Устройство крот для прокладки труб

Пневмопробойник. Бестраншейная замена труб

Работы по прокладке новых или модернизации действующих подземных трубопроводов в условиях плотной городской застройки или вблизи транспортных магистралей всегда является серьёзной проблемой. Производить такие работы бестраншейным способом возможно только с использованием пневматических пробойников.

Принцип работы

Технология использования пневмопробойника заключается в следующем:

1. Через установленные промежутки (их длина определяется диаметром подземной траншеи и составом грунта) выполняются вертикальные скважины необходимой глубины и диаметра.
2. Ударное устройство, оснащённое приспособлением для затягивания труб, вводится в подготовленную скважину. Её называют лидирующей, причём диаметр скважины может равняться диаметру трубы, а может быть, и несколько меньше её.
3. Пневмопробойник, постоянно получая ударные импульсы от компрессора, постепенно продвигается по каналу вперёд, увлекая трубу за собой.
4. Для наращивания длины труб применяют соединительные муфты, после чего продолжают прокладку. В зависимости от условий прокладки и технических характеристик пневмопробойника может быть полностью подготовлен к монтажу и весь участок трассы.

Такой способ имеет ряд очевидных преимуществ:

• Сокращается общая трудоёмкость работ;
• Исключается потребность в прочих конструкциях (дополнительных механизмах, опорах и т. д.);
• Пневмопробойники обладают свойством реверсирования – изменения угла или направления прокладки трубопровода. Это даёт возможность использования рассматриваемой технологии на участках лесных массивов и уже имеющихся подземных коммуникаций;
• Все ударные нагрузки, которые возникают при работе устройства, полностью воспринимаются внутренней поверхностью траншеи и не воспринимаются другими предметами или объектами, расположенными в зоне прокладки;
• Устройства могут использоваться не только для прокладки, но и для извлечения из грунта заменяемых труб.

Существующие конструкции пневмопробойников позволяют эффективно использовать их для прокладки подземных трасс длиной до 60 метров в грунтах любой сложности, исключая скальные, насыщенные водой и мёрзлые. Важно, что в зимнее время технология вполне пригодна для работ, если глубина прокладываемой траншеи превышает глубину сплошного промерзания. Диаметр прокладываемых труб может находиться в пределах 70…450 мм, при этом материал труб – сталь или асбоцемент – значения не имеет. Меньшие диаметры труб соответствуют условиям пробивки глухих или сквозных скважин, а максимальные – работам по извлечению ранее проложенных участков труб.

Диаметр скважины может изменяться в ходе её прокладки, с этой целью пользуются специальными расширителями.

Устройство пневмопробойника

Устройство представляет собой перемещающийся в толще грунта сигарообразный механизм, который включает в себя следующие элементы:

1. Корпус, изготавливаемый из прочной конструкционной стали марок не ниже 35ГС или 40Г2.
2. Наковальню, которая состоит из двух частей – внутренней цилиндрической и ударной, заканчивающейся рабочей насадкой в виде конуса.
3. Ударник, воздействующий на наковальню.
4. Амортизатор, который изготавливается из высокоуглеродистой рессорно-пружинной стали, и воспринимает при работе пробойника все возникающие вибрационные нагрузки.
5. Обратный клапан, прикрепляемый к корпусу с противоположной от ударника стороны, и предназначенный для стравливания избытка воздуха в корпусе.
6. Шланг высокого давления, служащий для подачи сжатого воздуха во внутреннем рабочем пространстве корпуса.

Все конструктивные элементы пневмопробойника рассчитываются на ударные нагрузки до 1300…1500 кН∙м, при создаваемом внутри корпуса рабочем давлении до 6…8 атмосфер. Основные технические характеристики наиболее распространнённых типоразмеров пневмопробойников следующие:

• Внешний диаметр корпуса устройства, мм – 70…240;
• Предельный расход сжатого воздуха, м 3 /мин – 0,8…8,0;
• Частота ходов ударника, мин -1 – 400…200;
• Производительность при проходке скважин, м/ч – 40…60.

