Przewierty HDD rurociągów o dużych średnicach



Podobne dokumenty
WIERTNICA STEROWANA MNBSH-600

Polska 1991 r, gazociąg, przejście pod Wisłą

- przeciski pneumatyczne przebijakiem tzw. kretem (Impact Moling), - pneumatyczne wbijanie rur stalowych (Impact Ramming),

Nowy zakres projektowania w wersji GIS system, który łączy

Technologie bezwykopowe i maszyny w nich wykorzystywane

- przeciski pneumatyczne przebijakiem tzw. kretem (Impact Moling), - pneumatyczne wbijanie rur stalowych (Impact Ramming),

Wyliczenia w dziedzinie bezwykopowych technik instalowania rurociągów. Wykonała: Joanna Kielar

Horyzontalny przewiert sterowany rurą PE

Przewierty sterowane HDD Horizontal Directional Drilling Wiercenia kierunkowe DD Directional Drilling

Fundamentem nazywamy tę część konstrukcji budowlanej lub inżynierskiej, która wsparta jest bezpośrednio na gruncie i znajduje się najczęściej poniżej

Bezwykopowa budowa sieci Trenchless Pipe Laying

Bezwykopowa budowa sieci Trenchless Pipe Laying

Rafa³ Wiœniowski*, Jan Ziaja* DOBÓR PARAMETRÓW MECHANICZNYCH URZ DZEÑ WIERTNICZYCH STOSOWANYCH W TECHNOLOGIACH HDD**

Zakres wiadomości na II sprawdzian z mechaniki gruntów:

PROJEKT GEOTECHNICZNY

Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych

OPERAT WODNOPRAWNY. na przekroczenie Rzeki Klaskawskiej Strugi wodociągiem pod dnem w m. Klaskawa na dz. nr 32 obręb Klaskawa.

Projektowanie i wiercenie odwiertów głębinowych - opis przedmiotu

Warszawa, 22 luty 2016 r.

MARPOL Technologie Bezwykopowe i Maszyny Budowlane

Warszawa, dnia 27 kwietnia 2012 r. Poz. 463

Warunki posadowienia gazociągu podmorskiego ze złoża B8 do Władysławowa

1. Wiertnica hydrauliczna VDM-RH12-11HP

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH

Nasypy projektowanie.

Wibrowymiana kolumny FSS / KSS

Spis treści Dane ogólne 1.1. Temat opracowania 1.2. Podstawy opracowania 1.3. Stan istniejący

Miasto Stołeczne Warszawa pl. Bankowy 3/5, Warszawa. Opracował: mgr Łukasz Dąbrowski upr. geol. VII Warszawa, maj 2017 r.

Zagęszczanie gruntów.

Analiza kalibracji wyników sondowań CPT z próbnymi odwiertami kolumn przemieszczeniowych CMC

PIERWSZE W POLSCE. przekroczenia w technologii Direct Pipe

MARPOL Technologie Bezwykopowe i Maszyny Budowlane

rury ochronne termoizolacyjne z tworzyw sztucznych

Rozmieszczanie i głębokość punktów badawczych

Przedmiotem opracowania jest określenie technologii wykonania nawierzchni dla drogi powiatowej nr 1496N na odcinku od km do km

- Celem pracy jest określenie, czy istnieje zależność pomiędzy nośnością pali fundamentowych, a temperaturą ośrodka gruntowego.

PROJEKT BUDOWLANY ZAMIENNY do projektu budowlanego opracowanego dla inwestycji p.n.:

SPIS TREŚCI I. Załączniki i uzgodnienia

ST K HORYZONTALNY PRZEWIERT STEROWANY

GEOBOR S 146 Profesjonalne narzędzie zaprojektowane z myślą o wierceniu otworów geotechnicznych i geologicznych

NOŚNOŚĆ PALI POJEDYNCZYCH

Opinia geotechniczna obowiązkowa dla domów jednorodzinnych

OPINIA GEOTECHNICZNA Z DOKUMENTACJĄ PODŁOŻA GRUNTOWEGO

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH ST 05 PRZEWIERT STEROWANY

I. CZĘŚĆ OPISOWA II. CZĘŚĆ RYSUNKOWA. 4.1 Lokalizacja przejścia 4.2 Opis przejścia

Kategoria geotechniczna vs rodzaj dokumentacji.

Polskie normy związane

Wykłady; 20 godz. Ćwiczenia audytoryjne: 15 godz. Ćwiczenia projektowe: 15 godz. Ćwiczenia projektowe: 15 godz.

