Совершенствование метода расчета показателей процесса прокола при создании криволинейных скважин в грунтах

Все более возрастающая плотность городского строительства и прокладываемых подземных коммуникаций привела к широкому применению технических средств, реализующих различные бестраншейные технологии. Наиболее востребованными и, как следствие, распространенными среди них оказались технологии горизонтально-направленного бурения и прокола. Они позволяют проводить выработки малого сечения как прямолинейной, так и криволинейной траекторий. При этом сохраняется общая устойчивость грунтового массива, а влияние развиваемых при уплотнении напряжений распространяется в пределах 5 - 6 диаметров скважины в направлении, перпендикулярном оси выработки. Увеличивающаяся плотность подземных коммуникаций обусловила необходимость исключения их взаимовлияния, а плотность поверхностной застройки – приоритетность забуривания с поверхности. Следствием этих факторов являются повышенные требования к точности и управляемости процесса создания криволинейной скважины. Одним из простых и перспективных способов создания таких скважин является использование несимметричного рабочего инструмента цилиндрической формы со скосом (цилиндр рассечен наклонной плоскостью под углом к его оси). Точность в управлении здесь достигается путем совершенствования механизмов обратной связи, определяющих информацию о текущем местоположении и ориентации рабочего инструмента при создании криволинейной скважины в заданных горно-геологических условиях и с учетом режимных и конструктивных параметров как его, так и самой установки. Механизмы обратной связи постоянно совершенствуются и на данном этапе представлены образцами, обеспечивающими высокую точность. Однако в развитии методов расчета показателей процесса прокола существует определенный вакуум, связанный со сложностью учета изменения как траектории, так и нагруженности рабочего инструмента при преодолении препятствий и, как следствие, при прокладке коммуникаций наиболее весомую роль играет опыт оператора прокалывающей установки. Обусловлено это главным образом отсутствием экспериментально обоснованного и достаточно полного математического описания процесса взаимодействия проходческого става, оснащенного несимметричным рабочим инструментом, с грунтовым массивом на основе современных представлений о механике грунтов и теории пластичности, что, в конечном счете, и определяет актуальность работы <...>