Кроме собственно пробойника, для практического применения рассматриваемого способа прохождения подземных траншей необходимы также стартовые устройства, которые создают необходимые условия для последующего внедрения ударника в грунт, и устройства для фиксации корпуса агрегата к стенкам траншеи. Функциональность пневмопробойника увеличивается, если в комплект к нему идут различные формы насадок и удлинителей. Они могут быть в виде усечённого конуса, с отверстиями для увлажнения грунта, снабжённые кольцевыми ножами, производящими подрезку грунта в местах его прокалывания, с приварными заглушками, которые исключают попадание грунта внутрь корпуса агрегата и пр. В комплект инструмента обязательно входит удлинитель – заострённая с одного торца штанга из прочной стали типа 60С2 или 50ХФА, которая обеспечивает точное направление прокладки траншеи, и корректирует направление перемещения пневмопробойника. Удлинитель вставляют в проколотое отверстие, когда его длина более чем вдвое превышает диаметр корпуса пробойника.

Как выбрать типоразмер пневмопробойника?

Исходными данными для расчёта служит значение усилия прокалывания грунта Р, которое устанавливается в зависимости от наибольшего радиуса поперечного сечения скважины R, предела временного сопротивления грунта σ_в, степени пористости грунта u, массы одного погонного метра трубы М, и длины прокладываемого участка трубопровода L.

Для расчёта пользуются формулой

Первая составляющая зависимости учитывает усилие для внедрения пневмопробойника в грунт, а вторая – сопротивление перемещению корпуса в пробитом канале. Для более тяжёлых, глинистых грунтов значение числового коэффициента перед второй составляющей устанавливают по максимуму.

В качестве ориентировочных данных можно принимать, что для труб диаметром 350…400 мм усилия внедрения пневмопробойника находятся в пределах 800…2000 кН, а для труб диаметром 200…300 мм – соответственно 300…900 кН.

Зная рабочее давление, развиваемое компрессорной станцией, длину шланга и его диаметр, можно подсчитать фактическое давление на грунт, которое будет оказываться работающим пневмопробойником, после чего выбрать подходящую модель агрегата.

Эффективность функционирования механизма усиливается, если при прокладке использовать нажимные насосно-домкратные установки. С этой целью в готовый под пневмопробойник котлован или приямок на общей раме устанавливают два гидродомкрата усилием не менее 60% от определённого по формуле, включают штоки перемещения попеременно, то на прямой, то на обратный ход. В результате получается стартовое углубление, в которое и вводится силовая головка пневмопробойника. После этого устройство можно эксплуатировать самостоятельно.

Организация работ с пневмопробойниками

Перед началом работ подготавливают рабочие котлованы. Их в идеале должно быть три: приёмный, конечный и контрольный (промежуточный). Последний потребуется для визуального контроля правильности перемещения пневмопробойника с трубами. При наличии тепловизора контрольный приямок можно не обустраивать.

Перекос пневмопробойника возможен при работе в мёрзлом грунте, при использовании искривлённого инструмента, а также при деформации наковальни относительно центра ударника. В этом случае возможно заклинивание устройства. В таких ситуациях работы приостанавливают, а извлечение пневмопробойника производят либо реверсированием подачи сжатого воздуха, либо временной (на несколько часов) приостановкой работ. За этот период напряжения в грунте релаксируются, а корпус механизма остывает, уменьшаясь в размерах. Силы трения ослабевают, и устройство, в зависимости от вида проблемы, можно либо извлечь из пробитой траншеи, либо запустить вновь, скорректировав направление перемещения ударника при помощи удлинительной штанги.

Указанные негативные явления не возникают, если проходка ведётся в диапазоне температур окружающего воздуха либо до -5 ° С, либо при отрицательных температурах ниже -15 ° С. Относительная влажность воздуха в районе применения пневмопробойника не должна быть более 80%.