W HORYZONTALNY PRZEWIERT STEROWANY

S ROBOTY ZIEMNE W GRUNTACH III-IV KATEGORII WYKOPY/ ZASYPY

Przebudowa sieci cieplnej wysokoparametrowej 2xDN100/80/50 ul. Mariacka do Boh.Warszawy w Nysie OPIS TECHNICZNY

Bogdan Przybyła. Katedra Mechaniki Budowli i Inżynierii Miejskiej Politechniki Wrocławskiej

Warunki techniczne wykonywania nasypów.

Fundamentowanie. Odwodnienie wykopu fundamentowego. Ćwiczenie 1: Zakład Geotechniki i Budownictwa Drogowego

1. Ustalanie geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych obejmuje/ polega na:

NOŚNOŚĆ PALI POJEDYNCZYCH

Kolumny Kombinowane MCC. Kolumny Kombinowane MCC. Opis

SPIS TREŚCI I. Załączniki i uzgodnienia

PRACOWNIA GEOTECHNIKI, GEOLOGII INśYNIERSKIEJ, HYDROGEOLOGII I OCHRONY ŚRODOWISKA. Luty 2014 r.

D WARSTWA ODSĄCZAJĄCA

Kolumny CMC. Kolumny Betonowe CMC. Opis

Standard Penetration Test (SPT)

INŻYNIERIA DROGOWA USŁUGI WYKONAWCZE I PROJEKTOWE ul. Parkowa 1 B, Wolin OPIS TECHNICZNY

Dokumentacja Techniczna Zbiorniki podziemne F-Line

wiercenia kotew wiercenia mikropali

Stateczność dna wykopu fundamentowego

Dokumentacja Techniczna Zbiorniki podziemne F-Line

PRZEDSIĘBIORSTWO PROJEKTOWO-WYKONAWCZE ''BIOPROJEKT'' Moszczenica Grzegorz Jaśki ul. Fabryczna 26 tel. (044)

SPECYFIKACJE TECHNICZNE WYKONANIA i ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH M PRZEWIERT

Dokumentacja Techniczna Zbiorniki podziemne F-Line

DANE PRZEWIERTU. Przewiert Sterowany. Wersja 8 E P I - G R A F

Katedra Geotechniki i Budownictwa Drogowego

Rozwój prac projektowych przemysłowego systemu wydobywania konkrecji z dna Oceanu Spokojnego poprzez realizację projektów badawczo-rozwojowych

F p r o j e k t PROJEKT BUDOWLANY. Biuro Usług Inżynierskich EGZEMPLARZ NR 1. Nazwa obiektu: Branża: Adres obiektu : Inwestor :

PROJEKT GEOTECHNICZNY

Spis treści PRZEWIERTY STEROWANE

Ermeto Original Rury / Łuki rurowe

Projektowanie geometrii fundamentu bezpośredniego

PROJEKT GEOTECHNICZNY

Polski Komitet Geotechniki

Osiadanie fundamentu bezpośredniego

Jan Ziaja*, Krzysztof Baniak** ANALIZA TECHNICZNA TECHNOLOGII WYKONANIA PRZEWIERTU HORYZONTALNEGO POD RZEK USZWIC W BRZESKU OKOCIMIU***

Gdańska Infrastruktura Wodociągowo - Kanalizacyjna Sp. z o.o. ul.kartuska Gdańsk

Opinia geotechniczna dla projektu Przebudowy mostu nad rzeką Wołczenicą w ciągu drogi powiatowej 1012Z.

HOBAS. Poprawa funkcjonowania systemów kanalizacji deszczowej poprzez zastosowanie podziemnych zbiorników retencyjnych. Aleksandra Wojcik Marek Mathea

ZESTAW PRÓBNIKÓW GRUNTOWYCH RKS ZE ZŁĄCZEM RD32 (EIJKELKAMP) Próbniki rdzeniowe RKS (okienkowe) do poboru prób gruntu. Numer katalogowy: 0419 OPIS

Analiza fundamentu na mikropalach

GEOTECHNICZNE WARUNKI POSADOWIENIA

Przebudowa drogi gminnej Gutarzewo - Podsmardzewo. na odcinku od km 0+000,00 do km 3+262,80. OPIS TECHNICZNY

CZĘŚĆ V SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH ST-04

OPINIA GEOTECHNICZNA

PROJEKT WYKONAWCZY Projektant: Imię i nazwisko: Specjalność: Nr uprawnień: Podpis:

