Применение микротоннелирования при строительстве кабельных линий

Page 1
background image

Page 2
background image

74

к

а

б

е

л

ь

н

ы

е

 л

и

н

и

и

кабельные линии

Применение 
микротоннелирования
при строительстве кабельных 
линий

Федчун

 

Д

.

А

.,

начальник

 

центральной

 

службы

 

кабельных

 

линий

 

ПАО

 «

Кубаньэнерго

»

В

 

рамках

 

реализации

 

п

. 155

строительства

 

олимпий

-

ских

 

объектов

 

и

 

развития

 

города

 

Сочи

 

как

 

горнокли

-

матического

 

курорта

 

предусма

-

тривалась

 

реконструкция

 

заходов

 

ВЛ

 110 

кВ

 

на

 

ПС

 110 

кВ

 «

Вереща

-

гинская

». 

Однако

 

в

 

ходе

 

проекти

-

рования

 

столкнулись

 

с

 

проблемой

 

следующего

 

характера

ПС

 110 

кВ

 

«

Верещагинская

» 

находится

 

в

 

центральной

 

части

 

города

 

Сочи

 

и

 

окружена

 

частными

 

постройка

-

ми

причем

 

плотность

 

застрой

-

ки

 — 

колоссальная

На

 3,2 

км

 

проектируемой

 

трассы

 

ВЛ

 110 

кВ

 

стоит

 

более

 

сотни

 

домов

В

 

связи

 

с

 

этим

 

реконструкция

 

ВЛ

 110 

кВ

 

в

  «

классическом

» 

исполнении

а

 

также

 

строительство

 

КЛ

 110 

кВ

 

открытым

 

способом

 

с

 

разрытием

 

траншеи

 

не

 

представлялись

 

воз

-

можными

В

 

связи

 

с

 

этим

 

потребовался

 

совершенно

 

иной

 

подход

 

к

 

реали

-

зации

 

данного

 

проекта

Решением

 

стало

 

строительство

 

методом

 

бес

-

траншейной

 

прокладки

 

кабельных

 

линий

 — 

микротоннелирование

Этот

 

уникальный

 

проект

 

впервые

 

был

 

применен

 

на

 

территории

 

Юж

-

ного

 

федерального

 

округа

.

Микротоннель

 

длинной

 800 

м

 

(

рисунок

 1) 

выполнен

 

с

 

приме

-

нением

 

проходческого

 

щита

 AVN 

1500TB Herrenknecht (

аббреви

-

атура

 AVN 

переводится

 

как

  «

ав

-

томатическая

 

машина

 

с

 

полной

 

Микротоннелирование

 

приобретает

 

все

 

большее

 

примене

-

ние

 

как

 

метод

 

строительства

 

коллекторов

 

бестраншейным

 

способом

 

в

 

крупных

 

городах

Микротоннелирование

 

уже

 

в

 

течение

 

нескольких

 

десятилетий

 

является

 

основным

 

методом

 

строительства

 

коллекторов

 

в

 

странах

 

Европы

Америки

Японии

.

Рис

. 1. 

Принципиальная

 

схема

 

микротоннелирования

К

1

К

3

ПС

 «

Верещагинская

»

К

2

Трасса

кабельного

 

тоннеля

М

1:13000


Page 3
background image

75

разработкой

 

забоя

 

и

 

гидротран

-

спортом

»), 

глубина

 

залегания

 

до

-

стигает

 30 

м

.

Микротоннель

 

представляет

 

собой

 

бетонную

 

монолитную

 

тру

-

бу

  (

коллектор

диаметром

 160 

см

в

 

котором

 

укладывают

 

полиэтиле

-

новые

 

трубы

В

 

дальнейшем

 

такой

 

коллектор

 

не

 

нуждается

 

в

 

текущем

 

ремонте

 (

рисунок

 2).

Технология

 

микротоннелиро

-

вания

 

заключается

 

в

 

следующем

С

 

поверхности

 

грунта

 

строятся

 

шахты

 — 

стартовая

 (

К

1), 

промежу

-

точная

 (

К

3), 

приемная

 (

К

2), 

рассто

-

яние

 

между

 

ними

 

может

 

достигать

 

от

 50 

м

 

до

 5000 

м

а

 

глубина

 — 

от

 

до

 30 

м

Шахты

 

могут

 

быть

 

круг

-

лыми

 

или

 

квадратными

 

с

 

размера

-

ми

 

сторон

 

до

 10 

м

.

