Przegląd metod
Metody układania rurociągów
Niezależnie od tego, czy chodzi o renowację istniejących rurociągów, czy o nowe instalacje całych tras – wybór odpowiedniej metody układania decyduje o bezpieczeństwie, żywotności i ekonomiczności.
Nasze nowoczesne systemy rur z polietylenu (PE) umożliwiają zarówno klasyczne metody otwarte, jak i innowacyjne techniki bezwykopowe. Chętnie doradzimy Państwu szczegółowo i wspólnie wybierzemy odpowiednią metodę dla Państwa projektu!
Nasze nowoczesne systemy rur z polietylenu (PE) umożliwiają zarówno klasyczne metody otwarte, jak i innowacyjne techniki bezwykopowe. Chętnie doradzimy Państwu szczegółowo i wspólnie wybierzemy odpowiednią metodę dla Państwa projektu!
Metody układania rur podczas renowacji
Wiele istniejących sieci rurociągów osiąga swoje granice z powodu wieku. Renowacja oferuje w tym przypadku ekonomiczną i technicznie przekonującą alternatywę dla nowej budowy. W centrum uwagi znajdują się przede wszystkim zamknięte metody układania z minimalną ingerencją w infrastrukturę i środowisko.
Niezależnie od tego, czy jest to relining, berstlining czy metoda Close-Fit, nasze rury, dzięki swoim szczególnym właściwościom materiałowym, doskonale nadają się do metod zamkniętych. Po renowacji integralność rur może być niezawodnie sprawdzona i udokumentowana – to wyraźny plus dla zapewnienia jakości i bezpieczeństwa eksploatacji.
Źródło: Zrównoważony rozwój
Szybka nawigacja
Relining
Relining nadaje się do renowacji uszkodzonych rurociągów. W zależności od stanu starej rury, na nowej rurze mogą pojawić się zarysowania i nacięcia. Szczególnie rury stalowe spawane metodą V-naht niosą ze sobą wysokie ryzyko.
Zalety metody reliningu:
Ekonomiczne rozwiązanie na dłuższe odcinki, szczególnie przy ograniczonej dostępności
Niewielka ingerencja w powierzchnię i otoczenie, ponieważ rzadko są potrzebne otwarte wykopy
Stara rura pozostaje w ziemi, co znacznie skraca czas budowy i prace ziemne
Dodatkowa ochrona dzięki otaczającej starej rurze
Możliwe również ze zmianą medium, np. z kanalizacji na rurę ochronną kabla
Relining należy do bezwykopowych metod renowacji. Funkcjonalność istniejących rurociągów zostaje przywrócona z pełnym lub częściowym wykorzystaniem pierwotnej substancji i istniejącej trasy rurociągu. Stosuje się prefabrykowane i sprawdzone rury z tworzyw sztucznych, które są wciągane lub wsuwane do starej rury z przestrzenią pierścieniową lub bez niej. W przypadku reliningu całego ciągu rur, cały odcinek jest wstępnie rozciągany poza wykopem do wciągania, natomiast w przypadku reliningu długich rur, odcinki rur są łączone ze sobą podczas wciągania w wykopie.
W zależności od stanu starej rury, nowa rura musi oprócz funkcji uszczelniającej pełnić również funkcje statyczne. Relining wiąże się ze zmniejszeniem przekroju, co często jest pożądane ze względu na dostosowanie przepustowości, np. w wyniku wyprowadzki przemysłu, handlu i ludności. Nowe rury z tworzyw sztucznych mają stosunkowo niskie wartości oporu przepływu. Jak pokazuje praktyka, mimo zmniejszenia przekroju, często prowadzą do zwiększenia przepustowości w porównaniu do starych rur wymagających renowacji.
