Hur sker schaktfri rörläggning: metodens egenskaper + arbetsexempel

Vid byggnation av nya rörledningar, samt vid reparation eller byte av gamla ledningar, används schaktfri rörläggning i stor utsträckning.

Mångfalden av metoder gör det möjligt att välja den optimala – beroende på sträckans svårighetsgrad eller bebyggelsetäthet.

I denna artikel kommer vi att i detalj beskriva metoderna för schaktfri rörläggning och deras utmärkande egenskaper.

Fördelar och egenskaper med schaktfri rörläggning

Uppenbara fördelar jämfört med schaktningsarbeten vid grävning av diken är följande aspekter:

• minskad arbetstid;
• minimerade kostnader för återställning av omgivningen;
• bevarande av infrastrukturanläggningars normala drift;
• minskad påverkan på känsliga naturområden.

Valet av metod för schaktfri rörläggning beror på diametern på det önskade borrhålet, landskapets och jordens egenskaper, materialet i de rör som ska läggas samt förekomst eller avsaknad av befintliga ledningar.

Naturliga vattendrag, ovan- och underjordisk infrastruktur, grönområden och byggnader påverkas inte om rörledningsarbeten utförs med schaktfri metod.

Det finns många genomförandealternativ, men bland dem kan fyra huvudmetoder urskiljas: sanering, markpressning och punktering, horisontell riktningsborrning.

Rekonstruktion och byte av rörledning med saneringsmetod

Saneringsmetoden används i de fall där en inspektion har visat att det är nödvändigt att helt eller delvis byta ut den befintliga rörledningen.

Med hjälp av sanering löses följande problem effektivt:

• igensättning av rörledningssektioner och bildning av sprickor;
• förstörelse av lokala ledningsgrenar från trädrötter;
• risk för rörbrott till följd av korrosion.

Beroende på ledningarnas skick och de ställda uppgifterna använder man sig av relining- eller renovationsteknik.

Reliningteknik eller “rör i rör”

Relining är en variant av sanering som används för rörledningar där en obetydlig minskning av diametern är möjlig. Om metallrörens verkliga livslängd är slut och det finns risk att de fungerar fram till nästa brott, rengörs de preliminärt från kalkavlagringar, rost och sand.

Man förbereder en polyeteninsats i form av en slang som preliminärt fylls invändigt med en polymerblandning som fördelas jämnt över hela längden. Denna polymerstrumpa trycks ut med vatten- eller lufttryck inuti röret, samtidigt som den vänds ut och in så att den tidigare applicerade blandningen ligger mot rörledningens väggar.

När slangen har fyllt hela segmentet av den slitna rörledningen, genomförs en polymerisationsprocess under inverkan av temperatur. Resultatet blir ökad styrka hos ledningarna såväl som deras kapacitet.

En annan reliningteknik innebär att man lägger nya polypropenrör inuti de befintliga gamla. På detta sätt byter man ut stål-, keramik-, asbestcement-, gjutjärn-, betong- och armerade betongrörledningar med diametern 200–315 mm.

Relining – ett snabbt och ekonomiskt sätt att förnya rörledningar och öka deras kapacitet, trots en liten minskning av rörens innerdiameter.

Det bör dock beaktas att vid PVC-rörskarvar bildas en fog på cirka 15 mm, och från den måste man mäta glappet mellan den gamla rörets innerdiameter och det nya rörets yttre yta.

På grund av plaströrens låga hydrauliska motstånd försämras inte kapaciteten även om diametern minskas.

Förnyelse av rörledningar med renoveringsteknik

Ännu en variant av sanering är renovering. Den skiljer sig från relining genom ett betydligt mindre skonsamt förhållningssätt till befintliga ledningar, som förstörs och packas i marken, vilket skapar ett skyddande hölje för den nya rörledningen som ofta har en större diameter.

När renoveringstekniken används förstörs slitna segment av den gamla rörledningen och pressas ner i marken, vilket skapar ett extra skyddande hölje för de nya ledningarna.

