Technika bezvýkopového ukládání potrubí na Baumě 2001

Po tříletém cyklu se v Mnichově opět konal ve dnech 2. až 8. dubna 2001 největší specializovaný mezinárodní veletrh na světě pro stroje ve stavebnictví a výrobu stavebních hmot. V průběhu své existence od roku 1954 se stal největším informačním centrem, které nemá obdoby ve svém odvětví, a místem pro konfrontaci světové techniky a používaných technologií ve stavebnictví. Stavební odborníci zde měli jedinečnou možnost shlédnout poslední stav světové techniky, prezentované výrobci celého světa. Svědčí o tom návštěva 390 000 účastníků, ze 152 zemí, 2341 vystavovatelů ze 42 zemí, na výstavní ploše nového areálů 445 000 m2.

Výstava ukázala trendy vývoje strojní techniky pro stavební práce:

1. Zvyšování výkonnosti strojů a jejich souprav při snížené energetické náročnosti.
   1. Zaváděním mechatronických systémů, jejichž cílem je optimální součinnost mechanických, hydraulických, elektrických a elektronických konstrukčních celků.
   2. Zaváděním teleservisu a teleoperací k dál-kovému přenosu provozních dat stroje provozovatelů i výrobců. Cílem je sledování jejich využití, zmenšení prostojů, dále monitorování i paměťová kontrola činnosti stroje s příslušným opatřením k opravám a údržbě.
   3. Zavádění multifunkčních součástek ke zkrácení pracovního cyklu při snadném řízení.
2. Zvýšený komfort obsluhy stroje s omezením nepříznivých vlivů strojníka na řízení stroje.
3. Zvýšení životnosti stroje a bezpečnost jeho práce.
4. Zvýšená univerzálnost stroje, zejména v nižších třídách strojů.

Ze širokého spektra různých druhů strojů lze pro informaci vybrat jednu důležitou skupinu: techniku pro bezvýkopové ukládání potrubí.

Prezentace techniky bezvýkopového ukládání a opravy potrubí

Rozvoj světového průmyslu stále klade rostoucí požadavky na komunikační spoje všech druhů o značných kapacitách. Povrchové řešení těchto problémů z hlediska veřejných zájmů je již neúnosné, stejně tak s ohledy na životní prostředí a bezpečnost komunikačního provozu. Uvedené i jiné důvody způsobují, že značná část komunikačních spojů se přenáší do podzemních tras, bez ohledu na jejich konfiguraci a složení.

Bezvýkopové propichovací soupravy

1. Propichovací cílené rakety pro přímý směr
   Ve startovací jámě se uloží raketa na stavitelný suport a zaměřovacím zařízením spolu se suportem se dosáhne optického sladění drah zaměřovače s požadovanou dráhou rakety. Raketa má tím připravený přímý směr, který nelze měnit, nebo při průchodu korigovat. Z předních výrobců těchto raket jsou to zejména:
   Tracto – Technik (zastupuje Interglobal Praha), Vermeer (zastupuje Transtechnik Praha a Dilde Witch).
   Tracto – Technik nabízí 16 člennou řadu – P o průměrech 45 – 180 mm, délek 920 až 2150 mm, hmotnosti 8 – 290 kg, frekvenci nárazů 280 – 640 (1/min). Tyto rakety jsou nazývány Grundomat. V roce 2000 firma Tracto – Technik vylepšila činnost rakety tím, že nárazníkový píst rakety nenaráží pouze na hlavu rakety, ale též na těleso pláště, které vibruje a umožňuje lepší průchod rakety do materiálu.
2. Propichovací rakety řízené
   Jsou posledním vývojovým typem firmy Tracto – Technik. Model Grundasteer - raketa za chodu prostorově řiditelná. Chod rakety je sledován na monitoru a kontrolován vysílací sondou a přijímacím monitorem. Změna směru rakety od její osy se docílí postrčením přívodní vzduchové hadice s otočnou objímkou zakončenou excentricky kuželovitou hlavou.
   Předváděný model Grundasteer 75 má průměr 75 mm, délku 1718 mm, hmotnost 44 kg, frekvenci úderů 420 (1/min), potřeba vzduchu 1m3/min, délka podzemního vrtu 60 m, rychlost posuvu 10 m/h.

