Kierunkowe wiercenie poziome: zalety metody i etapów pracy
Dawno minęły czasy, kiedy układanie komunikacji wiązało się tylko z kopaniem rowów, a aby rozciągnąć rurę, trzeba było rozerwać podłogę terenu. Technologia układania bezwykopowego pozwala radzić sobie z „małą krwią”; uczynienie wiercenia kierunkowego poziomego (HDD) coraz popularniejszą usługą. Rozumiemy cechy i zalety technologii, a także techniczne i finansowe aspekty wiercenia.
Jakie problemy rozwiązuje technologia
Coraz częściej pojawiają się sytuacje, gdy klasyczne (z wykopami) układanie komunikacji jest niepożądane lub niemożliwe. W takich przypadkach na ratunek przychodzi metoda HDD ze specjalnymi wiertnicami, które pozwalają nie naruszać wierzchniej warstwy gleby. Technologia służy do układania następujących rodzajów komunikacji:
- Hydraulika (w tym do transportu wody pitnej).
- Gazociąg wysokiego ciśnienia.
- Systemy grzewcze.
- Kanalizacja grawitacyjna.
- Kable elektryczne.
- Pokrowce na kable komunikacyjne, telefoniczne i FOCL (światłowodowe linie komunikacyjne).
- Wymiana przestarzałej komunikacji.
- Tworzenie przejść podziemnych o dowolnym stopniu złożoności.
Zalety i wady metody
Rewolucyjna metoda wiercenia poziomego do układania komunikacji została opracowana w latach 70. ubiegłego wieku przez amerykańskiego inżyniera Martina Cherringtona. Przez pół wieku technologia rozwijała się i ulepszała, a dziś znane są jej następujące zalety:
- Prace mogą być prowadzone w dowolnym miejscu: w historycznym centrum miasta, pod gęsto zaludnionymi terenami, pod drogami samochodowymi i kolejowymi, budynkami i zaporami wodnymi, budowlami i placami.
- HDD odbywa się o każdej porze roku.
- Nie ma ryzyka dla innych sieci inżynieryjnych, przeszkody powierzchniowe (budynki, zakłady) można zignorować.
- Technologia jest przyjazna dla środowiska. Nie wpływa na obiekty gruntowe, nawierzchnię drogi; krajobraz pozostaje nienaruszony (co jest ważne dla obszarów podmiejskich).
- W porównaniu z metodą otwartą szybkość układania komunikacji jest wyższa, zajmuje mniej czasu. Nie musisz rozbierać ogrodzenia, wycinać krzewów porzeczek, psuć trawnika.
- Siatki HDD mają dłuższą żywotność i nie osiadają gleby, co jest częstym zjawiskiem podczas kopania rowów.
Metoda HDD ma dwie istotne wady:
- Jeśli konieczne jest ułożenie komunikacji o dużej długości lub na znacznej głębokości, będzie to kosztować więcej niż metoda tradycyjna.
- Dla wyposażenia standardowego maksymalny zasięg nie przekracza 350-400 m. Jeśli planowana jest dłuższa trasa, trzeba będzie wykonać połączenia.
Jaki sprzęt jest używany
Wiercenie kierunkowe poziome jest technologią złożoną, dlatego w pracach zaangażowanych jest różnorodny sprzęt wiertniczy i specjalistyczne materiały. Standardowy zestaw wyposażenia to:
- Instalacja HDD (wiertarka). Dedykowany sprzęt z podajnikiem prętów i panelem sterowania. Podwozie może być gąsienicowe lub kołowe, napędzane silnikiem wysokoprężnym. Główna cecha: ważna jest również maksymalna siła przeciągania, długość wiercenia, średnica rozprężania.
- mini ustawienia. Kompaktowy dysk twardy dobrze radzi sobie z układaniem w trudno dostępnych miejscach, ale ma ograniczony zasób. Możliwości są ograniczone długością wkłucia do 100 m, siła uciągu nie przekracza 50 ton.
- Układ sterowania. Wiercenie musi odbywać się pod stałą kontrolą, do czego służy sonda lokalizacyjna. Znajduje się na głowicy wiertła, a jej ruch jest monitorowany za pomocą lokalizatora. Detektor rejestruje parametry pracy procesu: kąt i kierunek wiercenia, temperaturę obszaru roboczego, prędkość wiertła.
- Płuczki wiertnicze. Ułatwiają proces wiercenia, wpływają na produktywność i efektywność pracy. Wybór płynu do płukania zależy od jakości i składu gleby. Gleby piaszczyste intensywnie chłoną wodę, gleby gliniaste pęcznieją i przyklejają się do siewnika. Aby zapobiec awariom i opóźnieniom, stosuje się płyny wiertnicze bentonitowe z różnymi dodatkami i stabilizatorami.
