Po omówieniu w poprzednim blogu technologii bezwykopowych niesterowalnych przyszła pora na omówienie technologii sterowalnych. Tylko jak sterować? Najczęściej wykorzystuje się systemy laserowe, teleoptyczne, radiowe, magnetyczne bądź żyrokompasowe. Sposoby są różne i każda z poniższych metod bezwykopowych ma swoje charakterystyczne sposoby na wykonanie instalacji według określonej trajektorii.
Mikrotunelowanie – charakterystyka technologii
Pierwszą z tych technologii jest mikrotunelowanie, pozwala ono na drążenie średnic od 250 mm do ok. 4200 mm. Do wykonywania otworów wykorzystywana jest stacja pchająca, która to przeciska segmenty najczęściej polimerobetonowe przed siebie, wykorzystując do sterowania systemy laserowe.
W zależności od występowania wód gruntowych na przodzie zestawu mikrotunelowego znajduje się głowica typu otwartego (coraz rzadziej) lub głowica zamknięta.
W mikrotunelowaniu głowicą otwartą urobek zostaje wybierany, wykorzystując do tego celu specjalną koparkę znajdującą się wewnątrz głowicy lub ręcznie przy pomocy łopaty. W mikrotunelowaniu głowicą zamkniętą działamy wykorzystując do wiercenia i transportu urobku płuczkę wiertniczą.
Sterowanie w metodzie mikrotunelingowej jest możliwe dzięki głowicy, w której znajdują się siłowniki sterujące mogące ukierunkować tarczę urabiającą w wymaganym kierunku. Technologia ta pozwala na wykonywanie odcinków od kilkudziesięciu do nawet kilkuset metrów przy wykorzystaniu pośrednich stacji siłownikowych.
Tunelowanie (TBM) – rozwinięcie mikrotunelowania
Rozszerzeniem metody mikrotunelowania głowicą zamkniętą jest jej wielkogabarytowa forma zwana tunelingiem. Większości ludzi tunele kojarzą się wyłącznie z podziemnymi przejazdami drogowymi bądź kolejowymi, jednak ich wykorzystanie jest znacznie obszerniejsze.
Przy tunelach drogowych i kolejowych drąży się często mniejsze tunele ewakuacyjne, w bardzo dużych miastach dzięki tunelom porządkuje się gospodarkę różnego rodzaju mediów – od teletechnicznych, gazowych, wodnych po rozbudowane systemy kanalizacyjne (świetnym przykładem wykorzystania tuneli do zorganizowanej gospodarki podziemnej jest Singapur).
Maszyny TBM to ogromne zautomatyzowane systemy, które potrafią drążyć wielokilometrowe tunele składające się z instalowanych segmentów. Tunelowanie może być wykorzystane niemal w każdym gruncie, jeżeli maszyna TBM zostanie do niego odpowiednio przystosowana.
Ciekawostka
Z uwagi na znaczny koszt demobilizacji wykorzystanej maszyny TBM, zwykle jej tarczę oraz obudowę zakopuje się w miejscu zakończenia inwestycji, po czym zalewa betonem. Instalacja wewnętrzna maszyny jest zabierana w celu regeneracji i wykorzystania na innych projektach.
Direct Pipe – technologia hybrydowa
Wykorzystując bardzo podobną głowicę jak do mikrotunelingu, jednak zupełnie inną budowę stacji pchającej (tzw. pipe thruster), umożliwiającą jednoetapową instalację rurociągu bez konieczności łączenia poszczególnych segmentów, stosuje się technologię Direct Pipe.
W tej metodzie łączone są cechy mikrotunelowania oraz horyzontalnego przewiertu sterowanego. Do nawigacji wykorzystywane są zaawansowane systemy żyroskopowe, umożliwiające ciągłą kontrolę trajektorii ruchu.
W porównaniu do przewiertu pozwala ona instalować wielkośrednicowe rurociągi na znacznie płytszych głębokościach bez ryzyka wybicia płuczki czy osiadania gruntu. Jedną z zalet tej metody jest brak konieczności budowy komory po stronie wyjściowej.
Technologia ta sprawdza się w trudnych warunkach gruntowych. Metoda ta znajduje swoje ograniczenia w postaci dedykowanych średnic od 30 do 60”, gdzie każda z nich wymaga oddzielnie przystosowanego zestawu. Instalacje te mogą być realizowane na długościach nawet do 2000 m.
Płużenie – prosta metoda bez systemów nawigacji
Omawiając metody bezwykopowe sterowalne, warto wspomnieć o płużeniu. Co prawda w tej technologii nie występuje żaden system nawigacji, to pojazdem wyposażonym w pługoukładacz jesteśmy w stanie zmieniać kierunek ruchu, zachowując stałą głębokość posadowienia rurociągu.
Płużenie pozwala również na bezpośrednie układanie w gruncie kabli energetycznych czy światłowodowych. Zwykle wykorzystuje się je w branży teletechnicznej do budowy sieci z rur HDPE.
Metoda ta sprawdza się jedynie na otwartych przestrzeniach, gdzie możliwe jest poruszanie się zestawu płużącego – przestrzeniach wolnych od zadrzewień oraz licznych kolizji z istniejącą infrastrukturą. W przypadku kolizji zdecydowanie lepszym rozwiązaniem będzie zastosowanie technologii horyzontalnych przewiertów sterowanych.
Horyzontalne przewierty sterowane (HDD) – najbardziej uniwersalna metoda
Horyzontalne przewierty sterowane to najbardziej uniwersalna metoda wykonywania podziemnych instalacji rurociągowych spośród omawianych.
Sterowanie umożliwione jest dzięki specjalnej głowicy kierunkowej przy wykorzystaniu systemów radiowych, magnetycznych oraz żyrokompasowych. W porównaniu do pozostałych technologii jest ona w stanie być wykorzystana w praktycznie każdym rodzaju gruntu.
Metoda ta pozwala wykonywać przekroczenia dla rurociągów od 32 mm do przekraczających 1000 mm, na nawet kilkukilometrowe odległości. Posiada ona bardzo dużo zalet, które – wraz z możliwościami sprzętowymi, rozwiązaniami technologicznymi i innymi istotnymi informacjami – zostaną omówione w kolejnych blogach.
Podsumowanie technologii bezwykopowych sterowalnych
Każda z technologii bezwykopowych sterowalnych ma swoje zastosowanie, ograniczenia oraz przewagi w określonych warunkach. Wybór odpowiedniej metody zależy przede wszystkim od warunków gruntowych, długości instalacji oraz wymaganej średnicy rurociągu.
W kolejnych wpisach szczegółowo omówię horyzontalne przewierty sterowane, porównując je z pozostałymi metodami.
Comments are closed