Ako sa vykonáva kladenie rúr metódou prepichnutia: technické pravidlá a rady odborníkov

Ak podzemné komunikácie pretínajú cestnú trať alebo železničné koľaje, demontáž takýchto objektov môže byť veľmi náročná, a často dokonca nemožná. Problém pomôže vyriešiť ukladanie rúr metódou prepichu. Tento spôsob je výrazne jednoduchší a lacnejší na realizáciu.

Tým, ktorí sa chcú dozvedieť, ako sa ukladajú rúry do zeme bez narušenia povrchových krytín, demolácie budov, premiestňovania mobilných objektov, odhalíme špecifiká technológie. U nás sa dozviete, aké zariadenie sa používa počas prác, akým spôsobom sa vykonávajú prepichy.

Okrem titulnej metodiky sme opísali alternatívne možnosti ukladania rúr do zeme pomocou bezvýkopovej technológie, priložili sme schémy, fotovýbery a video materiály.

Čo predstavuje metóda prepichu?

Metódou prepichu sa označuje technológia, pri ktorej je možné získať otvor bez ťažby a odstránenia zeminy jej zhutnením.

Takýto spôsob je vhodný na ukladanie oceľových konštrukcií. Priemer sa môže pohybovať v rozmedzí 100-500 mm, dĺžka otvoru – 30-50 m. Prepich pod cestou je jednou z najžiadanejších metód bezvýkopového ukladania komunikácií.

Týmto spôsobom sa zriaďujú podzemné vetvy vodovodu, kanalizácie, privádzajú k pozemku hlavný plynovod.

Riadený prepich sa používa na ukladanie:

• komunikácií z kovu a plastu;
• chráničiek, do ktorých sa potom ukladajú plynové a vodovodné rúry;
• chráničiek pre silové, telefónne káble a pod.

Prepich sa používa nielen v prípadoch, keď je potrebné bezbolestne prekonať cestnú trať alebo železničné koľaje.

Metóda je vhodná na vytváranie otvorov do studne (za predpokladu, že priemer tejto studne nie je menší ako jeden a pol metra), do pivnice domu, v prípade potreby viesť drôty pod nejakým relatívne malým objektom a pod.

Najčastejšie sa riadený prepich vykonáva v hrúbke ílovitej pôdy pod rôznymi cestami, napríklad pod diaľnicou alebo železničným zvrškom. Na to sa používa čerpadlovo-zdvihový lisovací agregát, napríklad ako zariadenie Ditch Witch P80.

Okrem toho bude potrebná sada rozširovačov, tyčí, hláv a ďalšieho náradia, pomocou ktorého sa vykonávajú vŕtacie práce.

Povinne sa používa hydraulická stanica. Potrebný silový účinok zabezpečuje hydraulický valec, prijateľný výkon agregátu je približne 36 ton. Prevádzku stanice musí zabezpečovať spaľovací motor. Na sledovanie priebehu prác v hrúbke pôdy sa používajú prostriedky bezdrôtovej lokalizácie.

Ako príklad možno uviesť postup práce lokalizačného zariadenia Eclipse. Do vŕtacej hlavy sa vloží sonda, ktorá odovzdáva informácie o priebehu vŕtacích prác.

Riadený prepich – je to jeden z najmenej nákladných spôsobov bezvýkopového kladenia komunikácií pod cestou alebo inými podobnými objektmi (+).

Informácia prichádza na lokalizátor. Tu sa údaje analyzujú, v dôsledku čoho sa určí presné umiestnenie vŕtacieho nástroja v hrúbke pôdy, uhol sklonu vŕtacej hlavy, súlad jej pohybu s vopred vypracovaným plánom prác. Súčasne sa kontroluje stav batérie sondy, z ktorej prichádzajú údaje.

Vŕtacia hlava je usporiadaná tak, že časť jej povrchu je skosená. To zlepšuje výkon, ale odráža sa na kvalite prác.

Kvôli skoseniu pri postupe v hrúbke pôdy sa bude poloha hlavy neustále odchýliť od vektora pôsobenia. Operátor musí neustále upravovať trajektóriu pohybu hlavy, porovnávať ju s výsledkami lokalizácie.

Aby sa nástroj pohyboval presne po priamke, je potrebné ho otáčať konštantnou rýchlosťou. Prvá fáza vykonania prepichu začína v štartovacej jame a končí v prijímacej jame. Tu namiesto vŕtacej hlavy na zariadení upevňujú kužeľový expandér.