Przestrzeń pierścieniowa między starą a nową rurą PE jest wypełniana po zakończeniu prac budowlanych. Prowadnice i dystanse mocują i zabezpieczają rurociąg w pożądanej pozycji. Balastowanie wodą działa wspomagająco. Podczas wypełniania należy zwrócić uwagę na odporność rurociągu na wyboczenie, aby zapobiec deformacji przekroju. Efekt drenażu przez napływające wody gruntowe jest zapobiegany przez wypełnienie.
Stare rurociągi bardzo często zawierają armaturę, pozostałości spawalnicze, szorstkie powierzchnie spoin, które mogą prowadzić do uszkodzeń powierzchni podczas wciągania nowej rury. Dlatego egeplast oferuje rury ochronne w różnych wariantach.
Zalety metody Close-Fit-Lining:
Renowacja bezwykopowa z minimalną ingerencją w powierzchnię
Brak pozostałej przestrzeni pierścieniowej między starą a nową rurą
Niewielkie zmniejszenie przekroju, ponieważ liner ściśle przylega
Nadaje się do różnych mediów: wody pitnej, ścieków i gazu
Wysoka odporność chemiczna i długa żywotność
Przed renowacją rurociąg jest rozłączany. Po inspekcji TV osady i przeszkody są starannie usuwane. W razie potrzeby instaluje się tymczasowe zaopatrzenie dla odbiorców na czas budowy. Następnie liner Close-Fit jest wciągany do rurociągu przeznaczonego do renowacji za pomocą wciągarek silnikowych. Następnie liner jest podgrzewany gorącą parą. Aktywowany jest „efekt pamięci”. Pod wpływem pary i ciśnienia rura Close-Fit rozpręża się do swojego pierwotnego okrągłego kształtu i podczas rozwijania idealnie dopasowuje się do ścianki starej rury. Bezpiecznie połączony za pomocą zgrzewania mufowego z grzałką, odnowiony rurociąg ciśnieniowy lub grawitacyjny jest ponownie włączany do istniejącej sieci.
Po pomyślnym teście ciśnieniowym i płukaniu rurociągu, nowa linia jest gotowa do eksploatacji.
Berstlining
Wprowadzanie energii do rozrywania rur odbywa się udarowo za pomocą zmodyfikowanych rakiet ziemnych lub taranów. Korpus rozrywający i rozszerzający jest stabilnie prowadzony w rurze za pomocą liny i wciągarki. Metody dynamiczne szczególnie nadają się do stosowania w zagęszczonych lub kamienistych gruntach oraz do kruchych, pękających starych rur z żeliwa szarego, kamionki lub betonu.
Zalety metody Berstlining:
Ekonomiczne rozwiązanie na dłuższe odcinki, szczególnie przy ograniczonej dostępności
Niewielka ingerencja w powierzchnię i otoczenie, ponieważ rzadko są potrzebne otwarte wykopy
Stara rura pozostaje w ziemi, co znacznie skraca czas budowy i prace ziemne
Dodatkowa ochrona dzięki otaczającej starej rurze
Możliwe również ze zmianą medium, np. z kanalizacji na rurę ochronną kabla
Hydraulicznie generowana siła rozrywająca jest przenoszona na korpus rozrywający i rozszerzający za pomocą żerdzi. Statyczne berstlining jest stosowane do rozrywania starych rur z materiałów kruchych i ciągliwych; te ostatnie są cięte specjalnym nożem rolkowym w dnie rury. Następne rozszerzenie wypiera starą rurę i kalibruje kanał rozrywający do procesu wciągania.
Podczas procesu rozrywania i wciągania nowa rura jest silnie obciążona. Odłamki starej rury powodują zarysowania i rysy, kamienie wywołują obciążenia punktowe w końcowym położeniu.
Z tego powodu w regulacjach DVGW GW 323 zaleca się stosowanie rur ochronnych. Ponadto, obowiązują tu również wymagania dotyczące minimalnej grubości uszkodzeń lub przestrzegania dopuszczalnych naprężeń rozciągających, podobnie jak w przypadku innych bezwykopowych metod układania.