Рекомендуются следующие глубины проходки подземных коммуникаций с применением пневмопробойников:

• При диаметре траншеи до 130 мм – до 1,2 м;
• При диаметре траншеи до 200 мм – до 1,6 м;
• При диаметре траншеи до 300 мм – до 2,2 м;
• При диаметре траншеи свыше 300 мм – до 2,6…3,0 м.

Среди отечественных производителей пневмопробойников стоит отметить устройства, производимые компанией «Техмаш». Их размерный ряд и цены на агрегаты приводятся ниже.

• Модель ИП-4610 (энергия удара 15 Дж, диаметр 60 мм) – 155000 руб.;
• Модель СО-144А (энергия удара 46 Дж, диаметр 71 мм) – 195000 руб.;
• Модель ИП 4605 (энергия удара 110 Дж, диаметр 95 мм) – 300000 руб.;
• Модель ИП 4603 (энергия удара 250 Дж, диаметр 140 мм) – 390000 руб.;

Источник

Устройство крот для прокладки труб

В каких целях используют крота.
Крот, пневмопробойная машина, машина для выполнения проколов, пневмопробойник грунта, земляная ракета – это наиболее часто используемые определения машин, которые мы производим. Пневмопробойные машины широко применяются в работах, связанных с водно-канализационными, электрическими, газовыми инсталляциями, прокладке телеинформационный комуникаций. При помощи пневмопробойника можно проложить вышеупомянутые виды коммуникации, так называемым безтраншейными методом, без вмешательства в существующую инфраструктуру. Это означает, что нет необходимости выкапывать траншею вдоль всей планируемой инсталляции. Достаточно выкопать два котлована: входной, от которого планируется проложить инсталляцию и приемный, в котором планируем конец инсталляции, либо один из ее этапов. Нижеприведенная иллюстрация схематически показывает, как чаще всего выглядят пневмопробойные работы.

делая отверстие

установка PE/PVC труб

установка стальной трубы

Кротов обычно используют для проведения инсталляции под всевозможными трассами, магистралями, тортуарами и иными видами дорог (ж.д. дорога, автострада и тд.). Пневмопробойные машины позволяют выполнить работы без необходимости частичного демонтажа дорожного полотна и его последующей реставрации (по окончании работ). Это позволяет сэкономить бюджет. Безтраншейный метод прокладывания коммуникации не влечет за собой серьезных потерь, возникающих в связи с отрицательным воздействием на среду в виде периодических пробок, объездов, чрезмерного шума. Самое важное для водителей – целостность дорожного покрытия. Мы прекрасно понимаем, что каждое вмешательство в однородную структуру дорожного покрытия раньше или позже приведет к неизбежному его ремонту в тех местах, в которых была нарушена однородность поверхности.

Примером могут служить фотографии, на которых отчетливо видно, что, к сожалению, инсталляционные работы были выполнены традиционным траншейным методом.

В этих местах следовало бы использовать безтраншейный метод работ. Однако, строительные роботы по прокладке коммуникации выполненные традиционным способом, в результате интенсивного траффика, привели к понижению уровня дорожного покрытия в тех местах, в которых проводились работы. С течением времени опускание дорожного полотна будет усугубляться, что в определенный момент приведет к невозможности движения на этом участке дороги с дальнейшем ее закрытием на ремонт. Во избежание описанной ситуации достаточно было использовать пневмопробойник.

Также необходимо.
Для работы крота необходим сжатый воздух. Чаще всего используются переносные копрессоры на колесах. Доставка такого компрессора производится путем буксировки компрессора за автомобилем. Чем больше размер пневмопробойника, тем больше сжатого воздуха он потребляет. Качественные, мощные кроты требуют такое количество воздуха, какое в состоянии предоставить наиболее популярные строительные компрессоры.

Типичный пневмопробойный набор представлен на иллюстрации.

