Способи прокладання силових кабелів. Безтраншейне прокладання

Сучасні технології прокладання силових кабелів передбачають безліч різноманітних способів, основними з яких є повітряне та підземне прокладання. Повітряне – представлене ​​в основному повітряними лініями електропередачі, а підземне може бути виконане різними способами. Найвідомішим таким способом, мабуть, є прокладання у земляних траншеях. Але це далеко не єдиний варіант прокладання кабелю під землею. Воно може бути виконане безтраншейним способом, а також у різних кабельних спорудах: блоках, каналах, тунелях, колекторах тощо.

Кабельні споруди можуть розташовуватись не лише під землею, але і на поверхні землі та над землею. Прикладами такого способу прокладання є кабельні галереї та естакади. Вони широко  застосовуються в умовах де наявний шкідливий вплив ґрунту на оболонку кабелів та у районах вічної мерзлоти.

Там, де потрібно додатково захистити кабелі від механічних пошкоджень або агресивного впливу навколишнього середовища, застосовують прокладання у спеціальних трубах.

А у разі відкритого або прихованого прокладання кабелів по стінах будівель і споруд активно використовують прокладання у кабельних лотках і коробах.

Спосіб прокладання силового кабелю визначається місцем прокладання силових ліній. І повинен виключати можливість появи небезпечних механічних напружень та пошкоджень в процесі експлуатації траси. Тому для кожного виду монтажу передбачені спеціальні правила виконання робіт, а також власні нормативи та технічні регламенти.

Сьогоднішньою публікацією ми починаємо цикл статей, присвячений огляду різних способів прокладання силових кабелів, їх особливостей, переваг та недоліків. У одній з наших попередніх публікацій ми вже досить детально розглянули прокладання кабелів і кабельних ліній у земляних траншеях, а сьогодні ознайомимося з безтраншейним способом прокладання кабелів у землі.

Безтраншейне прокладання кабелів

Використання для облаштування кабельних мереж традиційної траншейної технології пов’язане з низкою певних труднощів: руйнуванням верхнього шару ґрунту, створенням перешкод для проїзду автомобілів і пішохідного руху, порушенням естетики навколишнього простору тощо. Крім того, даний спосіб просто не може застосовуватись у місцях із щільною забудовою, наявністю автомагістралей, залізничного полотна або водних перешкод. Саме у таких випадках застосовують безтраншейні методи прокладання кабелів.

Безтраншейне прокладання дозволяє прокладати кабелі без порушення поверхневого шару ґрунту на протяжних ділянках на відкритій місцевості, при відсутності на трасі підземних комунікацій та інженерних споруд, природних перешкод і твердого покриття. Метод забезпечує можливість прокладання в усіх категоріях ґрунтів, проходу боліт, ярів та вузьких водних перешкод.

Використовується при прокладанні кабельних ліній в охоронних зонах високовольтних повітряних ліній електропередачі, магістральних газо- та нафтопроводів; під залізничними і автомобільними дорогами, автомагістралями, трамвайними коліями, скверами, парками, річками, ярами, лісовими масивами та іншими подібними місцями. Застосовується безтраншейне прокладання кабелю і у приватних домогосподарствах в умовах обмеженого простору, де немає можливості вирити траншею. Проте все ж, найчастіше даний метод застосовується у містах при перетині автомобільних доріг.

Безтраншейна технологія є однією з найбільш сучасних і присутня практично у кожному проекті прокладання кабельних мереж електропостачання. Суть методу полягає в розміщенні кабельних ліній за допомогою високоточного проколу ґрунту спеціальною буровою установкою і застосовується для прокладання одиночних броньованих кабелів напругою до 10 кВ зі свинцевого або алюмінієвою оболонкою.

У міських електромережах, на території промислових підприємств, ділянках, що мають підземні комунікації і перетинаються з інженерними спорудами, безтраншейне прокладання кабелів заборонено.

Початковий етап робіт безтраншейного прокладання передбачає вивчення місцевості, де планується буріння свердловини: особливостей ландшафту, типу ґрунту, положення існуючих комунікацій та перешкод. А також вибір місць, де будуть розміщені приямки – вхідні і вихідні отвори.

До початку самих робіт трасу кабельної лінії розмічають віхами, розчищають від пнів, коренів дерев, вирівнюють пагорби ґрунту і засипають ями. Прокладання здійснюється за допомогою ножових кабелеукладачів: самохідних або таких, що пересуваються за допомогою тягових механізмів. Перед прокладання барабан з кабелем встановлюють на кабелеукладачі. Далі кабелеукладач ножем розрізає і розсовує ґрунт до утворення щілини, в яку, в міру просування механізму, через прикріплену до ножа касету, укладається кабель, що змотується з барабана.

Розкатку кабелю з барабана здійснюють вручну в процесі прокладання в залежності від швидкості пересування механізму так, щоб кабель перед входом в касету кабелеукладача не був натягнутий. Щоб уникнути пошкодження кабелю кабелеукладач повинен рухатися по трасі плавно, без різких гальмувань та поштовхів.

При безтраншейному прокладанні кабель укладають на глибину 1-1,2 м від рівня поверхні землі. Глибина заглиблення кабелю в ґрунт контролюється за допомогою мірної планки через кожні 20-50 метрів. Відхилення глибини закладення кабелю від проектної допускається в межах ± 50 мм.

Перед закінченням розмотування кабелю з одного барабана його кінець внапуск скріплюють з кінцем кабелю іншого барабана. Потім у цьому місці виривають котлован і монтують сполучну муфту. Довжина напуску має бути 2 м.

При прокладанні необхідно враховувати будівельну довжину кабелів на барабанах, щоб сполучні муфти встановлювались у місцях, зручних для монтажу та експлуатації, і не опинилися в заболочених місцях або ярах.