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: WGG s Punkty ECTS: 5. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

OPINIA GEOTECHNICZNA I DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO

LP NAZWA Skala Nr rysunku

D O K U M E N T A C J A G E O T E C H N I C Z N A ( O P I N I A G E O T E C H N I C Z N A )

BIURO PROJEKTÓW BUDOWNICTWA KOMUNALNEGO we Wrocławiu Spółka z o.o Wrocław, ul. Opolska lok.1

WARUNKI WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH U WYKOPY POD FUNDAMENTY

1.4 Określenia podstawowe Określenia podane w niniejszej ST są zgodne z właściwymi obowiązującymi przepisami, oraz ze Specyfikacją Techniczną

INSTRUKCJA MONTAŻU ZASOBNIKA KABLOWEGO ZKMTB 1

Transkrypt:

Fot. 1. Strona maszynowa praca maszyny wiertniczej, tj. wiertnicy, obok leżące i przygotowane do wprowadzenia w grunt żerdzie wiertnicze Przewierty HDD rurociągów o dużych średnicach Katarzyna Ostrowska ILF Consulting Engineers Polska sp. z o.o. Fot. 2. Strona maszynowa praca maszyny wiertniczej, tj. wiertnicy, obok leżące i przygotowane do wprowadzenia w grunt żerdzie wiertnicze Kilka słów o HDD Decyzję o wykonaniu odcinka rurociągu metodą horyzontalnego przewiertu sterowanego należy podjąć na bardzo wczesnym etapie realizacji inwestycji, jeszcze przed rozpoczęciem procedur formalnoprawnych, związanych z uzyskaniem pozwolenia na budowę. Wynika to z konieczności ustalenia przebiegu trasy rurociągu w planie w sposób możliwy do wykonania tą metodą, zlokalizowania placów montażowych, z których prowadzone będą prace oraz zapewnienia miejsca w terenie przeznaczonego na wyłożenie rury przygotowanej do wciągnięcia do otworu. Szczególną uwagę należy poświęcić tym zagadnieniom w przypadku budowy dużych rurociągów stalowych o średnicach równych 500 mm i większych, dla których dopuszczalne promienie gięcia warunkują przebieg trasy. Na tak wczesnym etapie realizacji inwestycji należy przeprowadzić analizę topograficzną, środowiskową, finansową oraz wstępne rozeznanie warunków geologicznych. Na podstawie zebranych danych można wyznaczyć odcinki rurociągu, które zostaną wykonane metodą HDD. Kolejnym krokiem będzie ustalenie geotechnicznych warunków posadowienia rurociągu, co pozwoli wyznaczyć geometrię przewiertu. Przyjęcie błędnych założeń skutkować może potrzebą korekty projektu HDD w późniejszych etapach realizacji inwestycji, co wiązać się będzie z koniecznością powtórzenia całej procedury formalnoprawnej, związanej z uzyskaniem nowego prawa dostępu do terenu, na którym prowadzone będą prace budowlane oraz z uzyskaniem zamiennego pozwolenia na budowę. Ze względu na liczne zalety, w tym przede wszystkim niewielką inwazyjność w istniejącą infrastrukturę, coraz bardziej doceniane są technologie bezwykopowe. Jedna z nich to horyzontalny przewiert sterowany HDD (ang. Horizontal Directional Drilling), stosowany np. przy budowie rurociągów o dużych średnicach. O wyborze optymalnej technologii budowy rurociągów podziemnych decyduje wiele czynników, są to m.in.: długość i głębokość wykonywanego odcinka, średnica i materiał, z którego wykonywany jest przewód, stopień zagęszczenia istniejącej infrastruktury, warunki gruntowo-wodne, warunki środowiskowe, wymagana dokładność wykonania, jak również dostępne materiały i urządzenia, a także czas i możliwości finansowe inwestora Geologia Warunki geologiczne są kluczowym elementem wpływającym na możliwość wykonania horyzontalnego przewiertu sterowanego HDD decydują o stabilności posadowienia rurociągu, warunkują przyjęcie właściwej geometrii, a także dobór odpowiednich urządzeń i narzędzi wiertniczych. Rozpoznanie warunków geologicznych należy przeprowadzić na całej długości przewiertu, do głębokości co najmniej 10 m poniżej planowanej osi rurociągu. W przypadku wykonywania odwiertów geotechnicznych należy je lokalizować w planie w odległości około 10 m od planowanej osi rurociągu, ze względu na ryzyko ucieczki płynu wiertniczego przez wykonany odwiert. Określenie geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych polega na: kwalifikacji obiektu do odpowiedniej kategorii geotechnicznej, określeniu nośności, przemieszczeń i ogólnej stateczności podłoża gruntowego, ustaleniu wzajemnego oddziaływania obiektu budowlanego i podłoża gruntowego, a także ocenie wzajemnego oddziaływania wód gruntowych i obiektu budowlanego. Forma przedstawienia geotechnicznych warunków posadawiania oraz zakres niezbędnych badań uzależnione są od zaliczenia obiektu budowlanego do odpowiedniej kategorii geotechnicznej. Rurociągi układane metodą HDD, ze względu na ich znaczne zagłębienie, wahające się pomiędzy kilkunastoma a kilkudziesięcioma metrami, zaliczane są do drugiej lub trzeciej kategorii geotechnicznej, w zależności od stopnia skomplikowania warunków gruntowych. Badania geotechniczne powinny określać rodzaj gruntu oraz jego fizyczne i mechaniczne parametry, 78 październik - grudzień 4 / 2013 [52]

