Метод прокола основан на образовании цилиндрической полости (скважины) в грунте за счёт его радиального вытеснения и уплотнения инструментом с конусообразным наконечником.
Различают прокол вибрационный и статический.
При вибропроколе работающему инструменту дополнительно сообщаются продольно направленные колебания.
При статическом проколе работающему инструменту сообщается дискретно-поступательное движение за счёт напорного механизма.
Для осуществления прокола зачастую используют пневморобойники, которые работают по принципу отбойных молотков. Этот метод особенно эффективен при прокладке труб под авто и железными дорогами. Важным недостатком является неконтролируемое движение пневмопройбоника. При работе в неоднородных грунтах это может привести к повреждению близлежащих коммуникаций и даже к потере пневмопробойника. Рассматриваемый метод рекомендуется применять в дисперсных грунтах для футляров диаметром до 300мм. Его не рекомендовано использовать при глубине залегания менее 2 м.
Вибропрокол применяют при прокладке подземных коммуникаций в песчаных, супесчаных и водонасыщенных грунтах, в которых нельзя получить устойчивую скважину. Поэтому статический прокол здесь сильно затруднён или невозможен из-за больших сопротивлений движению рабочего инструмента и прокладываемого линейно-протяжного объекта. Вибропрокол в таких грунтах резко уменьшает силы трения и сопротивления перемещению подземно движущихся устройств (гидро-пневмопробойников).
Работы по проходке горизонтальных скважин начинают с геодезической разбивки места и направления проходки, отрывки входного и приёмного котлована. Размеры котлованов определяют исходя из конкретных грунтовых условий.
Устройство горизонтальных скважин статическим способом, как правило, осуществляется гидравлическим напорным механизмом, который должен быть установлен строго горизонтально. С помощью гидравлического блока напорных цилиндров и насоса высокого давления в грунт направляется первая стальная штанга или труба с навинченным конусообразным наконечником. По мере продвижения штанги навинчиваются друг на друга (дискретно) до выхода штанги с наконечником на противоположной стороне перехода в приёмном котловане.
Первоначальное продавливание осуществляется с наконечником диаметром 70 мм. После выхода конца первой штанги в приёмный котлован, наконечник следует отвинтить и вместо него навинтить расширитель (обычно 130 мм.). затем штангу с расширителем протягивают в обратном направлении. При этом в грунте образуется пустотелая полость (скважина).
В зависимости от группы грунта и необходимого диаметра скважины расширитель следует протягивать 2-3 раза, причём диаметр расширителя можно постепенно увеличивать с шагом 40 мм, проталкивая и втягивая разборную штангу в прямом и обратном направлении.
Рекомендуемые способы бестраншейной прокладки трубопроводов
Способ | Трубопровод | Наилучшие грунтовые условия применения | Скорость проходки, м/ч | Необходимое усилие вдавливания, т | Ограничение к применению способа | |
Диаметр, мм | Длина, м | |||||
Прокол: механический с помощью домкрата | 50-500 | 80 | Песчаные и глинистые без твёрдых включений | 306 | 15-245 | В скальных и кремнистых грунтах не применяется |
Гидропрокол | 100-200 | 30-40 | Песчаные и супесчаные | 1,6-14 | 25-160 | Способ возможен при наличии источников воды и мест для сброса пульпы |
400-500 | 20 | |||||
Вибропрокол | 500 | 60 | Несвязные песчаные, супесчаные и плывуны | 3,5-8 | 0,5-0,8 | В твёрдых и скальных грунтах не применяется |
Грунтопрокалывателем | 89-108 | 50-60 | Глинистые | 1,5-2 | - | То же |
Пневмопробойником | 300-400 | 40-50 | Мягкие грунты до III группы | 30-40 (без расширителей) | 0,8-2,5 | В грунтах с повышенным водонасыщением не применяется |
Продавливание | 400-2000 | 70-80 | В грунтах I-III групп | 0,2-1,5 | 450 | В плывунных грунтах способ не применим. В твёрдых породах может быть применим лишь для продавливания труб максимального диаметра. |
Горизонтальное бурение | 325-1720 | 40-70 | В песчаных и глинистых грунтах | 1,5-19 | — | При наличии грунтовых вод способ не применяется. |