Горизонтально направленное бурение : выбирая высокую производительность
Технология горизонтально направленного бурения (ГНБ) продолжает внедряться в работы по подземной прокладке коммуникаций и становится все более востребованной.
Горизонтально направленное бурение – один из современных методов бестраншейной подземной прокладки коммуникаций. Данная технология достаточно давно и активно применяется в зарубежных странах, в некоторых даже считается основной. В России ГНБ используется немного реже, тем не менее, отмечают эксперты, такой способ прокладки подземных сетей становится все более востребованным как у заказчиков работ, так и подрядных организаций.
По словам генерального директора СРО А «Подземдорстрой», исполнительного директора Тоннельной ассоциации Северо-Запада Сергея Алпатова, в течение последних 15 лет в стране объемы применения бестраншейных технологий в целом и техники и технологий ГНБ в частности растут. В последние годы отраслевой расклад в процентном отношении по объемам применения технологии ГНБ выглядит следующим образом: строительство и ЖКХ – 34% , электроэнергетика – 30%, транспорт нефти и газа - 18%, инженерные коммуникации - 23%, нестандартные применения - 5%.
«Техника и технология ГНБ эффективна и оправдана всегда, когда производство работ по строительству и реконструкции трубопроводов различного назначения по традиционным технологиям с внешними экскавациями грунта затруднено или попросту невозможно. Это федеральные автомобильные трассы, железные дороги, взлетно-посадочные и рулежные полосы аэродромов, улицы современных городов – не только мегаполисов с многомиллионным населением, но и небольших населенных пунктов. Применение технологии ГНБ эффективно при строительстве трубопроводов с пересечением водных преград – при выполнении работ открытым способом рыба в таких реках и водоемах не водится еще как минимум лет десять из-за нарушения экологического баланса. К примеру, в Санкт-Петербурге более 60% сетей водоснабжения и водоотведения было отремонтировано с применением техники и технологии ГНБ и подобная ситуация наблюдается во всех крупных российских городах. Что касается эффективности эксплуатации техники и технологии ГНБ, не существует ситуаций, когда их применение при наличии определенных ограничений на открытый метод работы, ведет к удорожанию проекта. Если учитывать стоимость строительства альтернативных объектов, затраты на восстановление зеленых насаждений и асфальтового покрытия, неудобства, связанные с нарушением транспортного режима, технология ГНБ всегда окажется намного эффективнее и экономичнее, чем открытый способ строительства», - не сомневается Сергей Алпатов.
Руководитель ООО «Велес Инженерные Сети» Герман Усанов также отмечает высокую технологичность ГНБ, но делает выводы, что пока она достаточно активно задействуется только в крупных городах, где высока конкуренция на рынке строительства подземных коммуникаций. К сожалению, многие организации на периферии считают технологию ГНБ слишком дорогой в сравнении с открытым способом прокладки трубопровода (ручной/механизированный способ разработки грунта).
Герман Усанов напомнил, что ГНБ – это один из нескольких методов бестраншейной прокладки труб. У каждой технологии свое поле применения и свои потребители, все зависит от задач. Непосредственно метод ГНБ выполняется в три этапа, из которых первый – это пилотное бурение, которое является управляемым как по профилю, так и в плановой части. Второй этап – это расширение скважины. Процесс абсолютно неуправляемый, т.е. расширитель (специальный инструмент для формирования скважины) ведет себя хаотично вплоть до того, что может отклониться от заданного пилотного бурения в ту или иную сторону, где меньше сопротивление грунта. «Именно поэтому данный метод не используется для прокладки самотечных канализаций, ведь при третьем этапе – протяжка трубопровода, труба ляжет так, как сформирована скважина, имея естественные некритичные эксплуатационные изгибы. Во всех остальных случаях ГНБ универсальный и эффективный метод, менее затратный в плане подготовительных работ и высокий по производительности», - добавил он.