- Smar miedziano-grafitowy. Jest potrzebny do obróbki części dynamicznych i połączeń gwintowanych żerdzi wiertniczych, aby zapobiec zakleszczeniu. Nowoczesne kompozycje smarne mają postać gęstej, płynnej pasty; oleje naftowe, proszki grafitowe i miedziowe, stearynian litu, dodatki uszlachetniające.
- Narzędzie pomocnicze. Aby zorganizować wiercenie HDD, technologia potrzebuje urządzeń, które pomogą przepchnąć (przebić) glebę. Są to różne rozwiertaki, pręty, pompa silnikowa do usuwania płuczki wiertniczej.
Etapy HDD
Firma zajmująca się bezwykopowym układaniem robót komunikacyjnych w ścisłej zgodności z dokumentacją regulacyjną i techniczną (na przykład w Moskwie jest to TSN 40-303-2003) i przepisami. Technologia HDD obejmuje następujące kroki:
- Wybór trasy i przygotowanie dokumentacji projektowej. Na terenie robót ustala się lokalizację uzbrojenia podziemnego. Optymalna trasa układania jest wybierana z uwzględnieniem tych danych, a także właściwości gleby (przeprowadzane są badania geologiczne).
- Trening. Konieczne jest przygotowanie terenu pod wiertnicę: wyrównanie terenu, zamontowanie oświetlenia, wyznaczenie dróg dojazdowych.
- Wiertarka jest ustawiona w pierwotnym położeniu, żerdzie wiertnicze dostarczane są w wymaganej ilości, wprowadzany jest bentonit (roztwór wzmacniający odwiert). W punktach wejścia i wyjścia wiercenia wykopywany jest wstępny i końcowy dół.
- Wiercenie studni pilotowej. Wiercenie rozpoczyna się pod kątem 10-20°, po czym dokonywana jest korekta (zmiana kąta) w celu osiągnięcia określonej głębokości. Trajektoria odwiertu pod ziemią jest stale monitorowana i korygowana, aby odwiert uzyskał odpowiedni kąt przy wyjściu.
- Płyn wiertniczy jest dostarczany w celu zmniejszenia tarcia i zapobiegania ryzyku zawalenia się odwiertu.
- Dobrze ekspansja. Przekrój studni pilotowej rzadko przekracza 10 cm, po wyjściu wiertła w danym punkcie zmienia się na rozwiertak (rozwiertak). Na platformie włączany jest tryb ciągu wstecznego, po którym rozwiertak porusza się w przeciwnym kierunku, w kierunku platformy.
Przydatne wideo
- Budowa działającego studni. Rozszerzenie zagłębienia do żądanej średnicy może zająć od 1 do 3 kolejnych przejść rozwiertaka (w tym przypadku każdorazowo zmienia się go na urządzenie o większej średnicy). Ilość przejść zależy od charakterystyki instalacji oraz parametrów gruntu.
- Średnica gotowej studni jest o 25-30% większa niż średnica rurociągu.
- Ciąg rur. Za pomocą specjalnych łączników i zacisków ciąg rur jest wciągany do studni. W studniach długich siła dokręcania rur jest wytwarzana przez wiertnicę, która również prawidłowo układa rurę. Jeśli studnia jest niewielkich rozmiarów, z obudową wykonaną z rur polimerowych, układanie można wykonać ręcznie.
- Cementowanie. Jeżeli układanie odbywa się w trudnych warunkach geologicznych, do przestrzeni między rurą a ścianą studni pompowana jest pod ciśnieniem zaczyn cementacyjny.
- Po ustawieniu rury we właściwym położeniu następuje jej odłączenie od przewodu wiertniczego, składanie i wyjmowanie terenu robót oraz przekazanie dokumentacji powykonawczej klientowi, a wiercenie nachylone poziomo uważa się za zakończone.
- Koszt usług HDD zależy od średnicy rur (uwzględnia się koszt ułożenia 1 m.p.), zastosowanego sprzętu, właściwości gleby (twarde skały są uważane za trudne).
Przydatne wideo
Podsumowanie
Kierunkowe wiercenie poziome pozwala ominąć wszelkie przeszkody bez dodatkowych kosztów i zachować krajobraz na miejscu. Przed rozpoczęciem pracy przeprowadza się dokładną analizę terytorium, istniejącej komunikacji i gleby; pozwala to na dobór odpowiednich narzędzi i materiałów.
W pierwszym etapie przygotowywany jest odwiert pilotażowy. Jego zadaniem jest nakreślenie trajektorii układania komunikacji. Beton jest podawany do studni przez specjalne otwory; wzmacnia glebę i wydobywa resztki gleby na powierzchnię. Następnie odwiert jest rozszerzany do żądanej średnicy i ciągnięty jest wstępnie przygotowany ciąg rurociągu, kontrolując prawidłową instalację.
