Работы по продавливанию трубопровода делятся на подготовительный и основной периоды. В подготовительный период усфаивают рабочий и приемный котлованы, ограждают их, монтируют упорную стенку и направляющие, продавливаемую фубу с нажимной установкой, а в основном периоде циклично выполняют работы по продавливанию фубы, включающие операции по продавливанию трубы в забой на длину штока домкрата, обратного хода штока и постановки патрубка. При подготовке следующей трубы к продавливанию нажимной патрубок отводят в конец направляющих до соприкосновения со штоком домкрата, подают в рабочий котлован следующую трубу, выравнивают на направляющих, сваривают и изолируют стык, опробывают нажимную установку. И таким образом цикл продавливания повторяют до полного продавливания всего фубопровода или всех секций коллектора.

Способ продавливания бывает с ручной разработкой грунта и механической (рис. 12.4, а, б).

Применение ручной разработки грунта при продавливании (рис. 12.4, а) малоэффективно, так как из-за неудобства удаления грунта из забоя снижаются производительность таких установок и общая скорость проходки. Поэтому для бестраншейной прокладки трубопроводов чаще всего применяют установки с механизированной разработкой и удалением грунта, в том числе установки типов СКБ Главмосстроя и ПУ-2 конструкции ЦНИИПодземмаша.

С помощью установки СКБ Главмосстроя (рис. 12.4, б) можно продавливать трубопроводы диаметром до 920 мм в грунтах I—III групп. Установка общей массой 13 т при давлении в гидросистеме 30 МПа (300 кгс/см2) и ходе штоков гидродомкратов 1,15 м позволяет достичь скорости прокладки 18 м в смену при общей максимальной длине трубопровода до 60 м.

Рис. 12.4. Установки для прокладки трубопроводов (кожухов) методом продавливания:
а — с ручной разработкой грунта в забое; б — установкой СКБ Главмосстроя с механизированной разработкой грунта; 1 — насосная станция; 2 — трубопровод; 3 — рабочий котлован; 4 — водоотводной лоток; 5 — трубопровод (кожух): б — лобовая обделка (нож); 7 — приемный котлован; 8 — приямок для сварки кожуха; 9 — направляющая рама; 10— нажимной патрубок; 11 — нажимная заглушка; 12— гидродомкраты; 13 — башмак; 14 — упорная стенка; 15 — затяжная канатная петля; 16 — ролики; 17 — совок; 18 — силовая ветвь каната; 19 — барабан-накопитель; 20 — уравнитель; 21 — нажимные штанги; 22 — траверса; 23 — поворотные фланцы; 24 — лебедка; 25 — рама; 26 — шпала

Установка состоит из силового агрегата (два гидравлических домкрата ГД-170/1150 с индивидуальными насосными станциями Н-403), устройства для передачи нажимных усилий на торец труб, трехбарабанной лебедки, предназначенной для отрезания грунтового керна и его транспортирования, ножевой секции с системой роликов, гидрораспределителя давления с контрольной аппаратурой.

Ножевую секцию длиной 930 мм с диффузором приваривают к переднему концу прокладываемой трубы. При вдавливании ножа в грунт он проходит через диффузор и поступает в телескопический ковш, который тросом извлекают из трубопровода через отверстие в траверсе, и после отсоединения от троса удаляют из котлована. Опорожненный ковш затем снова укладывают в корпус рабочего органа и с помощью каната подают в забой.

Установка ПУ-2 состоит из силового агрегата (два гидродомкрата ГД-170/1150, насосной станции, двухбарабанной лебедки с пультом управления), рабочего органа, устройства для передачи нажимных усилий и ножевой секции. С ее помощью можно продавливать трубопроводы диаметром 1220 и 1420 мм в таких же грунтах, что и установкой СКВ Главмосстроя, при скорости прокладки 8,4 м в смену и максимальной длине трубопровода 60 м.

Бестраншейную прокладку труб диаметром 1220 мм способом продавливания в сухих и увлажненных грунтах I—III групп можно производить также с помощью установки У-12/60 конструкции Гипронефтеспецмонтажа (рис. 12.5, а). Этой установкой, имеющей массу 12,7 т, при усилии продавливания 3400 кН и мощности приводных электродвигателей 18 кВт можно продавливать трубы указанного диаметра на длину до 60 м. Головку установки приваривают к продавливаемому трубопроводу для восприятия лобового сопротивления грунта. Грунт удаляется челноком, находящимся внутри головки.