W metodzie Berstlining korpus rozrywający i rozszerzający jest przeciągany przez starą rurę, odłamki rury są wypierane w grunt, a jednocześnie wciągana jest fabrycznie wykonana rura o tej samej lub większej średnicy. Otaczający grunt musi być podatny na wypieranie, a położenie i stan równoległych rurociągów muszą być znane. Istnieją systemy dynamiczne i statyczne, które mogą rozrywać niemal wszystkie materiały rur, w tym rury betonowe zbrojone.
W zależności od materiału i stanu starej rury, na nowej rurze mogą pojawić się zarysowania i nacięcia. Odłamki i kamienie powodują obciążenia punktowe podczas eksploatacji. Dlatego egeplast oferuje rury ochronne w różnych wariantach.
Dynamiczne Berstlining
Statyczne Berstlining
Metody układania przy nowych instalacjach
Od metody otwartej po innowacyjne techniki, takie jak orka, frezowanie czy wiercenie horyzontalne – dostępne są różne metody dla nowych odcinków rurociągów.
Dopasujemy odpowiednią metodę do Państwa celów projektowych i lokalnych warunków. Dzięki naszym nowoczesnym systemom rur PE, korzystają Państwo z wysokiej elastyczności podczas układania i długiej żywotności ponad 100 lat.
Układanie otwarte z podsypką piaskową
Przy układaniu metodą otwartą z podsypką piaskową, strefa rurociągu jest dokładnie zdefiniowana, a rura układana jest w ochronnej podsypce piaskowej. Następnie należy przywrócić powierzchnie do stanu pierwotnego.
Zalety układania otwartego z podsypką piaskową:
Sprawdzona standardowa metoda z najwyższym bezpieczeństwem eksploatacji
Optymalna ochrona przed zarysowaniami i obciążeniami punktowymi
Łatwa kontrola jakości podczas montażu
Nadaje się do wszystkich materiałów rur i mediów
W odniesieniu do wykonania wykopu rurociągowego obowiązuje m.in. norma DIN 4124 „Wykopy budowlane i rowy”, która dokładnie określa, jak należy wykonać szerokości przestrzeni roboczej i obudowę. Rura musi być wolna od rys i zarysowań, a następnie grunt otaczający rurę jest przygotowywany w taki sposób, aby rura przewodząca ciśnienie była chroniona przed wpływami zewnętrznymi. W normie DIN EN 805 i wytycznych DVGW W 400-2 przepisuje się ułożenie rury w piasku lub drobnym żwirze.
Układanie otwarte bez podsypki piaskowej
Przy układaniu metodą otwartą bez podsypki piaskowej, rura jest układana bezpośrednio w wykopie. Następnie należy przywrócić powierzchnie do stanu pierwotnego.
Zalety układania otwartego bez podsypki piaskowej:
Oszczędność kosztów, ponieważ można zrezygnować z podsypki piaskowej
Możliwość wykorzystania istniejącego urobku (pod warunkiem, że materiał nadaje się do zagęszczania)
Krótszy czas budowy i mniejsza logistyka
Bardziej ekologiczne dzięki mniejszemu zużyciu materiałów
Źródło: Zrównoważony rozwój
Rosnąca presja kosztów zmusza wielu dostawców do zastanowienia się, czy kosztowna podsypka piaskowa dla nowego rurociągu jest konieczna. Jeśli urobek nadaje się do zagęszczania, można go ponownie wykorzystać do zasypywania – zamiast piasku. Warunkiem takich warunków układania jest system rur, który jest odporny na występujące tu zwiększone obciążenia.