Inżynieria uzyskane w badaniach laboratoryjnych i w terenie, m.in. takie jak: kąt tarcia wewnętrznego, spójność, wytrzymałość na ścinanie bez odpływu, moduł ściśliwości lub odkształcenia. W celu uzyskania tych parametrów wykonuje się wiercenia rdzeniowe, sondowania statyczne i dynamiczne, laboratoryjne badania trójosiowego ściskania oraz badania edometryczne. Użyteczne są również badania geofizyczne, np. tomografia elektrooporowa, pozwalające dokładnie określić układ warstw geologicznych. W przypadku przewiertów HDD ważne jest, aby wynikiem badań było zlokalizowanie ewentualnych przeszkód na trasie przewiertu, takich jak: głazy narzutowe, rumosze skalne, nagromadzenia żwirów, iłów, otoczaków czy głazików. Wyniki badań powinny zostać przedstawione w formie opinii geotechnicznej. Geometria otworu Wyznaczenie prawidłowej geometrii przewiertu sterowanego wymaga określenia typu geometrii oraz dopuszczalnych promieni gięcia rurociągu. Ponadto niezbędne jest ustalenie minimalnego przykrycia rurociągu oraz nachylenia rurociągu do płaszczyzny wejścia i wyjścia (kąt wejścia i kąt wyjścia). Należy także wyznaczyć krzywiznę rurociągu przygotowanego do wciągnięcia w otwór przewiertowy. Wyróżniamy kilka typów geometrii HDD. Zostały one zobrazowane na rys. 1 5. geometria o stałym promieniu krzywizny (rys. 1); geometria składająca się z odcinka prostoliniowego, a następnie odcinka krzywoliniowego (rys. 2); geometria składająca się z dwóch odcinków krzywoliniowych z oddzielającym je odcinkiem prostym (rys. 3); geometria składająca się z dwóch odcinków prostych, przedzielonych odcinkiem krzywoliniowym (rys. 4); geometria składająca się z trzech odcinków prostych przedzielonych dwoma odcinkami krzywoliniowymi (rys. 5). Fot. 3. Strona rurowa zespawany i zaizolowany powłoką ochronną, zlokalizowany na podporach rolkowych pas rur Niezależnie od przyjętego typu geometrii, trajektoria przewiertu sterowanego może przebiegać zarówno w przestrzeni dwuwymiarowej, tj. w jednej płaszczyźnie prostopadłej do powierzchni terenu, jak i trójwymiarowej. W praktyce mamy do czynienia najczęściej z trajektoriami typu 3 i 4 są one najkorzystniejsze z wykonawczego punktu widzenia. Szczególną trudność w realizacji przewiertu sterowanego niesie wykonanie odcinków krzywoliniowych, wymagających dokładnego systemu sterowania i kontroli. Natomiast wykonanie długich odcinków prostych minimalizuje ryzyko wystąpienia znaczących odchyleń od zaprojektowanej trajektorii HDD. Zwiększanie ilości odcinków krzywoliniowych wiąże się również z podnoszeniem kosztów wykonania przewiertu (zwiększone zużycie narzędzi wiertniczych, duże obciążenia boczne, ryzyko awarii). Dopuszczalny promień krzywizny w przebiegu trajektorii uzależniony jest przede wszystkim od dopuszczalnych promieni ugięcia narzędzi wiertniczych oraz dopuszczalnego promienia gięcia instalowanego rurociągu. Promień łuku w geometrii HDD zależy również od rodzaju warstw geologicznych, w których wykonywany będzie odcinek krzywoliniowy oraz od średnicy i grubości ścianki instalowanego rurociągu. Dlatego też ważne jest, by określając dopuszczalny promień krzywizny wierconego otworu i tym samym instalowanego rurociągu, dogłębnie przeanalizować wyniki badań wykonanych odwiertów geologicznych na trasie planowanego przewiertu. Zależność pomiędzy dopuszczalnym promieniem krzywizny, średnicą rurociągu a charakterystyką gruntu przedstawia równanie: R proj. = c D a s, gdzie: R proj. projektowany minimalny dopuszczalny promień krzywizny [m]; c współczynnik związany z właściwościami geotechnicznymi gruntu (c zawiera się w granicach 8500 do 12500); D a zewnętrzna średnica rurociągu; s grubość ścianki rurociągu [m]. Wartości współczynnika c określa się na podstawie testów penetracyjnych CPT stożkowy test penetracji (ang. Cone Penetration Test) oraz SPT standardowy test penetracji (ang. Standard Penetration Test). Zależność pomiędzy nimi przedstawiono w tab. 1. Ustalając trajektorię przewiertu HDD, należy ustalić minimalne październik - grudzień 4 / 2013 [52] 79