Как можно использовать .
Крот служит для выполнения самостоятельного прокола . Также, с помощью пневмопробойника, можно произвести затяжку труб ПЭ и ПВХ. С помощью крота можно также вбить стальную трубу в грунт. Существует множество дополнительной оснастки, дающей возможность выполнения и прокладки практически каждой инсталляции безтраншейным методом.

Скорость выполнения прокола зависит от вида грунта и размера пневмопробойника. Чаще всего пневмопробойник продвигается со скоростью 0,5 – 1,5 м в минуту.

Следует знать.
Работы пневмопробойником крот выпоняются на определенной глубине. Общепринято, чтобы минимальная глубина выполнения работ была равна 10 диаметрам пневмопробойной машины. Это обусловлено тем, что крот не выталкивает грунт перед собой, а уплотняет его вокруг себя. В крайнем случае, когда имеем дело с уплотненным грунтом, может дойти до выталкивания грунта и , как следствие, поверхности, под которой производятся работы.

Крот – это устройство без возможности управления, что означает, что нет возможности управления пневмопробойником во время производимых работ при полном проникновении в грунт. Правильный курс прокола можно задать корректтируя положение крота перед его полным внедрением в почву. Однако не следует опасаться неточности и возможных ее последствий. Конструкция пневмопробойника разработана таким образом, чтобы справляться даже с самыми сложными условиями. При столкновении с преградой больше вероятности, что пневмопробойник ее раздробит, нежели отклониться от заданного курса.

Начинающим, для облегчения работы с машиной, рекомендуется использовать стартовую платформу. Это простое устройство значительно облегчает прицеливание пневмопробойника. Непосредственно само прицеливание осуществляется при помощи оптического набора, в состав которого входят вешки и оптический прицел.

Практика.
Наиболее часто проколы выполняются на коротких отрезках – не более 20 метров. Однако, качественные и мощные машины в состоянии, без особых усилий, выполнить более длинные проколы, достигающие 30 метров и более. Точное выполнение длинного прокола требует опыта.

Базовая комплектация пневмопробойной машины позволяет выполнить самостоятельный прокол из входного котлована до приемного. При помощи режущего наконечника для ручной затяжки труб, представленного на рисунке, можно осуществить вручную затяжку труб диаметром 25 — 55мм.

При помощи данного наконечника, прикрепленного к зарядно-управляющему шлангу, в произведенный прокол можно вручную затянуть трубу ПЭ/ПВХ диаметром до Ø55 мм.

Довольно популярно использование крота для затяжки инсталляционных труб непосредственно за машиной. С этой целью следует оборудовать пневмопробойник в насадку для затяжки труб, которая крепляется к задней части крота. Необходимо использовать насадку в соответствии с размером затягиваемой трубы. Для труб с большим диаметром, обычно 90мм и более, дополнительно используют систему стальных тросов с натяжителем, чтобы закрепить соединение затяговаемой трубы с насадкой для затяжки труб. Для труб с меньшим диаметром необходима только насадка, оснащенная специальным профилированным гнездом для прикрепления вставленной в нее трубы.

Ниже, на фотографии, приведены примеры дополнительной оснастки крота, дающей возможность затяжки труб ПЭ/ПВХ непосредственно за машиной.

Может возникнуть ситуация, в которой необходимо выполнить прокол и затяжку трубы с диаметром большим диаметра имеющегося пневмопробойника. Приозводители пневмопробойных машин нашли выход из этой ситуации, предлагая так называемые расширители, иначе – калибраторы. Расширители (калибраторы) — это стальные трубы с конусообразным концом, имеющие диаметр больший от диаметра пневмопробойника. Сначала производится пилотный самостоятельный прокол только кротом, после расширяется диаметр прокола, выполняя, так сказать, повторный прокол, но уже пневмопробойником оборудованным расширителем. Простым способом прокладки инсталляции является покупка машины с большим диаметром, дающей возможность затяжки труб с большим диаметром непосредственно за машиной. Однако не всегда покупка машины экономически обоснована. Все зависит от частоты и количества выполняемых работ. Если протяжка больших труб происходит только иногда, дешевле, но немного обременительней, будет проведение данного типа работ при помощи имеющегося оборудования: меньшего пневмопробойника оборудованного соответствующим расширителем.