Rezygnacja z podsypki piaskowej może prowadzić do tego, że kamienie przez dłuższy czas będą punktowo lub liniowo obciążać zewnętrzną ścianę rury – dodatkowo do obciążeń eksploatacyjnych, takich jak ciśnienie wewnętrzne, obciążenia ziemi lub ruchu. Jeśli zrezygnuje się z ochrony przez podsypkę piaskową, wybrany system rur musi być odporny na typowe uszkodzenia powierzchniowe spowodowane zarysowaniami, a zwłaszcza na obciążenia punktowe, aby nie prowadziły one do pęknięć naprężeniowych. Dlatego egeplast oferuje rury ochronne w różnych wariantach.
Metoda orki
W tej metodzie nowa rura jest ciągle wciągana, a następnie rowek rury jest natychmiast zamykany.
Warunkiem takich warunków układania jest system rur, który jest odporny na występujące tu zwiększone obciążenia.
W zależności od warunków gruntowych, nowo ułożony rurociąg może zostać powierzchownie zarysowany (dopuszczalne jest maksymalnie 10% grubości ścianki). Ponadto kamienie mogą przez dłuższy czas punktowo lub liniowo obciążać zewnętrzną ścianę rury – dodatkowo do obciążeń eksploatacyjnych, takich jak ciśnienie wewnętrzne, obciążenia ziemi lub ruchu.
Warunkiem takich warunków układania jest system rur, który jest odporny na występujące tu zwiększone obciążenia.
W zależności od warunków gruntowych, nowo ułożony rurociąg może zostać powierzchownie zarysowany (dopuszczalne jest maksymalnie 10% grubości ścianki). Ponadto kamienie mogą przez dłuższy czas punktowo lub liniowo obciążać zewnętrzną ścianę rury – dodatkowo do obciążeń eksploatacyjnych, takich jak ciśnienie wewnętrzne, obciążenia ziemi lub ruchu.
Zalety metody orki:
Bardzo wysoka wydajność układania (do ok. 5 km dziennie)
Minimalna ingerencja w grunt i szybka odbudowa
Nie jest wymagane obniżanie poziomu wód gruntowych
Szczególnie ekonomiczna dla długich tras na terenach niezabudowanych
Wpływ pługa na grunt jest stosunkowo niewielki. Obniżanie poziomu wód gruntowych nie jest konieczne w tej metodzie układania. Dlatego ta metoda układania jest bardzo przyjazna dla środowiska, również ze względu na niewielkie szkody w terenie. Metoda może być stosowana do klasy gruntu 5 na terenach niezabudowanych. W zależności od klasy gruntu, możliwe jest układanie na głębokości do 2 metrów.
Układanie metodą orki, z wydajnością do 5000 metrów ułożonego rurociągu dziennie, jest prawdopodobnie najbardziej ekonomiczną formą nowej instalacji rurociągu. Jednostka układająca składa się z pługa z lemieszem i skrzynią do układania oraz wciągarki zainstalowanej na ciężarówce lub pojeździe gąsienicowym. Jednostka układająca jest ciągnięta przez wciągarkę w kierunku tego pojazdu. Gdy pług dotrze do pojazdu, wciągarka jest ustawiana w następnym punkcie trasy i proces się powtarza. W wykopie startowym lemiesz pługa jest opuszczany na żądaną głębokość układania. W zależności od średnicy rury, do OD 225 mm, możliwe jest jednoczesne układanie kilku rurociągów. W prowadzonej skrzyni rury są wprowadzane do ziemi od góry. Grunt zamyka się za lemieszem pługa pod wpływem własnego ciężaru, ale proces ten można przyspieszyć za pomocą maszyn. Obciążenia punktowe, wywołane np. kamieniami w gruncie, mogą spowodować uszkodzenie rurociągu. Aby osiągnąć zamierzony minimalny okres użytkowania w rzeczywistości, należy stosować rurociągi wykonane z materiału o udowodnionej wysokiej odporności na pękanie naprężeniowe.
