Опалубки для бестраншейного строительства и реконструкции подземных трубопроводов: технические решения и практическое применение

Реконструкция подземных инженерных сетей в условиях плотной городской застройки сопряжена с рядом технологических и организационных трудностей. Ключевыми ограничениями выступают необходимость минимизации объёмов земляных работ, обеспечение безопасности персонала при работах на значительной глубине, а также соблюдение требований по сохранности существующих коммуникаций. Традиционные методы замены подземных трубопроводов и колодцев, предполагающие устройство котлованов с откосами либо креплением стенок, зачастую оказываются неприемлемыми из‑за больших габаритов рабочей зоны и высоких рисков обрушения грунта.

Для решения указанных задач ООО «МЕМПЭКС» разработало серию опалубочных систем, позволяющих выполнять бестраншейную замену трубопроводов, строительство бестраншейных переходов и устройство колодцев без масштабных раскопок. В настоящей статье представлены технические и эксплуатационные характеристики данных решений, а также анализ их эффективности в сравнении с традиционными методами.

ПРОБЛЕМА РЕКОНСТРУКЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ И КОЛОДЦЕВ НА ГЛУБИНЕ 5 М 

При реконструкции подземных коммуникаций на глубине порядка 5 м возникает необходимость одновременного решения двух взаимосвязанных задач:

• замена изношенного трубопровода на новый;
• замена старых кирпичных колодцев (диаметром 1000 мм) на новые железобетонные колодцы диаметром до 2000 мм

 Стандартная практика предусматривает следующие этапы:

1.  Устройство рабочего и приёмного котлованов. Котлованы могут выполняться с откосами или с креплением стенок. В рабочий котлован опускается оборудование для замены труб. Штанги проталкиваются по старой трубе на всём протяжении прямолинейного участка и выходят в приёмный котлован, где к штанге присоединяется режущий нож и новая труба. Таким образом реализуется бестраншейная замена трубопровода с минимальным вскрытием поверхности.
2. Замена колодцев. На втором этапе производится замена старых колодцев по трассе нового трубопровода. Традиционно это требует локальных раскопок на месте каждого колодца с устройством откосов. Однако на глубине 5 м площадь пятна раскопок становится недопустимо большой в стеснённых условиях городской застройки. При необходимости замены нескольких колодцев закрытый способ фактически трансформируется в открытый, что нивелирует преимущества бестраншейных технологий.

Альтернативой является ручной метод замены колодцев путём опускания железобетонных колец с подработкой грунта и разборкой кирпичного колодца изнутри. Данный способ характеризуется высокой трудоёмкостью, низкой производительностью, повышенным риском для рабочих и низким качеством.

ОПАЛУБКА ОР-1,5: КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ 

Опалубка ОР‑1,5 разработана как комплексное решение для совмещения бестраншейной замены трубопроводов с устройством новых колодцев из сборного железобетона.

 Конструктивные особенности

 Опалубка состоит из наборных поясов, соединённых замковыми элементами. По мере заглубления пояса последовательно устанавливаются друг на друга и фиксируются замками. Выемка грунта осуществляется экскаватором изнутри опалубки, при этом пояса под собственным весом опускаются до проектной отметки без необходимости устройства откосов. 

Ключевой элемент конструкции — нижний пояс, рассчитанный на размещение оборудования с тяговым усилием до 55 тонн. Это позволяет использовать в опалубке установки прокола грунта УМ‑20, УМ‑35 и УМ‑55. Для совместимости с более мощной установкой МНБЛ‑70 (тяговое усилие 77 тонн) разработан усиленный нижний пояс, способный выдерживать повышенные нагрузки.

Технологический процесс

 Применение опалубки ОР‑1,5 обеспечивает следующий порядок выполнения работ:

1. Вертикальное опускание опалубки на проектную отметку без устройства откосов.
2. Выполнение бестраншейных работ (проколы, замена трубопроводов, бурение) внутри опалубки с использованием соответствующего оборудования.
3. Устройство нового сборного железобетонного колодца диаметром до 1500 мм в рабочем котловане.
4. Подъём поясов опалубки на поверхность без риска обрушения грунта.