При прокладанні кабельних трас намагаються уникати боліт і заболочених ділянок, оскільки у таких місцях металеві оболонки кабелів швидко руйнуються корозією. Якщо ж обійти подібні ділянки неможливо, їх перетинають у найбільш вузьких місцях, при цьому прокладання кабелів виконується у спеціально насипаному для цього по лінії прокладання ґрунті або у трубах по лотках чи легким місткам. По широким заболоченим ділянкам прокладають тільки кабелі з дротяною бронею.

Зазначений спосіб прокладання знижує трудомісткість робіт приблизно у 7-8 разів порівняно з прокладанням кабелю у траншеї. При цьому зберігаються земельні угіддя та підвищується надійність експлуатації кабельної лінії адже умови її експлуатації не погіршуються, а здатність витримувати навантаження не знижується. Безтраншейне прокладання не вимагає виконання «подушки», присипки кабелю шаром дрібної землі і забезпечення його механічного захисту. А засипка кабелю проводиться тим ґрунтом, який ніж кабелеукладача розрізає при пересуванні.

Існує два основних методи безтраншейного прокладання кабелю: метод горизонтального буріння ґрунту та метод проколу.

Метод горизонтального буріння

Горизонтальне направлене буріння (ГНБ) здійснюється шляхом буріння пілотного каналу і його подальшого розширення.

Буріння пілотної свердловини виконується з поверхні ґрунту за допомогою спеціального наконечника – бурової головки з ріжучої лопаткою. Бурова головка закріплена на гнучкій штанзі та оснащена спеціальними охолоджуючими отворами і навігаційним апаратом, що дозволяє їй змінювати напрямок при зіткненні з природними перешкодами у землі. При входженні головки у землю крізь охолоджуючі отвори подається бентонітовий розчин, що заповнює свердловину. Розчин розмиває ґрунт на забої свердловини, запобігає обвалу породи і охолоджує інструмент, що нагрівається під час роботи. Надлишок бентонітової суміші відкачується мулосними машинами.

Після виконання пілотної свердловини до штанг замість бурової головки кріпляться римери-розширювачі різного діаметру та конструкції, що дозволяють збільшити діаметр свердловини до проектних показників.

Кількість розширень залежить від типу ґрунту, довжини проколу та параметрів бурової машини. Але у будь-якому разі діаметр свердловини має бути на 20-30% більшим діаметра труби.

Потім до розширювача через вертлюг, кріпиться пластикова труба (так званий футляр) у якій протягується кабельна лінія. У футляр заздалегідь встановлюють трос зі сталі, за допомогою якого і буде протягуватися кабель. Потім труба з кабелем затягується у свердловину за допомогою бурової установки.

Особливістю методу ГНБ є можливість керування траєкторією буріння та коректування її напрямку. А сам метод дозволяє забезпечити надійний захист кабелю протягом тривалого часу, не порушує існуючі інженерні комунікації, не вимагає ремонту доріг після закінчення робіт і перекриття транспортних магістралей.

Головним недоліком горизонтального направленого буріння ґрунту є складність його виконання. Тому для проведення таких робіт слід укладати договори з організаціями, які спеціалізується на подібній діяльності і мають необхідне обладнання.

Метод проколу

На відміну від ГНБ, метод проколу передбачає формування пілотної свердловини не за допомогою буріння, а шляхом проколювання ґрунту. Тобто формування каналу відбувається за рахунок вдавлення у ґрунт металевої штанги, до кінця якої прикріплений конічний наконечник. В результаті ґрунт навколо штанги ущільнюється, а не вибирається, як це відбувається під час застосування методу горизонтального направленого буріння.

Роботи виконуються не з поверхні землі, як при ГНБ, а з котловану в котлован (або з траншеї в траншею). Один з котлованів є стартовим, а другий прийомним. У стартовому котловані розміщують проколюючу установку. Щойно наконечник штанги виходить у прийомну траншею, його міняють на розширювач, який протягують у зворотному напрямку, розширюючи та ущільнюючи канал. За рахунок цього у ґрунті утворюється отвір з ущільненими стінками через який і буде проходити кабельна лінія.

Перевагами даного методу є: його доступність у будь-яку пору року, незалежно від температурного режиму повітря і температури ґрунту; повна відсутність нагромадження ґрунту під час виконання прокладання, оскільки земля не витягується на поверхню, а просто ущільнюється; роботи можуть проводитися на ділянках з підвищеним рівнем ґрунтових вод і не вимагають використання бентонітового розчину та подачі у свердловину води.

Загалом, безтраншейне прокладання кабельних трас відрізняється швидкістю, зручністю та економічністю, особливо для великих міст із щільною забудовою.

Серед основних переваг прокладання кабелів методом ГНБ або проколу порівняно з траншейним прокладанням слід відзначити наступні:

– може виконуватися у різних типах ґрунту і складному рельєфі;

– не вимагає зупинення транспорту або перекриття автомагістралей і, відповідно, не створює незручностей оточуючим;

– не вимагає величезних витрат на відновлення вулиць та доріг;

– скорочує терміни виконання робіт;

– дозволяє залучати меншу кількість великогабаритної спецтехніки та робочої сили;

– зменшує вартість робіт за рахунок мінімізації дорогих земляних робіт і відсутності транспортних витрат, пов’язаних з перевезенням ґрунту;

– скорочує терміни і обсяг організаційно-технічних узгоджень перед початком робіт у зв’язку з відсутністю необхідності зупинки руху усіх видів наземного транспорту, перекриття автомобільних доріг та залізниць;

– зберігає цілісність природного ландшафту і екологічний баланс в місцях проведення робіт.