Jak se provádí pokládka trub metodou protlaku: technická pravidla a rady odborníků

Pokud podzemní inženýrské sítě křižují silnici nebo železniční trať, může být demontáž těchto objektů velmi obtížná, často dokonce nemožná. Problém lze vyřešit pokládkou trub metodou protlaku. Tato metoda je výrazně jednodušší a levnější na realizaci.

Těm, kteří chtějí zjistit, jak se pokládají trubky do země bez narušení povrchových krytů, demolice budov nebo přemísťování mobilních objektů, odhalíme specifika technologie. U nás se dozvíte, jaké zařízení se při pracích používá a jakým způsobem se provádějí protlaky.

Kromě titulní metody jsme popsali alternativní možnosti pokládky trub do země bezvýkopovou technologií, přiložili schémata, fotografie a video materiály.

Co představuje metoda protlaku?

Metodou protlaku se nazývá technologie, při níž lze získat otvor bez těžení a výkopu zeminy jejím zhutněním.

Tato metoda je vhodná pro pokládku ocelových konstrukcí. Průměr se může pohybovat v rozmezí 100–500 mm, délka otvoru 30–50 m. Protlak pod silnicí je jednou z nejžádanějších metod bezvýkopové pokládky inženýrských sítí.

Tímto způsobem se zřizují podzemní větve vodovodu, kanalizace a přivádí se k pozemku hlavní plynovod.

Řízený protlak se používá k pokládce:

• sítí z kovu a plastu;
• chrániček, do kterých se pak ukládají plynové a vodovodní trubky;
• chrániček pro silové, telefonní kabely apod.

Protlak se nepoužívá pouze v případech, kdy je třeba bez problémů překřížit silnici nebo železniční trať.

Metoda je vhodná pro vytvoření otvorů do studny (za předpokladu, že průměr studny není menší než 1,5 metru), do sklepa domu, při potřebě vést kabely pod nějakým relativně malým objektem apod.

Nejčastěji se řízený protlak provádí v hloubce jílovité zeminy pod různými silnicemi, například pod dálnicí nebo železniční tratí. K tomu se používá čerpadlo-zvedací tlakové zařízení, například jednotka Ditch Witch P80.

Dále bude potřeba sada expandérů, tyčí, hlav a dalšího nářadí, kterým se provádějí vrtací práce.

Povinně se používá hydraulická stanice. Potřebnou sílu zajišťuje hydraulický válec, přijatelný výkon agregátu je přibližně 36 tun. Provoz stanice musí zajišťovat spalovací motor. Pro sledování průběhu prací v hloubce zeminy se používají prostředky bezdrátové lokalizace.

Jako příklad lze uvažovat postup práce lokalizačního zařízení Eclipse. Do vrtací hlavy se umístí sonda, která předává informace o průběhu vrtacích prací.

Řízený protlak – to je jedna z nejméně nákladných metod bezvýkopového pokládání komunikací pod silnicí nebo jinými podobnými objekty (+)

Informace přichází na lokátor. Zde jsou data analyzována, v důsledku čehož je určena přesná poloha vrtacího nástroje v hloubce zeminy, úhel sklonu vrtací hlavy, soulad jejího pohybu s dříve sestaveným plánem prací. Současně se kontroluje stav baterie sondy, ze které informace pocházejí.

Vrtací hlava je uspořádána tak, že část jejího povrchu je zkosená. To zlepšuje výkon, ale odráží se na kvalitě práce.

Kvůli zkosení se při postupu v hloubce zeminy bude poloha hlavy neustále odchylovat od vektoru působení. Operátor musí neustále korigovat trajektorii pohybu hlavy, porovnávat s výsledky lokalizace.

Aby se nástroj pohyboval přesně po přímce, je nutné jej otáčet konstantní rychlostí. První fáze provedení vpichu začíná ve startovací jámě a končí – v přijímací. Zde se místo vrtací hlavy na zařízení upevňuje kuželový expandér.

