Метод ГШБ: когда шнековое бурение лучше ГНБ

Что такое метод ГШБ

Метод ГШБ, горизонтальное шнековое бурение, — способ закрытой прокладки, при котором стальной футляр вдавливают в грунт из стартового котлована, а грунт из-под его режущей кромки непрерывно выносит шнек, вращающийся внутри трубы. Трасса прямая, от котлована до котлована. После прохода футляра в него протаскивают рабочую трубу: водопровод, канализацию, газопровод, кабели.

В документах один и тот же метод называют по-разному: «горизонтальное шнековое бурение», «бурошнековое бурение», «бестраншейная прокладка футляра методом бурошнекового бурения», «шнековое бурение с одновременной прокладкой кожуха», «подача патрона». Если в лоте стоит любая из этих формулировок, речь о прямом стальном футляре, а не о направленном бурении.

Главное, что нужно запомнить при сравнении с ГНБ: шнековое бурение даёт прямую, жёсткую и предсказуемую трубу с заранее известным положением, но требует двух настоящих котлованов. Направленное бурение даёт гибкую трассу по дуге почти без земляных работ, но с допуском по профилю, который нужно учитывать в проекте.

Параметры нашей установки, цены по диаметрам и состав работ собраны на странице услуги горизонтальное шнековое бурение. Здесь — о том, как выбирать между методами. Другие разборы закрытой прокладки и свайных работ — в статьях ФирмаСтрой.

Принцип: пилот, шнек, футляр

Современное шнековое бурение идёт в два прохода. Сначала из стартового котлована в приёмный проходят пилотными штангами с управляемой головкой. Головка несёт мишень навигации, по которой оператор видит отклонение от оси и уклона и исправляет его. Пилот — дешёвая и тонкая скважина, поэтому ошибку исправляют на нём, а не на футляре.

Затем за пилотом идёт первое звено стального футляра со шнеком внутри и режущей головкой впереди. Установка на днище стартового котлована упирается в опорную плиту и вдавливает футляр гидроцилиндрами, одновременно вращая шнек. Шнек разрушает грунт перед футляром и транспортирует его назад, в котлован, откуда грунт поднимают на поверхность. Пилотные штанги при этом выталкиваются в приёмный котлован.

Звенья футляра наращивают сваркой в котловане, секции шнека — стыковкой. Длина звена ограничена длиной котлована, поэтому стартовый котлован 7,5 × 4 м — рабочий размер, а не запас. Когда режущая головка выходит в приёмный котлован, шнек извлекают, футляр забучивают, установку демонтируют.

В ГНБ последовательность другая: установка стоит на поверхности, бурит пилот по дуге, затем расширяет скважину в обратном направлении в несколько проходов и протягивает трубу. Стенки скважины держит бентонитовый раствор, трубу тянут, а не толкают. Отсюда все различия в точности, грунтах и площадке.

ГШБ и ГНБ: сравнение по параметрам

Если коротко: ГШБ выигрывает там, где важны прямая линия, уклон и стальной футляр, а ГНБ — там, где важны длина, гибкость трассы и минимум земляных работ. Большинство спорных случаев решает одно требование проекта — допустимое отклонение по вертикали.

Уклон и точность: почему самотёк любит прямой футляр

Самотёчная канализация и ливнёвка работают только при непрерывном уклоне. Типичный уклон для таких сетей — доли процента: например, 0,5% означает падение 5 мм на метр, или 25 см на переходе длиной 50 м. Если в каком-то месте труба поднимется хотя бы на несколько сантиметров против уклона, там будет копиться осадок, а при малом расходе — стоять вода.

В ГНБ профиль строится дугой: вход под углом, горизонтальный участок, выход. Буровая головка корректируется по ходу бурения, и фактическая трасса — это ломаная из отрезков между замерами. На напорной трубе и кабеле небольшие волны профиля ничего не значат, а на самотёке они превращаются в участки обратного уклона. Именно поэтому для самотёчных сетей на малых уклонах проектировщики чаще выбирают прямые методы.

В ГШБ положение трубы задаёт пилот. Его ведут по навигации и исправляют отклонение до того, как в грунт пойдёт футляр. Жёсткий стальной футляр большого диаметра идёт за пилотом без прогибов, и итоговая ось — прямая линия с проектным уклоном. Внутри футляра рабочую трубу ещё раз выставляют на опорно-направляющих кольцах, что даёт дополнительный резерв по уклону.