Стоит отметить, что эффективность технологии ГНБ во многом зависит и от применяемого бурового оборудования. В настоящее время оно иностранного производства. Руководитель отдела продаж ООО «ДДВ» Андрей Штемпель подчеркивает, что сейчас основные поставщики — это США и Китай. Но кроме страны происхождения, буровые установки отличаются своей оснащенностью, удобством эксплуатации, уровнем предлагаемого сервисного обслуживания и, конечно, ценой. При выборе буровой установки необходимо обращать внимание не только на основные параметры самой машины, но и на качество сервисного обслуживания. «2020 год стал отчасти переломным в поставках установок ГНБ на российский рынок. В частности, объем поставок американских установок значительно снизился. Это связано, прежде всего, с дороговизной в обслуживании данных установок и большой востребованностью и доступностью китайских моделей. При этом увеличился ввоз китайских брендов, но не всех. Основные поставщики потеряли объемы поставок в среднем на 20 %, но бренд DDW увеличил количество завозимых машин на 60 %! В текущем году мы планируем очередной прирост в объеме поставок наших машин DDW на 20% и выход на лидирующие позиции в России. В настоящее время понятно, что направление ГНБ продолжит уверенное развитие в России, большие установки класса Макси будут более универсальными и станут применяться как для ГНБ так и в нефтяной промышленности для добычи тяжелой нефти», - считает он.
По словам Андрея Штемпеля, серьезное внимание при ГНБ следует уделять и подбору бентонита и полимеров. Это вспомогательные материалы, применяемые при бурении. Прежде всего нужно уточнить их состав, предварительно оценив необходимость данного продукта. На некоторых объектах бентонит и полимеры могут и вовсе не понадобиться. Для грамотного подбора и приготовления бурового раствора нужно начать с изучения грунта на объекте, получить шурфы, провести «лабораторию» с использованием нескольких образцов бентонита и выбрать наиболее оптимальный, при этом не выйдя за рамки бюджета.
Мнение
Герман Усанов, руководитель ООО «Велес Инженерные Сети»
Что касаемо факторов выбора, обслуживания и обновления, то есть один весомый аргумент: любая техника требует ухода и своевременного обслуживания, а чтобы эксплуатация была бережной и предсказуемой, нужно исключить использование техники на предельных нагрузках. Для каждого ГНБ перехода есть свой класс установок. Также надо стараться «не пускать технику по рукам», стараться, чтобы оператор был один – это самое основное. Все остальное аналогично эксплуатации любой спецтехники, правда, если запустить инструмент, нарушить технологию или по иным причинам оставить/похоронить при протяжке колонну в земле – это чревато колоссальными издержками, ведь хороший инструмент порой стоит не дешевле самой установки.
Шпунт: отсекая воздействия
Технология создания шпунтовых ограждений уже прочно вошла в российскую практику строительных работ. Этому способствовало как многообразие сфер ее применения, так и наличие различных методик погружения, эффективных в определенных ситуациях. Впрочем, по словам экспертов, опрошенных «Строительным Еженедельником», есть и проблемы.
Сфера применения
Залогом широкого распространения технологии шпунтового ограждения стало достаточно большое разнообразие сфер ее применения. «Ограждения используются для защиты стенок котлованов от обрушения при вертикальной разработке грунта (особенно в стесненных условиях, где невозможно выполнить котлован в виде выемки с откосами) в рамках строительства практически любых объектов - дорожной инфраструктуры, зданий различного назначения, подземных паркингов, причальной и портовой инфраструктуры и так далее. Также шпунт можно использовать как противофильтрационную завесу», — рассказывает технический директор компании ГЕОИЗОЛ Максим Зайцев.