Такой подход позволяет совместить бестраншейные технологии с устройством колодцев, существенно сократив объёмы земляных работ и повысив безопасность производства.

СМЕЖНЫЕ ОПАЛУБОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ 

Помимо опалубки ОР‑1,5, ООО «МЕМПЭКС» разработало ряд специализированных опалубочных систем для различных задач бестраншейного строительства.

Опалубка ОР‑2 

Опалубка ОР-2 предназначена для устройства колодцев из сборного железобетона увеличенного диаметра — до 2000 мм. Конструктивно аналогична ОР‑1,5, но адаптирована под большие габариты и соответствующие нагрузки. 

Опалубка ОР-М06 для бурошнековой машины МНБШ‑600 

Опалубка ОР-М06 разработана специально для работы с бурошнековым оборудованием МНБШ‑600, рассчитанным на тяговое усилие 100 тонн. Отличительной особенностью данной опалубки является возможность отказа от строительства упорной железобетонной плиты. Это достигается за счёт перераспределения реактивных усилий непосредственно на конструкцию опалубки. Обычная практика при горизонтальном шнековом бурении это- либо котлован с откосами, либо шпунтовое ограждение котлована, заливка бетонной упорной стенки и монтаж металлического листа для распределения нагрузки.

Преимущества решения использования опалубки  ОР-М06:

• сокращение времени строительства за счёт исключения этапа устройства упорной плиты;
• уменьшение габаритов рабочего котлована;
• повышение безопасности работ на глубине.

Опалубка позволяет использовать шнеки длиной 1 м, обеспечивая гибкость в выборе технологии бурения в зависимости от грунтовых условий.

ПРЕИМУЩЕСТВА И ОГРАНИЧЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ОПАЛУБОЧНЫХ СИСТЕМ

Использование опалубок ООО «МЕМПЭКС» обеспечивает следующие преимущества: 

• Безопасность работ на глубине до 5 м. Конструкция опалубки исключает необходимость устройства откосов и снижает риск обрушения грунта, защищая персонал.
• Сокращение объёмов земляных работ. Минимальные габариты рабочего котлована позволяют вести работы в стеснённых городских условиях без масштабного вскрытия поверхности.
• Уменьшение сроков строительства. Отказ от ряда трудоёмких операций (устройство откосов, крепление стенок, строительство упорных плит) ускоряет технологический цикл.
• Совместимость с различным оборудованием. Опалубки адаптированы под широкий спектр установок прокола грунта, бурошнековых и буровых машин, включая МНБЛ‑70 и МНБШ‑600.

 Несмотря на значительные преимущества, применение опалубочных систем имеет ряд ограничений: 

• большое количество пересекаемых подземных коммуникаций;
• глубины, превышающие расчётные значения (более 5 м);
• нестандартные формы и геометрия котлованов;
• сложные инженерно‑геологические условия, требующие индивидуального подхода к креплению стенок.

В таких случаях целесообразно применение традиционных методов строительства и ограждения котлованов либо комбинированных решений.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ И ГЕОГРАФИЯ ВНЕДРЕНИЯ 

Опалубочные системы ООО «МЕМПЭКС» прошли апробацию  на объектах в Беларуси, России, Польше, Латвии, Чехии. Опыт эксплуатации подтверждает эффективность решений при выполнении бестраншейной замене, строительстве трубопроводов и устройстве колодцев в условиях плотной городской застройки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

Опалубочные системы, разработанные ООО «МЕМПЭКС», представляют собой эффективное техническое решение для бестраншейного строительства и реконструкции подземных трубопроводов в стеснённых городских условиях. Опалубка ОР‑1,5, а также смежные решения (ОР‑2, опалубка для МНБШ‑600) позволяют совмещать бестраншейные технологии с устройством колодцев из сборного железобетона, существенно сокращая объёмы земляных работ, повышая безопасность и ускоряя строительство. При этом выбор опалубочного решения должен основываться на комплексной оценке условий площадки, включая глубину работ, наличие коммуникаций и геометрию котлована. Дальнейшее развитие данных технологий может быть направлено на расширение диапазона глубин, увеличение допустимых нагрузок и адаптацию под специфические грунтовые условия.