Трубы для микротоннелирования

Трубы для микротоннелирования применяют при бестраншейном строительстве подземных коллекторов методом продавливания. При подборе учитывают проходной и наружный диаметры, длину секции, допустимое осевое усилие, вертикальную нагрузку, герметичность стыков и свойства грунта.

Железобетонные трубы для микротоннелирования

Трубы для микротоннелирования представляют собой высокопрочные железобетонные секции, рассчитанные на последовательное продавливание из стартового котлована вслед за проходческим щитом. Технология позволяет прокладывать инженерные коммуникации под автомобильными и железными дорогами, промышленными площадками, плотной городской застройкой и другими территориями, где устройство открытой траншеи затруднено или недопустимо.

Изделия используют преимущественно в безнапорных сетях водоотведения, ливневых коллекторах, водопропускных и технологических каналах. Возможность применения трубы для конкретной рабочей среды устанавливается проектом с учетом класса бетона, водонепроницаемости, трещиностойкости, конструкции соединения и наличия внутренней защитной оболочки.

Работа трубопровода при бестраншейной проходке

В процессе строительства головной щит разрабатывает грунт, а гидравлические домкраты передают усилие на колонну труб. Каждая секция воспринимает продольное сжатие и одновременно работает под действием массы грунта, временных нагрузок от транспорта, грунтовых вод и возможных неравномерных деформаций основания.

Для снижения сопротивления продавливанию в кольцевой зазор между наружной поверхностью трубопровода и грунтом может подаваться бентонитовый раствор. В соответствующих исполнениях предусматриваются технологические втулки или отверстия для его нагнетания. Решение о размещении таких точек принимают по длине проходки, геологическому разрезу и расчетному усилию домкратной станции.

Конструкция секций и передача осевых нагрузок

Железобетонный корпус армируют с учетом расчетных вертикальных и горизонтальных воздействий. Торцевые поверхности должны обеспечивать равномерную передачу усилия без локального разрушения бетона. Между соседними элементами предусматривается компрессионное кольцо, которое компенсирует небольшие угловые отклонения и распределяет давление по торцу.

Стыковое соединение комплектуется уплотнительным элементом. Его геометрия и материал определяются конструкцией трубы, расчетным давлением грунтовых вод и требованиями к герметичности коллектора. Металлическая обечайка или иной предусмотренный проектом элемент соединения обеспечивает центрирование секций и защищает кромки при монтаже.

Основные элементы конструкции:

• железобетонный корпус с пространственным арматурным каркасом;
• торцевые участки, рассчитанные на передачу усилия продавливания;
• герметизирующее кольцо стыкового соединения;
• компрессионная прокладка для распределения осевой нагрузки;
• соединительная обечайка или раструбный узел предусмотренного исполнения;
• втулки для подачи бентонитового раствора, если они предусмотрены комплектацией;
• внутренняя футеровка для защиты бетона при воздействии агрессивной среды, если она задана проектом.

Типоразмеры и параметры, определяющие применимость изделия

Обозначение микротоннельной трубы может содержать сведения о номинальном и наружном диаметрах, полезной длине, расчетной вертикальной нагрузке и предельном усилии продавливания. Точная структура маркировки зависит от нормативной документации и рабочих чертежей производителя, поэтому расшифровывать конкретную марку следует по паспорту изделия.

В каталогах производителей встречаются железобетонные секции с условным проходом от 600 до 2000 мм и более. Эти значения не являются универсальным диапазоном для каждого предприятия: доступные диаметры, длина, масса и несущая способность зависят от производственной оснастки и расчетного исполнения.

Связь рабочих параметров с проектным решением

В таблице приведены не паспортные значения отдельных моделей, а технические параметры, которые необходимо сопоставлять при выборе. Итоговые величины принимают по проектному расчету, геологическим данным и документации производителя.

Выбор диаметра и несущей способности коллектора

Проходное сечение определяют гидравлическим расчетом, учитывая расчетный расход, уклон, степень наполнения, скорость потока и требования к последующему обслуживанию. Увеличивать диаметр только для создания запаса не всегда рационально: вместе с ним возрастают наружный габарит, масса секций, размеры щита, усилие продавливания и стоимость устройства котлованов.

Несущую способность проверяют отдельно от гидравлических параметров. В расчете учитывают глубину заложения, характеристики грунтовых слоев, уровень подземных вод, транспортные нагрузки, расположение соседних сооружений и возможную потерю устойчивости забоя. Марка трубы должна соответствовать одновременно вертикальным воздействиям и продольному усилию при проходке.