För sådan schaktfri rörläggning krävs specialutrustning – en pneumatisk stansmaskin med en expansionskon utrustad med skärribbor används. I videon under artikeln visas tydligt hur konen hanterar ett rör av 6 mm stål.

Arbetsmekanismen fästs i en draglina, varefter moduler av PVC-rör successivt ansluts, vars längd kan variera från 600 till 1000 mm – beroende på brunnens bredd. Den pneumatiska slangen ansluts till kompressorn, förs sedan tillsammans med en säkerhetslina genom de anslutna modulerna.

Ingången till den rörledning som ska bytas ut vidgas och den pneumatiska stansmaskinen förs in. När den rör sig genom ledningarna krossar den dem och drar samtidigt med sig läggningsmaterialet.

Metoder för markpressning

Markgenomtryckning utförs också i ett stort antal varianter. Detta inkluderar mikrotunnelteknik, användning av pneumatiska stakeverktyg, riktad skruvborrning, styrd och ostyrd stansning.

Var och en av dessa metoder för schaktfri läggning är efterfrågad och aktuell beroende på var ledningarna är placerade.

Rörhölje eller metoden för ostyrd punktering

Vid denna metod pressas ett foderrör ner i marken samtidigt som jorden avlägsnas. Oftast används skruvar för uttagningen, mer sällan tryckluft och vattenspolning.

Ostyrd stansning kan användas i alla typer av jord, även om problem kan uppstå i lösa jordarter och vid förekomst av stora stenar, när foderröret kläms av jorden eller dess framförande blockeras.

I förberedelsestadiet placeras mantelröret i gropen exakt längs borrningsaxeln. På grund av eventuella hinder kan banan korrigeras genom att använda två rör, varav ett väljs med större diameter än vad som krävs, och inuti det läggs en sträng rör med rätt diameter.

Det yttre röret fungerar som ett slags fodral och skyddar arbetsröret, vilket är relevant när läggning sker under järnvägs- eller spårvagnsspår, samt under motorvägar med hög belastning.

En av de vanligaste maskinerna för schaktfri läggning av små diameter rörsträngar. Maskinens fördelar – kompakthet och bekväm transport.

Skillnaden i diameter är vanligtvis 150–250 mm, och mellanrummet mellan rören ska fyllas med cement-sandbruk. På så sätt minskas marktrycket på arbetsröret, belastningen från trafiken minskar, och skydd mot påverkan från andra närliggande ledningar säkerställs.

Längden på mantelrörssegmenten varierar från 3 till 12 meter; under läggningen svetsas de i följd.

Skillnader från styrd punktering

Denna metod skiljer sig från ostyrd genomföring genom att ytterligare använda avböjningsplattor – stålplattor som är fästa i den främre delen av mantelröret. De lyfts med hjälp av hydraulcylindrar, varigenom borrningsriktningen korrigeras.

Den styrda jordgenomföringsmaskinen UPGK-40U kan användas i brunnar med diameter upp till en meter med lucklock upp till 600 mm.

I båda fallen används bentonitslurry för att minska friktionen, som efter rörledningens läggning pumpas ut och efter filtrering kan återanvändas.

Mer om tekniken för rörläggning med genomföringsmetoden kan läsas i detta material.

Användning av pneumatiska borrhammare i kompakt jord

Att använda pneumatiska jordsondar för jordgenomföring är den billigaste, snabbaste och mest effektiva metoden, tack vare den relativt höga precisionen vid schaktfri genomföring.

Denna metod kräver inte tillverkning av extra stöd för hydrauldomkrafter, den använder liten och lätttransporterad utrustning, och ställer minimala krav på byggplatsens förberedelser.

En pneumatisk jordsond med sådan effekt används för att göra hål med diameter från 155 mm utan utvidgare upp till 245 mm vid användning av utvidgare.

Genom tryckluft utvecklas tillräcklig slagenergi, under vars påverkan ett öppet stålrör med en längd på upp till 80 meter drivs in i högfast mark. Genomsnittlig läggningshastighet är 15 meter per timme. Efter läggning rengörs rören från jord med vatten och tryckluft. Stora rör rengörs manuellt.

