Ako sa vykonáva bezvýkopové kladenie rúr: vlastnosti metódy + príklad práce

Pri výstavbe nových potrubí, ako aj pri opravách alebo výmene starých komunikačných vedení sa aktívne používa bezvýkopové kladenie potrubí.

Rôzne metódy vám umožňujú vybrať optimálnu metódu v závislosti od zložitosti lokality alebo hustoty budovy.

V tomto materiáli budeme podrobne hovoriť o metódach bezvýkopového kladenia potrubí a ich charakteristických vlastnostiach.

Výhody a vlastnosti BPT

Zrejmé výhody výkopu oproti výkopu sú nasledovné:

• skrátenie pracovného času;
• minimalizácia nákladov na obnovu vybavenia;
• zachovanie prevádzky zariadení infraštruktúry ako obvykle;
• zníženie vplyvu na environmentálne citlivé oblasti.

Výber spôsobu bezvýkopového kladenia potrubia závisí od priemeru požadovanej studne, vlastností krajiny a pôdy, materiálu kladených potrubí a prítomnosti alebo neprítomnosti existujúcich komunikácií.

Prírodné vodné plochy, nadzemná a podzemná infraštruktúra, zelené plochy a budovy nie sú ovplyvnené, ak sa stavebné práce na potrubí vykonávajú bezvýkopovou metódou.

Existuje veľa možností implementácie, ale medzi nimi možno rozlíšiť štyri hlavné metódy: sanáciu, dierovanie a prepichnutie pôdy, horizontálne smerové vŕtanie.

Rekonštrukcia a výmena potrubia sanačnou metódou

Metóda sanácie sa používa v prípadoch, keď proces auditu odhalil potrebu úplnej alebo čiastočnej výmeny existujúceho potrubia.

Pomocou sanitácie sa účinne riešia tieto problémy:

• upchávanie častí potrubia a tvorba trhlín;
• zničenie miestnych vetiev komunikácií koreňmi stromov;
• hrozba prasknutia potrubia v dôsledku korózie.

V závislosti od stavu komunikácií a zadaných úloh sa uchyľujú k technológii relining alebo renovácie.

Technológia vložkovania alebo „potrubie v potrubí“

Relining je možnosť sanácie používaná pre potrubia, v ktorých je možné zanedbateľné zmenšenie priemeru. Ak je skutočná životnosť kovových rúrok vyčerpaná a existuje obava, že budú pokračovať v práci až do ďalšieho prelomu, potom sa najskôr očistia od vápenatých usadenín, hrdze a piesku.

Polyetylénová vložka sa pripraví vo forme objímky, ktorá sa najskôr zvnútra naplní polymérnou kompozíciou, ktorá je rovnomerne rozložená po celej dĺžke. Táto polymérová pančucha sa narovnáva vo vnútri potrubia pod tlakom vody alebo vzduchu, pričom sa súčasne otáča naruby tak, aby predtým aplikovaná kompozícia priliehala k stenám potrubia.

Po naplnení celého segmentu opotrebovaného potrubia hadicou sa pod vplyvom teploty uskutoční proces polymerizácie. V dôsledku toho sa zvyšuje sila komunikácií a ich priepustnosť.

Ďalšou technológiou reliningu je kladenie nového polypropylénové rúry zvnútra existujúcich starých. Týmto spôsobom sa vymieňajú oceľové, keramické, azbestocementové, liatinové, betónové a železobetónové potrubia s priemerom 200-315 mm.

Relining je rýchly a ekonomický spôsob, ako aktualizovať potrubie a zvýšiť jeho kapacitu, napriek miernemu zníženiu vnútorného priemeru potrubia

Treba brať do úvahy, že miestami PVC potrubné spoje vytvorí sa šev asi 15 mm a z neho je potrebné zmerať medzeru medzi vnútorným priemerom starého potrubia a vonkajším povrchom nového potrubia.

Vzhľadom na nízky hydraulický odpor plastových rúr sa priepustnosť nezhoršuje ani pri zmenšovaní priemeru.

Modernizácia potrubí pomocou technológie renovácie

Ďalšou možnosťou rehabilitácie je renovácia. Od reliningu sa líši oveľa menej šetrným postojom k existujúcim komunikáciám, ktoré sú zničené a zhutnené do zeme, čím sa vytvorí ochranný plášť pre nové potrubie, ktoré má často väčší priemer.

Pri použití technológie renovácie sa opotrebované segmenty starého potrubia zničia a zatlačia do zeme, čím sa vytvorí dodatočný ochranný plášť pre nové komunikácie.

Na takéto bezvýkopové kladenie rúr je potrebné špeciálne vybavenie - používa sa pneumatický nárazový stroj s expandérovým kužeľom vybaveným reznými rebrami. Video pod článkom názorne ukazuje, ako si kužeľ poradí s oceľovou rúrou 6 mm.

