Микротоннелепроходческий комплекс

Комплекс для микротоннелирования — это специализированная техника, предназначенная для механизированной прокладки подземных трубопроводов без вскрытия поверхности земли. Основное применение — прокладка инженерных сетей под дорогами, железнодорожными путями, реками и в условиях плотной городской застройки. В международной терминологии чаще всего используется название Microtunneling Boring Machine (MTBM) или просто микротоннелепроходческий комплекс.

Описание

Комплекс для микротоннелирования — это система оборудования, которая с высокой точностью прокладывает трубы в грунте по заданной траектории методом микротоннелирования. В отличие от традиционного щитового проходческого комплекса, установка управляется дистанционно с поверхности, а перемещение трубы осуществляется методом «гидравлического продавливания».

Виды

Существует несколько видов микротоннелепроходческих комплексов:

• С гидравлическим продавливанием труб (трубы подаются из стартового котлована под давлением),

• С активным забойным рабочим органом (роторного или фрезерного типа),

• Комбинированные установки, совмещающие микротоннелирование и бурошнековые технологии.

История создания

Первые прототипы микротоннелепроходческих установок были разработаны в Японии и Германии в 1970-х годах как альтернатива ручной проходке и открытым методам укладки труб. В 1980-х технология получила широкое распространение в Европе и Северной Америке. На территории России первые комплексы появились в 1990-х, преимущественно импортного производства, но позже началось локальное производство и адаптация техники к отечественным условиям.

Типы

Микротоннелепроходческие комплексы делятся на следующие типы:

• По диаметру прокладываемых труб:

  • Малого диаметра (300–800 мм),

  • Среднего диаметра (800–1600 мм),

  • Крупного диаметра (от 1600 мм и выше).

• По типу почвенной обработки:

  • Для мягких и сыпучих грунтов (шнековые),

  • Для плотных и каменистых грунтов (фрезерные),

  • Универсальные с автоматической настройкой.

• По типу системы контроля:

  • С оптической системой навигации (лазер),

  • С инерциальной системой навигации.

Общее устройство

Комплекс для микротоннелирования состоит из следующих основных элементов:

• Проходческий щит с режущим инструментом,

• Камера забоя (для сбора породы),

• Система гидравлического продавливания труб,

• Навигационно-измерительный комплекс,

• Насосное и силовое оборудование,

• Станция управления с поверхности (контейнер или пункт оператора),

• Линия откачки шлама и подачи суспензии (в случае мокрой проходки),

• Стартовый и приемный котлованы.

Классификация

Комплексы классифицируются по следующим признакам:

• По способу проходки:

  • сухая проходка,

  • мокрая проходка (с использованием суспензии бентонита),

  • комбинированная.

• По форме тоннеля:

  • круглый профиль,

  • овальный или нестандартный (реже).

• По методу удаления породы:

  • с выносом шнеками,

  • с гидроэвакуацией.

• По способу управления:

  • с дистанционным операторским управлением,

  • с частичной автоматизацией.

Основные характеристики

• Диаметр прокладываемых труб: от 300 до 4000 мм

• Длина одного прохода: до 150–300 м (в зависимости от модели)

• Точность прокладки: до ±10 мм

• Скорость проходки: 1–4 м/час

• Давление продавливания: до 300–500 тонн

• Тип грунта: глина, песок, супесь, суглинок, скальные породы

• Масса комплекса: от 10 до 100 тонн (в зависимости от размеров)

• Потребляемая мощность: от 50 до 500 кВт

Основные производители

Мировые производители:

• Herrenknecht AG (Германия) — мировой лидер в области микротоннелирования;

• AVN Maschinenbau GmbH (Германия);

• Iseki Microtunnelling Inc. (Япония);

• Robbins Company (США);

• MTS Microtunneling Systems (Германия).

Российские производители:

• ЗАО «Роботехника» (Москва);

• НПК «Горизонтальные технологии» (Санкт-Петербург);

• Группа компаний «Геострой» (Москва).

Китайские производители:

• CRCHI (China Railway Construction Heavy Industry);

• Mingjie Machinery Co., Ltd.;

• XCMG Foundation Construction Machinery.

Интересные факты

• Один из крупнейших комплексов для микротоннелирования был использован в Германии для прокладки труб диаметром 4 метра под рекой Рейн.

• Наименьший микротоннелепроходческий щит имеет диаметр всего 250 мм и применяется для прокладки кабельных каналов.

• Некоторые современные комплексы позволяют дистанционно корректировать траекторию движения с точностью до нескольких миллиметров даже на глубине более 30 метров.

• В Москве комплекс микротоннелирования применялся при реконструкции коллекторов вблизи Красной площади, где недопустимо вскрытие поверхности.

Область применения

Комплексы микротоннелирования применяются в следующих областях:

• Прокладка ливневых и хозяйственно-бытовых канализаций;

• Монтаж водопроводных магистралей и теплотрасс;

• Укладка защитных каналов под кабельные линии;

• Прокладка труб под реками, железными и автомобильными дорогами;

• Применение в условиях плотной городской застройки;

• Реконструкция существующих инженерных сетей без вскрытия поверхности.