Jak se propichují trubky?

Vždy existovaly vážné požadavky na pokládání kabelových komunikací v městských oblastech. Na jedné straně je nutné chránit stávající inženýrské systémy pro různé účely před zničením. Na druhou stranu musí být kabel spolehlivě chráněn před negativními vlivy agresivního prostředí a přírodních jevů. Za třetí je nutné zajistit ochranu všem okolo (například před úrazem elektrickým proudem). Dalším důležitým bodem je potřeba chránit kabel před vetřelci.

S přihlédnutím k tomu všemu je dnes nejlepší možností položit kabel do země metodou punkce. Charakteristické rysy této metody jsou:

• pro instalaci kabelu není třeba narušovat horní vrstvu půdy nebo povrchu vozovky;
• integrita stávající komunikace je zachována;
• pohyb osob a vozidel není blokován;
• Kabel je uložen v trubkách a je spolehlivě chráněn.

Tím je zajištěno splnění všech požadavků na pokládku potrubí v městském prostředí.

Bezvýkopové pokládání metodou punkce se používá k organizaci:

• inženýrské komunikace;
• elektrické sítě různých typů;
• telefonní kabelové vedení;
• páteřní sítě z optických vláken pro poskytování přístupu k internetu.

Podívejme se blíže na podstatu této techniky, její odrůdy a implementační vlastnosti.

Co je bezvýkopová pokládka metodou punkce?

Metoda piercingu je řízený způsob ukládání různých komunikačních systémů pod zem bez nutnosti vytvářet pro ně zákopy. Metoda je založena na vytvoření studny zhutněním zemské hmoty.

Při pokládání kabelu propíchnutím není zemina vykopána na požadovaném místě, ale je „propíchnuta“. „Píchnutí“ znamená vytvoření díry radiálním zhutněním půdy zatlačením tyče se speciální špičkou do ní.

Omezení pro použití metody pokládky propichovacího kabelu jsou malé průměry a krátké délky vrtů – do průměru 50 cm a délky do 50 metrů (méně často 100).

Pokud je nutné položit několik kabelových vedení proražením, měla by být vzdálenost mezi nimi vypočtena s ohledem na možnosti použitého zařízení a přesnost práce operátora (optimální doporučená vzdálenost je alespoň 1 m ve volné vzdálenosti).

V procesu vytváření punkce pro kabel je nutné uspořádat dvě jámy – startovací a přijímací. Jejich velikost přímo závisí na:

• hloubky kladení kabelových sítí;
• rozměry použitého speciálního vybavení;
• technologické vlastnosti zvolené punkční techniky.

Výhody punkční metody

Pokládání kabelů metodou punkce má následující důležité výhody:

• Dostupnost kdykoliv během roku. Vysoké ani nízké okolní teploty nemohou ovlivnit kvalitu provedené práce. U popsané metody navíc příliš nezáleží na typu půdy (s výjimkou bažinatých a skalnatých oblastí).
• Není potřeba zastavovat pohyb vozidel a osob.
• Ušetřete čas. Metoda punkce se také vyznačuje vysokou rychlostí práce ve srovnání se všemi ostatními metodami. Tato technologie navíc nevyžaduje získávání velkého množství povolení a koordinaci technických záležitostí na různých úřadech.
• Bez rizika poškození stávajících inženýrských sítí. Pokládání trubek metodou propichování nezpůsobuje významné zhutnění půdy v blízkosti místa vpichu a nepoškozuje sousední komunikace.
• Úspora práce. Metoda punkce vyžaduje méně pracovníků. S vybavením zvládne tým pouze 2-3 lidí.
• Zachování celistvosti původní krajiny. Při práci nedochází k narušení vrchní vrstvy zeminy, vozovky ani jiné krytiny.
• Finanční úspora oproti jiným metodám. Popsaná bezvýkopová instalace metodou punkce je relativně levná (například ve srovnání s cenou HDD) díky použití cenově dostupnějšího zařízení, malého počtu potřebného personálu, zkrácení pracovní doby a dalších faktorů.
• Není potřeba zpevňovat stěny studny. V procesu propíchnutí pod kabelem expanzní kužel zařízení současně zhutňuje stěny studny. V tomto směru tedy není potřeba další práce.
• „Čistota“ metody. Po dokončení prací nezůstávají velké objemy výkopové zeminy, které je třeba likvidovat.

