Jak wykonuje się układanie rur metodą przebicia: zasady techniczne i porady specjalistów

Jeśli podziemne instalacje przecinają trasę drogową lub tory kolejowe, demontaż takich obiektów może być niezwykle trudny, a często wręcz niemożliwy. Problem rozwiąże układanie rur metodą przebijania. Ta metoda jest znacznie prostsza i tańsza w realizacji.

Osobom pragnącym dowiedzieć się, jak układa się rury w ziemi bez naruszania nawierzchni, wyburzania budynków, przemieszczania obiektów ruchomych, ujawnimy specyfikę technologii. U nas dowiedzą się Państwo, jaki sprzęt jest używany w trakcie prac, w jaki sposób przeprowadzane są przebicia.

Oprócz tytułowej metody opisaliśmy alternatywne warianty układania rur w ziemi w technologii bezwykopowej, dołączyliśmy schematy, zestawienia zdjęć i materiały wideo.

Czym jest metoda przebijania?

Metodą przebijania nazywa się technologię, w której można uzyskać otwór bez urabiania i wyjmowania gruntu poprzez jego zagęszczenie.

Taka metoda nadaje się do układania konstrukcji stalowych. Średnica może wahać się w zakresie 100-500 mm, długość otworu – 30-50 m. Przebicie pod drogą – to jedna z najbardziej pożądanych metod bezwykopowego układania instalacji.

W ten sposób urządza się podziemne odgałęzienia wodociągu, kanalizacji, doprowadza do działki gaz magistralny.

Przebicie sterowane stosuje się do układania:

• instalacji z metalu i plastiku;
• osłon, w które następnie układa się rury gazowe i wodociągowe;
• osłon dla kabli energetycznych, telefonicznych itp.

Przebicie stosuje się nie tylko w przypadkach, gdy konieczne jest bezkolizyjne przecięcie trasy lub torów kolejowych.

Metoda nadaje się do wykonywania otworów do studni (pod warunkiem, że średnica tej studni wynosi co najmniej półtora metra), piwnicy domu, w przypadku konieczności przeprowadzenia przewodów pod jakimś stosunkowo niewielkim obiektem itp.

Najczęściej sterowane przebicie wykonuje się w warstwie gruntu gliniastego pod różnymi drogami, na przykład pod autostradą lub torowiskiem. W tym celu stosuje się agregat naciskowy pompowo-siłownikowy, taki jak urządzenie Ditch Witch P80.

Ponadto potrzebny będzie zestaw rozwiertaków, żerdzi, głowic i innych narzędzi, za pomocą których wykonuje się prace wiertnicze.

Obowiązkowo stosuje się stację hydrauliczną. Niezbędne oddziaływanie siłowe zapewnia siłownik hydrauliczny, akceptowalna moc agregatu wynosi około 36 ton. Pracę stacji musi zapewniać silnik spalinowy. Do obserwacji postępu prac w warstwie gruntu stosuje się środki lokalizacji bezprzewodowej.

Jako przykład można rozważyć procedurę działania urządzenia lokalizacyjnego Eclipse. W głowicy wiertniczej umieszcza się sondę, która przekazuje informacje o postępie prac wiertniczych.

Sterowane przebicie – to jedna z najmniej kosztownych metod bezwykopowego układania mediów pod drogą lub innymi podobnymi obiektami (+)

Informacje trafiają do lokalizatora. Tutaj dane są analizowane, w wyniku czego określa się dokładne położenie narzędzia wiertniczego w warstwie gruntu, kąt nachylenia głowicy wiertniczej oraz zgodność jej ruchu z wcześniej opracowanym planem prac. Jednocześnie kontrolowany jest stan baterii sondy, z której pochodzą dane.

Głowica wiertnicza jest skonstruowana w taki sposób, że część jej powierzchni jest ścięta. Poprawia to wydajność, ale wpływa na jakość prac.

Ze względu na ścięcie, podczas posuwania się w warstwie gruntu położenie głowicy będzie stale odchylać się od wektora oddziaływania. Operator musi stale korygować trajektorię ruchu głowicy, sprawdzając wyniki lokalizacji.

Aby narzędzie poruszało się dokładnie po linii prostej, należy je obracać ze stałą prędkością. Pierwszy etap wykonywania przebicia rozpoczyna się w wykopie startowym, a kończy w odbiorczym. Tutaj zamiast głowicy wiertniczej na urządzeniu mocuje się stożkowy rozwiertak.