Charakterystyka gruntu CPT [MPa] SPT [N30] piaski bardzo zagęszczone >20 >50 8 500 piaski bardzo zagęszczone 10 20 25 50 9 400 piaski luźne 5 10 10 25 10 200 ił spoisty > 2 > 8 10 500 ił o średniej spoistości 1 2 2 8 11 500 ił o niskiej spoistości < 1 < 2 12 500 Tab. 1. Wartości współczynnika c wymagane zagłębienie przewiertu. Głębokość posadowienia rurociągu powinna uwzględniać wymagane zagłębienie pod przeszkodami terenowymi na trasie HDD, różnicę poziomów między punktami wejścia i wyjścia przewiertu oraz stabilność nadkładu, która uzależniona jest od budowy geologicznej warstw, w których i pod którymi, przebiega przewiert. Istotne jest, by podczas prac przewiertowych (wiercenie pilotażowe, poszerzanie otworu, przemarsz kontrolny) uniknąć wybicia płuczki wiertniczej. Zalecane zagłębienie pod przeszkodą terenową wynosi od 10- do 15-krotności średnicy instalowanego rurociągu. Jednak decydujące znaczenie ma budowa geologiczna. Przykrycie nadkładem otworu powinno uniemożliwić wystąpienie zjawiska ucieczki płynu wiertniczego. Ciśnienie płuczki w żadnym z etapów prac nie może przekroczyć wartości ciśnienia geostatycznego gruntu i skał stanowiących nadkład przewiertu sterowanego. Kąt wejścia HDD to kąt, pod którym przewód wiertniczy jest wprowadzany do gruntu. Kąt wyjścia to kąt, pod którym jest on wyprowadzany nad teren. Kąty te są ściśle powiązane z geometrią przewiertu, średnicą i materiałem rurociągu oraz charakterystyką techniczną wiertnicy. Drugi z nich powinien być tym mniejszy, im większy jest minimalny promień gięcia rurociągu, ponieważ wpływa on bezpośrednio na ułożenie rurociągu podczas wciągania go do górootworu, tzw. koci grzbiet (z ang. overbend lub cat back). Ułożenie rurociągu przygotowanego do wciągania powinno uwzględniać dopasowanie do krzywizny przewiercanego otworu oraz minimalny dopuszczalny promień ugięcia rurociągu. Zagadnienia wykonawcze Etapy wykonywania Horyzontalne przewierty sterowane wykonuje się w trzech etapach. Pierwszym z nich jest wiercenie otworu pilotażowego, polegające na wprowadzeniu do gruntu głowicy pilota za pomocą żerdzi wiertniczych. Żerdzie o ściśle określonej długości i średnicy (uzależnionej od średnicy instalowanego rurociągu) c są sukcesywnie mechanicznie montowane jedna do drugiej i wprowadzane do otworu poprzez pracę maszyny wiertniczej, sterowanej przez człowieka. Cały proces wspomagany jest płuczką wiertniczą (tj. płuczką bentonitową lub bentonitową z odpowiednimi dodatkami uzależnionymi od rodzaju gruntu). Drugi etap to poszerzanie otworu. Po wykonaniu otworu pilotażowego głowicę pilota zastępuje narzędzie poszerzające, którego zadaniem jest powiększenie otworu. Ten etap prac również wspomagany jest płuczką wiertniczą, która ułatwia urabianie gruntu oraz stabilizuje górootwór. Rodzaj głowicy poszerzającej jest uzależniony od rodzaju gruntu. Poszerzanie otworu wykonywane może być w jednym lub kilku etapach, aż do uzyskania założonej średnicy. Przed przystąpieniem do ostatniego, trzeciego etapu realizacji prac, ważne jest wykonanie tzw. przemarszu kontrolnego w przewierconym otworze. Na jego podstawie stwierdzana jest prawidłowość wykonania otworu przewiertowego np. czy otwór został właściwie ustabilizowany, czy panuje w nim prawidłowe ciśnienie płuczki, czy na trasie trajektorii otwór jest drożny itd. Ostatnim etapem prac jest wprowadzenie do górootworu rury przewodowej, wcześniej w całości zespawanej i pokrytej izolacją. Rura przewodowa wprowadzana jest w kierunku do wiertnicy, po stronie wyjścia ułożona jest na podporach rolkowych w celu zmniejszenia oporów wciągania. Średnica wierconego otworu Średnica wykonanego otworu powinna być większa od średnicy rury przewodowej. Jej wielkość uzależniona jest od materiału, z którego wykonany jest wprowadzany rurociąg, długości przewiertu oraz profilu geologicznego i danych zawartych w raportach z wiercenia pilotowego. W przypadku rurociągów stalowych średnica wykonywanego otworu wynosi 1,4 1,7 średnicy instalowanego rurociągu. Liczba etapów poszerzania Liczba etapów poszerzania uzależniona jest od średnicy otworu docelowego, rodzaju gruntu oraz od typoszeregu urządzeń wiertniczych. Podczas ustalania ilości etapów poszerzania zakłada się jednakowe zużycie mocy na każde kolejne poszerzenie. Sterowanie trajektorią Sterowanie trajektorią otworu wiertniczego możliwe jest na etapie wykonywania wiercenia pilotażowego. Sterowanie procesem odbywa się za pomocą skośnie ściętej głowicy pilotowej, która wciskana w grunt obraca się wokół własnej osi Fot. 4. Rurociąg przygotowany do wciągnięcia ułożony na podporach rolkowych 80 październik - grudzień 4 / 2013 [52]