Metody punkce půdy

Propíchnutí pod kabelem lze provést různými způsoby:

• Hydropunkce. Kabelový kanál (studna) je organizován pomocí vysokotlakého vodního paprsku. Kinetická energie vody dokáže v půdě vyerozí díru o průměru až 50 cm.
• Vibrační proražení Studna se vrtá pomocí vibračního kladiva. Metoda je ideální pro písčité, písčité a tekuté pískové půdy. Liší se rychlostí průchodu od 20 do 60 m/hod.
• metoda. Vyznačuje se maximální účinností oproti předchozím dvěma. Zahrnuje dopad rázového pulsu na zem v kombinaci se statickou indentací.

Pracovní postup

Pokud zobecníme proces pokládání kabelových komunikací metodou punkce (aniž bychom věnovali pozornost konkrétnímu typu), bude rozdělen do několika samostatných, ale povinných prací:

• Vypracování projektové dokumentace. Přesný výpočet trajektorie pro provedení vpichu pod kabel. Určení nepřítomnosti nebo přítomnosti komunikací umístěných na pracovišti. Výpočet hloubky kabelu, určení umístění umístění a rozměrů jímek.
• Tvorba jam (pits) – spouštění a příjem. Pokud je hustota komunikací vysoká nebo pracovní podmínky jsou stísněné, jsou jámy vykopány ručně. Ve všech ostatních případech se používají vrtné soupravy.
• Připojení punkčního zařízení k jednotkám. Provádění doplňkových prací zaměřených na doladění všech použitých jednotek a přípravu na proražení kabelu.
• Provedení punkce a vytvoření studny pro konkrétní komunikaci. Práce se provádějí pomocí speciálního zařízení, na kterém je instalována vrtací hlava naostřená pod určitým úhlem a snímač polohy, který umožňuje přesně nastavit hloubku a trajektorii vpichu.
• Rozšíření studny. Důsledně se pomocí trysek různých průměrů na hydrokopu (vibroskop nebo pneumatický razník) vrt rozšiřuje na předem stanovený průměr. Po dokončení předběžné expanze se vytáhne trubka pro kabel.
• Tahání kabelových komunikací. Poslední krok, po kterém je použité zařízení demontováno a prostor je vyčištěn.

Po dokončení výše popsaných procesů zůstávají pouze výchozí a dokončovací jámy – jediný „důkaz“, že trubky byly v oblasti položeny metodou punkce.

Pro bezvýkopovou pokládku kabelů metodou děrování se používají speciální trubky z vysoce kvalitních polymerních materiálů. V závislosti na maximálním povoleném napětí kabelového vedení doporučujeme následující řešení:

• ProtectorFlex ® ST (do 110 kV).
• ProtectorFlex ® BC (do 110 kV).
• ProtectorFlex ® PRO (do 500 kV).

Tyto trubky se nedeformují při smršťování zeminy, jsou lehké (není potřeba používat speciální zařízení k jejich zvedání během provozu) a umožňují instalaci při nejvyšší možné rychlosti.

Existuje několik metod a technologií pro bezvýkopovou instalaci komunikací. V 99 % případů se používá některý z následujících způsobů: pneumatické razníky, HDD, mikrotunelování, směrové (nebo nesměrové) vrtání šnekem, děrování hydraulickými zvedáky. V posledních dvou desetiletích měl lví podíl na všech bezvýkopových stavebních pracích horizontální směrové vrtání (HDD).