Toto zařízení prochází vytvořený horizontální vrt v opačném směru, což umožňuje jeho rozšíření a zhutnění stěn.

Pro provedení bezvýkopové pokládky potrubí metodou vpichu je nutné předem vyhloubit dvě jámy: startovací a cílovou (nebo přijímací).

Poté se do vzniklého dlouhého otvoru vloží trubka požadovaného průměru nebo chránička pro pokládku vedení. V závislosti na situaci je možné pokládat ne jednu, ale několik trubek. Další kroky spočívají v tom, že tato vedení budou položena a připojena k celkové síti.

Během přípravných prací je také nutné promyslet místo pro skladování trubek, které by měly být umístěny v blízkosti místa vrtání.

Obvykle je plocha pro trubky zřízena vedle startovací jámy. Rozměry skladovací plochy závisí na délce trubek, která může dosahovat šesti metrů. Je žádoucí, aby trubky vybrané pro pokládku byly skladovány v horizontální poloze. To zjednoduší montáž a sníží pravděpodobnost poškození konstrukce.

Kromě toho je třeba zajistit přístupové cesty ke startovací jámě, aby bylo možné bez problémů dopravovat materiály a potřebnou techniku pro provádění prací.

Metoda řízeného vpichu umožňuje úspěšně ukládat do kovového pláště jak plastové, tak kovové trubky. Nejprve se provede pilotní vpich, poté se provede zhutnění v opačném směru, zavedení pláště, a poté pokládka trubek.

Nejprve se provádí předběžný průzkum místa provádění prací v terénu. Specialisté přitom používají projektovou dokumentaci, na jejímž základě a také na základě výsledků analýzy objektu se sestavuje plán provedení vpichu.

Pokud je nutné provést vpich pod objektem, který je vystaven velkému dopravnímu zatížení (tramvajové tratě, silnice, železnice, metro apod.), trubky se ukládají do speciálních chrániček.

Pokud je třeba položit pod silnicí několik kabelů, nejprve se uloží trubka nebo chránička, jejíž průměr umožňuje pojmout všechna potřebná vedení.

Takový futrál by měl mít průměr přesahující rozměry trubek asi o 15-20 cm. Nejprve se položí futrál, poté se do něj namontují trubky a prostor mezi těmito komunikacemi se zalije maltou, pro kterou lze použít levný cement M-100. Futrály snižují zatížení podzemních komunikací a snižují riziko jejich poškození.

Hydraulický protlak, vibrační protlak a protlačování

Rozlišujeme hydro- a vibrovpichy. V prvním případě se jako nástroj pro protlačování zeminy používá vodní proud, který pod velkým tlakem stříká ze speciální trysky.

Tato metoda je zvláště účinná na nesoudržných písčitých půdách, snadno rozrušitelných působením proudu. Umožňuje vytvořit otvor o průměru asi 50 cm za minimální dobu. Ale maximální délka vrtu při hydrovpichu je 30 m.

Vibrovpich, jak je zřejmé z názvu, se provádí pomocí vibračního působení. V zařízení pro provádění vpichu se používají úderně-vibračně-vtlačovací soupravy s budiči podélně směrovaných kmitů.

Statické vtlačování se kombinuje s působením rázových impulsů vibračního kladiva na zeminu. Metoda se používá na vodou nasycených a mírně vlhkých písčitých půdách jak pro pokládku trubek, tak pro jejich vytahování. Průměr vrtu může dosahovat 50 cm a jeho délka 60 m.

Metoda protlačování se provádí pomocí zvedáků, stejně jako vpich. Ale v tomto případě je trubka vedena do zeminy otevřeným koncem. Během postupu konstrukce se v trubce vytvoří pevná zátka ze zeminy, která je poté odstraněna.

Pro provádění tohoto typu prací se používají dva až osm výkonných (na 200-400 tun) hydraulických zvedáků, pro jejichž práci je nutná montáž opěrné stěny s rámem a nálitkem.