Inżynieria i w ten sposób wykonywany jest odcinek prostoliniowy. Wciskanie głowicy pilota w grunt bez obrotu osiowego pozwala na wykonanie odcinków krzywoliniowych. Ciągła kontrola aktualnego położenia głowicy umożliwia korektę ewentualnej odchyłki wykonanego przewiertu od założonej trajektorii. W przypadku wiercenia dużych otworów w gruntach i skałach słabozwięzłych wykorzystuje się asymetryczne świdry, natomiast w skałach zwięzłych świdry skrawające, gryzowe lub diamentowe oraz krzywy łącznik, często wspomagany wgłębnym silnikiem hydraulicznym. Sterowanie narzędziem wiercącym polega na ciągłej kontroli położenia sondy, znajdującej się w łączniku. Najprostszym systemem kontroli położenia sondy znajdującej się w głowicy pilota lub w łączniku, jest użycie urządzenia wyrywającego, które znajduje się na powierzchni terenu. Bardziej zaawansowane metody, charakteryzujące się dużą dokładnością pomiaru, wykorzystują przewodowe narzędzie sterujące połączone z systemami nawigacji. Stosowane są również systemy wykorzystujące przewodzenie informacji z otworu za pomocą nadajnika i indukowania prądów elektrycznych w otaczającej formacji. Systemy te pozwalają na pomiar i rejestrację w czasie rzeczywistym wszystkich istotnych parametrów wiercenia: inklinację, azymut, orientację powierzchni natarcia, temperaturę itd. Uzyskane wartości wykorzystywane są do wyliczenia wiarygodnych współrzędnych X, Y, Z. Narzędzia wiertnicze Przewierty HDD wykonywane są najczęściej za pomocą wiertnic samojezdnych, które są kompaktowymi urządzeniami w ich skład wchodzą: samobieżny mechanizm gąsienicowy, Rodzaj przewiertu Długość przewiertu [m] Wielkość placu maszynowego [m] Krótki <300 18 x 30 Średni 300 900 30 x 45 Długi ponad 900 60 x 90 Tab. 2. Stosunek wielkości placu maszynowego do długości przewiertu laweta wiertnicza, agregat prądotwórczy, zespół hydrauliczny oraz pompa płuczkowa. Podstawowe parametry tych urządzeń to: rodzaj napędu, moc, siła uciągu, siła pchania, maksymalny moment obrotowy, długość, średnica, promień gięcia żerdzi wiertniczych, wydajność pompy płuczkowej. Parametry urządzenia wiertniczego należy dobrać dla każdego z etapów wykonywania przewiertu, biorąc pod uwagę warunki geologiczne, parametry geometryczne trajektorii HDD oraz przewidywaną technikę i technologię wiercenia. Plac maszynowy i plac montażowy Plac maszynowy, zlokalizowany w punkcie wejścia HDD, to teren niezbędny do ustawienia wiertnicy, składowania żerdzi, ulokowania stanowiska przygotowania i separacji płuczki wiertniczej oraz narzędzi rozwiercających. Plac montażowy znajduje się w punkcie wyjścia HDD. Po tej stronie powinno zostać przewidziane miejsce na ułożenie rury przygotowanej do wciągnięcia. Wymiary placów maszynowych uzależnione są od długości przewiertu. Zalecane wymiary przedstawiono w tab. 2. Należy również zaplanować drogi dojazdowe do placów na czas prowadzenia prac. Najczęściej są one zlokalizowane październik - grudzień 4 / 2013 [52] 81

