Jak układać rury metodą nakłuwania: zasady techniczne i porady ekspertów

Jeżeli komunikacja podziemna przebiega przez drogę lub linię kolejową, demontaż takich obiektów może być niezwykle trudny, a często całkowicie niemożliwy. Układanie rur metodą nakłuwania pomoże rozwiązać problem. Metoda ta jest znacznie prostsza i tańsza w wykonaniu.

Tym, którzy chcą wiedzieć, jak układać rury w gruncie, nie naruszając podłoża, wyburzając budynki i nie przesuwając obiektów ruchomych, przybliżymy specyfikę tej technologii. Tutaj dowiesz się jakiego sprzętu używa się podczas pracy oraz w jaki sposób wykonywane są nakłucia.

Oprócz tytułowej metody opisaliśmy alternatywne możliwości układania rur w gruncie technologią bezwykopową, załączone schematy, kolekcje zdjęć i materiały wideo.

Na czym polega metoda nakłucia?

Metoda nakłuwania to technologia, w której możliwe jest uzyskanie otworu bez zagospodarowywania i wydobywania gruntu poprzez jego zagęszczenie.

Ta metoda jest odpowiednia do układania konstrukcji stalowych. Średnica może wynosić od 100 do 500 mm, długość otworu wynosi 30-50 m. Przebijanie pod drogą to jedna z najpopularniejszych metod bezwykopowej instalacji komunikacyjnej.

W ten sposób instaluje się i doprowadza na teren podziemne gałęzie wodociągów i kanalizacji główny gaz.

Kontrolowane nakłucie służy do układania:

• komunikacja wykonana z metalu i tworzyw sztucznych;
• skrzynki, w których następnie układane są rury gazowe i wodne;
• etui na kable zasilające, telefoniczne itp.

Przebicie stosuje się nie tylko w przypadkach, gdy konieczne jest bezpieczne przekroczenie autostrady czy torów kolejowych.

Metoda nadaje się do układania otworów w studni (pod warunkiem, że średnica tej studni wynosi co najmniej półtora metra), piwnicy domu, jeśli to konieczne, prowadzenia przewodów pod jakimś stosunkowo małym przedmiotem itp.

Najczęściej kontrolowane nakłucie wykonuje się w gęstej gliniastej glebie pod różnymi drogami, na przykład pod autostradą lub torem kolejowym. W tym celu wykorzystuje się na przykład jednostkę ciśnieniową przepompowującą, taką jak instalacja Porzuć wiedźmę P80.

Ponadto będziesz potrzebować zestawu ekspanderów, prętów, głowic i innych narzędzi, za pomocą których wykonywane są prace wiertnicze.

Pamiętaj, aby skorzystać ze stacji hydraulicznej. Niezbędną siłę zapewnia cylinder hydrauliczny, dopuszczalna moc urządzenia wynosi około 36 ton. Pracę stacji musi zapewnić silnik spalinowy. Bezprzewodowe urządzenia lokalizacyjne służą do monitorowania postępu prac w glebie.

Jako przykład możemy rozważyć procedurę działania urządzenia lokalizującego Zaćmienie. W głowicy wiertniczej umieszczona jest sonda, która przekazuje informację o postępie prac wiertniczych.

Kontrolowane przebicie to jedna z najtańszych metod bezwykopowego układania komunikacji pod drogą lub innymi podobnymi obiektami (+)

Informacje przesyłane są do lokalizatora. Tutaj analizowane są dane, w wyniku czego określa się dokładne położenie narzędzia wiertniczego w grubości gruntu, kąt nachylenia głowicy wiertniczej i zgodność jej ruchu z wcześniej opracowanym planem pracy. Jednocześnie monitorowany jest stan baterii sondy, z której odbierana jest informacja.

Głowica wiertarska została zaprojektowana w taki sposób, że część jej powierzchni jest fazowana. Poprawia to produktywność, ale wpływa na jakość pracy.

Ze względu na skos podczas poruszania się po glebie położenie głowy będzie stale odbiegać od wektora wpływu. Operator musi stale korygować trajektorię głowicy, sprawdzając wyniki lokalizacji.

Aby narzędzie poruszało się ściśle po linii prostej, należy je obracać ze stałą prędkością. Pierwszy etap nakłucia rozpoczyna się w zbiorniku startowym i kończy w zbiorniku odbiorczym. Tutaj zamiast głowicy wiercącej do instalacji mocowany jest stożkowy ekspander.