По словам генерального директора СК «Потенциал» Олега Левина, шпунтовое ограждение — это эффективный способ нивелировать те или иные воздействия на грунт. «В случае создания гидротехнических сооружений необходимо избежать размыва берега. Поэтому причальные стенки, иные портовые сооружения, шлюзы ограждаются шпунтом. В гражданском подземном строительстве (паркинги, техэтажи, создание фундаментов и пр.) нужно обеспечить отсутствие подвижек грунта, что особенно актуально при работе в условиях сложившейся застройки во избежание негативного влияния на соседние здания. Используется шпунт и при возведении объектов транспортной инфраструктуры — от виадуков до железнодорожных сооружений. Еще одна область применения — технологические котлованы для монтажа сетей и инженерного оборудования. Актуальность технологии для Санкт-Петербурга повышают сложные инженерно-геологические условия, характеризующиеся неоднородными напластованиями слабых грунтов и высоким уровнем грунтовых вод», — отмечает он.
Заместитель генерального директора по строительству компании «Вектор шпунт» Юрий Ануфриев в качестве преимущества технологии называет возможность получить эффективное, быстровозводимое, инвентарное и экономичное ограждение. Он перечисляет ряд ее достоинств: «Универсальность применения при любом строительстве. Высокая несущая способность ограждения. Способность выдерживать намного большие нагрузки в сравнении с любыми другими конструкциями. Возможность усиления шпунтового котлована распорно-распределительной системой. Выполнение шпунтовых ограждений в стесненных условиях, максимальное примыкание к существующим зданиям и сооружениям. Щадящий режим воздействия на грунт, малые вибрационные нагрузки». «Среди преимуществ технологии можно отметить приемлемую стоимость, высокую скорость ведения работ, простоту исполнения, оборачиваемость при возможности дальнейшего извлечения, продолжительный срок службы», — добавляет Максим Зайцев.
Вариативность методов
Дополнительным фактором, способствующим распространению технологии, является поливариативность методов погружения шпунта. Каждый из них имеет свои особенности и является оптимальным при различных условиях работ.
По словам Юрия Ануфриева, в зависимости от геологических условий и проектных решений погружение шпунта производится несколькими способами: вибрационное погружение, статическое вдавливание, забивка. «Исходя из метода погружения используется соответствующая техника и оборудование. Шпунт погружается вертикально, и в процессе погружения за счет конструктивных «замков» образуется единая конструкция, обладающая ограждающими и водонепроницаемыми свойствами. По завершении цикла работ в шпунтовом котловане шпунт извлекается и используется повторно при устройстве последующих шпунтовых ограждений», — отмечает он.
При этом, по словам Максима Зайцева, перед проведением работ конструкторы разрабатывают проект, вычисляя требуемую устойчивость шпунтовой стенки к давлению грунта, определяя тип шпунта, глубину погружения, необходимость установки распорных конструкций, дополнительного укрепления грунтовыми анкерами и так далее. Следует помнить, что неверный расчет нагрузки от грунта при устройстве шпунтовой стенки может привести к ее деформации и разрушению.
«При выборе способа погружения шпунта во внимание принимается ряд факторов, среди которых свойства грунта, габариты котлована, условия эксплуатации (зачастую шпунт — это временная конструкция), наличие окружающей застройки. Также учитываются экономические показатели проекта и требуемая скорость его реализации», — говорит эксперт.
Он отмечает, что в зависимости от метода погружения шпунта используется различная специализированная техника. Вибропогружение шпунта осуществляется с помощью вибропогружателей разной мощности (производители — Movax, PVE, Müller), которые крепятся на кран и соответственно типу шпунта имеют различные захваты. При таком методе погружение шпунта происходит за счет высокочастотных колебаний, которые разуплотняют почву, проталкивая шпунт. Для статического погружения шпунта используются мобильные установки статического вдавливания (флагманом на рынке являются машины японского концерна Giken). Благодаря встроенному гидравлическому узлу шпунт с силой перемещается вглубь почвы по направляющим рамам. Виброударный способ погружения шпунта осуществляется с помощью вибромолотов.