wzdłuż projektowanej trasy rurociągu. Ważną kwestią jest także zapewnienie źródła wody, niezbędnej do przygotowania płuczki wiertniczej oraz wykonania prób ciśnieniowych rurociągu. Kalkulacje inżynierskie Na podstawie zaprojektowanej geometrii HDD, morfologii geologicznej warstw przebiegu rurociągu, średnicy otworu, średnicy i materiału rurociągu oraz ilości poszerzeń otworu należy określić podstawowe parametry urządzenia wiertniczego. Parametrami tymi są: minimalna siła uciągu, moment obrotowy i moc urządzenia. Należy je określić dla każdego z etapów poszerzeń oraz etapu wciągania rurociągu, a do doboru urządzenia wiertniczego należy przyjąć maksymalne wyznaczone wartości. Wartość siły uciągu uzależniona jest od ciężaru jednostkowego przewodu w płuczce wiertniczej, wartości współczynnika tarcia oraz parametrów geometrycznych trajektorii HDD. W kalkulacjach należy uwzględnić siły tarcia zarówno dla części rurociągu wciąganego do otworu, jak i dla części rurociągu leżącego na powierzchni terenu. Wymagana moc urządzenia powinna uwzględniać: moc potrzebną na przemieszczanie przewodu wiertniczego lub rurociągu, obracanie narzędzia wiercącego oraz zwiercenie struktury skały. Kolejnym zagadnieniem jest przeprowadzenie obliczeń, mających na celu określenie ciśnienia płuczki, znajdującej się w otworze wiertniczym, w każdym z trzech etapów, tj.: wiercenia pilotowego, poszerzania otworu oraz wciągania rury przewodowej. Ciśnienie płuczki w otworze jest zależne od ciśnienia hydrostatycznego oraz sumy oporów jej przepływu. Analiza ciśnienia panującego w otworze HDD i nadkładu otworu ma na celu uniknięcie niekorzystnego dla środowiska zjawiska ucieczki płynu wiertniczego w otaczające grunty i skały. Pozwala także zapobiec deformacji terenu na skutek rozwarstwienia, zagęszczenia, szczelinowania czy przemieszczania się gruntu. Korzyści i ryzyka związane z wykorzystywaniem technologii Horyzontalne przewierty sterowane znajdują szczególne zastosowanie w przypadku wykonywania długich odcinków rurociągów podziemnych w skomplikowanych warunkach geologicznych, w przypadku pokonywania dużych przeszkód terenowych oraz układania rurociągów na terenach cennych przyrodniczo. Na obszarach o dużym zagęszczeniu infrastruktury podziemnej stosowanie techniki HDD pozwala na bezkolizyjne przeprowadzenie rurociągu poniżej istniejącej infrastruktury, bez konieczności jej przebudowy lub czasowego wyłączania z eksploatacji. Metoda HDD znajduje zastosowanie również w przypadku budowy podziemnych rurociągów w miejscach skrzyżowań z ważnymi ciągami komunikacyjnymi, takimi jak linie kolejowe, autostrady czy drogi ekspresowe, gdzie konieczne jest prowadzenie prac bez zakłócania ruchu, a długość odcinków często wyklucza stosowanie innych metod bezwykopowych. Horyzontalne przewierty sterowane wykorzystuje się również do układania rurociągów pod dnem dużych cieków czy zbiorników wodnych. Wykonuje się je wszędzie tam, gdzie prowadzenie prac metodą wykopu otwartego wymagałoby dużego zakresu prac ziemnych i odwodnieniowych, wzmocnienia podłoża w pasie montażowym w celu wprowadzenia ciężkiego sprzętu itp. Ograniczenie prac ziemnych znacząco zmniejsza negatywny wpływ prac budowlanych na stosunki wodne i