• ruukki
  • tikkurila
  • tikkurila
  • ruukki

Horizontalus gręžimas – patogu, greitai ir be problemų

Rolandas Kažimėkas 2021 lapkričio 24 d.
gipl vamzdynas
GIPL tiesiamas po Nerimi.‎‎

Horizontalus valdomas kryptinis gręžimas (HDD – „Horizontal Directional Drilling“) plačiai naudojamas įvairių požeminių komunikacijų (ryšio, elektros kabelių, naftotiekių ir dujotiekių, vandentiekio ir kanalizacijos) tiesimui. HDD turi daug privalumų, bet vienas svarbiausių – nereikia kasti tranšėjų.

Naudojant HDD nereikia ardyti autostradų, geležinkelių, požemines komunikacijas galima įrengti tankiai apstatytuose miestų kvartaluose, vamzdynus nutiesti po upių dugnu, po architektūros paminklais, draustiniuose ir t.t.  Sudėtingi kryptinio horizontalaus gręžimo darbai buvo atlikti tiesiant į Lenkiją 165 km ilgio dujotiekį GIPL po didžiausiomis Lietuvos upėmis – Nerimi ties Kernave ir Nemunu ties Alytumi.

image8

Dvi istorijos

Natūralu, kad sparčiai plečiantis inžinerinių tinklų infrastruktūrai, buvo siekiama surasti kuo efektyvesnius jų įrengimo būdus. Tradicinis, atviras tranšėjų kasimo būdas dažniausiai netenkindavo dėl savo kainos, kurią išaugindavo tiek darbų apimtys, tiek sunkios technikos naudojimas, o kai kuriose vietose jis buvo iš vis neįmanomas. Poreikis privertė išradėjus pasukti galvas ir sukurti tokias technologijos, kurioms nereiktų tranšėjų.

1946 metai. Naftos telkiniuose dirbantis mašinistas ir suvirintojas Fredas Melsheimeris įkuria savo įmonę „Melfred Welding & Manufacturing“ . Iššūkių nebijančio novatoriaus galvoje – kryptinio gręžimo sistemos idėja. Kelerius metus Fredas dirbo vienas, kūrė technologiją, eksperimentavo. Per tą laiką jo sūnūs Tedas ir Dickas įgijo atitinkamą išsilavinimą ir ženkliai (kaip ir tėvas, jie abu – išradėjai ir novatoriai) prisidėjo prie kryptinio gręžimo idėjos vystymo. Bendromis pastangomis buvo sukurti visiškai nauji įrenginiai: hidraulinis kryptinio horizontalaus gręžimo įrenginys ir savaeigė gręžimo mašina „DynaMole“, kurios dėka   per dieną galima buvo įrengti apie 460 m dujotiekio. Technologija buvo nuolat tobulinama ir 1972 m. Tedas Melsheimeris pristatė itin sėkmingą kryptinio gręžimo įrenginių liniją „Mustang“.

1981 m.  Dickas nusprendė išplėsti šeimos verslą ir įkūrė atskirą įmonę, kuri kūrė tobulinti ir gaminti vis didesnius atstumus įveikiančias gręžimo sistemas. Bendrovė gamino grąžtus, plėstuvus ir kitus kryptiniam gręžimui reikalingus įrankius ir įrenginius, kurie buvo vertinami dėl jų išskirtinio patvarumo ir galimybės naudoti itin sudėtingomis sąlygomis. Be to Dikas grįžo prie savaeigės gręžimo mašinos idėjos – patogesnės ir gerokai efektyvesnės nei anksčiau. Po septynerių metų abi šeimos bendrovės susijungė į „Melfred Borzall, Inc.“. Bendras darbas davė puikių rezultatų.

Be abejo, ši istorija yra tik viena dalis visos HDD istorijos. Jei kapstytis labai giliai (ir pakankamai atlaidžiai), tai galima rasti, kad vienas iš pirmųjų kryptinį gręžimą pasiūlė XV –XVI  a. gyvenęs
Leonardo da Vinci, kuris net buvo pasigaminęs 10 rankinio gręžimo įrenginių.

Vis tik, pasakojant apie horizontalus kryptinio gręžimo istoriją, dažniausiai minimas Martinas Cherringtonas. Būtent jis yra originalios įrangos ir proceso, kuris galiausiai sukėlė revoliuciją visame statybos sektoriuje, išradėjas.

 M. Cherringtonas savo horizontalaus gręžimo įrenginį sukūrė 1964 m. ir iš karto sukirto rankomis su Sakramento komunalinių paslaugų įmonėmis. 1971 m. M. Cherringtono darbai sužavėjo Kalifornijoje dujotiekius tiesiančią kompaniją „Pacific Gas & Electric“. Jos specialistai pradėjo domėtis: ar negalėtų M. Cherringtonas išspręsti iškilusios problemos ir padėti nutiesti 10 cm dujotiekio vamzdį po 150 m pločio Pajaro upe, jei apskritai tai įmanoma. Cherringtonas apsiėmė pabandyti ir mėnesį eksperimentavęs su įvairiais metodais, pagaliau prasiveržė į kitą pusę. Šis projektas yra pirmasis kartas, kai buvo prasigręžta po upės dugnu. 