«Наиболее экономически выгодные и быстрые способы погружения шпунта — это вибропогружение и забивка. Но следует помнить, что эти способы невозможно применять при реализации проекта в плотной городской застройке, так как идет сильное воздействие на фундаменты соседних зданий и сооружений», — подчеркивает Максим Зайцев.
В таких случаях оптимальный выбор — статическое вдавливание. «Метод обеспечивает возможность погружать шпунт на расстоянии до 80 см от существующих зданий и сооружений при отсутствии рисков развития недопустимых деформаций грунтов. Еще одним преимуществом является низкий уровень шума в отличие от вибропогружения или забивки», — отмечает Олег Левин.
Успехи и проблемы
По словам Юрия Ануфриева, в последние годы спрос на выполнение шпунтовых ограждений неуклонно растет. Это связано и с тенденцией увеличения этажности зданий, что требует более основательной подготовки на этапе нулевого цикла строительства. Активно развивается процесс редевелопмента, что увеличивает объемы работ в условиях уже существующей сложившейся застройки. Также растет спрос на укрепление береговых линий шпунтовым ограждением, т. к. это является более надежным и долговечным методом по сравнению с другими. Важным стимулом распространения технологии стало и развитие портовых мощностей России на Балтике.
При этом эксперты отмечают существование ряда проблемных факторов. Главный из них в последнее время — значительный рост цены шпунта. «Если шпунтовое ограждение выполняется из металла (шпунт Ларсена, труба, двутавр и др.), то стоимость очень зависит от стабильности рынка металлоконструкций, который с декабря 2020 года из-за ажиотажного спроса на металлопрокат на международном рынке вывел цены на многолетние максимумы. И коррекции в ближайшее время не предвидится», — отмечает Юрий Ануфриев.
С ним согласен Максим Зайцев. «С начала декабря 2020 года металл подорожал в среднем на 30%, что напрямую сказывается и на цене шпунта. При выполнении работ точная стоимость обычно берется за тонну и зависит от характеристик шпунта. Например, цена шпунта Ларсена 5УМ, бывшего в употреблении, составляет 60–70 тыс. рублей за тонну, а такая же марка нового шпунта стоит от 80 тыс. рублей за тонну», — говорит он.
По словам Олега Левина, существенную роль играет то, что в России единственным производителем шпунта является Нижнетагильский металлургический завод. «Фактически он является монополистом в этой сфере в России и формирует ценовую политику по своему усмотрению. Раньше конкуренцию ему составлял украинский Днепровский металлургический комбинат, но из-за известных событий он прекратил выпуск продукции. Конечно, имеются различные шпунты зарубежного производства, но импортный продукт из-за таможенных пошлин и других факторов всегда сравнительно дороже. Появление других российских производителей и повышение конкуренции в этой сфере, конечно, способствовали бы сдерживанию роста цен», — считает он.
Кроме того, в отличие от иностранных производителей, в России крайне узок ассортиментный ряд шпунта. «Очевидно, что в зависимости от конкретной ситуации и решаемых задач нужны различные характеристики шпунтового ограждения и, соответственно, может быть использован разный шпунт. В результате ограниченности ассортимента российской продукции везде используется Ларсен 5. При этом запас прочности может вдвое превышать необходимый. Между тем при расширении ассортимента можно было бы много экономить как на самом металле, так и на стоимости работ, которая рассчитывается исходя из веса погруженного шпунта», — заключает эксперт.
Мнение:
Как строители могут использовать BIM-модель на практике
Применение трехмерной модели, которая имеет многослойную и многоуровневую информационную наполненность, позволяющую видеть, контролировать и управлять объектом в комплексе, стало настоящим прорывом для строительства. Прежде всего в вопросах оптимизации процессов — экономии финансовых затрат и времени.