Toto zariadenie prechádza vzniknutý horizontálny vrt v opačnom smere, čo umožňuje rozšíriť ho a zhutniť steny.

Na vykonanie bezvýkopového kladenia rúr metódou prepichu je potrebné vopred urobiť dve jamy: štartovaciu a cieľovú (alebo prijímaciu)

Potom sa do vzniknutého dlhého otvoru vloží rúra potrebného priemeru alebo puzdro na kladenie komunikácií. V závislosti od situácie je možné klásť nielen jednu, ale niekoľko rúr. Ďalšie úkony spočívajú v tom, aby sa tieto komunikácie položili a pripojili k všeobecnému systému.

Počas prípravných prác je tiež potrebné premyslieť miesto skladovania rúr, ktoré by sa mali nachádzať v blízkosti miesta vykonávania vŕtania.

Zvyčajne sa plocha pre rúry plánuje v blízkosti štartovacej jamy. Rozmery skladovacej plochy závisia od dĺžky rúr, ktorá môže dosahovať šesť metrov. Je žiaduce, aby sa vybrané rúry na kladenie skladovali v horizontálnej polohe. To zjednoduší montáž a zníži pravdepodobnosť poškodenia konštrukcie.

Okrem toho je potrebné zabezpečiť prístupové cesty k štartovacej jame, aby sa bez prekážok dopravovali materiály a potrebná technika na vykonávanie prác.

Metóda riadeného prepichu umožňuje úspešne ukladať do kovového plášťa plastové aj kovové rúry. Najprv sa vykoná pilotný prepich, potom sa vykoná zhutnenie v opačnom smere, zavedenie plášťa, potom kladenie rúr.

Najprv sa vykoná predbežný prieskum miesta vykonávania prác v teréne. Špecialisti pritom využívajú projektovú dokumentáciu, na základe ktorej, ako aj na základe výsledkov analýzy objektu, sa zostaví plán vykonania prepichu.

Ak je potrebné vykonať prepich pod objektom, ktorý je vystavený vážnym dopravným zaťaženiam (električkové trate, diaľnica, železnica, metro a pod.), rúry sa ukladajú do špeciálnych puzdier.

Ak je potrebné položiť pod cestou niekoľko káblov, najprv sa uloží rúra alebo puzdro, ktorého priemer umožňuje obsiahnuť všetky potrebné komunikácie.

Takáto chránička by mala mať priemer presahujúci rozmery rúr približne o 15–20 cm. Najprv sa položí chránička, potom sa do nej namontujú rúry a priestor medzi týmito komunikáciami sa vyplní maltou, na ktorú možno použiť lacný cement M-100. Chráničky znižujú zaťaženie podzemných komunikácií a znižujú riziko ich poškodenia.

Hydro-, vibroprepich a pretláčanie

Rozlišujeme hydro- a vibroprepiši. V prvom prípade sa ako nástroj na pretláčanie pôdy používa vodný prúd, ktorý pod veľkým tlakom strieka zo špeciálnej trysky.

Táto metóda je obzvlášť účinná na nesúdržných piesočnatých pôdach, ktoré sa ľahko vymývajú pôsobením prúdu. Umožňuje vytvoriť otvor s priemerom približne 50 cm za minimálny čas. Maximálna dĺžka vrtu pri hydroprepichu je však 30 m.

Vibroprepich, ako vyplýva z názvu, sa uskutočňuje pomocou vibračného pôsobenia. V zariadení na vykonanie prepichu sa používajú úderovo-vibračno-vtláčacie súpravy s budičmi pozdĺžne orientovaných kmitov.

Statické vtlačenie sa kombinuje s pôsobením úderových impulzov vibračného kladiva na pôdu. Metóda sa používa na vodou nasýtených a málo vlhkých piesočnatých pôdach, a to ako na kladenie rúr, tak na ich vyťahovanie. Priemer vrtu môže dosahovať 50 cm a jeho dĺžka 60 m.

Metóda pretláčania sa uskutočňuje pomocou zdvihákov, rovnako ako prepich. V tomto prípade sa však rúra nasmeruje do pôdy otvoreným koncom. Počas postupu konštrukcie sa v rúre vytvorí hustá zátka z pôdy, ktorá sa potom odstráni.

Na vykonanie tohto typu prác sa používa dva až osem výkonných (na 200–400 ton) hydrozdvihákov, na ktorých činnosť je potrebná montáž opornej steny s rámom a čelnou doskou.