HDD se používá jak při překračování řek a jiných velkých přírodních překážek, tak v městském prostředí při přecházení dálnic nebo oblastí s velkým množstvím podzemních komunikací. Volba té či oné technologie bezvýkopové pokládky je dána především průměrem a typem potrubí (tlakové nebo gravitační), délkou podzemní chodby (proražení), geologickými a geotechnickými vlastnostmi zeminy, hloubkou prostupu, popř. dostupnost prostoru pro umístění zařízení, potřeba a možnost redukce vody nebo odvodnění. Složení a struktura zeminy v geotechnickém smyslu je určujícím faktorem pro realizaci jakéhokoli bezvýkopového způsobu instalace. Před rozhodnutím o volbě jednoho nebo druhého způsobu bezvýkopové instalace je proto nutné nejprve provést geologické průzkumy.

Nekontrolovaná punkce

Tato technologie bezvýkopové pokládky komunikací spočívá v zatlačení pažnicové trubky do země současně s odstraněním zeminy zevnitř, obvykle systémem šneků, v některých případech je zemina z trubky odstraněna vymytím vodou nebo vytlačením. se stlačeným vzduchem. Tento bezvýkopový způsob instalace lze použít pro suché zeminy 1. a 2. kategorie tvrdosti. Je však třeba vzít v úvahu vlastnosti okolní půdy. Volné půdy (jako je písek) a přítomnost velkých kamenů mohou způsobit potíže; první mají tendenci stlačovat pouzdro, druhé mohou blokovat dopředný pohyb, pokud nejsou zničeny kuželovým výstružníkem nebo vrtací hlavou.

Části pažnicových trubek mohou mít různé délky od 1 do 6 m, které jsou postupně svařovány dohromady. Trubka by neměla být oválná, aby nedocházelo k dalšímu tření šneků na jejím povrchu. Pro snížení tření se často používá směs vody, bentonitu a polymerů. Ve startovací jámě musí být plášťová trubka přesně vyrovnána podél osy vpichu. Překážky v dráze lisované trubky nebo změny tvrdosti zeminy podél průřezu trubky mohou způsobit vychýlení vpichu od stanovené osy. Z tohoto důvodu se pro proražení často volí trubka většího průměru, která slouží jako pouzdro pro pracovní trubku menšího průměru. Mezera mezi nimi umožňuje vyrovnat odchylky, které vznikají při nekontrolovaném bezvýkopovém vpichu. Mezitrubkový prostor se následně vyplní pískovo-cementovou maltou. Pokud dojde k zablokování pažnicové trubky, je možné se ze situace dostat protivpichem ze strany jímací jímky.

Neřízené piercingy se obvykle používají v rozsahu průměrů od 300 mm do 1400 mm. Nekontrolované vpichy se v posledních letech používají stále méně, protože neposkytují přijatelnou přesnost a dosah průniku. Proto se mikrotunelování stalo hlavní metodou pro pokládku potrubí velkého průměru v městském prostředí. Drobné vpichy (do 40 m) malého průměru v utužených zeminách (jíl, hlína) lze provádět i kuželovými expandéry různých typů – např. pneumatickými razníky apod.

Kontrolovaná punkce

Pro nastavení směru pohybu pažnicové trubky v zemi lze použít whipstocky. Typicky se jedná o ocelové desky připevněné zvnějšku k nosu pláště, které lze zvednout hydraulickými válci pro nastavení směru bezvýkopové instalace.

Směrové vrtání šnekem

Směrové šnekové vrtání je vylepšený typ děrování s nesměrovým šnekovým vrtáním. Směrové šnekové vrtání (Buroshnek) se od konvenčního šnekového vrtání liší použitím předběžné konstrukce pilotní studny. Pomocí LED terče umístěného uvnitř zkosené vrtací hlavy v přední části pilotní trubky a teodolitu ve startovací jámě. Přesně vedené duté pilotní trubky slouží jako vodítko pro další rozšíření vrtu pomocí systému šneků a pažnice. (viz sekce Burošnek)

Pneumatické razníky

Pneumatický razník je efektivní, rychlý, snadno dostupný a levný způsob bezvýkopové instalace. Používá se k propíchnutí pod ulicemi, železnicemi a dokonce i řekami.