Protlačování zeminy – je bezvykopová metoda pokládky trubek, která se provádí pomocí speciálních hydraulických zařízení vysokého výkonu

Za směnu může takové zařízení projít až 10 metrů zeminy, a celková délka vrtu obvykle nepřesahuje 80 metrů. Pokud je třeba položit delší trasu, rozdělí se na jednotlivé úseky ne delší než 80 metrů.

Tato metoda také vyžaduje zřízení počáteční a koncové jámy, ve kterých se instaluje potřebná hydraulika.

Průchod každého úseku se provádí dvakrát: v přímém a poté v opačném směru. Kontrolu práce mechanismů a kvality protlačování provádí operátor, který se nachází v jámě.

Technicky je tato metoda složitější než běžný vpich, ale lze ji použít prakticky na všech půdách. Průměr konstrukce může dosahovat 172 cm. Odběr jádra, které se vytvořilo uvnitř trubky, může být prováděn ručně nebo mechanizovanými prostředky.

Výhody metody protlaku

Poptávka po metodě protlaku je vysvětlována jejími značnými výhodami oproti jiným možnostem provádění prací tohoto typu. Například protlak je dostupný v kterémkoli ročním období, vysoká nebo nízká teplota venkovního vzduchu a půdy nemá velký význam.

Jednou z výhod metody řízeného protlaku je, že práce lze provádět i na pozemcích se zvýšenou hladinou podzemní vody.

Provoz zařízení nevyžaduje použití bentonitového roztoku, přivádění vody nebo vrtného výplachu do vrtu. Jedná se o kompaktní a výkonný agregát, který je vybaven spolehlivým systémem elektrické bezpečnosti. Není obtížné jej dopravit na místo a nainstalovat. Přitom kompaktní rozměry nebrání zařízení pracovat s vysokými výkonovými parametry.

Bezvykopové metody pokládky trub, jako je řízený protlak, lze s úspěchem používat jak v letním, tak v zimním období.

Lhůty prací jsou také kratší než při použití jiných metod. I když se na pozemku, kde se provádí protlak, vyskytuje zvýšená hladina podzemní vody, není nutné provádět opatření k odvedení vody z pozemku.

Během průchodu rozšiřovacího kužele dochází také ke zhutňování stěn výkopu, proto nejsou nutné žádné další práce v tomto ohledu.

Provedení protlaku na různých objektech

Složitost a rychlost prací tohoto typu do značné míry závisí na podmínkách, tj. na terénu a charakteristikách objektu, pod nímž se protlak provádí. Pro vrtání pod železničním tělesem je obvykle vyžadováno poměrně závažné vyřízení. Nejprve je nutné odsouhlasit vrtání s celou řadou služeb železnice.

Použití metody řízeného protlaku v intravilánu města umožňuje zachovat celistvost silničních tras, aby se minimalizovaly náklady a nenarušoval silniční provoz.

V Rusku je třeba se obrátit na poddivize EČ, ŠČ, RCS NODG, PČ a další služby OAO RŽD. Povinně se sepisují smlouvy na vedení technického dozoru a také na instalaci pojistných balíčků. Veškerá prováděcí dokumentace musí být odsouhlasena a předána orgánům železnice.

Do dálkové správy tratí se předává balík dokumentů po ukončení cyklu prací na pokládce trub. Ve městech je protlak pod silnicí velmi žádaný při pokládce nových inženýrských sítí, zejména v místech s historickými památkami.

Metoda umožňuje nejen zachovat běžný provoz na silnicích, ale také zabránit zničení starobylé dlažby, když je nutné položit trubky pod takové úseky.

Obnova takového objektu může být složitá, někdy dokonce nemožná. V chatových osadách umožňuje pokládání inženýrských sítí metodou protlaku provést veškeré práce s minimálním poškozením již hotových objektů: silnic, plotů atd.

