ГНБ: что это, как работает и сколько стоит

Что такое ГНБ в строительстве

ГНБ — горизонтально направленное бурение, способ проложить трубу или кабель под землёй без траншеи. Буровая установка стоит на поверхности, бурит под препятствием управляемую скважину по дуге, расширяет её до нужного диаметра и втягивает в неё трубу. На поверхности остаются только два небольших приямка: на входе и на выходе скважины.

Слово «направленное» здесь главное. Буровую головку можно поворачивать по ходу бурения, поэтому скважина идёт не по прямой, а по заданному профилю: уходит вниз под дорогу или реку, проходит под ней на проектной глубине и поднимается на другой стороне. По пути она обходит существующие трубы, кабели и фундаменты.

Если коротко, метод ГНБ как технология прокладки труб — это работа под землёй вслепую, но под постоянным контролем приборов. Оператор локации в каждый момент знает, где находится головка, на какой она глубине и под каким уклоном идёт.

Термины, которые путают

«Горизонтальное бурение» в разговоре часто означает именно ГНБ, хотя формально так можно назвать любой способ бурить горизонтально, включая шнековое. «Прокол ГНБ» — бытовое название короткого перехода установкой ГНБ, обычно под дорогой или въездом. «Переход ГНБ» — участок трассы от точки входа до точки выхода, его проектируют и сдают как отдельный объект. «Пилот» — пилотная скважина, первый и самый ответственный этап.

Подробнее о том, как мы выполняем переходы, — на странице услуги горизонтально направленное бурение. Другие материалы о бурении, сваях и закрытой прокладке собраны в разделе статей ФирмаСтрой.

Что прокладывают методом ГНБ

Горизонтальное бурение используют для большинства подземных сетей. Ограничения связаны не с типом сети, а с диаметром, требованием к уклону и грунтом. Ниже — что чаще всего протягивают и что для каждой сети важно.

Где ГНБ особенно выгодно: переходы под автодорогами и железнодорожными путями без остановки движения, пересечения рек и оврагов, работа в старой застройке с плотной сетью коммуникаций, прокладка под благоустройством, которое дороже восстановить, чем пробурить.

ГНБ на частном участке

Частным заказчикам ГНБ обычно нужен для ввода сетей: водопровод или газ от магистрали через поселковую дорогу, кабель от опоры через уже благоустроенный участок, канализация к септику под мощёной площадкой. Такие переходы короткие, обычно до нескольких десятков метров, и выполняются малой установкой. Проект для ввода через дорогу всё равно нужен: его требуют владелец дороги и организация, которая выдаёт технические условия на подключение. Перед заказом уточните у неё глубину и материал трубы — эти требования определяют, какой подрядчик и какая техника нужны.

Устройство ГНБ: установка, локация, раствор

Комплекс ГНБ — это не одна машина, а несколько систем, которые работают вместе. Если хотя бы одна из них подобрана неправильно, переход либо не удастся, либо пройдёт с отклонениями.

Буровая установка

Самоходная машина на гусеницах с наклонной рамой. По раме ходит каретка с приводом вращения, которая вращает и толкает или тянет буровую колонну. Главная характеристика — тяговое усилие: от него зависят длина перехода и диаметр трубы, которую установка сможет протянуть. Машину на площадке фиксируют анкерами, чтобы она не сдвигалась при протягивании.

Буровая колонна и инструмент

Колонну собирают из штанг длиной несколько метров, они свинчиваются по мере ухода скважины. На конце колонны — буровая головка со скошенной лопаткой: если толкать колонну без вращения, головка уводит скважину в сторону скоса, при вращении скважина идёт прямо. Так и работает управление. Для расширения ставят расширители разной конструкции: под глину, песок, смешанные грунты, для скальных пород — шарошечные.

Система локации

В головке стоит зонд — передатчик, который сообщает глубину, угол наклона и положение лопатки. Оператор с приёмником идёт по поверхности над головкой и передаёт данные бурильщику. Там, где пройти над трассой нельзя, например под рекой или широкой магистралью, применяют кабельные системы навигации или искусственное магнитное поле, уложенное по поверхности.