Urządzenie to przepuszcza powstałą studnię poziomą w przeciwnym kierunku, co pozwala na rozszerzanie i zagęszczanie ścian.

Aby wykonać bezwykopowe układanie rur metodą nakłuwania, należy najpierw wykonać dwa wykopy: początkowy i końcowy (lub odbiorczy)

Następnie do powstałego długiego otworu wkładana jest rura o wymaganej średnicy lub obudowa do układania komunikacji. W zależności od sytuacji można ułożyć nie jedną, ale kilka rur. Dalsze działania polegają na ułożeniu tych komunikatów i podłączeniu ich do ogólnego systemu.

Podczas prac przygotowawczych należy również wziąć pod uwagę miejsce przechowywania rur, które powinno znajdować się w pobliżu miejsca wiercenia.

Zwykle obok wykopu startowego znajduje się platforma dla rur. Wymiary powierzchni magazynowej zależą od długości rur, która może sięgać sześciu metrów. Wskazane jest to rury wybrane do układania były przechowywane poziomo. Uprości to instalację i zmniejszy prawdopodobieństwo uszkodzenia konstrukcji.

Dodatkowo konieczne jest zapewnienie dróg dojazdowych do dołu startowego w celu swobodnego dostarczania materiałów i sprzętu niezbędnego do prac.

Metoda kontrolowanego nakłuwania pozwala z powodzeniem ułożyć zarówno rury plastikowe, jak i metalowe w metalowej osłonie. W pierwszej kolejności wykonuje się nakłucie pilotażowe, następnie odwraca się uszczelkę, wkłada osłonę i układa rury

Najpierw przeprowadza się wstępne badanie miejsca pracy na ziemi. Specjaliści korzystają w tym przypadku z dokumentacji projektowej, na podstawie której oraz wyników analizy obiektu sporządzany jest plan wykonania nakłucia.

W przypadku konieczności przebicia pod obiektem obciążonym ruchem drogowym (torowiska tramwajowe, autostrady, linie kolejowe, metro itp.) rury układa się w szczególnych przypadkach.

Jeśli chcesz ułożyć kilka kabli pod drogą, najpierw ułóż rurę lub obudowę, której średnica pozwala na umieszczenie całej niezbędnej komunikacji

Taka obudowa powinna mieć średnicę przekraczającą wymiary rur o około 15-20 cm, najpierw umieszcza się obudowę, następnie instaluje się w niej rury, a przestrzeń między tymi połączeniami wypełnia się roztworem, dla którego możesz użyć niedrogiego cement M-100. Obudowy zmniejszają obciążenie komunikacji podziemnej i zmniejszają ryzyko uszkodzeń.

Hydro-, wibracyjne nakłuwanie i wykrawanie

Występują przebicia wodne i wibracyjne. W pierwszym przypadku narzędziem do pchania gleby jest strumień wody, który wystrzeliwuje ze specjalnej końcówki pod wysokim ciśnieniem.

Metoda ta jest szczególnie skuteczna na spoistych glebach piaszczystych, które łatwo ulegają erozji pod wpływem strumieni.Pozwala na wykonanie otworu o średnicy około 50 cm w minimalnym czasie. Ale maksymalna długość studni z nakłuciem hydraulicznym wynosi 30 m.

Nakłucie wibracyjne, jak sama nazwa wskazuje, odbywa się za pomocą wibracji. W urządzeniu do wykonywania nakłucia zastosowano instalacje wibracyjno-uderzeniowo-tłoczące z wzbudnikami o drganiach skierowanych wzdłużnie.

Wgłębienie statyczne połączone jest z uderzeniem wibratora w podłoże. Metodę tę stosuje się na glebach piaszczystych nasyconych wodą i o niskiej wilgotności zarówno do układania rur, jak i do ich usuwania. Średnica studni może dochodzić do 50 cm, a jej długość – 60 m.

Metoda pchania odbywa się za pomocą podnośników, podobnie jak nakłuwanie. Ale w tym przypadku rura jest skierowana w ziemię otwartym końcem. Gdy konstrukcja przesuwa się do przodu, w rurze tworzy się gęsty korek gleby, który następnie jest usuwany.

Do wykonywania tego typu prac wykorzystuje się od dwóch do ośmiu potężnych (200-400 ton) podnośników hydraulicznych, których obsługa wymaga zamontowania ściany oporowej wraz z ramą i pokrywą.