Hodnocení alternativních možností

Kromě metody řízeného protlaku existují i další možnosti instalace inženýrských sítí v zemi bez budování výkopů. Někdy může být alternativa přijatelnější než protlak, vše závisí na konkrétní situaci.

Horizontální řízené vrtání, které se také nazývá směrové vrtání, se používá pro pokládání tlakových a beztlakých potrubí. Vrtání touto metodou se provádí z povrchu země. Průměr otvoru by měl být o 30–50 % větší než rozměry trubek, které se do něj mají uložit.

Otvor se nerozšiřuje najednou, ale v několika fázích. Přitom se používá bentonitový roztok, který se smíchá s rozrušenou zeminou a usnadňuje její odstraňování z vrtu. Kromě toho se tato pracovní kapalina používá k chlazení vrtného nástroje a později vytvoří na stěnách šachty vrstvu, která je chrání před zničením.

K odčerpání použitého bentonitového roztoku se používá odsávač kalu. Po odčerpání je třeba nepotřebný roztok odvézt na skládku k další likvidaci. Pokud jsou práce provedeny správně, vznikne čistý vrt s pevnými stěnami.

Vrtné soupravy pro provádění prací tohoto typu mají různé vlastnosti, jako je krouticí moment a tažná síla. Na tom závisí délka trubek, které budou uloženy v zemi, a může dosahovat až 1000 metrů.

Přípustný průměr trubek – 120 cm. Pomocí horizontálního řízeného vrtání lze pokládat kovové i plastové trubky.

Vrtání se provádí podle předem vypočítané trajektorie, pohyb vrtného nástroje je řízen pomocí lokalizačního systému. Úhel závrtu se může pohybovat v rozmezí 26–34 stupňů.

Dalším důležitým ukazatelem při použití HDD – ohyb tyčí, který může činit 6–12 %, závisí na jejich typu. Další oblíbenou metodou bezvýkopového pokládání trubek je šnekové vrtání. K jeho provedení se používá speciální hydraulické zařízení fungující jako zvedák.

Nejprve se vytvoří startovací a cílové jámy. Hloubka každé z nich by měla být o jeden metr větší než úroveň pokládky potrubí. Do startovací jámy se spustí hydraulické zařízení, které otáčí šnekem a protlačovacími trubkami. Výsledkem je odstranění části zeminy a vznikne vrt pro trubku.

Poté se dovnitř instalují trubky, chráničky atd. Maximální délka pokládky obvykle činí pouze 100 metrů, ale průměr sítí může dosahovat 172 cm; ukazatele do značné míry závisí na typu zeminy, na které se vrtání provádí.

Metoda protlačování ocelových chrániček se často používá, pokud je třeba položit pomocí bezvýkopových metod trubky nebo chráničky velkého průměru

Pro kontrolu provádění prací během šnekového vrtání se používá laser, který zajišťuje správný úhel sklonu vrtáku a také umožňuje sledovat směr vrtání s vysokou přesností. Poté, co šnek dosáhne cílové jámy, je vyjmut z výsledného vrtu v opačném pořadí.

Mikrotunelování – je vysoce přesná metoda bezvýkopového pokládání inženýrských sítí, která se provádí pomocí speciálního tunelovacího štítu.

K přemisťování zařízení se používá vysoce výkonná domkrátová stanice. Působí na sloup ze železobetonových trubek, které jsou připojeny ke štítu. Délka vrtu se postupně zvětšuje, a proto se délka sloupu zvyšuje přidáváním železobetonových trubek.

Pro pokládání železobetonových a ocelových trubek se používá metoda mikrotunelování. Provádí se pomocí speciálního tunelovacího štítu, který kypří zeminu

Tato metoda také vyžaduje předběžnou přípravu dvou jam, vzdálenost mezi nimi se může pohybovat v rozmezí 50–500 metrů. Domkrátové zařízení je třeba spustit do startovací jámy do hloubky, která odpovídá úrovni pokládání sítí. Pokud délka vrtu přesahuje 200 metrů, obvykle se používá mezilehlá domkrátová stanice.

