Metody wykonania wykopów pod instalacje w gruncie

Tradycyjne wykopy

Wykonanie rowów o wymiarach dostosowanych do rodzaju układanych instalacji to standardowy sposób ich prowadzenia na terenach otwartych, bez przeszkód naturalnych czy obiektów budowlanych. Do wykonania rowów wykorzystuje się różnej wielkości koparki czerpakowe, które odkładają wybrany grunt po jednej lub obu stronach wykopu.

Utworzony kanał praktycznie nie ogranicza możliwości montażowych układanej instalacji, co ma szczególnie istotne znaczenie przy konieczności łączenia odcinków orurowania. W ten sposób z reguły układane są magistrale przesyłowe o dużych przekrojach, jak również systemy kanalizacyjne wymagające utworzenia odpowiedniego spadku w kierunki odpływu.

Głębokie wykopy wymagają zabezpieczenia ich boków przed zawaleniem i najczęściej przy odcinkowym montażu wykorzystuje się systemowe tarcze szalunkowe z regulowanymi rozporami, które mogą być ze sobą łączone stosownie do głębokości i długości wykopu.

Przy wykopach o głębokości do ok.1.5 m wykorzystuje się koparki łańcuchowe. (fot. Cormak Polska)

Natomiast przy wykonywaniu „małych instalacji” o głębokości do ok.1.5 m  np. pod rury wodociągowe i przy niewielkiej szerokości wykopu wykorzystuje się koparki łańcuchowe w postaci samodzielnych maszyn lub przystawek do np. ciągnika, koparki czy ładowarki.

Najprostsze koparki w wersji mini nadają się do tworzenia rowka o szerokości ok. 15 cm i głębokości do 70 cm co najczęściej wystarcza do ułożenia kabli elektrycznych, rur gazowych czy instalacji światłowodowe i teletechnicznej.

Niewielkie wymiary pozwalają na wykonanie wykopu w pobliżu przeszkód terenowych przy minimalnym zniszczeniu wierzchniej warstwy gleby.

Wydobywanie gruntu przez te maszyny polega na skrawaniu podłoża przez zęby zamocowane na łańcuchu prowadzonym po skośnie ustawionym wysięgniku i przemieszczaniu jej do poziomu gruntu, gdzie zostaje jednostronnie odsunięty przez obracający się ślimak. Drążenie rowka odbywa się skokami i wymaga ręcznego przeciągnięcia całej maszyny.

Wygodniejszą obsługę jak i szersze możliwości robocze zapewnia przystawka w postaci koparki łańcuchowej montowanej na mobilnej maszynie wyposażonej w zewnętrzną hydraulikę siłową i sterowany wysięgnik.

Jest to korzystne rozwiązanie w przypadku okazjonalnego wykonywania instalacji w gruncie przez firmy budowlane specjalizujące się w innych dziedzinach.

Koparki łańcuchowe mogą występować w postaci przystawek np. do ładowarki teleskopowej. (fot. Digga)

Przeciski pneumatyczne

W terenach zurbanizowanych czy w przypadku wystąpienia przeszkód powierzchniowych na trasie przebiegu projektowanej instalacji np. w postaci nawierzchni drogowych czy innych kosztownych do odtworzenia pokryć.

W takich sytuacjach rozwiązaniem będzie zastosowani technologii przecisków pneumatycznych możliwych do wykonania w na długości do ok. 30 m i o średnicy nawet  do 180 mm, co umożliwia  wprowadzenie np. rur tworzywowych dla różnych przyłączy, a także pozwala również  poszerzenia otworu oraz wprowadzenie rur stalowych wbijanych do średnicy nawet 700 mm.

Ta metoda nie pozwala jednak na sterowanie kierunkiem przecisku, a napotkane przeszkody mogą spowodować niekorzystne skręcenie i konieczność wykonania go w innym miejscu. Istotne znaczenia ma więc struktura gruntu, gdyż zarówno zbyt niska jego zwartość (np. torfy czy nawodnione iły)  jak i kamienie utrudniają, a nawet uniemożliwiają wykonanie kanału.

Przeciskanie powoduje bowiem zgęszczenie gruntu wokół drążonego otworu, a przy jego małej zwartości, ciężar urządzenia prowadzi do jego samoczynnego zagłębiania się w podłożu.

Zespół roboczy zwany kretem ma różne formy zakończenia czołowego. (fot. TERMA MAX)

Proces przeciskania podobny jest do działania kruszącego młota pneumatycznego, w którym ruchomy bijak napędzany ciśnieniem powietrza uderza w czoło głowicy ze znaczną energią powodując je przemieszczanie się.

