Soluții trenchless (NO-DIG) pentru instalarea conductelor și cablurilor în subteran

DSC_5075.jpg

Un număr însemnat de soluții NO-DIG, de instalare a conductelor și cablurilor în subteran, a fost dezvoltat în ultimii 50 de ani. Astăzi, tehnologiile NO-DIG acoperă întregul spectru geologic, asigurând o flexibilitate ridicată în ceea ce privește diametrele, lungimile și adâncimile de instalare ale secțiunilor de rețea care urmează să fie instalate. În completarea metodelor dovedite de instalare în subteran a conductelor de produs și de construcție a tunelurilor, au fost dezvoltate tehnologii trenchless suplimentare, care își arată adevărata forță acolo unde vechile metodele își ating limitele în ceea ce privește fezabilitatea.

În ultimii 15 ani, metoda Direct Pipe®, dezvoltată de specialiștii de la Herrenknecht pentru instalarea trenchless a conductelor de oțel prefabricate, s-a impus la nivel mondial, fapt dovedit de cele 170 de proiecte realizate până acum. Acestă metodă combină avantajele execuției de micro-tunele cu tehnologia Pipe Thruster, pentru a permite instalarea trenchless a conductelor în condiții de sol dificile, reducând în același timp riscurile asociate în mod tipic cu forajele direcționale orizontale (HDD). Într-o singură etapă de lucru, executată continuu, Direct Pipe® permite execuția forajului HDD simultan cu instalarea unei conducte prefabricate și testate. Utilizând această metodă, în Noua Zeelandă, în anul 2020 a fost stabilit un record mondial de instalare în largul mării a unei conducte de apă uzată lungă de 2.021 m. Noile evoluții în tehnologia utilajelor, de exemplu, pompa cu jet și designul capului tăietor, fac acum posibilă utilizarea metodei Direct Pipe® adaptată chiar și pentru diametre mai mici de conducte, începând de la 24″.

Metoda E-Power Pipe®, pentru diametre mici și lungimi mari de țevi

Metoda E-Power Pipe®, este o metodă trenchless utilizată pentru instalarea în subteran a conductelor continue cu diametre reduse, la adâncimi mici, între 1,5 – 4,0 m. Astfel, se pot instala pe distanțe mari, de peste un kilometru, atât țevile rezistente la presiune, cât și cele care nu rezistă la presiune, în mod rapid, sigur, fiabil și precis. Procesul tehnologic se desfășoară în două etape, care integrează aspecte ale tehnologiei dovedite de forare orizontală direcțională și a tehnologiei de împingere a conductelor (metoda Pipe Jacking – utilizată și pentru execuția micro-tunelelor). Chiar și pentru proiecte cu cele mai diverse cerințe, metoda E-Power Pipe® oferă posibilitatea de a instala țevi și conducte de protecție dintr-o bucată în subteran, dar aproape de suprafață, cu utilaje adecvate și intervenții minime asupra infrastructurii și peisajului.

Domeniul larg de aplicații variază de la instalarea conductelor de protecție a cablurilor a cablurilor subterane pentru extinderea rețelei electrice până la conductele de alimentare cu gaz, de încălzire urbană centralizată sau pentru transportul hidrogenului.

rsz_1foto_2

Alternativă ecologică la metoda „open-cut” (cu șanț deschis)

Excavare minimă a pământului, nici un echipament greu între groapa de lansare și groapa țintă și, prin urmare, fără neplăceri pentru locuitorii din apropriere datorate zgomotului și emisiilor de gaze de eșapament, precum și posibilitatea de a utiliza în continuare terenul agricol în timpul construcției și posibilitatea de recultivare rapidă a terenului minim afectat de lucrările de construcție – metoda E-Power Pipe® prezintă avantajele sale, în special în cazul în care preocupările proprietarilor de terenuri și protecția mediului trebuie luate în considerare în mod special.

Utilajul poate să se mențină la alinierea planificată cu o precizie ridicată, în timp ce este realizată în siguranță subtraversarea conductelor de produs, pe sub infrastructura existentă (drumuri, căi ferate sau corpuri mici de apă).

Tehnologia de instalare a conductelor în două etape

Un batiu care asigură forța de împingere este instalat în groapa de lansare și este bine ancorat. În prima etapă, prin intermediul unui cărucior cu acționare electrică, mașina specială de forat tunele și țevile de împingere din oțel, reutilizabile, special dezvoltate pentru E-Power Pipe® sunt împinse prin sol de-a lungul aliniamentului indicat în proiect. După ce mașina de forat tunele ajunge în groapa țintă, ea este separată de șirul de țevi de împingere.

În a doua etapă, în groapa țintă, un cap de tragere este atașat șirului de țevi de împingere. La acesta se conectează conducta de produs prefabricată, gata de instalare. Pe măsură ce țevile de împingere sunt acum trase înapoi de căruciorul de pe batiu, pentru a fi decuplate, conducta de produs este trasă în tunelul forat, care rămâne astfel susținut mecanic în permanență. Pe toată perioada instalării, conducta de produs este conectată mecanic și termic la sol prin adăugarea de material de umplere.