Tunelovací štít kypří zeminu, která je vyplavována vodou nebo bentonitovým roztokem přiváděným přívodními potrubími. Odpadní kapalina smíšená s částečkami zeminy je odváděna do usazovací nádrže odpadními potrubími. Jakmile tunelovací štít dorazí do cílové jámy, lze práce považovat za ukončené.

Bezvýkopové metody pokládání inženýrských sítí se provádějí s použitím speciálního vysoce výkonného zařízení. Přesné dodržení technologie zajistí spolehlivý vrt

Zařízení se demontuje a odstraní. Metodou mikrotunelování lze instalovat nejen železobetonové, ale také ocelové trubky. Pro kontrolu správnosti prováděných prací se používá navigační systém sestávající z laseru, terče a měřicího kola.

Pro dlouhé úseky (více než 200 m) je považován za účinný elektronický laserový systém vybavený hydrostatickou vodováhou, která poskytuje přesné údaje o hloubce uložení trubek nezávisle na teplotě vzduchu uvnitř konstrukce.

Jemnosti výběru vhodné metody

Způsob pokládky komunikací pomocí horizontálního vrtání se vybírá již ve fázi projektování konkrétního procesu. Pokud bude bezvýkopová pokládka trubek prováděna v rámci výstavby nějakého objektu, například obytného domu, mohou se práce stát součástí celkového stavebního projektu.

Při projektování se zohledňují následující informace:

• délka komunikací, které je třeba položit bezvýkopovým způsobem;
• průměr chráničky nebo trubky;
• materiál, ze kterého jsou komunikace vyrobeny;
• hloubka, do které je třeba trubky uložit;
• typ potrubí (tlakové nebo beztlakové);
• možnost montáže startovací a cílové jámy vhodné hloubky;
• příjezdové cesty k místu provádění prací;
• dostupnost dostatečně prostorné plochy pro skladování materiálů, techniky apod.;
• úroveň výskytu podzemní vody;
• další geologické zvláštnosti pozemku;
• plán umístění již existujících komunikací na pozemku.

Během výstavby je někdy nutné změnit již vypracovaný projekt. Může to být způsobeno snahou snížit náklady použitím například plastových trubek místo ocelových. Kromě toho není plán umístění podzemních komunikací na staveništi vždy dostatečně přesný.

Průměr trubky – jeden z ukazatelů, které se zohledňují při výběru metod bezvýkopové pokládky komunikací. Vrt musí být o něco větší

Při provádění prací mohou být objeveny takové nezapočítané trubky nebo kabely. Všechny tyto momenty mohou vyžadovat změny v projektu, a to se může odrazit i na rozhodnutí o způsobu vrtání.

Pokud je hloubka pokládky komunikací malá, vzniká nebezpečí sedání horní vrstvy půdy, zejména pokud byl při vrtání použit bentonitový roztok. V takových případech je lepší dát přednost horizontálnímu šnekovému vrtání.

Velmi často je metoda vrtání určena tím, jakou techniku má k dispozici organizace provádějící zakázku.

Například pokud stavitelé disponují zvedáky nebo soupravou pro horizontální řízené vrtání, bude mu dána přednost před metodou propichu. Nejčastěji jsou takové změny diktovány úvahami o ekonomickém přínosu.

Závěry a užitečné video k tématu

Názorně je proces práce zařízení pro provádění řízeného propichu představen ve videu:

Řízený propich – vysoce přesný a relativně levný způsob, jak položit komunikace pod silnicí nebo jiným objektem. Zároveň je důležité správně navrhnout všechny práce a přesně dodržovat technologii.

Chcete nahlásit zajímavá fakta související s pokládkou trubek technologií propichu? Objevily se otázky v průběhu seznamování s předloženými informacemi? Pište, prosím, komentáře do bloku pod textem článku.