Система бурового раствора

Смеситель, ёмкости и насос высокого давления. Раствор на основе бентонита с полимерными добавками подаётся через колонну к инструменту. Он выносит разрушенный грунт, удерживает стенки скважины от обрушения, охлаждает инструмент, а при протягивании работает как смазка между трубой и грунтом. Состав подбирают под грунт: для глин — с добавками против налипания, для песков — с повышенной вязкостью.

Как подбирают установку под переход

Сначала по проекту считают тяговое усилие, которое понадобится при протягивании: оно зависит от длины, диаметра и массы трубы, профиля и грунта. Установку берут с запасом по усилию, обычно не меньше чем в полтора раза к расчёту, потому что в реальном грунте сопротивление выше, чем на бумаге. Затем проверяют, хватит ли мощности насоса раствора на нужный диаметр расширения, и помещается ли машина на площадке вместе с ёмкостями. Слишком мощная установка на коротком переходе — переплата за мобилизацию, слишком слабая — риск оставить трубу в скважине.

Как работает ГНБ: этапы

Любой переход, будь то кабель под проездом или водопровод под рекой, проходит одни и те же этапы. Различаются только масштаб техники и число проходов расширителем.

1. Проект и подготовка. По изысканиям и плану сетей строят профиль перехода: точки входа и выхода, глубину, радиусы. Выносят трассу на местность, трассоискателем уточняют положение действующих сетей.
2. Площадки. Ставят установку и систему раствора, роют приямки на входе и выходе. На стороне выхода готовят полосу для сборки плети трубы.
3. Пилотная скважина. Головка с зондом входит в грунт под углом и идёт по профилю. После каждой штанги снимают показания локации, при отклонении корректируют направление. Все отметки записывают в протокол бурения — из него потом строят исполнительный профиль.
4. Расширение. На выходе головку снимают и ставят расширитель. Его тянут обратно к установке с вращением и подачей раствора. Для трубы большого диаметра делают несколько проходов, каждый раз ставя расширитель крупнее.
5. Сборка и испытание плети. Трубы ПЭ сваривают встык на всю длину перехода, стальные — с контролем швов и изоляцией стыков. Напорные трубопроводы испытывают давлением ещё до протягивания.
6. Протягивание. Плеть цепляют к расширителю через вертлюг — он не даёт трубе вращаться — и втягивают в скважину непрерывно, без остановок. Остановка опасна: раствор оседает, и трубу может прихватить грунтом.
7. Испытания и сдача. После протягивания трубопровод испытывают повторно, кабельные трубы калибруют. Приямки засыпают, отработанный раствор вывозят, заказчику передают исполнительную документацию.

Длины, диаметры и глубины переходов

Возможности ГНБ определяет класс установки. Ниже — ориентиры, которые используют при выборе техники. Это не паспортные данные конкретной машины: длина перехода в гравелистом песке и в однородном суглинке у одной и той же установки будет разной.

Глубина перехода задаётся проектом. Под дорогой её определяют технические условия владельца, под рекой — прогноз размыва дна, у существующих сетей — нормативные расстояния по вертикали. Чем глубже переход, тем длиннее участки входа и выхода: колонна не может изогнуться круче допустимого радиуса штанг, а труба — круче своего допустимого радиуса изгиба.

Угол входа обычно лежит в пределах 8–20°. Пологий вход удлиняет переход, крутой требует больше места по глубине и увеличивает нагрузку на трубу при протягивании.

Диаметр скважины после расширения принимают в 1,2–1,5 раза больше наружного диаметра трубы или пакета. Меньше — труба застрянет, больше — растёт риск обрушения стенок и осадки поверхности.

Грунты и ограничения метода

ГНБ хорошо работает в связных грунтах и в песках при правильном растворе. Проблемы начинаются там, где скважина не держит форму или головка упирается в твёрдые включения.

