Безизкопните технологии – когато изкопът е невъзможен
При пресичане на активна магистрала, железопъть, голяма река или стратегическа инфраструктура с нов тръбопровод (водопровод, газопровод, оптичен кабел, канализация) традиционният изкоп е или невъзможен (затваряне на магистралата за седмици), или неприемливо скъп. Безизкопните технологии (trenchless technology) решават уравнението: прокарване под препятствието без разкопаване на повърхността.
Основните методи са: Хоризонтално Направлено Сондиране (HDD – Horizontal Directional Drilling) и Микротунелиране (Microtunneling / Pipe Jacking). Всеки метод е подходящ за различни диаметри, дължини и почвени условия.
HDD – Хоризонтално Направлено Сондиране
Принцип и технология
HDD е тристепенен процес. При първата фаза (pilot bore) сондажна глава с отклоняващи се ъгли (steerable bit) се насочва по предварително изчислена крива от стартовата шахта до приемателната шахта. Ориентацията на главата се контролира чрез сонда, предаваща данни в реално времена чрез електромагнитен сигнал. Течащата бентонитова суспензия смазва сондирането и поддържа стените на отвора.
При втората фаза (reaming) отворът се разширява до необходимия диаметър чрез последователни преминавания с нарастващи риймери. При третата фаза (pullback) продуктовата тръба (HDPE, стомана или PPR) се изтегля обратно в разширения отвор – обикновено от приемателната страна, докато сондажната машина я „засмуква" с обратен въртящ момент.
Диапазон и ограничения
HDD е подходящо за: диаметри Ø50–1200 мм (и по-голям при специализирани машини), дължина на прехода 100–2000 м (при специализирано оборудване), пясъчни и глинести почви (по-трудно при скала – изисква специализирани скални триони). HDD е стандарт при: полагане на оптичен кабел и ел. кабели, газопроводи, водопроводи и при речни преходи.
Микротунелиране (Microtunneling / Pipe Jacking)
Принцип
Микротунелирането е метод, при който специализирана машина (microtunnel boring machine, MTBM) пробива тунел и едновременно изтласква зад себе си ставни бетонни тръби (jacking pipes) под налягане от хидравлична преса в стартовата шахта. Резултатът: прецизен тунел с постоянен диаметър и точна посока, без изкопаване на повърхността.
MTBM може да работи в различни геоложки условия: слаба глина, пясък, чакъл и меки скали. Микротунелирането е точно (отклонение ±10–20 мм) и се прилага при: санитарни тръбопроводи с изисквания за наклон, при дълбоко положени тръбопроводи, и при всякакви диаметри Ø200–Ø3000 мм.
Разлика между HDD и Pipe Jacking
- HDD – ориентиран към малки диаметри (кабели, малки тръби), крива траектория, тръбата следва след сондирането
- Pipe Jacking – ориентиран към средни и големи диаметри (канализация, водопровод), права или слабо извита траектория, тръбите се прокарват едновременно
Пробивно пресоване (Auger boring / Thrust boring)
При пробивното пресоване (thrust boring, auger boring) стоманена тръба се вкарва с хидравличен домкрат под препятствието, докато вътрешен спирален шнек (auger) изгребва материала. Прилага се при: малки диаметри (Ø100–500 мм), кратки разстояния (до 50 м), при твърда почва. По-евтино от HDD и pipe jacking, но по-малко точно и с ограничено приложение.
Избор на метод
Изборът на безизкопен метод зависи от:
- Диаметъра – под Ø200 мм: HDD; Ø200–Ø500 мм: HDD или pipe jacking; над Ø500 мм: pipe jacking или MTBM
- Дължината – до 300 м: HDD или auger boring; над 300 м: HDD или pipe jacking
- Геологията – пясък/глина: HDD добро; скала: специализирани MTBM
- Точността – при канализация с изискван наклон: pipe jacking или MTBM
- Бюджета – HDD е обикновено по-евтин при малки диаметри
Приложения в България
В България безизкопните технологии намират приложение при: речните преходи на газопроводи и водопроводи, подминаванията на магистрали и жп линии, и при прокарването на кабели в гъстонаселени градски зони. При разширяването на газоразпределителната мрежа и при реконструкцията на ВиК мрежите – HDD и pipe jacking са стандартни методи при пресичания.