Fördelar med mikrotunnelteknik

Mikrotunnelprocessen är helt automatiserad. Mantel- och arbetsrör tillverkas inte bara av stål utan även av keramik, glasfiber, gjutjärn och armerad betong. Genomsnittligt avstånd för framdrivning utan omställning av domkraftstationen är 100 till 250 meter.

Mikrotunnelfräsningskomplex gör det möjligt att lägga stål- och armerade betonghöljen med diameter upp till 1700 mm i jord som innehåller stenblock och berginslag.

Räckvidden varierar beroende på jordtyp, styrkan hos pressramen som mikrotunnelkomplexet är utrustad med, samt materialet i de använda rören – beroende på vilken tryckkraft röret klarar.

Användning av utrustning för riktad skruvborrning

Användning av skruvborrutrustning är ett billigt alternativ till mikrotunnelering. Sådan utrustning gör det möjligt att lägga mantelrör med hög noggrannhet och i enlighet med projekterad lutning, vilket är relevant för självfallsledningar.

Begränsningar för användning kan vara flygsand och stora hårda jordinslag. Framdrivningsavståndet överstiger vanligtvis inte 80 meter.

Maximal borrhålslängd före omställning av skruvborrutrustningen – cirka 80 meter. Räckvidden beror också på mantelrörets styrka.

Användning av skruvar med ihålig axel möjliggör borrning utan att utveckla en mottagningsgrop.

Metod för horisontell riktningsborrning

Detta är förmodligen den dyraste metoden av alla inom schaktfri rörläggning, men också den mest högteknologiska.

Horisontell riktad borrning (HDD) används inte bara vid behov av borrning över långa avstånd och läggning av rör med stor diameter, utan även i de fall då en kort sträcka av rörledning med liten diameter måste läggas i omedelbar närhet av privata fastigheter eller kulturhistoriska objekt.

I processen används borrvätska som minskar friktionen vid dragning av rörstumpen, håller den bearbetade jorden i svävande tillstånd för att förhindra sammantryckning av det lagda materialet, kyler och smörjer utrustningen samt transporterar bort den bearbetade jorden till ytan.

Borrvätska framställs genom att späda bentonit – en naturlig mineral med en uppsättning specialtillsatser – med vatten. Den resulterande suspensionen förhindrar ras i kanaler och eliminerar behovet av partiell eller fullständig pumpning av grundvatten, eftersom den kan utföra sin funktion även i genomsläppliga jordar.

Horisontell riktningsborrning i vattenmättade jordar kräver noggrann kontroll av tryck och flöde för borrvätskan, samt användning av specialtillsatser i dess beredning.

Eftersom vattnet för att bereda lösningen hämtas från närliggande vattendrag, måste man ta hänsyn till förekomsten av mineralsalter och pH-värdet i grundvattnet, eftersom dessa parametrar kan påverka suspensionens stabilitet. Detta tillvägagångssätt gör att man kan undvika okontrollerad erosion.

Arbete med HDD kan delas in i flera steg:

• planering av borrbanan;
• förberedelse av arbetsplatsen;
• utförande av pilotborrhål;
• etapp för utvidgning av borrhålet;
• återdragning;
• återställning av området.

Låt oss titta på varje punkt i planen.

Planeringsstadiet och beräkning av borrhålets bana

Innan borrning påbörjas måste borrbanans bana beräknas och planeras.

Ta hänsyn inte bara till banans längd och djup, utan även till möjliga hinder, såsom:

• jordens packbarhet, porositet och klibbighet;
• fuktinnehåll och grundvattennivå;
• förekomst av stora stenar och bergarter;
• underjordiska strukturer intill borrzonen.

Möjliga risker identifieras och meddelanden skickas till räddningstjänsten och trafikpolisen.

Även vid förläggning av ledningar över korta avstånd måste borrbanan beräknas noggrant och möjliga risker beaktas.

En ritning av borrbanan upprättas eller markeringar görs direkt på markytan. Vid en seriös ingenjörsmässig ansats beaktas borrens in- och utgångsvinklar samt minsta tillåtna krökningsradier för stångsträngen.

