Прокол под дорогой: подготовка к ГНБ

О чем эта статья: это пошаговый план подготовки к ГНБ-проколу.

Для кого: для специалистов, которые выполняют или организуют работы по горизонтально-направленному бурению (ГНБ) — прорабы, инженеры, владельцы небольших буровых установок. Кому важны не общие слова, а конкретные, технические шаги, чтобы избежать аварий (провалов грунта, повреждений коммуникаций).

Кто хоть раз доставал расширитель из-под асфальта вместе с щебенкой, грунтом,

комьями глины (особенно зимой), знает, что прокол под дорогой не прощает спешки. Убытки за провал полотна (компенсация заказчику и дорожным службам), залипание штанги в плывуне или гидроразрыв под отсыпкой — стандартный набор «сюрпризов» для тех, кто экономит на подготовке.

Рассказываем, как подготовиться к ГНБ под дорогой, чтобы исключить ошибки.

Шаг 1. Геолокация и разведка

Никогда не верьте фразе «там точно пусто». Под дорогой всегда что-то есть: ливневка, старый силовой кабель в гофре, неучтенный колодец или просто плита перекрытия, которая повернута набок. Алгоритм простой:

• Запросите схему коммуникаций в местной администрации или у заказчика. Да, это время. Но один выезд с экскаватором на поиск порванной оптики стоит дороже.
• Запросите геологический отчет места производства планируемых работ ГНБ. Если его нет, то за 2 метра от оси прокола сделайте шурф ручным буром или мини-экскаватором на планируемую глубину бурения методом ГНБ, либо зондирование стержнем. Вы увидите реальные слои: есть ли там техногенный мусор (кирпич, бетон) и на какой глубине начинается вода.
• Подготовьте акт уточнения расположения пересекаемых инженерных сетей с привязками и глубинами. Акт подпишите Заказчиком. Таким образом вы снимите с себя ответственность при порыве неуказанных на схеме инженерных сетей.
• Особое внимание обратить на армирование дорожных плит. Арматура может затруднить обратное протягивание расширителя при попадании в торец плиты. Лучше обходить её минимум за метр.

Шаг 2. Расчет профиля: как не провалить асфальт.

Главная ошибка — пустить пилот на глубине 1 м под асфальтом (Применительно для диаметров Д110 мм.). Правило: для многих автомобильных дорог нижняя точка профиля должна быть на уровне 1 - 1,2 м от низа дорожной одежды и 1,5 - 2 м у дорог для грузовых автомобилей. Почему? При проходе расширителя возникает конус выпора грунта вверх. Если до подошвы дороги меньше метра — асфальт даст вздутие или треснет.

Учитывайте радиус изгиба штанги. Рекомендуемый радиус изгиба стальной штанги ГНБ – от 30 до 120 м в зависимости от типа штанги. Резкий набор глубины сразу за входом (под острым углом) гарантирует залом или усталостный излом. Входную точку ставьте за 6–8 м до кромки асфальта, если позволяет место; в стесненных условиях можно уменьшить до 3–4 м, не менее 2–3 м от кромки, при наличии места – до 5 м. Выходную — на таком же удалении. Не экономьте эти метры, иначе при протяжке труба будет тереться о край дороги, а раствор — уходить в щель.

Шаг 3. Главный враг на дороге — пульсация давления

Когда расширитель идет под дорогой, он работает не как нож, а как поршень. Гидравлические удары от пульсации насоса (даже у хороших установок они есть) передаются в грунт. В плотной глине это не страшно, а вот в песке или супеси пульсация вызывает зоны текучести — грунт начинает вести себя как жидкость.

Как понять, что вы в опасной зоне? По шламу на выходе:

• Пластичная стружка (ленточки, комки) — грунт стабилен.
• Текучая масса без формы — скорее всего, вы в плывуне или водонасыщенном песке. Снижение подачи не поможет, нужен раствор повышенной вязкости.
• Песок как сметана — это плывун. Стоп. Без правильного раствора расширитель заклинит.