Zespół roboczy zwany kretem może posiadać różne formy zakończenia czołowego w kształcie stożka lub o zarysie schodkowym, co decyduje m. in. o  efektywności i dokładności przemieszczania się w gruncie.

Potrzebne do pracy kreta sprężone powietrze wytwarzane jest w przewoźnym kompresorze o dużej wydajności rzędu kilku mertrów sześciennych na minutę i ciśnieniu ok. 7 bar, który z kretem łączy się przewodem powietrznego o wymaganej długości.

Urządzenie może pracować również „na biegu wstecznym” co umożliwia m. in. wycofanie go z nietrafionego otworu lub usunięcie obsypanej ziemi.

Przygotowanie do wykonania przecisku polega na utworzeniu wykopów na początku i końcu planowanego odcinka, co umożliwi ustawienie w pozycji startowej kreta oraz połączenie lub przedłużenie wprowadzanego orurowania.

O precyzji ukierunkowania kanału decyduje dokładne pozycjonowanie kreta w miejscu startu, do czego wykorzystuje się urządzenie optyczne skierowane na tyczkę docelową, a ustawienie ułatwia regulowana platforma startowa. Do wykonującego przecisk urządzenia można dołączyć początek wciąganej rury i przeprowadzić ją już podczas pierwszego przejścia kreta.   

Przewierty sterowane

Ta technologia umożliwia bezwykopowe wprowadzenie do gruntu różnych instalacji również o dużych średnicach sięgających nawet 1 metra i na długości ponad 200 m.

Na uzyskanie takich efektów pozwala użycie specjalnej maszyny do wykonywania przewiertów sterowanych, co umożliwia ułożenie instalacji nie tylko w linii prostej, ale również na zmiennych poziomach i z zakrętami.

Zasadniczy wpływ na możliwość wykonania takiego przewiertu ma prawidłowe utworzenie otworu pilotującego, którego przebieg jest kontrolowany z powierzchni ziemi dzięki nadajnikowi umieszczonemu w głowicy roboczej, z którego sygnał przekazywany jest również do monitora na stanowisku operatora sterującego maszyną.

Obraz trajektorii przewiertu pozwala na jego korygowanie dzięki niesymetrycznemu ostrzu głowicy roboczej. Maszyna oprócz obrotu narzędzia roboczego wywołuje również jego udary i w momencie wyłączenia obrotów przy odpowiednim ustawieniu głowicy, praca udarowa umożliwia zmianę kierunku wiercenia, co uwidoczni się na monitorze.

Wiertnica to urządzenie na podwoziu gąsienicowym wyposażone w mechanizmy kotwiące w postaci lemieszy i świdrów. (fot. JL Maskiner w Polsce Sp. z o.o.)

Oczywiście przy sterowaniu taką maszyną niezbędne jest duże doświadczenia operatora, który musi analizować różne sygnały przekazywane przez nadajnik z głowicy.

W produkcji maszyn wykorzystywanych do wykonywania przewiertów sterowanych wyspecjalizowało się kilka firm oferujących urządzenia o różnych parametrach roboczych, ale wszystkie funkcjonują na podobnych zasadach.

Wiertnica taka to urządzenie na podwoziu gąsienicowym wyposażone w mechanizmy kotwiące w postaci lemieszy i świdrów, a napęd z silnika spalinowego wiertnicy przekazywany jest na rozbudowane układy hydrauliczne generujące obroty i udar żerdzi, na których osadzana jest głowica robocza.

Przewiert rozpoczyna się wykonaniem spadzistego wykopu i wprowadzeniem świdra pilotującego. (fot. JL Maskiner w Polsce Sp. z o.o.)

Maszyna najczęściej wyposażona zostaje w podajnik automatyczny pozwalający na pobieranie ze stojaka kolejnych odcinków i samoczynne dołączanie ich do żerdzi roboczej.  

Przewiert rozpoczyna się wykonaniem spadzistego wykopu i pod kątem ok. 12 stopni wprowadza się świder pilotujący, przez który doprowadzana jest płuczka usuwająca zwierciny i smarująca głowice.

Wykonany otwór pilotujący staje się prowadzeniem dla kolejnych poszerzaczy przewiertu do wymagane jego średnicy pozwalającej na wprowadzenie orurowania.

Instalowana rura zostaje zaślepiona stożkową końcówką, a obrotowe połączenie z żerdziami maszyny pozwalana na wciągnięcie jej za przemieszczającym się poszerzaczem  otworu. Płuczka zalegająca w wykopie startowym jest odsysana i poddawana regeneracji, a zgromadzony urobek wybiera koparka czerpakowa.

Autor: Redakcja BudownicwaB2B

Opracowanie: Sebastian Malinowski

Fot. otwierająca: Proxy Trade Sp. z o.o.