Garsas apie  Cherringtono sėkmę greitai pasklido ne tik JAV, bet ir visame po pasaulyje, tad netrukus buvo sudaryta sutartis dėl dar didesnio iššūkio Luizianoje – kirsti ne šiaip kokią upę, o didžiausią Šiaurės Amerikos upę Misisipę. Iššūkis buvo priimtas ir įveiktas, o  1979 m. M. Cherringtono bendrovė „Titan Contractors“ pasiekė dar vieną rekordą – didžiausiame Teksaso mieste Hiustone, po upė nutiesė 40 colių (102 cm)  skersmens vamzdyną – tuo metu šis projektas buvo didžiausio skersmens horizontalus kryptinis gręžinys.

Šiuo metu „Cherrington Corp.“ daugiausia dėmesio skiria su šviesolaidžio įrengimu susijusiems darbas, bet jos sėkmės istorija bene labiausiai įtakojo horizontalaus kryptinio gręžimo populiarumą ir plėtrą. Šiandien HDD plačiai naudojama įvairiose srityse, tiek vietinės, tiek valstybinės reikšmės įvairiausių magistralių tiesimui. 

Plėtrą lemiantys veiksniai

1970 – 1980–aisiais HDD technologijomis dažniausiai naudojosi naftos ir dujų pramonė. Kryptinio gręžimo technologijų plėtrai nemažos įtakos turėjo JAV  reglamentai draudžiantys saugomose teritorijose kasti tranšėjas, ardyti žemės paviršių, todėl gręžimo technologijos panaudojimas buvo ideali alternatyva. Buvo ir kitų svarių plėtros priežasčių:

* sparčiai intensyvėjo eismas, tad kelių eismo juostų greitkelio uždarymas, siekiant įrengti inžinerinius tinklus, keldavo didelių problemų;

* didėjant horizontalaus kryptinio gręžimo galimybėms, gręžimo įrankių skersmeniui, atsirado platesnės  pritaikymo galimybės (kanalizacijos, šiluminių trasų, dujotiekių ir naftotiekių  įrengimas)

* sparčiai plėtėsi telekomunikacijų tinklai, tad atsirado galimybė tiesti komunikacijas tankiai apgyvendintuose kvartaluose, nieko negriaunant ir neardant, nepadarant žalos istoriniams pastatams arba ten, kur po žeme jau nutiestas tankus komunikacijų tinklas.   

Ditch Witch JT60 Horizontal Directional Drill
Ditch Witch JT60 Horizontal Directional Drill

Technologijos privalumai

HDD plėtra lemiančius veiksnius nesunku įvardinti ir žinant tokios technologijos privalumus:

* naudojant modernią, dideliu skvarbos greičiu pasižyminčią įrangą, 5 ir daugiau kartų sutrumpėja statybos darbų laikas;

* gerokai mažesnės statybos darbų išlaidos, nes  ženkliai mažiau naudojama sunkiosios žemės  darbų technikos, specialios įrangos ir darbo jėgos;

* mažesnė avarinių situacijų atsiradimo rizika;

* nebūtina naudotis išoriniais energijos šaltiniais – gręžimo įrenginiai yra autonominiai;

* nereikia daug išlaidų reikalaujančių papildomų darbų ( nusausinimo, krantų tvirtinimo, sprogdinimo darbų ir t.t.)

* nereikia atkurti sugadintų ar išardytų infrastruktūros objektų (kelių, geležinkelių, želdinių ir t.t.)

* išsaugomas natūralus kraštovaizdis, minimalus technogeninis poveikis augmenijai, gyvūnijai, aplinkai).

Tiksliai, saugiai, apeinant kliūtis

Nors betranšėjų kasimo technologijų yra daugiau, horizontalus kryptinis gręžimas yra pats populiariausias. HDD technologijos dažnai vaizdžiai lyginamos su naftos gręžiniuose naudojamomis technologijomis, skirtumas tik tas, kad ieškant naftos, gręžiama vertikaliai, t.y. gilyn, o HDD atveju gręžiama horizontaliomis kryptimis. Lietuvoje kryptinį horizontalų gręžimą atlieka nemažai bendrovių, tačiau dažnai jų turima įranga riboja gręžimo atstumą (pvz. iki 200 m arba iki 400 m), gręžinio skersmenį (pvz. iki 400 mm arba iki 500 mm), todėl tiesiant dujotiekį po Nerimi ir Nemunu buvo pasikviesta didelę patirtį turinti Vokietijos įmonė „LMR Drilling“. Kertant Nerį gręžinio ilgis siekė 540 m, skersmuo – 700 mm. Kertant Nemuną, gręžinio skersmuo išliko toks pats, tačiau ilgis buvo gerokai didesnis – 750 m. Po Nemunu nutiestos dvi dujotiekio GIPL atšakos.       