Urządzenie to przechodzi przez powstały poziomy odwiert w przeciwnym kierunku, co umożliwia jego poszerzenie i zagęszczenie ścian.

Aby wykonać bezwykopowe układanie rur metodą przebicia, należy wcześniej przygotować dwa wykopy: startowy i końcowy (lub odbiorczy).

Następnie w powstały długi otwór wkłada się rurę o wymaganej średnicy lub osłonę do układania mediów. W zależności od sytuacji można ułożyć nie jedną, ale kilka rur. Dalsze czynności polegają na ułożeniu tych mediów i podłączeniu ich do ogólnego systemu.

Podczas prac przygotowawczych należy również zaplanować miejsce składowania rur, które powinno znajdować się w pobliżu miejsca prowadzenia wiercenia.

Zazwyczaj miejsce do składowania rur przewiduje się obok wykopu startowego. Rozmiary miejsca składowania zależą od długości rur, która może sięgać sześciu metrów. Pożądane jest, aby rury wybrane do układania były przechowywane w pozycji poziomej. Ułatwi to montaż i zmniejszy ryzyko uszkodzenia konstrukcji.

Ponadto należy zapewnić drogi dojazdowe do wykopu startowego, aby bez przeszkód dostarczać materiały i niezbędny do prowadzenia prac sprzęt.

Metoda sterowanego przebicia pozwala z powodzeniem układać w metalowej osłonie zarówno rury plastikowe, jak i metalowe. Najpierw wykonuje się przebicie pilotowe, następnie zagęszczenie w przeciwnym kierunku, wprowadzenie osłony, a następnie układanie rur.

Najpierw przeprowadza się wstępne badanie miejsca prowadzenia prac w terenie. Specjaliści wykorzystują przy tym dokumentację projektową, na podstawie której, a także wyników analizy obiektu, opracowuje się plan wykonania przebicia.

Jeśli konieczne jest wykonanie przebicia pod obiektem poddanym dużym obciążeniom transportowym (torowiska tramwajowe, autostrady, linie kolejowe, metro itp.), rury układa się w specjalnych osłonach.

Jeśli trzeba ułożyć pod drogą kilka kabli, najpierw układa się rurę lub osłonę, której średnica pozwala pomieścić wszystkie niezbędne media.

Taka obudowa powinna mieć średnicę większą od wymiarów rur o około 15-20 cm. Najpierw układa się obudowę, następnie montuje się w niej rury, a przestrzeń między tymi elementami zalewa się zaprawą, do której można użyć niedrogiego cementu M-100. Obudowy zmniejszają obciążenia na podziemne instalacje i zmniejszają ryzyko ich uszkodzenia.

Hydro-, wibroprzebicie i przepychanie

Rozróżnia się hydro- i wibroprzebicia. W pierwszym przypadku jako narzędzie do przebijania gruntu stosuje się strumień wody, który pod dużym ciśnieniem bije ze specjalnej końcówki.

Metoda ta jest szczególnie skuteczna na niespoistych gruntach piaszczystych, łatwo rozmywanych pod działaniem strumienia. Pozwala na wykonanie otworu o średnicy około 50 cm w minimalnym czasie. Jednak maksymalna długość przewiertu przy hydroprzebiciu wynosi 30 m.

Wibroprzebicie, jak wynika z nazwy, odbywa się za pomocą oddziaływania wibracyjnego. W urządzeniu do wykonania przebicia stosuje się udarowo-wibracyjno-wciskające zestawy z wzbudnikami drgań wzdłużnie skierowanych.

Wciskanie statyczne łączy się z oddziaływaniem na grunt udarowych impulsów wibromłota. Metodę stosuje się na gruntach piaszczystych nasyconych wodą i o małej wilgotności zarówno do układania rur, jak i do ich wydobywania. Średnica przewiertu może osiągać 50 cm, a jego długość – 60 m.

Metoda przebijania realizowana jest za pomocą podnośników, podobnie jak przebicie. Jednak w tym przypadku rura jest wprowadzana w grunt otwartym końcem. W trakcie przesuwania konstrukcji w rurze tworzy się zwarty korek gruntowy, który następnie jest usuwany.

Do wykonania tego typu prac stosuje się od dwóch do ośmiu potężnych (o nacisku 200-400 ton) podnośników hydraulicznych, do pracy których niezbędny jest montaż ściany oporowej z ramą i nagłowiem.