Когда ГШБ лучше ГНБ

1. Самотёчная сеть с малым уклоном

Главный случай, разобранный выше. Канализационный выпуск, ливнёвка через дорогу, дренаж к колодцу — везде, где уклон проекта мал и непрерывен.

2. ТУ требуют стальной футляр

Под федеральными трассами, железнодорожными и трамвайными путями владелец часто требует стальной футляр определённого диаметра и толщины стенки. ГШБ сразу прокладывает такой футляр, а при ГНБ стальную плеть нужно сваривать на всю длину перехода и протягивать по дуге с большим радиусом.

3. Нет места под плеть

Для ГНБ на стороне выхода нужна полоса длиной не меньше перехода, чтобы разложить трубу. В городе, у забора предприятия или у края насыпи такой полосы часто нет. ГШБ наращивает футляр звеньями в котловане, площадка за котлованом не нужна.

4. Нельзя рисковать выходом раствора

При ГНБ раствор под давлением может найти путь к поверхности по трещинам насыпи, по старым траншеям, в колодцы и коллекторы. Под действующими путями, рядом с канализационными коллекторами и подвалами этот риск недопустим. ГШБ работает без раствора.

5. Плотная насыпь дороги, где нельзя уплотнять грунт

Шнек вынимает грунт, а не раздвигает его, поэтому над трассой не возникает вспучивания, как при проколе. Это важно на небольшой глубине под покрытием.

6. Несколько коротких переходов на одном объекте

Если на объекте три–пять переходов по 30–50 м, мобилизация ГШБ считается один раз, а установка переезжает между котлованами. Метр становится предсказуемым, а график — плотным.

Когда лучше ГНБ

У шнекового бурения есть понятные границы, за которыми направленное бурение выигрывает без вариантов.

• Длинные переходы. Переход длиннее 70 м для ГШБ — это несколько интервалов с промежуточными котлованами. ГНБ проходит сотни метров одной плетью.
• Водные преграды и овраги. Котлован у реки или на склоне оврага сложен и дорог. ГНБ проходит под руслом по дуге без котлованов на берегу.
• Обход препятствий. Если по трассе фундаменты, опоры или сети, которые нельзя пересечь по прямой, только дуга ГНБ может их обойти.
• Труба ПЭ без футляра. Кабельные трубы, напорный водопровод, газопровод ПЭ под газоном не требуют стального футляра; протянуть их ГНБ дешевле.
• Минимум земляных работ. Если котлованы невозможны — плотная застройка, благоустройство, действующие сети вокруг — ГНБ обходится приямками.

Как выполняются такие переходы, какие классы установок и какие документы нужны — на странице горизонтально направленного бурения.

Грунты: где какой метод

Принципиальная разница — в том, что держит стенки скважины. В ГШБ это сам стальной футляр, который идёт вплотную за режущей головкой. В ГНБ — только раствор, и в несвязных крупнообломочных грунтах его не хватает. Зато в водонасыщенных песках ГНБ иногда проще: раствор создаёт противодавление, а шнек в открытом забое может тянуть за собой воду с песком.

Для обоих методов плохой вариант — городская насыпь с бетоном, кирпичом и старыми сетями на малой глубине. Здесь надёжнее ручная проходка штолен, где проходчик видит каждое препятствие.

Площадка и земляные работы

Котлованы — главный аргумент против ГШБ, и его нужно честно посчитать. Стартовый котлован 7,5 × 4 м и приёмный 4 × 4 м на глубину футляра плюс днище — это земляные работы, крепление стенок, иногда водоотлив и обратная засыпка. Котлованы готовит заказчик, а днище и опорную плиту в стартовом котловане устраивает подрядчик ГШБ.

Но у котлованов есть и плюсы. Положение футляра на входе и выходе видно глазами и снимается геодезистом напрямую. В котлованах удобно стыковать рабочую трубу с колодцами. А площадка за пределами котлованов почти свободна: нет ёмкостей раствора, нет полосы под плеть, нет вывоза бентонита.

Для ГНБ земляные работы минимальны, но площадка нужна большая: установка, ёмкости и насосы раствора, место под плеть на длину перехода с противоположной стороны, подъезд для вывоза отработанного раствора. В стеснённых условиях иногда выясняется, что для ГНБ места нет, а котлованы ГШБ помещаются.