Пневмопробойник также можно использовать для забивки стальных труб. Такие трубы используются в водно-канализационных инсталляциях в качестве футляров для трубопроводов либо непосредственно в качестве носителя кабелей. Для выполнения данного типа работ служат конусы, при использовании которых пневмопробойник помещается и соединяется с предварительно подготовленной для вбития трубой.

Малые стальные трубы вбивают с концом, прикрытым конусом. Большие трубы, с диаметром от 159мм, по причине сопротивления грунта во время забивки, вбиваются открытыми. По окончании вбивания трубы, из трубы удаляеся грунт с использованием пробки и пневмовытеснителя.

Стоит обратить внимание, что кроме пневмопробойников, которые характеризуются большой универсальностью, существует группа пневмопробойных машин, созданных специально для забивки стальных труб – пневмомолотки. Пневмомолотки имеют более простую конструкцию, которая не обязана обеспечивать точности. Молоток не перемещается под землей, его задание — выталкивыние перед собой вбиваемой стальной трубы.

На рынке также доступна группа пневмопробойников, имеющих так называемую подвижную головку-долото. Однако такие кроты не предназначены для вбивания стальных труб и работы с расширителями. Необходимо об этом помнить во время поиска эффективного и универсального решения.

Кроты, как и каждая строительная машина, требуют периодических технических осмотров. Технические осмотры необходимы и дают возможность эксплуатировать машину в течение нескольких лет. Качественные пневмопробойники могут эксплуатироваться до 10 лет. Некоторые элементы крота подвергаются настолько высоким нагрузкам, что требуют периодической замены. Правильно спроектированный пневмопробойник уменьшает до минимума затраты на сервис и ремонт. Уменьшение затрат происходит благодаря тому, что фрагменты пневмопробойной машины, элементы подвергающиеся израсходованию, не представляют собой единую с машиной конструкцию, а являются отдельными деталями. Важным является соответствующий подход во время сервиса. Хорошая фирма должна обеспечить сервис на высоком уровне, где к каждой машине прикладывается макисмум усилий и стараний.

Качественный пневмопробойник – машина, которая соответсвует всем требованиям пользователя. Крота покупают один раз на несколько лет. Поэтому стоит уделить немного времени на поиск соответствующей машины, отвечающей фронту работ. Также стоит ознакомиться с отзывами пользователей пневмопробойной машины. Хороший производитель тот, который перед покупкой, позволит ознакомиться с машиной и ее возможностями в естественных условиях строительных работ.

Кроме того, качественный пневмопробойник должен характеризоваться безопасностью в работе, легкостью обслуживания и быть про-экологическим.

С чего начать
Знание и опыт, которые позволят эффективно выполнять как простые, так и наиболее сложные работы, приобретаются годами. Современные машины, представленные на рынке, очень удобны и просты в пользовании, таким образом даже неопытный работник может справиться с прокладкой стандартных водопроводов либо иным видом стандартных работ. Существуют печатные издания, посвященные безтраншейным методам работы, также в интернете можно найти множество публикаций и форумов на эту тему.

Проверенной практикой производителей и дистрибьюторов является организация учебный курсов по теме строительства, обслуживания, консервационных работ с пневмопробойной машиной, как правило связанных с передачей машины пользователю. Начинающим значительно облегчает задание использование специальных приборов для правильного пицеливания машины, созданных для пневмопробойных машин. К ним относятся: стартовая платформа, оптический набор.