Wariantem metody orki, szczególnie dla materiałów rurowych, których dopuszczalne promienie gięcia są zbyt duże dla zwykłego pługa, jest metoda orki rakietowej. Przebieg procesu jest identyczny, jedynie wprowadzanie rurociągu odbywa się wzdłużnie. Oznacza to, że cały ciąg rur jest ciągnięty wraz z lemieszem pługa na całej długości układania. Ze względu na znacznie wyższe obciążenia mechaniczne, rurociągi muszą posiadać dodatkową zewnętrzną ochronę. Należy przy tym zwrócić uwagę, aby nie przekroczyć dopuszczalnych sił rozciągających rurociągu i połączenia. Długość ciągu rur jest ograniczona przez siły rozciągające.
Źródło: Zrównoważony rozwój
Metoda frezowania
Specjalistyczne urządzenia frezują wąski wykop, do którego w tym samym cyklu pracy wprowadzana jest elastyczna rura. Urobek wykorzystuje się jako materiał zasypowy.
W zależności od warunków gruntowych, nowo ułożony rurociąg może zostać powierzchownie zarysowany (dopuszczalne jest maksymalnie 10% grubości ścianki). Ponadto kamienie mogą przez dłuższy czas punktowo lub liniowo obciążać zewnętrzną ścianę rury – dodatkowo do obciążeń eksploatacyjnych, takich jak ciśnienie wewnętrzne, obciążenia ziemi lub ruchu – i w ten sposób powodować uszkodzenia.
W zależności od warunków gruntowych, nowo ułożony rurociąg może zostać powierzchownie zarysowany (dopuszczalne jest maksymalnie 10% grubości ścianki). Ponadto kamienie mogą przez dłuższy czas punktowo lub liniowo obciążać zewnętrzną ścianę rury – dodatkowo do obciążeń eksploatacyjnych, takich jak ciśnienie wewnętrzne, obciążenia ziemi lub ruchu – i w ten sposób powodować uszkodzenia.
Zalety metody frezowania:
Wąski wykop dla mniejszego naruszenia powierzchni
Możliwość zastosowania do klasy gruntu 7 (również w trudnych gruntach)
Urobek może być wykorzystany jako materiał zasypowy
Możliwość łączenia z długimi odcinkami rur dla szybkiego układania
Frezarka napędzana silnikiem otwiera wąski wykop o szerokości do 60 cm i głębokości do 2,5 m. Do tego wykopu wprowadzana jest rura, a niemal jednocześnie następuje zasypywanie wykopu, zazwyczaj materiałem z wykopu. W przeciwieństwie do metody orki, tą metodą można obrabiać również trudne grunty, aż do klasy gruntu 7. Wydajność układania zależy w dużej mierze od panującej klasy gruntu, ale jest niższa niż w przypadku układania metodą orki. Ponieważ w tej metodzie zazwyczaj nie następuje układanie rurociągu w podsypce piaskowej zgodnie z zasadami techniki, należy stosować rurociągi wykonane z materiału o udowodnionej wysokiej odporności na pękanie naprężeniowe.
Wypieranie gruntu (rakieta ziemna)
Za pomocą rakiety ziemnej zazwyczaj „strzela się” przez grunt na kilka metrów, aby ułożyć przyłącza domowe. Otaczający grunt może niedopuszczalnie głęboko zarysować nową rurę. Dopuszczalna głębokość rysy wynosi maksymalnie 10% grubości ścianki rury. Ponadto, otaczające kamienie powodują obciążenia punktowe.
Zalety metody frezowania:
Bezwykopowe układanie na krótkich odcinkach, idealne do przyłączy domowych
Bardzo niewielka ingerencja w powierzchnię
Szybki postęp prac, niewielkie utrudnienia w ruchu
Niskie koszty przy krótkich odcinkach
Metoda wypierania gruntu za pomocą rakiety ziemnej jest najczęściej stosowana w obszarze przyłączy domowych. Pneumatycznie napędzany młot tworzy pustkę, w której układany jest nowy rurociąg. W tym celu grunt musi być wystarczająco podatny na wypieranie. W luźnych i miękkich gruntach konieczne jest statyczne wsparcie rakiety ziemnej, ponieważ nie wytwarza się wystarczającego tarcia z gruntem do samodzielnego posuwu. Kształt kanału posuwowego jest zatem bardziej precyzyjny w gruntach kamienistych dzięki bocznemu wypieraniu kamieni. Boczne wyłamywanie się rakiety ziemnej jest niewielkie. Celowanie odbywa się w wykopie startowym. Tą metodą można układać rurociągi do OD 200 mm.
