Способы прокладки силовых кабелей. Бестраншейная прокладка

Современные технологии прокладки силовых кабелей предусматривают множество разнообразных способов, основными из которых является воздушная и подземная прокладка. Воздушная – представлена в основном воздушными линиями электропередачи, а подземная может быть выполнена различными способами. Самым известным таким способом, пожалуй, является прокладка в земляных траншеях. Но это далеко не единственный вариант прокладки кабеля под землей. Такая прокладка может быть выполнена бестраншейным способом, а также в различных кабельных сооружениях: блоках, каналах, туннелях, коллекторах и других.

Существует также прокладка в кабельных сооружениях по поверхности земли и над землей. Выполняется она в кабельных галереях и на эстакадах. И применяется в местах вредного воздействия почвы на оболочку кабелей и в районах вечной мерзлоты.

Там, где нужно дополнительно защитить кабели от механических повреждений или агрессивного воздействия окружающей среды, применяют прокладку в специальных трубах.

А в случае открытой или скрытой прокладки кабелей по стенам зданий и сооружений активно используют прокладку в кабельных лотках и коробах.

Способ прокладки силового кабеля определяется местом прокладки силовых линий. И должен исключать возможность появления опасных механических напряжений и повреждений в процессе эксплуатации трассы. Поэтому для каждого вида монтажа предусмотрены специальные правила выполнения работ, а также собственные нормативы и технические регламенты.

Сегодняшней публикацией мы начинаем цикл статей, посвященный обзору различных способов прокладки силовых кабелей, их особенностей, достоинств и недостатков. В одной из наших прошлых публикаций мы достаточно подробно ознакомились с прокладкой кабелей и кабельных линий в земляных траншеях, а сегодня рассмотрим бестраншейный способ прокладки.

Бестраншейная прокладка кабелей

Использование для обустройства кабельных сетей традиционной траншейной технологии сопряжено с рядом определенных трудностей: разрушением верхнего слоя почвы, созданием препятствий для проезда автомобилей и пешеходного движения, нарушением эстетики окружающего пространства. Кроме того, данный способ просто не применим в местах с плотной застройкой, наличием автомагистрали, железнодорожного полотна или водных преград. Именно в таких случаях применяют бестраншейные методы прокладки кабелей.

Бестраншейная прокладка позволяет прокладывать кабели без нарушения поверхностного слоя почвы на протяженных участках на открытой местности, при отсутствии на трассе подземных коммуникаций и инженерных сооружений, естественных препятствий и твердых покрытий. Метод обеспечивает возможность прокладки во всех категориях грунтов, прохода болот, оврагов и нешироких водных преград.

Используется при прокладке кабельных линий в охранных зонах высоковольтных воздушных линий электропередач, магистральных газо- и нефтепроводов, под железными и автомобильными дорогами, автомагистралями, трамвайными путями, скверами, парками, реками, оврагами, лесными массивами и другими подобными местами. Применяется бестраншейная прокладка кабеля и в частных домохозяйствах в стесненных условиях, где нет возможности вырыть траншею. Но все же, самым востребованным данный метод является в черте города при пересечении автомобильных дорог.

Бестраншейная технология является одной из наиболее современных и присутствует практически в любом проекте прокладки кабельных сетей электроснабжения. Суть метода состоит в размещении кабельных линий с помощью высокоточного прокола грунта специальной буровой установкой и применяется для прокладки одиночных бронированных кабелей напряжением до 10 кВ со свинцовой или алюминиевой оболочкой.

В городских электросетях, на территории промышленных предприятий, участках, имеющих подземные коммуникации и пересечения с инженерными сооружениями, бестраншейная прокладка кабелей запрещена.

Начальный этап работ по бестраншейной прокладке предполагает изучение местности, где планируется бурение скважины: особенностей ландшафта, типа почвы, положения существующих коммуникаций и помех. А также выбор мест, где будут размещены приямки – входные и выходные отверстия.

До начала самих работ трассу кабельной линии размечают вехами, расчищают от пней, корней деревьев, выравнивают бугры грунта и засыпают ямы. Прокладка осуществляется при помощи ножевых кабелеукладчиков: самоходных или передвигающихся при помощи тяговых механизмов. Перед прокладкой барабан с кабелем устанавливают на кабелеукладчике. Затем кабелеукладчик ножом разрезает и раздвигает грунт до образования щели, в которую по мере продвижения механизма, через прикрепленную к ножу кассету, укладывается кабель, сматываемый с барабана.

Разматывают кабель с барабана вручную в процессе прокладки в зависимости от скорости передвижения механизма так, чтобы кабель перед входом в кассету кабелеукладчика не был натянут. Во избежание повреждения кабеля кабелеукладчик должен передвигаться по трассе плавно, без резких толчков и торможений.

При бестраншейной прокладке кабель укладывают на глубину 1-1,2 м от уровня поверхности земли. В процессе прокладки глубина заглубления кабеля в грунт контролируется мерной планкой через каждые 20-50 метров. Отклонение глубины заложения кабеля от проектной допускается в пределах ±50 мм.

Перед окончанием размотки кабеля с одного барабана его конец внахлест скрепляют с концом кабеля другого барабана. Затем в этом месте вырывают котлован и монтируют соединительную муфту. Длина нахлеста должна быть 2 м.