Проходка

 

тоннеля

 

ведется

 

в

 

два

 

этапа

:

1. 

Микротоннелирование

 

начина

-

ется

 

со

 

стартовой

 

камеры

 

К

до

 

камеры

 

К

3, 

где

 

осуществляется

 

ремонт

 

рабочего

 

органа

 

щита

.

2. 

После

 

завершения

 

ремонта

 

ка

-

мера

 

К

засыпается

и

 

продол

-

жается

 

проходка

 

микротоннеля

 

до

 

приемной

 

камеры

 

К

2, 

где

 

осуществляется

 

вывод

 

щита

 

и

 

его

 

демонтаж

.

Проходка

 

щитом

  (

рисунок

 3) 

осуществляется

 

методом

 

продав

-

ливания

 

железобетонных

 

труб

 

вслед

 

за

 

щитом

оснащенным

 

роторным

 

рабочим

 

органом

 

для

 

смешанных

 

грунтов

 

с

 

шарошками

 

и

 

твердосплавными

 

вставками

 

по

 

скальным

 

грунтам

.

Стартовая

  

шахта

Приемная

  

шахта

Домкратная

станция

Вдавливаемые

трубы

Проходческий

щит

Рис

. 2. 

Схема

 

микротоннелирования

Рис

. 3. 

Проходческий

 

щит

 1 (40) 2017


Page 4
background image

76

КАБЕЛЬНЫЕ

ЛИНИИ

Рядом

 

со

 

стартовой

 

камерой

 

располагается

 

контейнер

 

с

 

пуль

-

том

 

управления

 

и

 

другим

 

обору

-

дованием

установка

 

изготовления

 

и

 

подачи

 

бетонитового

 

раствора

.

В

 

стартовой

 

камере

  (

К

1) 

уста

-

навливается

 

мощная

 

домкратная

 

станция

на

 

которую

 

помещается

 

проходческий

 

щит

С

 

помощью

 

домкратов

 

осу

-

ществляется

 

перемещение

 

щита

 

в

 

грунтовом

 

массиве

 

на

 

величину

 

заходки

равную

 

его

 

длине

после

 

чего

 

на

 

домкратную

 

станцию

 

поме

-

щается

 

труба

 

продавливания

 

той

 

же

 

длины

и

 

процесс

 

повторяется

 

(

рисунок

 4). 

Наращиванием

 

става

 

труб

 

отдельными

 

трубами

 

произ

-

водится

 

монтаж

 

трубопровода

то

 

есть

 

осуществляется

 

проходка

 

до

 

выхода

 

щита

 

в

 

приемную

 

каме

-

ру

 (

К

2). 

Земля

остающаяся

 

после

 

работы

смешивается

 

с

 

водой

по

-

дающейся

 

питающим

 

насосом

 

ре

-

жущего

 

колеса

Полученная

 

смесь

 

направляется

 

в

 

отстойник

где

 

про

-

исходит

 

осадка

 

грунта

после

 

чего

 

вода

 

снова

 

используется

 

в

 

техно

-

логическом

 

процессе

а

 

осажден

-

ный

 

грунт

 

вывозится

.

Для

 

стыковых

 

соединений

 

труб

 

используются

 

муфты

 

из

 

нержаве

-

ющей

 

стали

с

 

кольцевыми

 

рези

-

новыми

 

уплотнителями

которые

 

полностью

 

исключают

 

фильтра

-

цию

 

и

 

инфильтрацию

 

грунтовых

 

вод

что

 

в

 

свою

 

очередь

 

предотвра

-

щает

 

размыв

 

окружающих

 

пород

а

 

значит

исключается

 

вероятность

 

просадок

 

земной

 

поверхности

.

Проходческий

 

щит

 

имеет

 

управ

-

ляемую

 

головку

что

 

позволяет

 

из

-

менять

 

направление

 

движения

 

щита

 

и

 

прокладывать

 

трубопрово

-

ды

 

как

 

по

 

прямым

так

 

и

 

по

 

искрив

-

ленным

 

трассам

.

