Горизонтально-направленное бурение имеет очень широкий спектр применения, однако при определенных условиях более экономичными и целесообразными, а также технически осуществимыми оказываются другие бестраншейные методы прокладки трубопроводов –микротоннелирование, продавливание (прокол), раскатка, запахивание в грунт.
Микротоннелирование представляет собой прокладку скважины или туннеля с помощью горнопроходческого щита, однако уменьшенного размера и управляемого дистанционно. Диаметр прокладываемых трубопроводов может лежать в широких пределах – от 500-600 мм до 3600 мм. Длина трассы – до 100-200 м за один проход, а при устройстве промежуточных домкратных станций – до 500-1000 м. Метод отличает высокая точность проходки; возможно строить криволинейные участки, но с малыми углами поворота.
Для прокладки трубопровода обустраивают два котлована: стартовый и приемный. В стартовом котловане монтируют домкратную станцию и проходческий микрощит. Щит задавливается в грунт домкратами, постепенно наращиваются секции трубопровода, на которые приходится вся нагрузка при продавливании щита. Поэтому здесь используются материалы с высокой прочностью на сжатие: сталь, железобетон, керамика, полимербетон, стеклопластик. В конце проходки микрощит выходит в приемный котлован и демонтируется.
Микротоннелирование может применяться при любых грунтовых условиях и любой степени обводненности грунтов, в том числе в песчаных грунтах, плывунах, при включении валунов и гальки, в твердых скальных породах.
Метод ударно-импульсного продавливания заключается в проходке в грунте горизонтальных скважин и затягивании в них труб (диаметром до 400 мм) с помощью пробойников (пневмопробойников, гидропробойников) или забивки в грунт стальных трубопроводов диаметром 400-1400 мм и более посредством пневмоударных машин. При больших диаметрах проходки грунт не уплотняется, а разрушается и извлекается из трубопровода. Разновидностью метода является прокол, при котором продавливание осуществляется без ударов.
Преимуществами метода, особенно при небольших диаметрах, является высокая скорость проходки, небольшие габариты и стоимость установок, удобство и простота в эксплуатации. Это способствовало его широкому распространению наряду с ГНБ. Кроме того, при проколе мало нарушается структура почв и не провоцируются деформации в зоне прокладки близких коммуникаций. К недостаткам относятся возможность отклонения пневмопробойников от заданной траектории и малая длина проходки – обычно 30-50 м, реже до 80-100 м.
Более простым методом является раскатка скважин, которая представляет собой непрерывный процесс образования в грунте цилиндрической полости путем деформации и уплотнения грунта раскатывающим механизмом или раскатчиком. Раскатка скважин используется не только для прокладки коммуникаций, но и для укрепления и уплотнения грунтов, для чего в образовавшиеся скважины помещается наполнитель.
Раскатчики состоят из набора конических катков разного диаметра, установленных на подшипниках качения друг за другом на валу со смещением по продольной и поперечной осям. При работе раскатчик ввертывается в грунт, катки окатывают стенки отверстия, постепенно уплотняя его и формируя скважину. Технология подразумевает использование в сжимаемых грунтах с небольшими твердыми включениями. К преимуществам относятся простота оборудования и устойчивость скважины. К недостаткам – возможное влияние резкого уплотнения грунта на окружающие коммуникации. В силу различных причин этот метод применяется нечасто.
В качестве альтернативы устройства полноценных траншей для прокладки трубопроводов небольших диаметров (до 300 мм) и на малую глубину (до 1,8 м) может использоваться метод запахивания в грунт. При плужном методе необходим доступ техники к поверхности земли на всей протяженности трассы, но в то же время объем земляных работ существенно сокращается.
Сущность метода заключается в перемещении с помощью тягача специального плуга и протягивании звеньев трубопровода. Плуг производит выемку грунта в траншее (ширина которой получается примерно равной диаметру запахиваемого трубопровода) и вытеснение его на поверхность, где затем он засыпается обратно в траншею тем или иным способом. Для уменьшения сил трения трубопровода о грунт и заполнения пространства между грунтом и наружной стенкой трубопровода используется бентонитовая суспензия. Пластиковые трубопроводы малого диаметра (до 160 мм) могут затягиваться в образующееся за плугом пространство непосредственно с барабана, расположенного на тягаче, а трубопроводы большего диаметра – поэтапно в виде предварительно сваренных плетей. Преимущества метода –дешевизна, простота и быстрота, недостатки – ограничения по диаметрам и глубинам заложения трубопроводов и низкая точность вертикального позиционирования трубы в грунте.