Przebijanie gruntu – to bezwykopowa metoda układania rur, która wykonywana jest za pomocą specjalnych hydraulicznych zestawów o dużej mocy.

W ciągu jednej zmiany takie urządzenie może przejść do 10 metrów gruntu, a całkowita długość przewiertu zazwyczaj nie przekracza 80 metrów. Jeżeli wymagane jest ułożenie dłuższej trasy, dzieli się ją na oddzielne odcinki o długości nie większej niż 80 metrów.

Metoda ta wymaga również wykonania wykopu początkowego i końcowego, w których instaluje się niezbędną hydraulikę.

Przejście każdego odcinka wykonuje się dwukrotnie: w kierunku prostym, a następnie w odwrotnym. Kontrolę pracy mechanizmów i jakości przebijania prowadzi operator, który znajduje się w wykopie.

Technicznie metoda ta jest bardziej skomplikowana niż zwykłe przebicie, ale można ją stosować praktycznie na każdym gruncie. Średnica konstrukcji może osiągać 172 cm. Pobór rdzenia, który uformował się wewnątrz rury, może być wykonywany ręcznie lub za pomocą urządzeń mechanicznych.

Zalety metody przebijania

Popularność metody przewiertu wynika z jej znacznych zalet w porównaniu z innymi wariantami wykonywania prac tego typu. Na przykład przewiert jest dostępny o każdej porze roku, wysoka lub niska temperatura powietrza i gruntu nie ma większego znaczenia.

Jedną z zalet metody sterowanego przewiertu jest to, że prace mogą być prowadzone również na obszarach o podwyższonym poziomie wód gruntowych

Praca urządzenia nie wymaga stosowania roztworu bentonitowego, doprowadzania wody do otworu ani płuczki wiertniczej. Jest to kompaktowy i wydajny agregat wyposażony w niezawodny system bezpieczeństwa elektrycznego. Łatwo go dostarczyć na miejsce i zainstalować. Kompaktowe rozmiary nie przeszkadzają urządzeniu w pracy z wysokimi parametrami mocy.

Bezwykopowe metody układania rur, takie jak sterowany przewiert, można z powodzeniem stosować zarówno latem, jak i zimą

Terminy prac są również krótsze niż przy zastosowaniu innych metod. Nawet jeśli na terenie, gdzie wykonywany jest przewiert, występuje podwyższony poziom wód gruntowych, nie ma konieczności prowadzenia działań mających na celu odprowadzenie wody z terenu.

Podczas przejścia stożka rozprężającego następuje również zagęszczenie ścian wykopu, dlatego dodatkowe prace w tym zakresie nie są wymagane.

Wykonywanie przebicia na różnych obiektach

Złożoność i szybkość prac tego typu w dużej mierze zależą od warunków, tj. od terenu i charakterystyki obiektu, pod którym wykonywany jest przewiert. Przy wierceniu pod torami kolejowymi zwykle wymagane jest dość poważne formalności. Najpierw należy uzgodnić wiercenie z całym szeregiem służb kolejowych.

Zastosowanie metody sterowanego przewiertu w granicach miasta pozwala zachować integralność nawierzchni drogowej, aby zminimalizować koszty i nie zakłócać ruchu transportu

W Rosji należy zwrócić się do jednostek ECz, SzCz, RCzS NODG, PCz i innych służb OAO „RŻD”. Obowiązkowo sporządza się umowy na prowadzenie nadzoru technicznego, a także na instalację pakietów zabezpieczających. Cała dokumentacja wykonawcza musi być uzgodniona i przedstawiona organom kolejowym.

Do dyspozycji drogi przekazywany jest pakiet dokumentów po zakończeniu cyklu prac związanych z układaniem rur. W miastach przewiert pod drogą jest bardzo popularny przy układaniu nowych sieci, szczególnie w miejscach z historycznymi zabytkami.

Metoda pozwala nie tylko zachować normalny ruch na drogach, ale także zapobiec zniszczeniu starożytnej nawierzchni, gdy konieczne jest ułożenie rur pod takimi odcinkami.

Renowacja tego typu obiektu może być skomplikowana, a czasem niemożliwa. W osiedlach domków jednorodzinnych układanie sieci metodą przewiertu pozwala na wykonanie wszystkich prac przy minimalnym uszkodzeniu istniejących obiektów: dróg, ogrodzeń itp.