Pneumatický razník je poháněn stlačeným vzduchem. Pneumatické děrovací kladivo pod vlivem kinetické energie kladiva v přední části zatlouká do země otevřenou přední ocelovou trubku o průměru až 4 m a délce až 80 m bez použití hydraulických zvedáků, v půdách do pevnostní kategorie 3. Díky robustní a jednoduché konstrukci lze generovat nárazové energie až 40000 15 kN. Průměrná rychlost bezvýkopové výstavby je 500 m za hodinu. Po dokončení bezvýkopového proražení se potrubí zbaví zeminy vodou v kombinaci se stlačeným vzduchem. Do průměru XNUMX m lze zeminu vytlačovat pouze stlačeným vzduchem. Trubky velkého průměru lze čistit ručně.

Výhody této technologie bezvýkopové pokládky jsou:

• malá a přenosná zařízení;
• minimální požadavky na přípravu staveniště pro stroje a zařízení;
• krátká doba bezvýkopové instalace;
• není třeba vyrábět dorazy pro hydraulické zvedáky;
• jednoduchá technologie těžby půdy;
• poměrně vysoká přesnost bezvýkopové ražby.

Mikrotunelování

Mikrotunelování – další způsob bezvýkopové instalace inženýrských systémů bez zásahu člověka s plně automatizovaným řízením.

Pouzdra (pažnice) nebo pracovní trubky mohou být vyrobeny z různých materiálů: železobeton, keramika, sklolaminát, ocel, litina.

Mikrotunelování bylo původně vyvinuto pro provádění bezvýkopových tunelů bez lidského zásahu na krátké vzdálenosti do 100 m, ale postupem času byla metoda vylepšena tak, aby prováděla vpichy s mnohem větším průměrem na vzdálenosti několika set metrů. Typická vzdálenost průniku bez použití mezilehlých protlačovacích stanic je 100 – 250 m. Maximální vzdálenost proražení závisí na materiálu trubky (zda trubka odolá tlakovým silám), typu zeminy, opatřeních ke snížení tření s půdou a síla děrovacího rámu mikrotunelového komplexu.

Horizontální směrové vrtání (HDD)

Pokud jde o použití bezvýkopové komunikační technologie, jako je HDD, první věc, která vás napadne, je vrtání velkých průměrů na obrovské vzdálenosti. Technologie HDD je však použitelná i pro krátké vzdálenosti a potrubí o průměru jen několik centimetrů. Pro tažení metodou horizontálního směrového vrtání (HDD) lze použít téměř jakýkoli materiál potrubí, zejména plastové trubky, ale také ocelové, litinové a azbestocementové trubky.

Směrové vrtání je konstrukční metoda, která má ve srovnání s otevřenou instalací nejmenší negativní vliv na životní prostředí a přírodu. Technologie horizontálního směrového vrtání (HDD) se používá v případech, kdy všechny ostatní známé způsoby pokládky komunikací jsou nemožné nebo možné s enormními náklady. Stejně jako u jiných bezvýkopových způsobů instalace hraje důležitou roli průměr a délka potrubí a také geologické a geotechnické podmínky. Vrtací kapalina hraje také velmi důležitou roli při horizontálním směrovém vrtání. Zodpovídá za udržování rozvinuté půdy v suspenzi a její vynášení na povrch, chlazení a mazání pracovního nástroje a také za snížení tření při tažení trubky. V současné době se vyrábí velké množství vrtných souprav různých velikostí a kapacit pro pokládku celého sortimentu potrubí – různé průměry, délky, materiály a funkční účely potrubí.