Horyzontalne wiercenie sterowane
Horyzontalne wiercenie sterowane (HDD) to sterowana metoda wiercenia na mokro. W zależności od właściwości gruntu i promienia wiercenia, zarysowania, nacięcia oraz obciążenia punktowe spowodowane kamieniami zagrażają nowo wciągniętej rurze.
Zalety horyzontalnego wiercenia sterowanego:
Renowacja bezwykopowa z minimalną ingerencją w powierzchnię
Możliwość zwiększenia przekroju do trzech średnic nominalnych
Wysoka ekonomiczność dzięki skróconemu czasowi budowy i mniejszym nakładom na roboty ziemne
Nadaje się do różnych mediów: wody pitnej, ścieków i gazu
Statycznie samonośny i nowy rurociąg
Horyzontalne wiercenie sterowane jest stosowane na przykład przy układaniu wzdłużnym, przewiertach pod przeszkodami i pod budynkami, przy zadaniach drenażowych i nawadniających, do układania kabli w systemach sterowania ruchem oraz przy zabezpieczaniu skarp i nasypów. Sterowanie wierceniem odbywa się poprzez obracanie kątowej głowicy pilotowej w otworze wiertniczym.
Zawiesina wiertnicza wypływa pod wysokim ciśnieniem z głowicy wiertniczej, rozluźnia grunt i kamienie oraz usuwa urobek z otworu wiertniczego. Zawiesina wiertnicza jest dostosowywana do danego podłoża i może zawierać oprócz bentonitu, minerału ilastego, inne dodatki, które np. mają dodatkowe działanie stabilizujące na kanał wiertniczy.
W zależności od pożądanej średnicy rury, po wierceniu pilotowym konieczne jest wykonanie kilku wierceń rozwiercających, aby przygotować kanał wiertniczy do wciągnięcia rurociągu przewodzącego medium. Mechanizm udarowy, który może być włączony w gruntach kamienistych do klasy gruntu 5, a częściowo również klasy gruntu 6, ułatwia nie tylko posuw, ale także proces sterowania. Przy wierceniach w skale stosuje się silnik wiertniczy z rolkowymi dłutami.
Zgodnie z arkuszem roboczym DVGW GW 321 „Sterowane horyzontalne wiercenie płuczkowe dla rurociągów gazowych i wodnych – wymagania, zapewnienie jakości i badanie” rurociągi do renowacji w sieciach wody pitnej muszą odpowiadać co najmniej klasie ciśnienia 10 bar. Podczas procesu wciągania rury nie mogą być obciążane ponad dopuszczalne siły rozciągające. Zgodnie z arkuszem roboczym DVGW GW 321 lub na żądanie zleceniodawcy, należy mierzyć i protokołować siły rozciągające działające bezpośrednio na rurę medium. Pomiar odbywa się za pomocą urządzenia do pomiaru siły rozciągającej, zamontowanego przed wciąganą rurą. Ze względu na obciążenia mechaniczne występujące w tej metodzie układania, szczególnie w przypadku małych średnic rur, należy stosować wyłącznie rurociągi serii SDR 11.
Żywotność nowo ułożonego rurociągu zależy od stopnia jego nienaruszenia. Uszkodzenia do 10% grubości ścianki rury są tolerowane przez materiał, natomiast większe zarysowania i rysy skracają żywotność rurociągu. Z tego powodu w regulacjach DVGW GW 321 zaleca się stosowanie rur ochronnych.