Pracovný mechanizmus je upevnený na ťažnom lane, po ktorom sú postupne pripevnené moduly z PVC rúr, ktorých dĺžka sa môže meniť od 600 do 1000 mm v závislosti od šírky studne. Pneumatická hadica je pripojená ku kompresoru, po ktorom spolu s bezpečnostným káblom prechádza cez pripojené moduly.

Vstup do vymieňaného potrubia sa rozšíri a vloží sa do neho pneumatický nárazový stroj.Pohybujúc sa po komunikáciách ich láme a zároveň ťahá položený materiál za sebou.

Metódy razenia pôdy

V značnom počte variácií sa vykonáva aj dierovanie pôdy. Ide o technológiu mikrotunelovania, použitie pneumatických razidiel, smerové šnekové vŕtanie, riadené a nekontrolované prepichovanie.

Každá z týchto metód bezvýkopovej inštalácie je žiadaná a relevantná v závislosti od miesta komunikácie.

Puzdro potrubia alebo metóda neriadenej punkcie

Pri tomto spôsobe sa plášťová rúra zatlačí do pôdy a zároveň sa odstráni. Častejšie sa na odber vzoriek používajú závitovky, menej často vymývanie stlačeným vzduchom a vodou.

Nekontrolované prepichnutie sa používa v akomkoľvek type pôdy, aj keď ťažkosti môžu nastať v prípade nesúdržných zemín a v prítomnosti veľkých kameňov, keď je plášť stlačený zeminou alebo je blokovaný jeho postup.

Vo fáze prípravy práce je plášťová rúrka umiestnená do jamy jasne pozdĺž osi vpichu. Kvôli možným prekážkam je možné upraviť trajektóriu pohybu pomocou dvoch rúrok, z ktorých jedna je zvolená s väčším priemerom ako je požadovaný a do nej je položený reťazec rúrok požadovaného priemeru.

Vonkajšie potrubie slúži ako akési puzdro a chráni pracovné potrubie, čo je dôležité v prípadoch, keď sa inštalácia vykonáva pod železničnými alebo električkovými traťami, ako aj pod diaľnicami s ťažkým zaťažením.

Jedna z najbežnejších inštalácií na bezvýkopové kladenie rúr s malým priemerom. Výhodou inštalácie je kompaktnosť a ľahká preprava.

Rozdiel v priemere je zvyčajne 150 - 250 mm a vzdialenosť medzi rúrkami podlieha zásypu - výplni cementovo-pieskovou maltou.Tým sa znižuje tlak pôdy na pracovné potrubie, znižuje sa zaťaženie pri preprave a tiež sa poskytuje ochrana pred vplyvom iných komunikácií nachádzajúcich sa v blízkosti.

Dĺžka segmentov plášťa sa pohybuje od 3 do 12 metrov; Počas procesu kladenia sa postupne zvárajú.

Rozdiely medzi kontrolovanými vpichmi

Táto metóda sa líši od nekontrolovaného prepichnutia dodatočným použitím whipstocks - oceľových dosiek pripevnených k prednej časti plášťa. Zdvíhajú sa pomocou hydraulických valcov, čím sa koriguje smer vpichu.

Zariadenie s riadeným prepichovaním pôdy UPGK-40U je možné použiť v studniach s priemerom do jedného metra s krytom šachty do 600 mm

V oboch prípadoch sa na zníženie trenia používa roztok bentonitu, ktorý sa po položení potrubia odčerpá a po filtrácii sa dá znovu použiť.

Viac o technológii kladenia potrubí metódou punkcie si môžete prečítať v tento materiál.

Použitie pneumatických razidiel v hustých pôdach

Použitie pneumatických razidiel na prerážanie zeminy je najlacnejšia, najrýchlejšia a najefektívnejšia metóda, vzhľadom na relatívne vysokú presnosť bezvýkopového výkopu.

Táto metóda nevyžaduje výrobu dodatočných dorazov pre hydraulické zdviháky, využíva malé a ľahko prepravovateľné zariadenia a kladie minimálne požiadavky na prípravu staveniska.

Pneumatický razník tejto sily sa používa na dierovanie studní s priemerom od 155 mm bez expandéra do 245 mm za predpokladu použitia expandéra.

Vplyvom stlačeného vzduchu sa vyvinie dostatočná nárazová energia, pod vplyvom ktorej sa až 80 metrov dlhá otvorená oceľová rúra vrazí do vysokopevnostných zemín.Priemerná rýchlosť pokládky je 15 metrov za hodinu. Po inštalácii sa potrubia očistia od pôdy vodou a stlačeným vzduchom. Rúry s veľkým priemerom sa čistia ručne.