Den största belastningen på riggen uppstår vid samtidig utvidgning av pilotborrhålet och förläggning av rörledningen, därför utförs beräkningarna med hänsyn till utrustningens effekt.

Organisering av arbetsplatsen för horisontell riktningsborrning

HDD-riggen levereras till platsen, lossas och ställs upp på arbetsplatsen. Borrramens lutningsvinkel måste kontrolleras och riggen förankras med ankare.

Utan sådan förankring slits själva borren, dess drivning och borrramen snabbare, så man bör inte försumma fixeringen. Därefter bör man provköra blandaren för suspensionen och riggens motorer, samt kontrollera att slanganslutningarna i hydraulsystemet är stabila.

Utförande av pilotborrning

Pilotborrning innebär att man borrar hela banans längd med en liten diameter, tillräcklig för att dra in stångslingan. Det första segmentet laddas i styrstången, gängförbindelsen smörjs rikligt och kopplas till borrkronan – en anordning bestående av en sändare för lokaliseringssystemet, själva borrbladet samt ett filter för slurrytillförsel.

Sedan tillförs bentonitlösning och trycket justeras – detta krävs för att säkerställa att slurryn passerar genom slangarna in i borrstången, vidare in i borrsträngen, filtret och borrkronans munstycken, för att sedan komma ut med rätt tryck.

Maskinoperatören gör ingångshålet vinkelrätt mot markytan i förhållande till borrkronans längdaxel, därefter påbörjas borrningen och man förlänger successivt stångslingan.

Ett litet operatörsteam, minimal påverkan på befintlig terräng, hög bygghastighet för rörledningar – tungt vägande argument för HDD.

Lokaliseringssystemets operatör markerar positioner, djup och borrvinkel, jämför med den planerade banan och ritar in den faktiska banan på planen om omorientering behövs. När borrkronan dyker upp vid utgångspunkten är pilotborrningen klar.

Steg för utvidgning av borrhålet och tunnelinstallation

Vid pilotborrning skapas ett borrhål med en bredd på 75–100 mm, vilket ofta räcker för installation av ledningar med liten diameter. Om borrhålets diameter är mindre än vad som krävs, drar man en reamer-expander i motsatt riktning.

Ofta kombineras detta steg med läggning av kommunikationsledningar, då sätter man en swivel bakom den roterande expanderaren för att undvika att det installerade materialet vrids.

I vissa fall, med hänsyn till de krafter som krävs för indragning, utvidgas borrhålet separat så mycket att tunneln tillåter installation av material med rätt diameter.

Återdragning görs också med tillförsel av borrvätska för att minska friktionen mellan materialet och borrhålsväggarna. När stångslingan har dragits in en stånglängd stänger HDD-operatören av slurrytillförseln, stoppar rotationen och kopplar bort stången, varefter maskinarbetet återupptas.

Proceduren upprepas tills expanderaren kommer ut ur borrhålets ingångshål.

Avslutande arbeten och återställande av grönområden

När rörledningen har lagts utan schakt stängs maskinmotorn av, den lagda ledningsslingan kopplas bort och kopplingar, swivel och filter tas bort.

Alla tillbehör rengörs från jord och behandlas med vattenfast smörjmedel. Slurryrester pumpas ut, gropen fylls igen och så långt möjligt återställs den naturliga eller nära naturliga terrängen.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Borrning av ett hål med enkla medel på en privat tomt:

Videoklipp om tillämpning av reliningmetoden:

Princip för renovering – förstöring av stålrör:

Steg-för-steg-instruktion för användning av kompakt HDD-utrustning:

Tillämpning av schaktfri metod för förläggning av ledningar innebär användning av specialutrustning och vissa anordningar. Men på korta avstånd kan du borra en brunn med diameter 50-100 mm om du har vanliga elektriska apparater till hands. Det viktigaste är att göra rätt beräkningar.

Har du frågor, har du funnit brister i vårt material eller kan du komplettera det med värdefull information? Lämna gärna dina kommentarer i blocket under artikeln.