Точность

 

проходки

 

осуществля

-

ется

 

компьютерным

 

комплексом

 

управления

 

с

 

применением

 

систе

-

мы

 

лазерного

 

ведения

 

щита

 

и

 

по

-

зволяет

 

в

 

каждый

 

момент

 

времени

 

контролировать

 

показатели

пара

-

метры

 

его

 

движения

а

 

также

 

па

-

раметры

 

работы

 

основных

 

узлов

 

и

 

механизмов

Основные

 

усилия

которые

 

пре

-

одолеваются

 

при

 

бестраншейной

 

прокладке

 

труб

связаны

 

с

 

массой

 

самой

 

трубы

 

и

 

трением

которое

 

возникает

 

между

 

трубой

 

и

 

грунтом

Излишние

 

усилия

 

при

 

продавли

-

вании

 

трубы

 

могут

 

привести

 

к

 

ее

 

повреждению

снижению

 

произво

-

дительности

 

и

 

увеличению

 

стои

-

мости

 

работ

.

Для

 

уменьшения

 

силы

 

трения

 

используется

 

бетонит

Бетонит

 

в

 

то

 

же

 

время

 

охлаждает

 

буровую

 

головку

 

и

 

способствует

 

удалению

 

отработанного

 

грунта

 

в

 

виде

 

су

-

спензии

В

 

дальнейшем

 

отрабо

-

танный

 

грунт

 

отделяется

 

от

 

бе

-

тонита

Таким

 

образом

бетонит

 

после

 

переработки

 

можно

 

снова

 

использовать

Кроме

 

того

бето

-

нит

 

часто

 

применяется

 

для

 

ста

-

билизации

  (

укрепления

стенок

 

скважин

 

перед

 

задавливанием

 

трубопровода

.

По

 

окончании

 

проходческих

 

ра

-

бот

 

внутрь

 

микротоннеля

 

затягива

-

Табл

. 1. 

Затратные

 

показатели

 

по

 

способам

 

сооружения

 

подземных

 

коммуникаций

Прокладка

 

кабеля

 

открытым

 

способом

 

в

 

условиях

плотной

 

городской

 

застройки

Прокладка

 

кабеля

закрытым

 

способом

(

в

 

микротоннеле

)

 

затраты

 

на

 

значительные

 

объемы

 

работ

 

по

 

разрушению

 

и

 

восстановлению

 

дорож

-

ного

 

покрытия

;

 

затраты

 

на

 

рытье

 

траншеи

 

и

 

обратную

 

засыпку

;

 

убытки

 

от

 

изъятия

 

земельных

 

участков

 

и

 

аренды

 

необходимых

 

участков

 

земли

 

при

 

закрытии

 

на

 

период

 

строительства

 

улиц

расположенных

 

вблизи

 

трассы

 

КЛ

;

 

затраты

 

на

 

перекладку

укрепление

 

ранее

 

уложенных

 

коммуникаций

потери

 

из

-

за

 

их

 

отключения

затраты

 

на

 

ликвидацию

 

внезапных

 

аварий

 

на

 

них

;

 

затраты

 

на

 

восстановление

 

поврежденного

 

благоустройства

 

и

 

зеленых

 

насаждений

;

 

потери

 

от

 

существенной

 

зависимости

 

скорости

 

строительства

 

от

 

климатических

 

усло

-

вий

а

 

также

 

от

 

усложнения

 

гидрогеологических

 

условий

 

по

 

трассе

 

строительства

;

 

дополнительные

 

дорожно

-

транспортные

 

расходы

связанные

 

с

 

увеличением

 

маши

-

но

-

часов

 

из

-

за

 

объезда

 

строительных

 

площадок

;

 

ущерб

 

городскому

 

хозяйству

 

от

 

загрязнения

 

улиц

;

 

затраты

 

на

 

послеосадочные

 

ремонты

 

дорожных

 

покрытий

 

в

 

ближайшие

 1–2 

года

;

 

психологические

 

и

 

материальные

 

потери

 

для

 

людей

проживающих

 

вдоль

 

трассы

 

строительства

 (

шум

пыль

 

и

 

другие

 

дискомфортные

 

условия

).