Отдельный кошмар — тиксотропные грунты (например, некоторые суглинки и супеси). Они при бурении становятся жидкими, а при остановке твердеют за 5 минут. Если заглох двигатель под дорогой — штангу не провернуть. Нужно восстанавливать циркуляцию насосом (если двигатель позволяет) или промывать с поверхности через пилотную скважину под давлением от внешнего насоса.

Шаг 4. Технология бентонитового раствора

Большинство аварий под дорогами случаются из-за ошибки в технологии приготовления бурового раствора. Некачественный буровой раствор может привести к чрезмерной фильтрации и гидроразрыву. Это два главных риска, которые могут полностью сорвать проект ГНБ: чрезмерная фильтрация разрушает скважину изнутри, а гидроразрыв — снаружи. Оба процесса ведут к аварии. При бесконтрольном бурении эти процессы запускают цепную реакцию разрушения скважины, провала грунта и выхода бурового раствора на поверхность. 

Для исключения ошибок рекомендуем готовить бентонитовый раствор с контролем трёх параметров.

Рецепт под разные грунты (на 1 м³ воды)

Важно: Многие старые справочники рекомендуют завышенные дозировки бентонита (120–250 кг/м³), которые приводят к загустеванию раствора и гидроразрыву. Ниже — официальные нормы от производителя Bentolux, проверенные на реальных объектах ГНБ.

Добавка биоцида (0,0,—1 кг/м³) рекомендуется только при длительной рециркуляции раствора более 3–5 дней, особенно в тёплое время. Продукты серии Horizont устойчивы к загниванию, но в сложных условиях биоцид можно использовать по необходимости.

Подобрать готовый бентонит под ваш грунт можно на странице бентонитовых материалов для ГНБ, а также провести расчет расхода бентонита и полимеров на калькуляторе ГНБ.

Шаг 5. Подготовка рабочей площадки и приямков

Приямки под вход и выход копайте с запасом: длина — на 1,5 м больше длины расширителя, ширина — чтобы два человека могли работать с ключами. Глубина приямка на входе должна быть такой, чтобы первая штанга уходила под углом 16–28° в зависимости от установки и штанги.

Система замкнутого цикла — ваше спасение. Поставьте поддон под буровой и желоб для возврата раствора. Никогда не позволяйте раствору течь под дорогу — он найдет трещину в старом асфальте, вымоет грунт, и через месяц появится яма, что приведет к убыткам за провал полотна.

Аварийный план на случай заклинивания точно под трассой: держите наготове второй насос с чистым бентонитом низкой вязкости (30 сек/литр), чтобы промыть забой. И всегда имейте стартовые штанги, муфты и запасные штанги — при обратном ходе они часто ломаются.

Шаг 6. Калибровка пилотной скважины перед протяжкой

Никогда не делайте прокол под дорогой за один проход (пилот + расширитель насквозь) — за исключением малых диаметров (до 63 мм) на коротких участках (до 15 м) в стабильных грунтах, где риски минимальны. В большинстве случаев только поэтапно:

1. Пилот (диаметр штанги 50–80 мм).
2. Калибровка расширителем на 150–200% от диаметра трубы, но за два прохода (первый — 120% диаметра трубы, второй — 150%).
3. Финальная протяжка с обратным расширителем и прутком-стабилизатором.

Количество проходов: в песке скважину трудно удержать, поэтому тянут иногда сразу за расширитель, в глине можно одну калибровку.

Сигнал "стоп" — усилие на штанге выросло на 40% на одном метре при неизменном давлении насоса. Это означает либо каверну, либо посторонний предмет. Останавливайтесь, промывайте, делайте обратный ход. Лучше потерять час, чем потом полдня выбивать расширитель гидромолотом с риском пробить дорогу.

Подведем итог