Mașina, controlată de la distanță, este dotată cu o puternică pompă de șlam

Noua mașină de forat tunele AVNS350XB, special proiectată pentru un diametru de excavare de 505 mm, este elementul central al metodei E-Power Pipe®. Cu această mașină, ce lucrează cu suspensie de nămol, execuția tunelelor este posibilă chiar și în soluri nisipoase. Mașina de forat tunele este complet controlată de la distanță și este echipată cu o pompă cu jet, pentru creerea depresiunii pentru antrenarea și transportul șlamului, precum și cu un pachet hidraulic integrat, astfel încât acționarea capului de tăiere și sistemul de evacuare a materialului excavat, sub formă de șlam, să poată fi făcute la o distanță mai mare de 1.000 de metri.

Noul sistem de navigație TunIS utilizat de tehnologia E-Power Pipe®, are la bază un girocompas și permite determinarea continuă a poziției mașinii și controlul de înaltă precizie, binecunoscut de la execuția de micro-tunele în intervalul de diametre neaccesibile. În combinație cu un câmp magnetic și un senzor magnetic corespunzător, distanțele lungi pot fi astfel excavate cu precizie, iar obstacolele existente, cum ar fi conducte, drumuri, căi ferate și corpuri de apă, pot fi subtraversate în siguranță.

Țevi din oțel, special proiectate pentru împingere și tragere

Țevile reutilizabile, din oțel, utilizate la împingerea mașinii de forat tunele, au fost special proiectate pentru metoda E-Power Pipe®. Ele formează un șir de țevi rezistent la forțele tensiune generate de forțele de împingere / tragere, protejând totodată și toate circuitele necesare funcționării mașinii, ca de ex.: circuitul de șlam, cel pentru alimentarea cu energie și pentru transmisia de date. Aceste țevi reutilizabile au o lungime de 9 m, ceea ce asigură o rată de avans ridicată și un număr mic de operațiuni de cuplare a tronsoanelor de țeavă. Sistemul integrat de colier de legătură între țevi simplifică procesul de cuplare și reduce timpul necesar pentru instalarea țevii (schimbări de țeavă) la doar 10 minute. Un sistem de cuplare inovator creează rezistența la compresiune și la tracțiune a țevilor reutilizabile, necesare pentru împingerea mașinii înainte și tragerea înapoi a conductei de produs prefabricate.

SVV_9937.jpg

Batiul asigură forța de împingere și tragere

Pe batiul de împingere sunt instalate două sisteme cu cremalieră și pinion, diametral opuse, care asigură o cursă de 10 m și o forță de împingere / tracțiune de 340 de tone. Batiul a fost special conceput pentru a se potrivi cu țevile reutilizabile de împingere. Forța este transferată de un cărucior cu acționare electrică, care este fixat printr-un inel de împingere la ultima țeavă reutilizabilă instalată. Cilindri hidraulici integrați în suportul căruciorului întăresc batiul în gaura de lansare. Astfel, nu mai sunt necesare alte măsuri suplimentare de readucere a țevilor reutilizabile, atâta timp cât forța de împingere, cât și cea de tracțiune sunt transferate în mod similar.

În cazul în care spațiul este limitat, lungimile țevilor reutilizabile din oțel și, implicit, batiul de împingere / tragere pot fi adaptate pentru a se potrivi la specificitatea proiectului.

Tehnologie de succes

Eficiența metodei E-Power Pipe® a fost deja demonstrată în mai multe aplicații practice. În anul 2017, în urma finalizării cu succes a proiectului pilot, metoda E-Power Pipe® a fost utilizată și în alte proiecte de construcții pentru extinderea rețelelor de conducte și cabluri subterane în Germania. Cu ratele sale de avans impresionante, fiabilitatea ridicată a funcției de planificare și metoda de construcție ecologică, utilizarea metodei E-Power Pipe® asigură obținerea de rezultate bune la operatorii de rețele de conducte de produs pentru protecția cablurilor subterane, la antreprenori și proprietari de terenuri.

Toate avantajele la o primă privire:

– instalare rapidă, sigură și precisă a conductelor de diametre mici, la adâncimi reduse;

– se pot instala conducte din orice material, inclusiv HDPE, utilizat la conducte care nu sunt rezistente la presiune;

– forajele individuale pot fi amplasate la o distanță mică, de doar 1 – 2 m, astfel încât mai multe conducte de produs pot fi instalate în paralel.

– încorporarea în siguranță a conductei de produs prin rambleierea controlată a fantei inelare;

– forare controlată de la distanță și introducerea conductei de produs;

– suportul găurii de foraj permite în orice moment realizarea de proiecte chiar și în soluri instabile;

– se poate realiza un foraj HDD pe sub o apă subterană;

– nu se folosesc echipamente grele de suprafață, între groapa de lansare și groapa țintă.