 

минимальные

 

затраты

 

на

 

земляные

 

работы

 

(

только

 

монтажные

 

и

 

демонтажные

 

каме

-

ры

), 

составляющие

 

3–5% 

от

 

затрат

 

при

 

открытом

 

способе

;

 

затраты

 

на

 

крепление

 

котлованов

;

 

затраты

 

на

 

футляр

 

для

 

рабочей

 

трубы

;

 

незначительные

 

затраты

связанные

 

с

 

большей

 

стоимостью

 

рабочей

 

трубы

чем

 

при

 

открытом

 

способе

.

Рис

. 4. 

Процесс

 

работы

 

домкратной

 

станции


Page 5
background image

77

3

10

8

7

9

3

4

2

5

6

1

Рис

. 5. 

Микротоннелепроходческий

 

комплекс

ются

 

металлические

 

опоры

 

и

 

по

-

лиэтиленовые

 

трубы

 — 

футляры

предварительно

 

собранные

 

в

 

мон

-

тажный

 

блок

 

в

 

котловане

 

камер

Работы

 

по

 

установке

 

опор

 

и

 

труб

 

проводятся

 

без

 

доступа

 

людей

 

в

 

тоннель

 

в

 

период

 

монтажа

.

Затягивание

 

блоков

 

предус

-

матривается

 

электролебедкой

 

по

 

направляющим

закрепленным

 

на

 

анкер

-

шпильках

 

в

 

лотке

 

железобе

-

тонных

 

труб

 

до

 

начала

 

горнопро

-

ходческих

 

работ

.

Монтажный

 

блок

 

состоит

 

из

 

че

-

тырех

 

опор

 

и

 

двух

 

промежуточных

 

опор

зафиксированных

 

между

 

со

-

бой

 

в

 

проектное

 

расстояние

 

при

 

помощи

 

соединительных

 

элемен

-

тов

По

 

низу

 

блока

 

по

 

всей

 

длине

 

устанавливаются

 

ответные

 

на

-

правляющие

 

из

 

уголков

На

 

полки

 

укладываются

 

полиэтиленовые

 

трубы

 — 

футляры

 

и

 

труба

 

бето

-

новода

Сварка

 

полиэтиленовых

 

труб

 

в

 

плети

 

производится

 

в

 

кот

-

ловане

 

на

 

опорах

 

с

 

постепенным

 

протягиванием

 

блоков

 

в

 

тоннель

.

Направляющие

 

до

 

начала

 

ра

-

бот

 

обрабатываются

 

смазкой

 

для

 

облегчения

 

скольжения

 

блока

.

Все

 

работы

 

выполняются

 

в

 

ка

-

мерах

ведение

 

работ

 

в

 

микротон

-

неле

 

не

 

предусматривается

.

Заполнение

 

межтрубного

 

про

-

странства

 

микротоннеля

 

произво

-

дится

 

путем

 

двусторонней

 

подачи

 

бетонного

 

мелкозернистого

 

рас

-

твора

 

из

 

камер

 K1 

и

 

К

после

 

затя

-

гивания

 

металлических

 

каркасов

 

с

 

закрепленными

 

на

 

них

 

футляра

-

ми

 

из

 

полиэтиленовых

 

труб

.

В

 

итоге

 

обе

 

камеры

 

представ

-

ляют

 

собой

 

железобетонную

 

кон

-

струкцию

состоящую

 

из

 

моно

-

литной

 

армированной

 

бетонной

 

обделки

.

В

 

рамках

 

инженерно

-

техниче

-

ского

 

обеспечения

 

предусматри

-

вается

 

система

 

жизнеобеспечения

 

микротоннеля

включающая

 

в

 

себя

 

освещение

 

и

 

вентиляцию

 

посто

-

янных

 

камер

 (

К

1, 

К

2), 

водоотведе

-

ние

пожарную

 

и

 

охранную

 

сигна

-

лизацию

энергоснабжение

связь

 

с

 

диспетчерским

 

пунктом

.

В

 

состав

 

микротоннелепроход

-

ческого

 

комплекса

 

входят

  (

рису

-

нок

 5):

1 — 

силовая

 

домкратная

 

станция

;

2 — 

управляемая

 

проходческая

 

машина

;

3 — 

секции

 

продавливаемой

 

тру

-

бы

 (

рабочая

 

труба

);

ЛИТЕРАТУРА

1. 

Лернер

 

В

.

