию стыкового соединения труб.

Уплотнитель 3, уплотнительная манжета клиновидного сечения: кольцевой элемент из резины или иных эластомеров, устанавливаемый между стыкуемыми поверхностями раструбной обечайки и втулки трубы при их соединении, обеспечивающий водонепроницаемость стыкового соединения трубопровода.

Компрессионное кольцо, часть соединительной системы труб: плоский кольцевой элемент, выполненный из древесно-стружечных плит (ДСП), установленный на торцевой поверхности трубы (со стороны раструбного соединения) для передачи горизонтальных усилий при ее продавливании. Кольцо оказывается зажатым между бетонными поверхностями концов труб, сдавливается образуя «мягкое» сопряжение труб.

Маркировка труб, трубы обозначают марками в соответствии с требованиями ГОСТ 23009. Марка труб для микротоннелирования состоит из буквенно-цифровых групп, разделенных дефисами, три группы обозначений:

В первой группе приводят обозначение типа трубы (Тз, Т, Тн, Тг, Тнг, 1Тс, 2Тс), ее номинальный диаметр (диаметр проходного отверстия) и наружный диаметр в сантиметрах (см) через косую черту, а также длину трубы в дециметрах (дм) (полезную — для рядовых труб и труб типа 2Тс).

Во второй группе для труб указывают расчетные значения вертикальной и горизонтальной нагрузок в килоньютонах (кН) через косую черту.

В третьей группе указывают наличие внутренней футеровочной оболочки, обозначаемой строчной буквой «ф», или «к.щ» (футеровка, стойкость к кислотной, щелочной среде)

Примеры условного обозначения труб по ГОСТ Р 58323—2018:

а) Труба рядовая номинальным диаметром 1200 мм. наружным диаметром 1500 мм. Полезной длиной 3000 мм, запроектированная под расчетную вертикальную нагрузку 151 кН/м и усилие продавливания 7500 кН:

Т 120/150.30 — 151/7500 ГОСТ Р 58323—2018

«Т» — труба рядовая;

«120» — номинальный диаметр трубы, диаметр проходного отверстия

«150» — наружный диаметр трубы 1500 мм

«30» — полезная длина трубы 3000 мм (3,00 м)

«151» — показатель вертикальной нагрузки 151 кН/м

«7500» — показатель максимального усилия продавливания 7500 кН

b) Тоже самое, но с футеровкой (с внутренней футеровочной оболочкой):

Т 120/150.30 — 151/7500-ф ГОСТ Р 58323—2018

c) Труба станционная первая таких же размеров и под такую же нагрузку:

1Тс 120/150.30 — 151/7500 ГОСТР 58323-2018

d) Труба станционная вторая, номинальным диаметром 1500 мм. наружным 1810 мм. Полезной длиной 3000 мм. запроектированная под расчетную вертикальную нагрузку 216 кН/м и усилие продавливания 8500 кН:

2Тс 150/181.30 — 216/8500 ГОСТР 58323—2018

Основные размеры труб в соответствии с номинальным внутренним диаметром: Ф600, 800, 1000, 1200, 1500, 2000, 2400, 2500 мм (допускается изготовление и применение труб диаметром 400, 1400 мм)

Несущая способность труб характеризуется расчетными значениями эквивалентной вертикальной и горизонтальной нагрузок. Глубина заложения труб — не менее б метров

Геометрические размеры (наружный диаметр и толщина стенки труб), форма труб, показатели расхода бетона и стали должны соответствовать указанным в рабочих чертежах.

Трубы характеризуются прочностью, указываемой в рабочих чертежах трубопровода и определяемой в зависимости от их диаметра и расчетных эксплуатационных вертикальной или горизонтальной нагрузок.

Вертикальная расчетная нагрузка на трубы должна учитывать в зависимости от глубины заложения трубопровода все возможные виды нагрузок: от грунта (с учетом возможности сводообразования). грунтовых вод, собственного веса трубы, веса транспортируемой жидкости и. при необходимости. транспортные нагрузки.

Горизонтальная расчетная нагрузка на трубы (усилие продавливания) создается силовой установкой проходческого комплекса и передается на торцевые поверхности труб через упорные и компрессионные кольца.

Характеристики бетона, марки по морозостойкости и водонепроницаемости бетона труб должны соответствовать маркам, установленным в проектной документации конкретного трубопровода и указанным в заказе на их изготовление, но быть не ниже соответственно F50, W8. Отпускная прочность бетона должна быть равной 90 % класса по прочности на сжатие.

Рекомендованные размеры труб по ГОСТ Р 58323—2018

ООО «ЗЖТ ОДИНЕЦ» производит трубы для микротоннелирования в соответствии с требованиями ГОСТ Р 58323-2018, на основании рабочих чертежей, разработанных РУП «Институт БелНИИС», соавторами ГОСТ Р 58323-2018, поставляемые трубы в полной мере соответствуют требованиям стандарта.