Šiais laikais HDD darbai atliekami naudojant profesionalius gręžimo įrankius su specialiu lokatoriumi, tad yra kur kas tikslesni ir saugesni nei anksčiau. Lokatoriaus ekrane operatorius mato gręžimo įrankio judėjimą po žeme, jo padėtį, gali greitai reaguoti į visus įrankio trajektorijos pokyčius ir iškilusias problemas. Jei grąžto kelyje yra kliūčių, pavyzdžiui, didelių akmenų, metalinių daiktų ir kitų objektų, trukdančių laisvai judėti grąžto galvutei, operatoriui tereikia pakeisti grąžto atakos kampą. Šiais laikais be lokatoriaus neįmanoma normaliai, greitai ir saugiai gręžti nustatytu maršrutu. Jis ne tik nustato gręžimo galvutės vietą, bet ir informuoja apie zondo temperatūrą, gylį, pasvirimo kampą, gręžimo įrankio padėtį ir kitus ne mažiau svarbius parametrus.

Trys pagrindiniai etapai

Atmetus visus pagalbinius, paruošiamuosius ar baigiamuosius procesus, HDD įrenginių atliekamą darbą galima suskirstyti į tris pagrindinius etapus.

Pradinis gręžimas. Tai ypač svarbus darbo etapas, nuo kurio labai priklauso galutinis rezultatas. Jis atliekamas specialia kūgine gręžimo galvute su integruotu siųstuvu. Tuščiaviduris tokios gręžimo galvutės korpusas tvirtinamas prie specialių spyruoklinio plieno, 600 – 4600 mm ilgio, 34 – 125 mm skersmens strypų, kurie tarpusavyje jungiami srieginiais sujungimais. Tai leidžia koreguoti įrankio trajektoriją, apeiti kelyje pasitaikiusias požemines kliūtis bet kuria kryptimi. Gręžimo galvutėje yra kiaurymės pro kurias į gręžinį pumpuojamas specialus skystis, sudarantis suspensiją su susmulkinta uoliena. Tai mažina gręžimo galvutės ir strypo trintį, aušina įrankius, apsaugo gręžinį nuo griūties, padeda skaldyti uolienas ir valo gręžinį, iškeldamas gruntą į paviršių. Bandomasis gręžimas baigiamas, kai gręžimo galvutė išlenda iš po žemės numatytoje vietoje.

Antras etapas – gręžinio plėtimas specialiu plėstuvu, kuris juda priešinga kryptimi, nei gręžimo galvutė t. y. link HDD įrenginio. Šis procesas kartojamas tol, kol gręžinys padidinamas iki reikiamo skersmens, kuris paprastai būna 20 –50 proc. didesnis nei pratraukiamo vamzdžio skersmuo. Trečias etapas – vamzdžio (ar įdėklo) įtraukimas į gręžinį. Vamzdį į gręžinį traukia šarnyrine jungtimi su juo sujungtas plėstuvas.

HDD įrenginiai

HDD įrenginiai gali dirbti įvairiame grunte, įvairiomis atmosferos sąlygomis, įvairiu metų laiku. Dažniausiai jie skirstomi į keturias grupes:

1. Lengvieji, skirti iki 100 mm skersmens ir iki 50 m ilgio gręžiniams.

2. Vidutinio pajėgumo, galintys gręžti iki 200 mm ir 100 m ilgio gręžinius.

3. Didelio pajėgumo, galintys gręžti iki 500 mm skersmens ir 200 m ilgio gręžinius.

4. Itin didelio pajėgimo, galintys gręžti iki 1 500 mm skersmens ir 1 200 m ilgio gręžinius.

Jei pirmosios dvi grupės yra savaeigiai, dažniausiai iki 30 tonų masės agregatai, tai trečios ir ketvirtos grupės įrenginiai yra stacionarūs, gali sverti nuo 60 iki 2 000 tonų.    

Sprendimai:

Daug metų betranšėjas technologijas naudojanti MB „Adevita“ atliko daug sudėtingų gręžimų, išgręžė šimtus kilometrų – teko kirsti upes, tvenkinius, gręžti po geležinkeliais, po magistraliniais keliais.

Skaityti daugiau >

drilingas 1

UAB „Drilingas“ įmonė teikia specializuotas inžinerinių tinklų statybos, kryptinio valdomo gręžimo bei uždaro prastūmimo paslaugas.

Naudojama pažangi betranšėjė vamzdžių klojimo technologija pritaikoma visų sričių inžinerinių tinklų statyboje – vandentiekio, nuotekų, dujotiekio, elektros, telekomunikacijų.

Įmonė įkurta 2017 metais, tačiau įmonės darbuotojai turi beveik dešimties metų patirtį inžinerinių tinklų statybos srityje.

Mūsų technikos parkas:

  • grunto gręžimo mašinos „Ditch Witch jt30“ – 2vnt. „Ditch Witch jt20“ – 2vnt. „Ditch Witch jt9 – 2vnt.
  • ratinis ekskavatorius JCB
  • vikšriniai ekskavatoriai CAT ir „Kubota“
  • gruntui pramušti naudojame pneumatinius įrenginius „Grundomat“.

www.drilingas.lt

 

handshake REMIAMAS TURINYS

Komentarai

statyba ir architektura
archicad