Где проходит граница с проколом и продавливанием

Выбор редко стоит строго между ГШБ и ГНБ. На коротких переходах рядом оказываются прокол, на крупных диаметрах — продавливание футляра домкратами. Граница между ними проходит в основном по диаметру.

• До 400 мм, 10–30 м. Прокол без выемки грунта: пневмопробойник или гидравлическая установка. Дёшево и быстро, но грунт уплотняется вокруг трубы, и на малой глубине может вспучиться покрытие. Подробнее — на странице прокол под дорогой.
• ф325–820, 30–70 м. Зона ГШБ: грунт выносит шнек, футляр стальной, уклон выдержан.
• ф1020–2020. Продавливание домкратами с разработкой грунта внутри футляра. Шнек такого диаметра уже неэффективен, а в забой можно попасть и разобрать препятствие.
• Коллекторы большого диаметра на сотни метров. Микротоннелирование с управляемым щитом и продавливанием труб из шахты.

Между проколом и ГШБ лежит зона пересечения ф325–400: если переход короткий, грунт однородный, а над трассой нет жёсткого покрытия, прокол дешевле. Если над трассой действующая дорога или пути, а футляр стальной, надёжнее ГШБ: грунт вынимается, и деформаций полотна не будет.

Стоимость: как сравнивать ГШБ и ГНБ

Сравнивать цену за метр напрямую неправильно: у методов разный состав работ. Корректно сравнивать полную стоимость перехода, включая котлованы, мобилизацию, материалы, утилизацию раствора и восстановление благоустройства.

В цену метра ГШБ уже входят днище котлованов, опорная плита, резка и сварка футляра и забутовка. Отдельно заказчик несёт котлованы, сам футляр и материалы для днища. Минимальный объём заказа — 1 000 000 ₽ без доставки, поэтому одиночный переход на 15–20 м методом ГШБ обычно невыгоден.

Для ГНБ цену считают по проекту перехода: она зависит от класса установки, диаметра, грунта и длины. Чтобы сравнение было честным, в смету ГНБ нужно включить мобилизацию, сварку и испытание плети, буровой раствор и его утилизацию, приямки, а если ТУ требуют стальной футляр — стоимость стальной плети с изоляцией. После этого разница между методами на коротких переходах со стальным футляром часто оказывается меньше, чем кажется по «цене за метр».

Смета и документы

Для ГНБ в сборниках есть отдельные расценки: ГЭСН 04-01-085 для полиэтиленовых труб и 04-01-081 для стальных, монтаж и демонтаж установки — 04-01-079 и 04-01-080. Для горизонтального шнекового бурения отдельной ГЭСН в открытых сборниках нет. Сметчики применяют расценки раздела 22-05 на продавливание или принимают коммерческую цену подрядчика за 1 м, протаскивание рабочей трубы в футляр считают по 22-05-003, заделку концов — по 22-05-004.

Для ГНБ состав приёмочной документации задаёт СП 341.1325800.2017. Для ГШБ отдельного свода правил нет: состав согласуют с заказчиком по общим требованиям к исполнительной документации и проекту.

Как выбрать метод: чек-лист

1. Какая сеть? Самотёк с малым уклоном — в пользу ГШБ. Напорная сеть, кабель, газ ПЭ — в пользу ГНБ.
2. Нужен ли стальной футляр по ТУ? Да, ф325–820 — ГШБ. Ф1020 и больше — продавливание домкратами.
3. Длина перехода? До 70 м — оба метода. Больше — ГНБ или ГШБ с промежуточными котлованами.
4. Грунт по изысканиям? Гравий и галька — в пользу ГШБ, водонасыщенные пески — оценивать оба, насыпь с мусором на малой глубине — штольня.
5. Есть ли место под котлованы и под плеть? Нет места под плеть — ГШБ, нельзя копать котлованы — ГНБ.
6. Сколько переходов на объекте? Несколько коротких — ГШБ с одной мобилизацией.

Если ответы расходятся, решает расчёт двух вариантов с полной стоимостью и рисками. Пришлите проект: сравним ГШБ, ГНБ и продавливание по вашей трассе. Если метод уже выбран, расчёт по шнековому бурению — на странице ГШБ в Москве и МО, по направленному — ГНБ, а для футляров от ф1020 — продавливание стальных футляров. Больше разборов технологий — в разделе статей о бурении и закрытой прокладке.