Przebijanie gruntu to bezwykopowa metoda układania rur, wykonywana przy użyciu specjalnych agregatów hydraulicznych o dużej mocy

Podczas zmiany takie urządzenie może penetrować do 10 metrów gleby, a całkowita długość studni zwykle nie przekracza 80 metrów. Jeśli konieczne jest ułożenie dłuższej trasy, dzieli się ją na osobne odcinki o długości nie większej niż 80 metrów.

Metoda ta wymaga również wykonania wykopu wstępnego i wykańczającego, w którym instalowana jest niezbędna hydraulika.

Wiercenie każdej sekcji odbywa się dwukrotnie: w kierunku do przodu i następnie w kierunku przeciwnym.Pracę mechanizmów i jakość tłoczenia monitoruje operator znajdujący się w szybie.

Technicznie rzecz biorąc, metoda ta jest bardziej skomplikowana niż zwykłe nakłucie, ale można ją zastosować na prawie każdym podłożu. Średnica konstrukcji może sięgać 172 cm Pobieranie próbek rdzenia utworzonego wewnątrz rury można wykonać ręcznie lub za pomocą środków zmechanizowanych.

Zalety metody nakłuwania

Zapotrzebowanie na metodę nakłuwania tłumaczy się jej znaczącymi zaletami w porównaniu z innymi opcjami wykonywania tego typu prac. Przykładowo nakłucie jest dostępne o każdej porze roku, wysokie lub niskie temperatury powietrza zewnętrznego i gleby nie mają większego znaczenia.

Jedną z zalet metody kontrolowanego nakłuwania jest to, że prace można prowadzić także na terenach o wysokim poziomie wód gruntowych

Eksploatacja instalacji nie wymaga stosowania roztworu bentonitu, dostarczania wody ani płuczki wiertniczej do studni. Jest to kompaktowe i mocne urządzenie wyposażone w niezawodny elektryczny system bezpieczeństwa. Dostarczenie go na miejsce i zainstalowanie nie jest trudne. Jednocześnie jego kompaktowe wymiary nie uniemożliwiają pracy urządzenia z dużymi mocami.

Bezwykopowe metody układania rur, takie jak kontrolowane przebicie, można z powodzeniem stosować zarówno latem, jak i zimą

Czas pracy jest również krótszy niż przy zastosowaniu innych metod. Nawet jeśli w miejscu wykonywania nakłucia występuje podwyższony poziom wód gruntowych, nie ma konieczności podejmowania działań mających na celu odprowadzenie wody z tego terenu.

Podczas przejścia stożka dylatacyjnego ściany wykopu również ulegają zagęszczeniu, więc dodatkowe prace w tym zakresie nie są wymagane.

Wykonywanie nakłuć na różnych przedmiotach

Złożoność i szybkość tego typu prac w dużej mierze zależy od warunków, tj. w zależności od terenu i charakterystyki obiektu, pod którym wykonywane jest nakłucie. Wiercenie pod torami kolejowymi zwykle wymaga sporo formalności. Najpierw należy skoordynować wiercenia z szeregiem usług kolejowych.

Zastosowanie metody kontrolowanego przebijania na terenie miasta pozwala na zachowanie integralności ciągów drogowych w celu minimalizacji kosztów i niezakłócania płynności ruchu

W Rosji należy skontaktować się z oddziałami ECh, ShCh, RCS NODG, PCh i innymi służbami kolei rosyjskich JSC. Obowiązkowe jest sporządzanie umów na nadzór techniczny, a także na instalację pakietów ubezpieczeniowych. Całość dokumentacji wykonawczej musi zostać uzgodniona i przekazana władzom kolejowym.

Pakiet dokumentów przekazywany jest na odległość po zakończeniu cyklu prac związanych z układaniem rur. W miastach przebicie pod drogą jest bardzo poszukiwane podczas układania nowej komunikacji, szczególnie w miejscach z atrakcjami historycznymi.

Metoda ta pozwala nie tylko na utrzymanie normalnego ruchu na drogach, ale także zapobiega zniszczeniu zabytkowego chodnika w przypadku konieczności ułożenia rur pod takimi miejscami.

Przywrócenie takiego obiektu może być trudne, a czasami niemożliwe. W wioskach letniskowych układanie komunikacji metodą nakłuwania pozwala na wykonanie wszystkich prac przy minimalnym uszkodzeniu już ukończonych obiektów: dróg, ogrodzeń itp.