При прокладке важно учитывать строительную длину кабелей на барабанах, чтобы соединительные муфты приходились в местах, удобных для монтажа и эксплуатации, и не оказались в заболоченных местах или оврагах.

При прокладке кабельных трасс стараются избегать болот и заболоченных участков, так как в таких местах металлические оболочки кабелей быстро разрушаются коррозией. Если же обойти подобные участки невозможно, их пересекают в наиболее узких местах, при этом прокладка кабелей выполняется в специально насыпанном для этого по линии прокладки грунте или в трубах по лоткам или легким мостикам. По широким заболоченным участкам прокладывают только кабели с проволочной броней.

Указанный способ прокладки снижает трудоемкость работ приблизительно в 7-8 раз по сравнению с прокладкой кабеля в траншее. При этом сохраняются земельные угодья и повышается надежность эксплуатации кабельной линии ведь условия ее эксплуатации не ухудшаются, а нагрузочная способность не снижается. Бестраншейная прокладка не требует выполнения «подушки», присыпки кабеля слоем мелкой земли и обеспечения его механической защиты. А засыпка кабеля производится грунтом, разрезаемым ножом кабелеукладчика при его передвижении.

Существует два основным метода бестраншейной прокладки кабеля: метод горизонтального бурения грунта и метод прокола.

Метод горизонтального бурения

Горизонтальное направленное бурение (ГНБ) осуществляется путем бурения пилотного канала и его последующего расширения.

Бурение пилотной скважины выполняется с поверхности грунта при помощи специального наконечника – буровой головки с режущей лопаткой. Буровая головка закреплена на гибкой штанге и оснащена специальными охлаждающими отверстиями и навигационным аппаратом, позволяющим менять направление при столкновении с естественными препятствиями в земле. При ее вхождении в землю сквозь охлаждающие отверстия подается бентонитовый раствор, заполняющий скважину. Раствор размывает грунт на забое скважины, предотвращает обрушение породы и охлаждает нагревающийся инструмент. Излишки бентонитовой смеси откачиваются илососными машинами.

После выполнения пилотной скважины к штангам вместо буровой головки крепятся риммеры-расширители различного диаметра и конструкции, позволяющие увеличить диаметр скважины до проектных показателей.

Количество расширений в различных ситуациях зависит от типа грунта, длины прокола и параметров буровой машины. Но в любом случае диаметр скважины должен быть на 20-30% больше диаметра труб.

Затем к расширителю через вертлюг, крепится пластиковая труба (так называемый футляр) в которой протягивается кабельная линия. В футляр заранее устанавливают трос из стали, с помощью которого и будет протягиваться кабель. Затем труба с кабелем затягивается в скважину при помощи буровой установки.

Особенность метода ГНБ состоит в возможности управления траекторией бурения и корректировке ее направления. А сам метод позволяет обеспечить надежную защиту кабеля в течение длительного периода времени, не нарушает существующие инженерные коммуникации, не требует ремонта дорог после окончания работ и перекрытия транспортных магистралей.

Главным недостатком горизонтального направленного бурения грунта является сложность его выполнения, поэтому для проведения таких работ необходимо заключать договора с организациями, которые специализируются на подобной деятельности и имеют необходимое оборудование.

Метод прокола

В отличие от метода ГНБ, метод прокола предусматривает формирование пилотной скважины не при помощи бурения, а путем прокалывания грунта. То есть формирование канала происходит за счет вдавливания в грунт металлической штанги, у которой на конце прикреплен конический наконечник. В результате грунт вокруг штанги уплотняется, а не выбирается, как это происходит при применении метода горизонтального направленного бурения.

Работы выполняются не с поверхности земли, как при ГНБ, а из котлована в котлован (или из траншеи в траншею). Один из котлованов является стартовым, а второй приёмным. В стартовом котловане размещают прокалывающую установку. Как только наконечник штанги выходит в приемную траншею, он заменяется на расширитель, который протягивают в обратном направлении, расширяя и уплотняя канал. За счет этого в грунте образуется отверстие с уплотненными стенками через которое и будет проходить кабельная линия.

Преимуществами данного метода является его доступность в любое время года, независимо от температурного режима воздуха и температуры грунта; полное отсутствие скоплений грунта в ходе выполнения прокладки, так как земля не вытаскивается на поверхность, а просто уплотняется; работы могут проводится на участках с повышенным уровнем грунтовых вод и не требуют использования бентонитового раствора и подачи в скважину воды.

В целом, бестраншейная прокладка кабельных трасс отличается быстротой, удобством и экономичностью, особенно для больших городов с плотной застройкой.

Среди основных преимуществ прокладки кабелей методом ГНБ или прокола по сравнению с траншейной прокладкой следует отметить следующие:

— может выполнятся в разных типах грунта и сложном рельефе;

— не требует остановки транспорта или перекрытия автомагистралей, а значит не создает неудобств окружающим;

— не требует огромных затрат на восстановление улиц и дорог;

— сокращает сроки проведения работ;

— позволяет привлекать меньшее количество крупногабаритной спецтехники и рабочей силы;

— уменьшает стоимость работ за счет минимизации дорогостоящих земляных работ и отсутствия транспортных затрат, связанных с перевозкой грунта;

— сокращает сроки и объем организационно-технических согласований перед началом работ в связи с отсутствием необходимости остановки движения всех видов наземного транспорта, перекрытия автомобильных и железных дорог;

— сохраняет целостность природного ландшафта и экологический баланс в местах проведения работ.