ogranicza ich wpływ na środowisko naturalne. Budowa rurociągów metodą HDD ogranicza również zakres koniecznych wycinek drzew oraz charakteryzuje się niższą emisją hałasu i spalin. We wszystkich wymienionych przypadkach zastosowanie metody HDD usprawnia proces inwestycyjny przez skrócenie czasu trwania prac, ułatwienie uzyskania niezbędnych uzgodnień oraz zmniejszenie powierzchni terenu, potrzebnego do prowadzenia prac. Niewątpliwym plusem jest także zmniejszenie kosztów związanych z dzierżawą terenu czy odszkodowaniami za jego zdegradowanie. Z drugiej strony należy podkreślić, że ze stosowaniem technologii horyzontalnych przewiertów sterowanych związane są również ryzyka. Wystąpienie w rzeczywistości warunków geologicznych innych niż wynikałoby z analiz czy błędne określenie trajektorii HDD skutkować może koniecznością korekty trasy przewiertu, a w konsekwencji powtórzeniem procedury formalnoprawnej i wydłużeniem czasu trwania inwestycji. Ogromne znaczenie dla powodzenia całego przedsięwzięcia ma również doświadczenie wykonawcy prac wiertniczych, ze względu na ryzyko wystąpienia awarii i komplikacji wiertniczych. Ponadto HDD, w porównaniu z innymi dostępnymi metodami, jest technologią stosunkowo drogą, dlatego podjęcie decyzji o jej zastosowaniu należy poprzedzić wnikliwą analizą techniczno- -ekonomiczną. Należy podkreślić, że korzyści wynikające z zastosowania technologii HDD uwarunkowane są wymogiem prawidłowego planowania prac już od bardzo wczesnego etapu inwestycji, począwszy od koncepcji trasy poprzez właściwe przeprowadzenie procedur formalnoprawnych, opracowanie projektu przewiertu aż po etap wykonywania prac. Końcowy sukces zagwarantować może jedynie specjalistyczne doświadczenie i współpraca wszystkich stron biorących udział w realizacji inwestycji. Literatura [1] DCA Technical Guidelines Information and Recommendations for the Planning, Construction and Documentation of HDD-Projects 3rd edition March 2009, Drilling Contractors Association. [2] S. Frantzen, Metody kierowania trajektorią otworu wiertniczego, Inżynieria 2/2003. [3] Praca zbiorowa, red. naukowa Andrzej Kuliczkowski, Technologie bezwykopowe w inżynierii środowiska, Wydawnictwo Seidel Przywecki, 2010. [4] A. Surmacz, P. Popielisk, Analiza bezwykopowych metod budowy rurociągów i tuneli w warunkach zwartej zabudowy na przykładzie zrealizowanych projektów, Czasopismo techniczne Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, z. 1-Ś/2007. [5] R. Wiśniowski, J. Ziaja, Projektowanie wielkogabarytowych horyzontalnych przewiertów sterowanych. Wiertnictwo Nafta Gaz, zeszyt 1, 2007. [6] R. Wiśniowski, J. Ziaja, Wybrane aspekty projektowania i wykonywania horyzontalnych przewiertów sterowanych (HDD), Materiały z III Ogólnopolskiej Konferencji Naukowo-Technicznej, Nowe materiały i urządzenia w wodociągach i kanalizacji, Kielce Cedzyna 24 25 kwietnia 2003 r. [7] R. Wiśniowski, J. Ziaja, Technologie wykonania horyzontalnych przewiertów sterowanych, Wiertnictwo Nafta Gaz, zeszyt 21/1, 2004. [8] J. Ziaja, R. Wiśniowski, Przegląd narzędzi wiercących stosowanych do wykonywania horyzontalnych przewiertów sterowanych, Wiertnictwo Nafta Gaz, zeszyt 22/1, 2005. 82 październik - grudzień 4 / 2013 [52]