Pretláčanie pôdy – je bezvýkopová metóda kladenia rúr, ktorá sa vykonáva pomocou špeciálnych hydraulických zariadení s vysokým výkonom

Za jednu smenu môže takéto zariadenie prejsť až 10 metrov pôdy a celková dĺžka vrtu zvyčajne nepresahuje 80 metrov. Ak je potrebné položiť dlhšiu trať, rozdelí sa na jednotlivé úseky maximálne po 80 metroch.

Táto metóda tiež vyžaduje zriadenie začiatočnej a konečnej stavebnej jamy, v ktorých sa inštaluje potrebná hydraulika.

Prechod každého úseku sa vykonáva dvakrát: v priamom a potom v opačnom smere. Kontrolu činnosti mechanizmov a kvality pretláčania vykonáva operátor, ktorý sa nachádza v stavebnej jame.

Technicky je táto metóda zložitejšia ako bežný prepich, ale možno ju aplikovať prakticky na všetkých pôdach. Priemer konštrukcie môže dosahovať 172 cm. Odber jadra, ktoré sa vytvorilo vo vnútri rúry, je možné vykonávať ručne alebo mechanizovanými prostriedkami.

Výhody metódy prepichu

Popularita metódy prepichnutia je spôsobená jej významnými výhodami v porovnaní s inými variantmi vykonávania prác tohto typu. Napríklad prepichnutie je dostupné v ktoromkoľvek ročnom období, vysoká alebo nízka teplota vonkajšieho vzduchu a pôdy nemá veľký význam.

Jednou z výhod metódy riadeného prepichnutia je, že práce sa môžu vykonávať aj na pozemkoch so zvýšenou hladinou podzemnej vody

Prevádzka zariadenia nevyžaduje použitie bentonitového roztoku, dodávky vody do vrtu alebo vrtného roztoku. Ide o kompaktnú a výkonnú jednotku, ktorá je vybavená spoľahlivým systémom elektrickej bezpečnosti. Nie je ťažké ju dopraviť na miesto a nainštalovať. Kompaktné rozmery zároveň nebránia zariadeniu pracovať s vysokými výkonnostnými ukazovateľmi.

Bezvýkopové metódy kladenia rúr, ako je riadené prepichnutie, možno úspešne použiť v letnom aj zimnom období

Termíny prác sú tiež kratšie ako pri použití iných metód. Aj keď sa na pozemku, kde sa vykonáva prepichnutie, vyskytuje zvýšená hladina podzemnej vody, nie je potrebné vykonávať opatrenia na odvedenie vody z pozemku.

Počas prechodu rozširujúceho kužeľa sa vykonáva aj zhutňovanie stien výkopu, preto nie sú potrebné žiadne ďalšie práce v tomto ohľade.

Vykonanie prepichu na rôznych objektoch

Náročnosť a rýchlosť prác tohto typu do značnej miery závisí od podmienok, t. j. od terénu a charakteristík objektu, pod ktorým sa vykonáva prepichnutie. Na vŕtanie pod železničným zvrškom je zvyčajne potrebné pomerne vážne vybavenie. Najprv je potrebné odsúhlasiť vŕtanie s celým radom služieb železnice.

Použitie metódy riadeného prepichnutia v intraviláne mesta umožňuje zachovať celistvosť cestných trás, aby sa minimalizovali náklady a nenarušila doprava

V Rusku je potrebné obrátiť sa na pododdelenia EČ, ŠČ, RCS NODG, PČ a ďalšie služby OAO „RŽD“. Povinne sa uzatvárajú zmluvy na vedenie technického dozoru, ako aj na inštaláciu poistných balíkov. Všetka vykonávacia dokumentácia musí byť odsúhlasená a poskytnutá orgánom železnice.

Do vzdialenosti trasy sa odovzdáva balík dokumentov po ukončení cyklu prác na kladení rúr. V mestách je prepichnutie pod cestou veľmi žiadané pri kladení nových komunikácií, najmä na miestach s historickými pamiatkami.

Metóda umožňuje nielen zachovať bežnú premávku na cestách, ale aj zabrániť zničeniu starej dlažby, keď je potrebné položiť rúry pod takéto úseky.

Obnova takéhoto objektu môže byť zložitá, a niekedy aj nemožná. V chatových osadách umožňuje kladenie komunikácií metódou prepichu vykonať všetky práce s minimálnym poškodením už hotových objektov: ciest, plotov a pod.

Hodnotenie alternatívnych možností

Okrem metódy riadeného prepichu existujú aj iné možnosti uloženia komunikácií v hrúbke pôdy bez budovania výkopov. Niekedy môže byť alternatíva prijateľnejšia ako prepich, všetko závisí od konkrétnej situácie.