Большое количество производителей и видов пневмопробойных машин на рынке, на первоначальном этапе могут вызвать трудности при выборе соответствующего пневмопробойника согласно требованиям. Лучше всего основываться на текущих потребностях и ожиданиях относительно функциональности, а появившиеся вопросы лучше задавать непосредственно производители либо дистрибьютору. Такая серия вопросов поможет производителю подобрать пневмопробойник в соответствии с индивидуальными предпочтениями, также с учетом экономического аспекта покупки.

Существует универсальный набор характеристик, которыми должна обладать пневмопробойная машина, являющихся общими для всех устройств данного типа.

Наиболее важными из них являются:

Точность . Без всяких сомнений это одна из наиболее важных характеристик пневмопробойной машины. Неточное выполнение прокола, кроме невыполненного задания, может привести к существенным издержкам и затратам, связанным с необходимостью ремонта поврежденной в результате неточного прокола инфраструктуры. Для точного прицеливания имеет значение длина и вес машины. Совестливые производители, при проектировке пневмопробойной машины одним из важнейших заданий считают достижение параметра точности.

Конструкция и долговечность. черты, обеспечивающие долгое пользование машиной. Стоит обратить внимание на машины с простой конструкцией, стойкой в условиях ударного характера работы. Для производства кротов должны быть использованы материалы с повышенной устойчивостью к напряженной работе, коррозии, силе трения в грунте. Много известных производителей используют простые в конструкции и замене подвижные и герметизирующие элементы, которые во время работы крота концентрируют на себе результаты работы и трения в сложных условиях загрязненных песком, водой и грязью. Такое решение требует периодической замены элементов и одновременно ограничивает необходимость дополнительных издержек, связанных с восстановлением либо заменой дорогих элементов крота, которые, в результате трения, подвергаются постепенному стеранию. Стоит обратить внимание, представляют ли собой внешние элементы пневмопробойника единую конструкцию, на наличие возможности демонтажа отдельных частей машины, доющего возможность замены только того набора частей, который износился. Это значительно уменьшит затраты на сервис пневмопробойника.

Простота в обслуживании. Значительно облегчает выполнение работ наличие пневмопробойника, который простым и быстрым способом, и дополнительно в каждых условиях, может изменить направление движения. Этому требованию соотвествует пневматическое управление кротом. Пневматическое управление пневмопробойником заключается в изменении направления работы пневмопробойника вперед / назад, осуществляется дистанционно через изменение положения рычага управления, находящегося на масленке (зарядно-смазывающее устройство). К сожалению, нередки случаи столкновения машины с преградой, которая не позволяет продолжить работы в этом месте. Может сложиться ситуация, в которой будет необходимо быстро вернуть крота по нескольким причинам. В такой ситуации очевидным козырем является возвожность вернуть крота без необходимости перекрытия доступа сжатого воздуха.

Экологичность. Современные пневмопробойные машины можно использовать в любых условиях, без ограничения, в том числе в местах окружающей среды находящихся под охраной. К таким местам относятся: парки, площадки прямого потребления воды, другие общественнык места. Этому служит конструкция машины и используемых материалов и технологий, позволяющих на использование для смазки безвредных смазочных материалов, основанных на гликоле.
Функциональность. Профиль работ, которые можно выполнить с использованием данной пневмопробойной машины, зависит от ее размера. Популярными на рынке, типичными пневмопробойными машиными можно затягивать трубы из ПЭ и ПВХ диаметром до 200мм. При помощи кротов можо вбивать в грунт стальные трубы диаметром до 406мм. Широко применяются пневмопробойники со статической головкой-долотом. С их помощью можно эффективно вбивать стальные трубы, также есть возможность выполнения работ с расширителем. По мнению группы пользователей и некоторых производителей, кроты с неподвижной головкой-долотом лучше выполняют работы в типичных грунтовых условиях, в сравнении с машинами с подвижной головкой. Пневмопробойники с неподвижной головкой состоят из меньшего количества подвижных элементов, подвергающихся истончению, что влияет на уменьшение затрат на их замену.

MAX Ударная сила

Качественный, известный от 14 лет и высоко оцененный брэнд.

Источник