Г

., 

Петренко

 

Е

.

В

Систе

-

матизация

 

и

 

совершенствование

 

технологии

 

строительства

 

подзем

-

ных

 

объектов

М

.: 

ТИМР

, 1999.

2. 

Руководство

 

по

 

применению

 

микротоннелепроходческих

 

ком

-

плексов

 

и

 

технологий

 

микротон

-

нелирования

 

при

 

строительстве

 

подземных

 

сооружений

 

и

 

проклад

-

ке

 

коммуникаций

 

закрытым

 

спосо

-

бом

М

., 2004.

4 — 

трубопровод

 

для

 

подачи

 

бето

-

нита

;

5 — 

трубопровод

 

для

 

выдачи

 

пульпы

 

из

 

забоя

;

6 — 

насос

 

для

 

транспорта

 

пульпы

;

7 — 

насос

 

для

 

подачи

 

бетонита

;

8 — 

сепарационная

 

установка

;

9 — 

пульт

 

управления

;

10 — 

установка

 

для

 

приготовле

-

ния

 

бетонита

.

В

 

таблице

 1 

приведены

 

за

-

тратные

 

показатели

 

по

 

способам

 

сооружения

 

подземных

 

коммуни

-

каций

 [2].

Широкое

 

применение

 

данного

 

метода

 [1] 

позволяет

 

повышать

 

надежность

 

прокладываемых

 

трубопроводов

экономить

 

сред

-

ства

сокращать

 

сроки

 

строитель

-

ства

 

и

что

 

немаловажно

не

 

на

-

носит

 

вреда

 

окружающей

 

среде

Данный

 

метод

 

позволяет

 

исклю

-

чить

 

дополнительные

 

затраты

 

на

 

рытье

 

траншей

 

для

 

прокладыва

-

ния

 

систем

 

и

 

разрушение

 

верхне

-

го

 

слоя

 

поверхности

  (

асфальта

почвы

).

Накопленный

 

опыт

 

строитель

-

ства

 

подземных

 

сооружений

 

за

 

рубежом

 

демонстрирует

 

высокую

 

эффективность

 

применения

 

бес

-

траншейных

 

технологий

 

с

 

исполь

-

зованием

 

современных

 

управля

-

емых

 

микротоннелепроходческих

 

комплексов

Эти

 

технологии

 

по

-

зволяют

 

вести

 

работы

 

практически

 

в

 

автоматическом

 

и

 

полуавтома

-

тическом

 

режиме

 

без

 

присутствия

 

людей

 

в

 

забое

При

 

этом

 

суще

-

ственно

 

сокращаются

 

объемы

 

зем

-

ляных

 

работ

а

 

в

 

условиях

 

плотной

 

городской

 

застройки

 

сводится

 

до

 

минимума

 

влияние

 

строительства

 

на

 

городскую

 

среду

 

обитания

 

и

 

по

-

является

 

возможность

 

вести

 

ра

-

боты

не

 

дезорганизуя

 

движение

 

городского

 

транспорта

Следует

 

отметить

что

 

объемы

 

строитель

-

ства

 

по

 

этим

 

технологиям

 

в

 

России

 

пока

 

остаются

 

незначительными

 

из

-

за

 

отсутствия

 

достаточного

 

ко

-

личества

 

такого

 

проходческого

 

оборудования

 

ввиду

 

его

 

высокой

 

стоимости

а

 

посему

 

не

 

снимают

 

в

 

достаточном

 

объеме

 

тех

 

про

-

блем

которые

 

уже

 

сегодня

 

стоят

 

перед

 

городом

Поэтому

 

в

 

бли

-

жайшее

 

время

 

целесообразно

 

было

 

бы

 

наладить

 

производство

 

отечест

 

венного

 

аналогичного

 

обо

-

рудования

что

 

в

 

конечном

 

итоге

 

позволит

 

более

 

эффективно

 

ре

-

шать

 

проблемы

 

коммунального

 

хо

-

зяйства

 

страны

.  

 1 (40) 2017


Читать онлайн

Микротоннелирование приобретает все большее применение как метод строительства коллекторов бестраншейным способом в крупных городах. Микротоннелирование уже в течение нескольких десятилетий является основным методом строительства коллекторов в странах Европы, Америки, Японии.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»