ГНБ-проход: технология бестраншейной прокладки труб и коммуникаций
Горизонтально-направленное бурение (ГНБ) — это передовая бестраншейная технология формирования подземных скважин, позволяющая прокладывать инженерные коммуникации без нарушения поверхностного ландшафта, дорожного покрытия и существующих элементов инфраструктуры.
Физико-механический базис и этапы ГНБ-прохода
Технологический процесс закрытого перехода методом ГНБ разделен на три последовательных этапа. Каждый этап строго контролируется профильным программным обеспечением и навигационными системами.
Этап 1
Формирование точной траектории будущего перехода.
Этап 2
Увеличение диаметра скважины до проектных параметров.
Этап 3
Монтаж готовой коммуникации в подготовленный подземный канал.
1. Бурение пилотной скважины
Стартовый этап определяет геометрию будущей трассы. Буровая голова, оснащенная асимметричным скосом и излучателем-зондом навигационной системы, внедряется в грунт под заданным углом.
Продвижение осуществляется за счет вращения и продавливания буровых штанг.
Контроль траектории:
Позиционирование в пространстве контролируется локационной системой. Оператор фиксирует шаг, уклон, глубину и азимут бурового инструмента.
2. Последовательное расширение скважины (римминг)
После выхода пилотной головы в заданной точке выхода устанавливается расширитель обратного действия — риммер.
Риммер вращается и протягивается обратно к буровой установке, увеличивая диаметр подготовленного канала.
3. Протягивание трубопровода
К подготовленной плети коммуникации крепится оголовок, который через вертлюг соединяется с риммером и буровыми штангами.
Буровая установка тянет штанги назад, затягивая трубопровод в заполненную раствором скважину.
Сравнительный анализ бестраншейных методов прокладки
| Критерий сравнения | ГНБ | Продавливание футляров | Микротоннелирование |
|---|---|---|---|
| Максимальная длина перехода | До 2000+ метров | До 80–100 метров | До 500–1000 метров |
| Диаметр труб | 32–1400 мм | 500–2000 мм | 500–4000 мм |
| Траектория | Криволинейная | Прямолинейная | Прямолинейная |
Роль бурового раствора (бентонита)
Буровой раствор является критически важным компонентом ГНБ-прохода.
- Гидротранспорт шлама: вынос разрушенной породы из скважины.
- Стабилизация стенок: предотвращение обрушения скважины.
- Охлаждение и смазка: снижение трения между элементами системы.
Роль бурового раствора (бентонита)
Буровой раствор является критически важным компонентом ГНБ-прохода. Он выполняет комплекс гидродинамических и физико-химических функций.
- Гидротранспорт шлама: вынос разрушенной породы из скважины.
- Стабилизация стенок: создание кольматационного слоя, предотвращающего обрушение скважины.
- Охлаждение и смазка: снижение трения между штангами, трубой и грунтом, охлаждение навигационного зонда.
В основе раствора лежит бентонитовая глина, модифицированная полимерами (ксантановая камедь, ПАА) для регулирования реологических характеристик: вязкости, статического напряжения сдвига и показателя фильтрации.
Преимущества технологии ГНБ
- Сохранение инфраструктуры: проход под реками, автомагистралями, ж/д путями и зданиями без остановки их эксплуатации.
- Экономическая выгода: сокращение затрат на тяжелую технику, отсутствие расходов на рекультивацию земель и восстановление асфальта.
- Автономность и скорость: высокие темпы проходки (до 100 – 150 метров в смену) при минимальном привлечении рабочей силы.