Výhody technológie mikrotunelovania

Proces mikrotunelovania je plne automatizovaný. Plášťové a pracovné rúry sú vyrobené nielen z ocele, ale aj z keramiky, sklolaminátu, liatiny a železobetónu. Priemerná dojazdová vzdialenosť bez preinštalovania zdvíhacej stanice je od 100 do 250 metrov.

Mikrotunelové vŕtacie systémy umožňujú položiť oceľové a železobetónové puzdrá s priemerom do 1700 mm do zeminy s balvanmi a skalnými inklúziami

Rozsah vzdialenosti sa mení v závislosti od typu pôdy, výkonu raziaceho rámu, ktorým je mikrotunelový komplex vybavený, ako aj od materiálu použitých rúr – podľa toho, akú veľkú tlakovú silu rúra znesie.

Použitie smerových šnekových vŕtacích jednotiek

Použitie šnekových zariadení je lacnou alternatívou k mikrotunelovaniu. Takéto inštalácie umožňujú položiť plášťové rúry s vysokou presnosťou a dodržiavaním konštrukčného sklonu, čo je dôležité pre gravitačné komunikácie.

Pohyblivý piesok a veľké pevné inklúzie pôdy môžu obmedziť použitie. Dojazdová vzdialenosť zvyčajne nepresahuje 80 metrov.

Maximálna dĺžka studne pred preinštalovaním šnekového zariadenia je asi 80 metrov. Dosah závisí aj od pevnosti plášťa

Použitie závitoviek s dutým hriadeľom umožňuje vŕtanie bez vytvárania prijímacej jamy.

Metóda horizontálneho smerového vŕtania

Možno je to najdrahšia metóda zo všetkých existujúcich v bezvýkopovom kladení rúr, ale aj najmodernejšia.

HDD sa používa nielen vtedy, keď je potrebné vŕtať na veľké vzdialenosti a ukladať potrubia veľkého priemeru, ale aj v prípadoch, keď je potrebné položiť malý úsek potrubia s malým priemerom v tesnej blízkosti súkromného majetku alebo objektov kultúrnu hodnotu.

Proces využíva vrtnú kvapalinu, ktorá znižuje trenie pri ťahaní reťazca rúr, udržiava rozvinutú zeminu v pozastavenom stave, aby sa zabránilo stlačeniu položeného materiálu, chladí a maže zariadenie a vynáša rozvinutú zeminu na povrch.

Vrtná kvapalina sa pripravuje zriedením bentonitu vodou - prírodný minerál s komplexom špeciálnych prísad. Výsledná suspenzia zabraňuje kolapsu kanálov a eliminuje potrebu čiastočného alebo úplného čerpania podzemnej vody, pretože je schopná plniť svoje funkcie aj v priepustných pôdach.

Horizontálne smerové vŕtanie v pôdach nasýtených vodou vyžaduje presné riadenie tlaku a prietoku vrtnej kvapaliny, ako aj použitie špeciálnych prísad pri jej príprave.

Keďže voda na prípravu roztoku sa odoberá z vodných plôch nachádzajúcich sa v bezprostrednej blízkosti, je potrebné vziať do úvahy prítomnosť minerálnych solí a pH podzemnej vody, pretože tieto parametre môžu ovplyvniť stabilitu suspenzie. Tento prístup zabraňuje nekontrolovanej erózii.

Vykonávanie práce na HDD možno rozdeliť do niekoľkých etáp:

• plánovanie trajektórie vŕtania;
• príprava pracoviska;
• vykonanie pilotnej studne;
• štádium rozšírenia studne;
• spätný ťah;
• obnova územia.

Zvážme každý bod plánu.

Fáza plánovania a výpočet trajektórie vrtu

Pred začatím vŕtania je potrebné vypočítať a naplánovať trajektóriu studne.

Berte do úvahy nielen dĺžku a hĺbku cesty, ale aj možné prekážky, ako napríklad:

• zhutnenie pôdy, pórovitosť a lepivosť;
• obsah vlhkosti a hladina podzemnej vody;
• prítomnosť veľkých kameňov a skál;
• podzemné stavby susediace s vrtnou zónou.

Identifikujú sa možné riziká a posielajú sa upozornenia na záchranné zložky a na oddelenie dopravnej polície.

Aj pri kladení komunikácií na krátku vzdialenosť je potrebné presne vypočítať trajektóriu studne a tiež zohľadniť možné riziká

Vypracuje sa výkres trajektórie vŕtania alebo sa vytvoria značky priamo na povrchu územia. Seriózny inžiniersky prístup berie do úvahy vstupné a výstupné uhly vrtáka, ako aj minimálne prípustné polomery zakrivenia tyče.