BIM-технология — самая востребованная и применяемая на российском рынке по сравнению с другими технологиями, наряду с IoT, VR, которые требуют особенных ресурсов. Несмотря на то, что зрелость BIM-технологии в России пока что невысокая — это 3D- и 4D-уровни (больше на уровне проектирования), — тем не менее эффективность ее оценена на правительственном уровне. С 2020 года в российском законодательстве есть официальное место BIM в строительстве: утверждены правила формирования и ведения информационной модели, запланированы обязательные стандарты для строительных объектов. С 2021 года начнутся этапы внедрения BIM. С 2023 года все бюджетные объекты, чья смета превышает 500 млн рублей, в законодательном порядке должны использовать BIM.
Планируется, что с 2024 года начнется внедрение BIM на всех объектах капитального строительства в стране. Поэтому важно к этому времени успеть освоить эту технологию и активно использовать, чтобы получить максимум преимуществ для бизнеса.
Преимущества BIM в проекте:
- на 50–80% позволит экономить время на документации и проектировании в сравнении с 2D САПР;
- предвосхищение и сокращение ошибок на ранних этапах;
- оптимизация рабочих процессов;
- возможность контролировать объект на всех стадиях жизненного цикла, в том числе в эксплуатации и обслуживании.
Использование BIM-моделей в приложении PlanRadar на стройплощадке
Мобильное решение для проектов строительства и недвижимости PlanRadar совсем недавно вышло на российский рынок, но такие крупные компании-девелоперы, как Wainbridge, ФСК и Pridex, уже успешно внедрили его в свои процессы.
На европейском рынке PlanRadar работает с 2013 года, за семь лет завоевав доверие 10 000 клиентов в 46 странах мира. Более 25 000 проектов используют PlanRadar еженедельно. Клиентами PlanRadar в мире являются такие компании, как: STRABAG, Bouygues Energies & Services, CBRE, VINCI Facilities, Allianz и др. В России — крупные девелоперы Wainbridge, ФСК, Pridex.
В чем особенность программного обеспечения PlanRadar:
- интуитивно понятный функционал без надобности «внедрения»;
- бесплатно для неограниченного числа субподрядчиков;
- единый источник самой актуальной информации для всех участников проекта;
- загрузка чертежей в разных цифровых форматах и 3D-моделей;
- поддержка форматов для BIM-моделей, спроектированных в других программах (Revit, Archicad, Renga и других);
- работает на любом мобильном устройстве;
- широчайший набор инструментов под разные задачи;
- отслеживание процессов и статуса в реальном режиме;
- удобная и мгновенная коммуникация со всеми участниками проекта;
- после установки сразу же настраиваете проект менее чем за десять минут;
- применять можно на любом этапе жизненного цикла объекта недвижимости и для любой строительной организации;
- автономность: можно создавать задачи без подключения к интернету, потом, при появлении сети, — синхронизируется.
Протестируйте PlanRadar бесплатно на протяжении 30 дней. Наведите камеру смартфона на QR-код, чтобы скачать приложение:
По словам Виталия Березки, регионального управляющего компании PlanRadar в России и странах СНГ, «применяя цифровое решение PlanRadar, можно сэкономить до семи рабочих часов в неделю».
Обо всех возможностях и выгодах, которые открываются в управлении строительством и ведении цифровой документации в проектах недвижимости с применением PlanRadar, Виталий детально расскажет 13 апреля на «BIM-форуме 2021».
Это СШК (Сварной шпунт корытный), который представляет на рынке ООО «ТД МИР». Он изготавливается из 345-й стали, благодаря чему существенно легче, чем, например, известный на рынке горячекатаный шпунт Ларсена, который производится из 235-й или 255-й стали. Это позволяет существенно экономить практически на всех этапах производства шпунтового ограждения – начиная от затрат на закупку, транспортировку и заканчивая оплатой погружения, которая обычно исчисляется за тонну вдавленного шпунта. Немаловажно и то, что СШК выпускаются в широком ассортименте – порядка 90 профилей, шириной от 400 до 2000 мм. Это, в свою очередь позволяет существенно ускорить производство работ. Длина может свободно варьироваться от 4 до 28 м и более – в зависимости от надобности на конкретном объекте.