Ocena alternatyw

Oprócz metody nakłucia z przewodnikiem istnieją inne opcje urządzeń komunikacyjnych w grubości gruntu bez robienia okopów. Czasami alternatywa może być bardziej akceptowalna niż przebicie, wszystko zależy od konkretnej sytuacji.

Poziome wiercenie kierunkowe, zwany także kierunkowym pochylonym, służy do układania rurociągów ciśnieniowych i bezciśnieniowych. Wiercenie tą metodą wykonuje się z powierzchni ziemi. Średnica otworu powinna być o 30-50% większa niż rozmiar rur, które mają być w nim ułożone.

Dziura nie jest rozszerzana natychmiast, ale w kilku etapach. W tym przypadku stosuje się roztwór bentonitu, który miesza się z spulchnioną ziemią i ułatwia jej usunięcie z pnia. Dodatkowo ta ciecz robocza służy do chłodzenia narzędzia wiertniczego, a później tworzy na ściankach wału warstwę zabezpieczającą je przed zniszczeniem.

Pompa osadowa służy do wypompowywania zużytego roztworu bentonitu. Po wypompowaniu zbędny roztwór należy wywieźć na składowisko w celu dalszej utylizacji. Jeśli praca zostanie wykonana prawidłowo, efektem będzie czysta studnia z mocnymi ścianami.

Wiertnice do tego typu prac mają różne właściwości, takie jak moment obrotowy i przyczepność. Od tego zależy długość rur, które zostaną ułożone w grubości gleby, która może osiągnąć 1000 metrów.

Dopuszczalna średnica rury wynosi 120 cm.Za pomocą poziomego wiercenia kierunkowego można układać zarówno rury metalowe, jak i plastikowe.

Wiercenie odbywa się po wcześniej obliczonej trajektorii, ruch narzędzia wiertniczego kontrolowany jest za pomocą systemu lokalizacji. Kąt wiercenia może wahać się w granicach 26-34 stopni.

Kolejnym ważnym wskaźnikiem podczas korzystania z dysku twardego jest ugięcie prętów, które może wynosić 6-12%, w zależności od ich rodzaju. Inną popularną metodą bezwykopowego układania rur jest wiercenie ślimakowe. Aby to wykonać, wykorzystuje się specjalną instalację hydrauliczną, która pełni rolę podnośnika.

Najpierw wykonuje się doły początkowe i końcowe. Głębokość każdego z nich powinna być o metr większa niż poziom rurociągu. Do dołu startowego opuszczana jest instalacja hydrauliczna, która obraca ślimak i rury popychające. W rezultacie część gleby zostaje usunięta i uzyskana studnia na rurę.

Następnie wewnątrz instalowane są rury, obudowy itp. Maksymalna długość układania wynosi zwykle tylko 100 metrów, ale średnica komunikacji może osiągnąć 172 cm, liczby w dużej mierze zależą od rodzaju gleby, na której przeprowadzane jest wiercenie.

Metoda przebijania rur stalowych jest często stosowana w przypadku konieczności układania rur lub rur o dużych średnicach metodami bezwykopowymi.

Do kontroli pracy podczas wiercenia ślimakowego wykorzystuje się laser, który zapewnia prawidłowy kąt nachylenia wiertła, a także pozwala z dużą dokładnością śledzić kierunek wiercenia. Gdy świder dotrze do dołu wykańczającego, jest on usuwany z powstałej studni w odwrotnej kolejności.

Mikrotunelowanie to precyzyjna metoda bezwykopowego układania komunikacji, która odbywa się za pomocą specjalnej osłony tunelowej.

Do przemieszczania urządzenia służy stacja przeciskowa dużej mocy. Wpływa na kolumnę rur żelbetowych podłączonych do osłony. Stopniowo długość studni wzrasta, więc długość kolumny zwiększa się poprzez zwiększanie konstrukcji żelbetowych.

Do układania rur żelbetowych i stalowych stosuje się metodę mikrotunelowania. Wykonuje się go za pomocą specjalnej tarczy drążącej, która spulchnia glebę

Metoda ta wymaga również wstępnego przygotowania dwóch dołów, odległość między nimi może wynosić od 50 do 500 metrów. Instalacja przeciskowa musi zostać opuszczona do dołu startowego na głębokość odpowiadającą poziomowi komunikacji. Jeśli długość odwiertu przekracza 200 metrów, zwykle stosuje się pośrednią stację przeciskową.