K najväčšiemu zaťaženiu inštalácie dochádza pri súčasnom rozširovaní pilotnej studne a ukladaní potrubia, preto sa výpočty vykonávajú upravené pre výkon zariadenia.

Organizácia miesta horizontálneho smerového vŕtania

Komplex HDD je doručený na miesto, vyložený a vystavený na pracovisku. Je potrebné skontrolovať uhol sklonu vŕtacieho rámu a ukotviť inštaláciu.

Bez takéhoto upevnenia sa samotná vŕtačka, jej pohon a rám vŕtačky rýchlejšie opotrebúvajú, preto by ste nemali zanedbávať fixáciu. Potom by ste mali otestovať spustenie miešača pre zavesenie a inštalačné motory a ubezpečiť sa, že pripojenie hadíc hydraulického systému je stabilné.

Vykonanie pilotnej studne

Pilotné vŕtanie pozostáva z prejdenia celej dĺžky trajektórie vrtu s malým priemerom dostatočným na vytiahnutie šnúry tyčí.Prvý segment sa vloží do vodiacej tyče, závitové spojenie sa bohato namaže a pripojí k vŕtacej hlave - zariadení pozostávajúce z vysielača lokalizačného systému, samotnej vŕtacej čepele a závesného napájacieho filtra.

Potom sa privedie roztok bentonitu a tlak sa nastaví tak, aby sa zabezpečilo, že suspenzia prejde hadicami do vrtnej tyče, vstúpi do valca, filtra a trysiek vrtnej hlavy a potom vystúpi s požadovaným tlakom.

Obsluha zariadenia vytvorí vstupný otvor kolmo na povrch pôdy vzhľadom na pozdĺžnu os vrtnej hlavy, po ktorej vŕta, pričom postupne zvyšuje reťaz tyčí.

Malý tím operátorov, minimálny zásah do existujúcej krajiny, vysoká rýchlosť výstavby potrubí – silné argumenty v prospech HDD

Operátor lokalizačného systému označí polohy vŕtania, hĺbky a uhly, porovná ich s plánovanou trajektóriou a zakreslí skutočnú trajektóriu, ak je potrebná zmena orientácie. Keď sa vŕtacia hlava objaví na výstupnom bode, pilotné vŕtanie je dokončené.

Etapy rozširovania studní a výstavby tunelov

V procese pilotného vŕtania sa vytvorí studňa so šírkou 75 - 100 mm, čo je dostatočné pri kladení komunikácií s malým priemerom. Ak je priemer jamky užší, ako je požadované, potom sa v opačnom smere ťahá obrubová fréza.

Táto fáza je často kombinovaná s pokládkou komunikácií, potom je za otočným expandérom nainštalovaný otočný prvok, aby sa položený materiál nekrútil.

V niektorých prípadoch, berúc do úvahy sily potrebné na utiahnutie, sa studňa rozširuje samostatne tak, aby veľkosť tunela zabezpečila uloženie materiálu požadovaného priemeru.

Spätné ťahanie sa vykonáva aj s prívodom vrtnej kvapaliny, aby sa znížilo trenie materiálu o steny vrtu. Keď sa struna natiahne na dĺžku tyče, operátor HDD vypne prívod pruženia, zastaví rotáciu a odpojí tyč, po čom obnoví prevádzku inštalácie.

Postup sa opakuje, kým sa expandér neobjaví zo vstupu do studne.

Ukončenie prác a obnova sadových úprav

Po dokončení bezvýkopovej inštalácie potrubia sa inštalačný motor vypne, položená komunikačná linka sa odpojí a konektory, otočný prvok a filter sa odstránia.

Všetky zariadenia sú očistené od pôdy a ošetrené vodotesným mazivom. Zvyšok suspenzie sa odčerpá, jama sa zasype a ak je to možné, obnoví sa prirodzená alebo prírode blízka krajina.

Závery a užitočné video na túto tému

Vŕtanie studne improvizovanými prostriedkami na súkromnom pozemku:

Video o použití metódy reliningu:

Princípom renovácie je zničenie oceľovej rúry:

Podrobné pokyny na použitie inštalácie kompaktného pevného disku:

Použitie bezvýkopového spôsobu kladenia komunikácií zahŕňa použitie špeciálneho vybavenia a určitých zariadení. Na krátke vzdialenosti však môžete vyvŕtať studňu s priemerom 50 - 100 mm, pričom máte po ruke bežné elektrické spotrebiče. Hlavná vec je urobiť výpočty správne.

Máte otázky, našli ste v našom materiáli nedostatky, prípadne ho viete doplniť o cenné informácie? Svoje pripomienky zanechajte v bloku pod článkom.