Геология трассы и сопротивление продавливанию

Расчет домкратного усилия выполняют с учетом трения наружной поверхности труб о грунт, сопротивления проходческого щита и условий образования кольцевого зазора. Существенное влияние оказывают гранулометрический состав, плотность, влажность и абразивность грунта, наличие валунов, водонасыщенных прослоек и участков с изменяющейся устойчивостью.

При значительной длине трассы проектируют промежуточные домкратные станции, разделяющие колонну на отдельные участки. Подача бентонитовой суспензии уменьшает трение, однако ее рецептура, давление и расход должны соответствовать проницаемости грунта. Неконтролируемое нагнетание способно вызвать выход раствора на поверхность или воздействие на расположенные рядом коммуникации.

Исходные данные для расчета проходки:

• продольный профиль и длина проектируемого участка;
• инженерно-геологические разрезы по трассе;
• уровень и расчетное давление грунтовых вод;
• характеристики каждого грунтового слоя;
• минимальный радиус и допустимые отклонения трассы;
• глубина заложения и внешние временные нагрузки;
• расположение существующих фундаментов и подземных сетей;
• параметры проходческого комплекса и домкратной станции.

Герметичность стыков и защита внутренней поверхности

Герметичность трубопровода зависит не только от уплотнителя, но и от точности геометрии торцов, чистоты соединяемых поверхностей и соблюдения допустимого углового отклонения. Перед установкой очередной секции проверяют состояние уплотнительного кольца, отсутствие загрязнений и повреждений, правильность размещения компрессионной прокладки.

При транспортировании химически агрессивных стоков требуется оценка воздействия среды на бетон и арматуру. По результатам расчета могут применяться трубы с внутренней футеровочной оболочкой. Материал защиты выбирают по составу и температуре жидкости, водородному показателю, концентрации реагентов, абразивному воздействию взвесей и требованиям к ремонтопригодности.

Транспортирование, складирование и подача в котлован

Масса секций зависит от диаметра, длины и конструкции изделия, поэтому грузоподъемность транспорта и монтажных механизмов устанавливают по паспортным данным конкретной партии. Подъем выполняют только за предусмотренные изготовителем монтажные элементы или с применением согласованной грузозахватной оснастки.

При складировании необходимо исключить опирание на стыковые кромки, взаимное соударение и самопроизвольное перекатывание. Площадка должна быть спланирована, а подкладки расположены по схеме производителя. До подачи в стартовый котлован проверяют маркировку, комплектность соединения, состояние бетона и отсутствие повреждений уплотняемых поверхностей.

Контролируемые признаки перед монтажом:

• соответствие марки изделия проектной спецификации;
• наличие паспорта качества и данных о приемочных испытаниях;
• отсутствие недопустимых трещин, сколов и обнажения арматуры;
• сохранность торцов, соединительных обечаек и монтажных элементов;
• комплектность уплотнительных и компрессионных колец;
• чистота стыковых поверхностей и каналов подачи бентонита;
• соответствие фактической массы грузоподъемности применяемой техники.

Монтаж колонны и контроль в процессе проходки

Перед началом продавливания проверяют соосность направляющих, положение домкратной рамы и соответствие щита проектной отметке. Перекос первой секции передается всей колонне и увеличивает неравномерность давления на торцы. Усилие домкратов следует контролировать непрерывно и сопоставлять с расчетным графиком.

Резкое увеличение давления может указывать на недостаточную смазку, обрушение кольцевого зазора, отклонение щита, препятствие в грунте или локальное защемление труб. Продолжение проходки без установления причины создает риск повреждения стыков и бетона. После завершения участка контролируют положение трубопровода, состояние соединений и герметичность предусмотренным проектом методом.

Подготовка технического задания на изготовление и поставку

Для корректного подбора недостаточно указать только внутренний диаметр и длину трассы. Производителю передают проектные нагрузки, требуемое усилие продавливания, условия транспортирования рабочей среды, конструкцию соединения и необходимость дополнительных элементов. Отдельно согласовывают поставку уплотнений, компрессионных колец, втулок для бентонита и специальных секций.

Параметры, подлежащие согласованию:

• номинальный и требуемый наружный диаметры;
• полезная длина рядовых секций;
• расчетная вертикальная нагрузка;
• максимальное усилие продавливания;
• тип и требования к герметичности стыка;
• наличие внутренней защитной оболочки;
• количество и расположение точек подачи бентонита;
• потребность в специальных, укороченных и домкратных секциях;
• схема погрузки, доставки и разгрузки на строительной площадке.

Для приобретения железобетонных труб и согласования исполнения можно позвонить нашим специалистам или направить запрос по электронной почте. В обращении рекомендуется приложить спецификацию, профиль трассы и расчетные нагрузки — это позволит проверить применимость изделий и подготовить технически корректное предложение.