Horizontálne riadené vŕtanie, ktoré sa tiež nazýva šikmo-smerové, sa používa na kladenie tlakových a beztlakových potrubí. Vŕtanie touto metódou sa vykonáva z povrchu zeme. Priemer otvoru by sa mal zvoliť o 30-50% väčší, ako sú rozmery rúr, ktoré sa doň majú uložiť.

Otvor sa nerozširuje naraz, ale v niekoľkých etapách. Pritom sa používa bentonitový roztok, ktorý sa zmieša s nakyprenou pôdou a uľahčuje jej odstránenie z vrtu. Okrem toho sa táto pracovná kvapalina používa na chladenie vrtného nástroja a neskôr vytvára na stenách šachty vrstvu, ktorá ich chráni pred zničením.

Na odčerpanie použitého bentonitového roztoku sa používa kalové čerpadlo. Po odčerpaní je potrebné odviezť nepotrebný roztok na skládku na ďalšiu likvidáciu. Ak sú práce vykonané správne, výsledkom je čistý vrt s pevnými stenami.

Vrtné súpravy na vykonávanie prác tohto typu majú rôzne charakteristiky, ako je krútiaci moment a ťažná sila. Od toho závisí dĺžka rúr, ktoré budú uložené v hrúbke pôdy, ktorá môže dosahovať 1000 metrov.

Prípustný priemer rúr – 120 cm. Pomocou horizontálneho riadeného vŕtania je možné ukladať aj kovové, aj plastové rúry.

Vŕtanie sa vykonáva po vopred vypočítanej trajektórii, pohyb vrtného nástroja je riadený pomocou lokalizačného systému. Uhol zavŕtania sa môže pohybovať v rozmedzí 26-34 stupňov.

Ďalším dôležitým ukazovateľom pri používaní HDD – je ohyb tyčí, ktorý môže predstavovať 6-12 %, závisí to od ich typu. Ďalšou populárnou metódou bezzákopového kladenia rúr – je vrtné šnekové vŕtanie. Na jej vykonanie sa používa špeciálne hydraulické zariadenie, ktoré funguje ako zdvihák.

Najprv sa vytvoria štartovacia a cieľová jama. Hĺbka každej z nich by mala byť o jeden meter hlbšia ako úroveň uloženia potrubia. Do štartovacej jamy sa spúšťa hydraulické zariadenie, ktoré otáča šnek a pretláčacie rúry. V dôsledku toho sa časť pôdy odstráni a vznikne vrt pre rúru.

Potom sa dovnútra inštalujú rúry, chráničky a pod. Maximálna dĺžka kladenia zvyčajne dosahuje iba 100 metrov, ale priemer komunikácií môže dosahovať 172 cm, ukazovatele do značnej miery závisia od typu pôdy, na ktorej sa vŕtanie vykonáva.

Metóda pretláčania oceľových puzdier sa často používa, ak je potrebné položiť pomocou bezvýkopových metód rúry alebo puzdrá veľkého priemeru

Na kontrolu priebehu prác počas vrtania skrutkovým vrtákom (šnekového vŕtania) sa používa laser, ktorý zabezpečuje správny uhol sklonu vrtáka a zároveň umožňuje sledovať smer vŕtania s vysokou presnosťou. Potom, čo šnek dosiahne cieľovú jamu, vyberie sa z výsledného vrtu v opačnom poradí.

Mikrotunelovanie – je vysokopresná metóda bezvýkopovej pokládky komunikácií, ktorá sa vykonáva pomocou špeciálneho tunelovacieho štítu.

Na presun zariadenia sa používa vysoko výkonná zdvíhacia stanica. Pôsobí na stĺp zo železobetónových rúr, ktoré sú pripojené k štítu. Postupne sa dĺžka vrtu zväčšuje, preto sa dĺžka stĺpu zvyšuje prídavnými železobetónovými konštrukciami.

Na pokládku železobetónových a oceľových rúr sa používa metóda mikrotunelovania. Vykonáva sa pomocou špeciálneho tunelovacieho štítu, ktorý kyprí pôdu.

Táto metóda tiež vyžaduje predbežnú prípravu dvoch jám, vzdialenosť medzi nimi sa môže pohybovať v rozmedzí 50 – 500 metrov. Zdvíhacie zariadenie sa musí spustiť do štartovacej jamy do hĺbky, ktorá zodpovedá úrovni pokládky komunikácií. Ak dĺžka vrtu presahuje 200 metrov, zvyčajne sa používa medziľahlá zdvíhacia stanica.