Ocena alternatywnych wariantów

Oprócz metody sterowanego przewiertu istnieją inne możliwości układania sieci w gruncie bez stosowania wykopów. Czasami alternatywa może okazać się bardziej korzystna niż przewiert, wszystko zależy od konkretnej sytuacji.

Wiercenie horyzontalne sterowane , zwane również wierceniem kierunkowym, stosowane jest do układania rurociągów ciśnieniowych i grawitacyjnych. Wiercenie tą metodą wykonuje się z powierzchni ziemi. Średnica otworu powinna być o 30-50% większa niż rozmiary rur, które mają być w nim umieszczone.

Otwór poszerza się nie od razu, lecz w kilku etapach. Przy tym stosuje się roztwór bentonitowy, który miesza się ze spulchnionym gruntem i ułatwia jego usuwanie ze świdra. Ponadto ten płyn roboczy służy do chłodzenia narzędzia wiertniczego, a później tworzy na ścianach szybu warstwę chroniącą je przed zniszczeniem.

Do wypompowania zużytego roztworu bentonitowego stosuje się ssawkę do szlamu. Po wypompowaniu zbędny roztwór należy wywieźć na wysypisko w celu dalszej utylizacji. Jeśli prace są wykonane prawidłowo, w wyniku otrzymuje się czysty otwór wiertniczy z mocnymi ścianami.

Wiertnice do wykonywania prac tego typu charakteryzują się różnymi parametrami, takimi jak moment obrotowy i siła uciągu. Od tego zależy długość rur, które zostaną ułożone w gruncie, która może dochodzić do 1000 metrów.

Dopuszczalna średnica rur – 120 cm. Za pomocą wiercenia horyzontalnego sterowanego można układać zarówno rury metalowe, jak i plastikowe.

Wiercenie wykonuje się według wcześniej obliczonej trajektorii, ruch narzędzia wiertniczego jest kontrolowany za pomocą systemu lokalizacji. Kąt wiercenia może wynosić od 26 do 34 stopni.

Kolejnym ważnym wskaźnikiem przy użyciu HDD – wygięcie prętów, które może wynosić 6-12%, zależy od ich typu. Inną popularną metodą bezwykopowego układania rur jest wiercenie świdrowe. Do jego wykonania używa się specjalnej hydraulicznej instalacji działającej jak podnośnik.

Najpierw wykonuje się wykop początkowy i końcowy. Głębokość każdego z nich powinna być o jeden metr większa niż poziom ułożenia rurociągu. Do wykopu początkowego opuszcza się instalację hydrauliczną, która obraca ślimak i rury wciskane. W rezultacie część gruntu jest usuwana i powstaje otwór na rurę.

Następnie wewnątrz instaluje się rury, osłony itp. Maksymalna długość układania wynosi zazwyczaj tylko 100 metrów, ale średnica sieci może dochodzić do 172 cm, parametry w dużej mierze zależą od rodzaju gruntu, na którym prowadzone jest wiercenie.

Metoda wciskania stalowych osłon jest często stosowana, gdy konieczne jest ułożenie rur lub osłon o dużej średnicy za pomocą metod bezwykopowych.

Do kontroli nad przebiegiem prac podczas wiercenia ślimakowego używa się lasera, który zapewnia odpowiedni kąt nachylenia świdra, a także pozwala na śledzenie kierunku wiercenia z dużą dokładnością. Po osiągnięciu przez świder wykopu końcowego, wycofuje się go z powstałego otworu w odwrotnej kolejności.

Mikrotunelowanie – to precyzyjna metoda bezwykopowego układania sieci, która jest wykonywana za pomocą specjalnej tarczy wiertniczej.

Do przemieszczania urządzenia używa się stacji siłownikowej o dużej mocy. Oddziałuje ona na kolumnę z rur żelbetowych, które są połączone z tarczą. Stopniowo długość otworu jest zwiększana, dlatego długość kolumny zwiększa się poprzez dodawanie kolejnych elementów żelbetowych.

Do układania rur żelbetowych i stalowych stosuje się metodę mikrotunelowania. Wykonywana jest za pomocą specjalnej tarczy wiertniczej, która spulchnia grunt.

Ta metoda wymaga również wcześniejszego przygotowania dwóch wykopów, odległość między nimi może wynosić od 50 do 500 metrów. Urządzenie siłownikowe należy opuścić do wykopu startowego na głębokość odpowiadającą poziomowi układania sieci. Jeśli długość otworu przekracza 200 metrów, zwykle używa się pośredniej stacji siłownikowej.