• Суглинки и супеси — лучший грунт для ГНБ: скважина стабильна, управление точное.
• Плотные глины проходятся, но налипают на инструмент: нужны полимерные добавки и расширители под глину.
• Пески требуют раствора повышенной вязкости, иначе стенки обрушатся и трубу прихватит.
• Плывуны и водонасыщенные пески — с ограничениями: короче переход, специальный состав раствора, жёсткий контроль давления.
• Гравий и галька — частая причина неудачи: головка уходит с трассы. Профиль заглубляют в подстилающий слой.
• Валуны, бетон, строительный мусор в насыпи — головка не проходит. Обход по профилю или другой метод.
• Скальные породы — только тяжёлой установкой с забойным двигателем, отдельный расчёт.

Преимущества и недостатки ГНБ

Метод горизонтально направленного бурения стал основным для закрытой прокладки сетей малого и среднего диаметра не случайно, но универсальным он не является.

Преимущества

• Минимум земляных работ. Вместо траншеи на всю длину и вместо глубоких котлованов — два приямка. Не нужно восстанавливать асфальт, газоны, плитку.
• Движение не останавливают. Переход под дорогой выполняют, не перекрывая полосы; площадки стоят на обочинах.
• Длина. Одной плетью проходят сотни метров, без промежуточных колодцев и стыков под дорогой.
• Управляемая трасса. Скважина обходит существующие сети, фундаменты и опоры по вертикали и в плане.
• Водные преграды. Реку или овраг пересекают без работ в русле.

Недостатки

• Точность уклона. Для самотёчных сетей с малым уклоном метод рискованнее прямолинейных.
• Чувствительность к грунту. Гравий, галька, валуны и строительный мусор могут сделать переход невозможным.
• Раствор. Нужны вода, ёмкости, место под отработанный раствор и его вывоз.
• Площадка под плеть. На стороне выхода нужна полоса длиной с переход, что в плотной застройке не всегда возможно.
• Мобилизация. На очень коротких переходах она занимает большую часть цены, и прокол оказывается дешевле.

Проект, нормы и согласования

Основной норматив — СП 341.1325800 «Подземные инженерные коммуникации. Прокладка горизонтальным направленным бурением». В нём описаны требования к изысканиям, проектированию профиля, расчётам, производству работ и приёмке. Помимо него применяют нормы на конкретные сети: СП 62.13330 для газораспределения, СП 31.13330 и СП 32.13330 для водопровода и канализации, ПУЭ для кабельных линий, СП 48.13330 для организации строительства.

Что входит в проект перехода

• План и продольный профиль с точками входа и выхода, радиусами и пересечениями.
• Расчёт тягового усилия и проверка трубы на протягивание и давление грунта.
• Проект производства работ: площадки, последовательность, раствор, безопасность.
• Стройгенплан с размещением установки, системы раствора и плети.

Согласования

Переход согласуют с владельцем дороги, железной дороги или водного объекта и с владельцами пересекаемых сетей. Для приямков и котлованов нужен ордер на земляные работы: в Москве его выдаёт ОАТИ, в Московской области — администрация муниципального образования. Если площадка занимает часть дороги, нужна схема организации движения.

Исполнительная документация

По итогам перехода передают протокол бурения пилотной скважины, исполнительный план и профиль, журнал работ, акты освидетельствования скрытых работ, журнал сварки, акты испытаний, документы на трубу и исполнительную геодезическую съёмку. По этому пакету сеть принимает её будущий владелец.

Риски ГНБ и как их снижают

Большинство неудачных переходов объясняются не техникой, а ошибками на стадии подготовки. Ниже — что чаще всего идёт не так и как этого избежать.

Повреждение неучтённой сети

На городских участках часть кабелей и труб не нанесена на планы или лежит не там, где показано. Головка ГНБ проходит их без предупреждения. Защита — проверка трассы трассоискателем по всей длине, шурфы на каждом известном пересечении и запас по вертикали к существующим сетям в профиле.