Osłona drążąca spulchnia ziemię, która jest zmywana wodą lub roztworem bentonitu dostarczanym przewodami zasilającymi. Ciecz odpadowa zmieszana z cząstkami gleby przedostaje się do studzienki poprzez przewody drenażowe. Po wejściu osłony tunelu do wykopu wykończeniowego prace można uznać za zakończone.

Bezwykopowe metody układania komunikacji przeprowadza się przy użyciu specjalnego sprzętu dużej mocy. Dokładne przestrzeganie technologii zapewni niezawodną studnię

Sprzęt jest demontowany i usuwany. Metodę mikrotunelowania można zastosować nie tylko do montażu żelbetu, ale także stalowe rury. Do monitorowania poprawności pracy wykorzystuje się system nawigacji składający się z lasera, tarczy i koła pomiarowego.

Na długich odcinkach (powyżej 200 m) za skuteczny uznaje się elektroniczny system laserowy wyposażony w niwelator hydrostatyczny, który dostarcza dokładnych informacji o głębokości wbudowania rur, niezależnie od temperatury powietrza wewnątrz konstrukcji.

Subtelności wyboru odpowiedniej metody

Metodę układania komunikacji za pomocą wierceń poziomych wybiera się na etapie projektowania konkretnego procesu. Jeżeli bezwykopowe układanie rur odbywa się w ramach budowy obiektu, na przykład budynku mieszkalnego, wówczas prace mogą stać się częścią całego projektu budowlanego.

Podczas projektowania brane są pod uwagę następujące informacje:

• długość komunikacji, którą należy ułożyć metodą bezwykopową;
• średnica obudowy lub rury;
• materiał, z którego sporządzana jest komunikacja;
• głębokość, na jaką należy ułożyć rury;
• rodzaj rurociągu (ciśnieniowy lub bezciśnieniowy);
• możliwość montażu dołów startowych i końcowych o odpowiedniej głębokości;
• drogi dojazdowe do miejsca pracy;
• obecność wystarczająco przestronnego obszaru do przechowywania materiałów, sprzętu itp.;
• poziom wód gruntowych;
• inne cechy geologiczne terenu;
• plan lokalizacji komunikacji już dostępnej na stronie.

W trakcie budowy czasami konieczna jest zmiana już opracowanego projektu. Może to wynikać z chęci obniżenia kosztów poprzez zastosowanie m.in. plastikowe rury zamiast stali. Ponadto plan lokalizacji komunikacji podziemnej na miejscu nie zawsze jest wystarczająco dokładny.

Średnica rury jest jednym ze wskaźników branych pod uwagę przy wyborze metod bezwykopowej instalacji komunikacyjnej. Studnia powinna być nieco większa

Podczas wykonywania prac mogą zostać odkryte takie niezaliczone rury lub kable. Wszystkie te punkty mogą wymagać zmian w projekcie, a to może mieć wpływ na decyzję o sposobie wiercenia.

Jeśli głębokość układania komunikacji jest niewielka, istnieje niebezpieczeństwo osiadania wierzchniej warstwy gleby, szczególnie jeśli podczas wiercenia zastosowano roztwór bentonitu. W takich przypadkach lepiej jest preferować poziome wiercenie ślimakiem.

Bardzo często o sposobie wiercenia decyduje to, jakim sprzętem dysponuje organizacja realizująca zlecenie.

Na przykład, jeśli budowniczowie mają podnośniki lub instalację do poziomych wierceń kierunkowych, będzie to preferowane zamiast metody nakłuwania. Najczęściej zmiany takie podyktowane są względami korzyści ekonomicznej.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Proces działania instalacji do wykonywania kontrolowanego nakłucia jest wyraźnie przedstawiony na filmie:

Kontrolowane przebicie to bardzo dokładny i stosunkowo niedrogi sposób na ułożenie komunikacji pod drogą lub innym obiektem. Jednocześnie ważne jest prawidłowe zaprojektowanie całej pracy i ścisłe przestrzeganie technologii.

Chcesz zgłosić ciekawostki związane z układaniem rur technologią nakłuwania? Czy w trakcie czytania podanych informacji miałeś jakieś pytania? Komentarze prosimy zamieszczać w bloku pod tekstem artykułu.