Tarcza wiertnicza spulchnia grunt, który jest wypłukiwany wodą lub roztworem bentonitu dostarczanym liniami zasilającymi. Zużyty płyn zmieszany z cząstkami gruntu przemieszcza się do osadnika liniami odprowadzającymi. Gdy tarcza wiertnicza dotrze do wykopu końcowego, prace można uznać za zakończone.

Bezwykopowe metody układania sieci są wykonywane przy użyciu specjalistycznego sprzętu o dużej mocy. Ścisłe przestrzeganie technologii zapewni niezawodny otwór.

Sprzęt jest demontowany i usuwany. Metodą mikrotunelowania można instalować nie tylko rury żelbetowe, ale także rury stalowe. Do kontroli poprawności wykonywanych prac stosuje się system nawigacyjny składający się z lasera, tarczy celowniczej i koła pomiarowego.

W przypadku długich odcinków (ponad 200 m) za skuteczną uważa się elektroniczną, laserową z poziomem hydrostatycznym, która dostarcza dokładnych informacji o głębokości układania rur niezależnie od temperatury powietrza wewnątrz konstrukcji.

Szczegóły wyboru odpowiedniej metody

Metodę układania instalacji za pomocą wiercenia poziomego wybiera się już na etapie projektowania konkretnego procesu. Jeśli bezwykopowe układanie rur będzie wykonywane w ramach budowy jakiegoś obiektu, na przykład budynku mieszkalnego, to prace mogą stać się częścią ogólnego projektu budowlanego.

Przy projektowaniu uwzględnia się następujące informacje:

• długość instalacji, które należy ułożyć metodą bezwykopową;
• średnica osłony lub rury;
• materiał, z którego wykonane są instalacje;
• głębokość, na jaką należy ułożyć rury;
• typ rurociągu (ciśnieniowy lub bezciśnieniowy);
• możliwość montażu wykopu startowego i końcowego o odpowiedniej głębokości;
• drogi dojazdowe do miejsca prowadzenia prac;
• istnienie wystarczająco przestronnego placu do składowania materiałów, sprzętu itp.;
• poziom występowania wód gruntowych;
• inne cechy geologiczne terenu;
• plan rozmieszczenia już istniejących na terenie instalacji.

W trakcie budowy czasami konieczna jest zmiana już przygotowanego projektu. Może to być spowodowane chęcią obniżenia kosztów poprzez użycie, na przykład, rur plastikowych zamiast stalowych. Ponadto plan rozmieszczenia podziemnych instalacji na obiekcie nie zawsze jest wystarczająco dokładny.

Średnica rury – jeden ze wskaźników branych pod uwagę przy wyborze metod bezwykopowego układania instalacji. Otwór wiertniczy powinien być nieco większy

Podczas wykonywania prac mogą zostać odkryte takie nieuwzględnione rury lub kable. Wszystkie te aspekty mogą wymagać zmian w projekcie, co może mieć wpływ na decyzję o metodzie wiercenia.

Jeśli głębokość układania instalacji jest niewielka, istnieje ryzyko osiadania górnej warstwy gruntu, szczególnie jeśli podczas wiercenia stosowano roztwór bentonitowy. W takich przypadkach lepiej dać pierwszeństwo wierceniu poziomemu świdrowemu.

Bardzo często metoda wiercenia jest określana przez to, jaki dokładnie sprzęt znajduje się w dyspozycji organizacji realizującej zlecenie.

Na przykład, jeśli budowlańcy dysponują podnośnikami lub zestawem do poziomego wiercenia kierunkowego, to właśnie ta metoda będzie preferowana przed metodą przebicia. Najczęściej takie zmiany są podyktowane względami korzyści ekonomicznych.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Proces pracy urządzenia do wykonywania kontrolowanego przebicia został przedstawiony w materiale wideo:

Kontrolowane przebicie – wysokoprecyzyjna i stosunkowo niedroga metoda ułożenia instalacji pod drogą lub innym obiektem. Przy tym ważne jest prawidłowe zaprojektowanie wszystkich prac i ścisłe przestrzeganie technologii.

Czy chcą Państwo zgłosić interesujące fakty związane z układaniem rur technologią przebicia? Czy pojawiły się pytania w trakcie zapoznawania się z przedstawionymi informacjami? Proszę pisać komentarze w bloku pod tekstem artykułu.