Работа установки заключается в периодическом вдавливании прокладываемой трубы на длину хода домкратов (1000 мм) с последующим извлечением челнока из трубы и его разгрузкой. После каждого цикла надавливания производят операции по удалению нажимных патрубков, зачистке места установки челнока в головке, наращиванию или установке нажимных патрубков большей длины для последующего надавливания. Заполнение челнока грунтом обеспечив’ает-ся вдавливанием трубы гидравлическим домкратом. Разгрузку челнока производят в отвал или на транспорт.

Виброударной установкой УВГ-51 (рис. 12.5, б) можно продавливать трубы (кожухи) диаметром 530—1020 мм, причем диаметром до 530 мм без эвакуации грунта из скважины, а диаметром до 1020 мм — с эвакуацией грунта. С помощью этой установки общей массой 6,3 т при массе ударной части 2,5 т и мощности электродвигателя 75 кВт можно прокладывать трубы на длину до 50 м. При прокладке труб способом виброударного прокола (диаметром до 530 мм) к забойному концу трубы (кожуха) приваривают глухой конусный наконечник и забивают трубу, нанося удары вибромолотом с дополнительной статической нагрузкой (до 50 т) или без нее.

При прокладке труб способом виброударного продавливания на забойном конце трубы наконечник не устанавливают, а приваривают сверху серповидную накладку для обеспечения зазора (10—15 мм) между скважиной и трубой, а в задней части трубы прорезают два боковых симметрично расположенных разгрузочных окна для удаления грунта. Внутрь трубы (кожуха) помещают виброударную желонку (рис. 12.5, в). При проходке труба (кожух) открытым концом внедряется в грунт на определенное расстояние (за-ходку), а затем желонка подается канатом к ее забойному концу, внедряется с помощью вибромолота в грунт, забирает его и с помощью каната перемещается к разгрузочным окнам, где под действием ударов вибромолота грунт высыпается через окна желонки в разгрузочные окна кожуха на дно траншеи.

Процесс проходки состоит из отдельных периодически повторяющихся циклов, в которых каждое внедрение в грунт трубы на 1—5 диаметров чередуется с выбором грунтового керна виброударной желонкой, причем при необходимости в забойной части кожуха всегда может оставаться фунтовая пробка длиной 1—3 диаметра, исключающая отбор лишнего грунта и тем самым возможность образования пустот в грунтовом массиве.

Иногда применяют также способы с разработкой грунта гидроразмывом и удалением его из забоя в виде пульпы. Возможно также более простое по конструкции и надежно действующее устройство для продавливания труб домкратами с разработкой грунта в забое гидромонитором и удалением его с помощью шнека. С помощью такой установки можно прокладывать трубы диаметром 400—1220 мм на длину до 100 м при средней скорости 12—15 м в смену.

Рис. 12.5. Установка У- i 2/60 для продавливания труб больших диаметров и виброударная установка УВГ-51:
а — установка У-12/60; 6 — виброударная установка УВГ-51; в — виброударная желонка установки УВГ-51; 1 — гидропривод; 2 — упорный башмак; 3 — гидродомкрат; 4 — нажимной патрубок; 5 — труба (кожух); 6 — головка; 7 — направляющая; 8 — лебедка; 9 — конусный наконечник; 10 — передвижная электростанция; 11 — корпус установки с расположенным внутри него вибромолотом горизонтального действия; 12 — электродвигатель; 13— портальная рама; 14— неподвижный блок; 15— стакан; 16— вибромолот с электроприводом; 17— канаты для перемещения желонки внутри трубы (кожуха); 18 — окно для разгрузки грунта.

Железобетонные трубы и элементы коллекторов продавливают с помощью металлического ножа, опорное кольцо которого соответствует форме торца продавливаемых труб или указанных элементов. При разработке грунта в забое вручную или с помощью малогабаритных гидроэкскаваторов грунт убирают только в пределах выходного отверстия ножа, оставляя впереди грунтовую пробку. В пластичных грунтах в ножевую секцию встраивают решетку, разрезающую грунт на отдельные блоки, которые затем удаляют.

Для продавливания тоннельных коллекторных секций диаметром 2,5—3,5 м Главмосинжстроем предложен специальный комплекс оборудования, состоящий из металлического оголовка, нажимной колонки-сердечника, переходника, упорной вставки, кондуктора, силового агрегата, гидравлического вагоноопрокидывателя и опорной плиты. Непосредственно в грунт ножевую секцию с железобетонным кольцом вдавливают силовым агрегатом через переходник при общем нажимном усилии до 19,8 МН и давлении в гидросистеме 30 МПа.