Tunelovací štít kyprí pôdu, ktorá je vyplavovaná vodou alebo bentonitovým roztokom, prichádzajúcim prívodnými vedeniami. Odpadová kvapalina zmiešaná s čiastočkami pôdy sa odvádza odpadovými vedeniami do usadzovacej nádrže. Potom, čo tunelovací štít dosiahne cieľovú jamu, práce možno považovať za ukončené.

Bezvýkopové metódy pokládky komunikácií sa vykonávajú s použitím vysoko výkonného špeciálneho zariadenia. Presné dodržiavanie technológie zabezpečí spoľahlivý vrt.

Zariadenie sa demontuje a odstráni. Metódou mikrotunelovania je možné inštalovať nielen železobetónové, ale aj oceľové rúry. Na kontrolu správnosti vykonania prác sa používa navigačný systém pozostávajúci z lasera, terča a meracieho kolesa.

Pre dlhé úseky (viac ako 200 m) sa považuje za efektívny elektronický laserový systém vybavený hydrostatickou vodováhou, ktorý poskytuje presné údaje o hĺbke pokládky rúr bez ohľadu na teplotu vzduchu vo vnútri konštrukcie.

Jemnosti výberu vhodného spôsobu

Spôsob kladenia komunikácií pomocou horizontálneho vŕtania sa vyberá už v štádiu projektovania konkrétneho procesu. Ak sa bezvýkopové kladenie rúr bude vykonávať v rámci výstavby nejakého objektu, napríklad obytného domu, potom práce môžu byť súčasťou všeobecného stavebného projektu.

Pri projektovaní sa zohľadňujú nasledujúce informácie:

• dĺžka komunikácií, ktoré je potrebné uložiť bezvýkopovým spôsobom;
• priemer puzdra alebo rúry;
• materiál, z ktorého sú vyrobené komunikácie;
• hĺbka, do ktorej je potrebné uložiť rúry;
• typ potrubia (tlakové alebo beztlakové);
• možnosť montáže štartovacej a cieľovej jamy vhodnej hĺbky;
• prístupové cesty k miestu vykonávania prác;
• existencia dostatočne priestranného miesta na skladovanie materiálov, techniky a pod.;
• hladina podzemnej vody;
• iné geologické osobitosti pozemku;
• plán umiestnenia už existujúcich komunikácií na pozemku.

Počas výstavby je niekedy potrebné zmeniť už vypracovaný projekt. To môže byť spôsobené želaním znížiť náklady použitím napríklad plastových rúr namiesto oceľových. Okrem toho plán umiestnenia podzemných komunikácií na objekte nie je vždy dostatočne presný.

Priemer rúry – jeden z ukazovateľov, ktoré sa zohľadňujú pri výbere metód bezvýkopového kladenia komunikácií. Vrt musí byť o niečo väčší

Pri vykonávaní prác sa môžu zistiť také neevidované rúry alebo káble. Všetky tieto momenty môžu vyžadovať zmeny v projekte, a to sa môže prejaviť aj na rozhodnutí o spôsobe vŕtania.

Ak je hĺbka kladenia komunikácií malá, vzniká nebezpečenstvo poklesu vrchnej vrstvy pôdy, najmä ak sa pri vŕtaní použil bentonitový roztok. V takýchto prípadoch je lepšie uprednostniť horizontálne šnekové vŕtanie.

Veľmi často je metóda vŕtania určená tým, aká technika je k dispozícii organizácii, ktorá vykonáva zákazku.

Napríklad, ak stavitelia disponujú zdvihákmi alebo zariadením na horizontálne smerové vŕtanie, potom sa uprednostní práve to pred metódou prepichnutia. Najčastejšie sú takéto zmeny diktované úvahami o ekonomickej výhode.

Závery a užitočné video k téme

Názorne je proces práce zariadenia na vykonanie riadeného prepichnutia prezentovaný vo videu:

Riadené prepichnutie – vysoko presný a pomerne lacný spôsob, ako uložiť komunikácie pod cestou alebo iným objektom. Pri tom je dôležité správne navrhnúť všetky práce a presne dodržiavať technológiu.

Chcete nahlásiť zaujímavé fakty súvisiace s kladením rúr technológiou prepichnutia? Vznikli otázky v procese oboznámenia sa s prezentovanými informáciami? Napíšte, prosím, komentáre do bloku pod textom článku.