Под бестраншейными технологиями строительства часто имеют в виду прокладку новых трубопроводов или кабельных коммуникаций. Такая прокладка осуществляется без масштабных земляных работ, но требует специального оборудования и механизмов, и в определенных случаях не дает существенного сокращения сроков и стоимости строительства. Поэтому на открытой местности, например, вдоль загородной дороги или в строящихся кварталах, нет нужды использовать закрытый метод прокладки коммуникаций. Однако там, где на пути трассы встречаются искусственные или естественные преграды: автомагистрали, железнодорожные пути, здания, водоемы, охраняемые природные зоны, бестраншейная прокладка сразу приобретает неоспоримые преимущества.
Бестраншейное строительство трубопроводов можно производить с помощью следующих технологий:
- горизонтальное (наклонное) направленное бурение (в т.ч. шнековое);
- микротоннелирование;
- ударно-импульсное продавливание;
- раскатка.
Промежуточное положение между «траншейными» и бестраншейными методами занимает способ запахивания в грунт.
Наиболее распространенным и известным методом является ГНБ – горизонтально-направленное бурение. Этим способом можно прокладывать как прямолинейные, так и криволинейные трассы в самом широком диапазоне диаметров – от 50 до 1500 мм и длиной в несколько сотен метров и более. Метод позволяет прокладывать трубы из различных материалов: сталь, чугун, полиэтилен, полипропилен, ПВХ в различных почвенных условиях, включая глину, ил, песок и мелкие камни.
Наиболее компактно сущность ГНБ описана в специализированном СП 341.1325800.2017: ГНБ – это «многоэтапная технология бестраншейной прокладки подземных инженерных коммуникаций при помощи специализированных мобильных буровых установок, позволяющая вести управляемую проходку по криволинейной траектории, расширять скважину, протягивать трубопровод».
История появления ГНБ связана с именем американца Мартина Черрингтона, который первым разработал и использовал этот метод в промышленных масштабах в середине 60-х годов. Важным элементом является контроль за положением буровой головки и управление ее перемещением в пространстве под землей. В первые годы контроль осуществлялся путем выкапывания небольших «ям» по пути движения скважины через определенные интервалы. В конце 1980-х годов компания Tensor создала технологию контроля и управления буровой головкой с использованием искусственного магнитного поля. Это существенно облегчило буровые работы и дало большой толчок в развитии ГНБ. В начале ГНБ широко использовалась для прокладки нефте- и газопроводов, затем ее сфера значительно расширилась с необходимостью прокладки оптоволоконных кабелей в существующей городской инфраструктуре.
Горизонтально-направленное бурение обычно выполняется в три основных этапа. Сначала бурят пилотную скважину небольшого диаметра по заданной траектории от одной точки поверхности земли (или стенки котлована) к другой. Далее скважину, созданную при бурении пилотной скважины, расширяют до диаметра, который нужен для монтажа трубопровода. Наконец, трубопровод протягивается в увеличенное отверстие, формируя непрерывный участок трубы под землей, выходящий только в начальной и конечной точке. В случае необходимости продолжения трассы делают промежуточные котлованы.
Для работы установок ГНБ, как правило, необходим буровой раствор, который служит для смазки и укрепления образующейся скважины, удаления отходов бурения и охлаждения буровой головки. В большинстве случаев для этой цели используются растворы на основе бентонита или полимеров. Буровые растворы используются многократно, для чего служат системы очистки и накопительные резервуары. Существуют и установки сухого бурения, где раствор заменяется сжатым воздухом со специальными добавками или водяным распылением.
Разновидностью ГНБ является горизонтальное шнековое бурение, при котором порода, разрушенная буровой головкой, транспортируется винтовым шнеком. Трубопровод с помощью домкрата задавливается по секциям в скважину одновременно с бурением. Также существуют варианты с бурением пилотной скважины и последующим ее расширением с помощью шнека. Шнековое бурение считается скоростным методом прокладки и используется в том числе в особо стесненных условиях.