Выход раствора на поверхность

Если давление раствора выше, чем выдерживает грунт над скважиной, раствор прорывается на поверхность, в подвалы или в соседние трубы. Чаще всего это происходит на малой глубине и в рыхлых грунтах. Снижают риск правильной глубиной, составом раствора и постоянным контролем давления и объёма возврата.

Прихват трубы

Труба застревает в скважине, если та недостаточно расширена, стенки обрушились или протягивание остановили надолго. Отсюда правила: скважина в 1,2–1,5 раза больше трубы, плеть собрана и испытана целиком до начала протягивания, протягивание идёт одним циклом.

Осадка поверхности

Над переходом под дорогой может появиться просадка, если скважину перерасширили или вынесли грунта больше, чем её объём. Контроль — расчёт диаметра расширения и наблюдение за поверхностью по ходу работ, особенно под дорогами и путями.

Сроки: из чего складывается время перехода

Само бурение — обычно самая короткая часть проекта. Переход длиной до сотни-полутора сотен метров в нормальном грунте установка выполняет за несколько рабочих дней, включая пилот, расширение и протягивание. Гораздо больше времени уходит на подготовку.

• Проект и изыскания — если их нет, это первый и самый долгий этап.
• Согласования с владельцами дороги и пересекаемых сетей, ордер на земляные работы.
• Мобилизация техники и материалов, подготовка площадок.
• Сварка и испытание плети — для длинных переходов и стальных труб это отдельные дни работы.
• Сдача: повторные испытания, исполнительная съёмка, оформление документов.

Поэтому реальный срок называют только после изучения проекта и состава согласований. Если сроки сдачи жёсткие, начинайте с проекта и разрешений: бурение потом обычно укладывается в график.

ГНБ и другие методы бестраншейной прокладки

ГНБ — не единственный способ пройти под дорогой. Выбор зависит от диаметра, длины, требований к уклону и грунта.

Короткий переход малого диаметра под въездом обычно выгоднее выполнить способом, описанным на странице прокол грунта под дорогой. Стальной футляр с точным уклоном под самотёк прокладывают горизонтальным шнековым бурением, футляры ф1020–2020 — продавливанием стальных футляров. Когда трасса неглубокая и идёт в насыпи с мусором, надёжнее проходка штолен. Обзор всех вариантов — в разделе бестраншейная прокладка труб.

Сколько стоит ГНБ

Честный ответ: единой цены за метр ГНБ нет. Прайс «от N рублей за метр» без привязки к диаметру, длине и грунту почти ничего не говорит о стоимости вашего перехода. Два перехода одной длины могут отличаться в цене в разы, если один идёт в суглинке под ф110, а другой — в песке с галькой под ф630.

При сравнении смет на ГНБ проверьте, что в них одинаковый состав: входят ли мобилизация, сварка плети, испытания, утилизация раствора и исполнительная. Низкая цена за метр часто означает, что эти позиции выставят отдельно. Ещё одна причина разницы в ценах — класс техники: подрядчик с одной тяжёлой установкой будет дороже на коротком переходе, а с малой — не возьмётся за длинный. Для ориентира по соседним методам: ГШБ с футлярами ф325–820 у нас стоит 27 000–40 000 ₽/м, продавливание ф1020–2020 — 40 000–100 000 ₽/м. Цену ГНБ рассчитываем по проекту конкретного перехода — подробнее на странице ГНБ в Москве и МО.

Как подготовиться к заказу ГНБ

Чем полнее исходные данные, тем точнее расчёт и меньше сюрпризов на площадке. Для КП подготовьте:

• длину перехода, диаметр, количество и материал труб;
• план трассы с существующими сетями и профиль, если он уже есть;
• инженерно-геологические изыскания по трассе;
• адрес и условия площадки: подъезд, вода, ограничения по времени;
• технические условия владельцев сети и пересекаемых объектов.

Если проекта ещё нет, начните с профиля: от него зависят и класс установки, и цена. Пришлите что есть — посмотрим и скажем, каких данных не хватает для расчёта. Больше практических разборов закрытой прокладки и свайных работ — в статьях о бурении и шпунте.