Řízené horizontální vrtání se zpětným zatahováním užitného potrubí

Technologický postup je patrný na. Vrtná souprava nejdříve provede tzv. pilotní vrt o menším průměru řiditelnou raketou se zkoseným čelem. Raketu dostává ze stroje rotační pohyb s přítlakem pružným prodlužovatelným soutyčím. Na čelní šikmé stěně rakety jsou otvory, jimiž pod tlakem proudí bentonitová směs, která rozrušuje horninu a zpevňuje vzniklý otvor. Po skončení pilotního vrtu v cílové jámě, se raketa vymění za rozšiřovací hlavu – 5, která je vtahována zpět ke stroji – 1 do startovací jámy. Na rozšiřovací hlavu se uchytí užitkové potrubí, jenž je stahováno do startovací jámy. Průměry pilotních vrtů jsou 50 až 115 mm, hloubky vrtů 15 – 30 m, délky vrtů 90 – 750 m, průměry vtahovaného užitkového potrubí 150 – 400 mm.
Tracto – Technik nabízí 7 modelů těchto souprav s výkony motorů 38 – 130 kW, hmotnosti 2700 – 12 500 kg s taživými momenty 900 – 10 000 Nm. Na je jeden z posledních modelů Grundasteer 20 S.
Poslední model firmy Vermeer D 33 x 44 má točivý moment 5 957 Nm a zpětným tah 14 969 kg.
Protlačování potrubí
Přímé protlačování ocelového potrubí zemním tělesem lze provádět buď stálým tlakem působením přímočarých hydromotorů – hydrostaticky nebo působením rychlých nárazů vyvozených na potrubí – dynamicky silnými údernými raketami.
a) Hydrostatické protlačování
Této technologie se používá u malých průměrů 100 – 300 mm na vzdálenost 15 až 50 m u domovních přípojek.
Nejprve se provede první pilotní průpich raketou o malém průměru, pak se použije přímočarý hydromotor, jenž zatlačuje do otvoru potrubí většího průměru.
b) Dynamické protlačování
Technologický postup této metody je tento. Velmi účinná úderná raketa je napojena prostřednictvím adapteru na protlačované potrubí, jenž na čelní ploše je opatřeno řeznou hlavou. Ze vzduchového kompresoru tlakový vzduch pohání v raketě nárazníkový píst, jenž energií nárazu předává přes adapter zaráženého potrubí o frekvenci 200 – 500 úderů za minutu. Při průchodu potrubím vniká zemina řeznou hlavou – 5 do potrubí, z něhož při delším průchodu je vytlačována ven z potrubí otvory v adapteru. Jakmile skončí průraz v cílové jámě, je třeba v potrubí nahromaděnou zeminu vytlačit ven (poz. b).
Děje se to posuvným pístem protlačovaným vzduchem z kompresoru a tlakovou vodou z čerpadla , která se přivádí do směšovacího ventilu (poz. b). Hlavní částí soupravy je úderná raketa adapterem napájená na protlačovací potrubí. Úderné rakety se vyrábějí v různých velikostech, průměrů 100 – 600 mm.
Firma Tracto – Technik nabízí 12 modelů:
a) Nejmenší model známý David má průměr 95 – 112 mm, délku 1460 mm, hmotnost 59 kg, spotřebu vzduchu 1,2 (m3/min), frekvenci nárazů 345 (1/min) a protlačuje potrubí od průměrů 50 mm.
b) Největší model zvaný Taurus má průměr 600 – 670 mm, délku 3645 mm, hmotnost 4800 kg, spotřebu vzduchu 50 (m3/min), frekvenci nárazů 180 (1/min) a protlačuje potrubí od průměrů 380 mm do max. průměru 2000 mm a délku průtlaku 30 až 100 m i více.

Obnova poškozeného podzemního potrubí

V podzemí je položeno mnoho tisíc kilometrů různého potrubí odpadního, vodovodního, plynového, jehož stáří je 50 až 80 let i více a jeho stav se mnohdy dostává do havarijních situací. V dřívějších dobách nezbývalo nic, než tuto narušenou část potrubí odkrýt a vyměnit, aby u starého vedení se porucha opět objevila na jiném místě. Taková sanace potrubí, zvláště u otevřených výkopů je velmi nákladná.
V posledních letech vznikají nové technologie bezvýkopového ukládání nebo výměna potrubí, které tyto procesy zjednodušují a hlavně technicky a ekonomicky umožňují zvládnout požadovaný velký objem těchto prací. Podle názoru odborníků u těchto nových technologií je dílčí sanace potrubí nákladnější, než výměna starého potrubí.
Na veletrhu bylo několik vystavovatelů tohoto zařízení avšak významné postavení svými exponáty měla firma Tracto – Technik, od nichž uvádím presentované dvě technologie obnovy podzemního potrubního vedení.
a) Technologické zařízení Grundocrack
Čelo rakety se napojí na tahové lano, ovládané navijákem. Raketa je opatřena kuželovou řeznou hlavou a je poháněna stlačeným vzduchem z kompresoru. Do koncové části rakety je uchycena buď náhradní výměnná trubka z PVC, nebo jiného děleného materiálu, který je vtahován do otvoru. Spojením síly tažného lana a posuvného pohybu rakety, dosáhne se velkého tahu až 40 kN i více. Řezná hlava, rozruší a rozdrobí materiál staré trubky a její úlomky se zalisují do okolních stěn půd. Zvětšeným otvorem za raketou se pak protáhne nové potrubí do průměrů 200 mm i více.
b) Technologické zařízení Grundokurst
Jde o nový technologický postup u něhož k rozrušení starého potrubí se neužívá dynamických účinků rakety jako je tomu u systému Grundocrack, ale statického tahu nožové rozrušovací hlavy, vtahované prodlužovacím soutyčím Quick Lock do skříňového agregátu, uloženého v jámě. Skříňový pracovní agregát vsazený v jámě dostává tlakovou energii z energetického bloku uloženého na povrchu poblíž jámy. Plní dvě funkce: přímočarými hydromotory se vysune opěrná stěna, která rozepře agregát mezi dvě stěny jámy, u druhé funkce vtahuje agregát řeznou hlavu s potrubím prodlužovacím soutyčím Quick Lock a rozšiřuje prostor pro užitkové potrubí.

Technologický postup v jednotlivých etapách:

1. Nejprve se v zemi vykopou 3 jámy vzdálené od sebe 80 m i více. Do prostřední jámy se teleskopicky rozepře hydraulický agregát.
2. Zanešeným starým potrubím se například doleva nejprve protlačí prodlužovacím soutyčím Quick Lock tzv. pilotní hlavice o malém průměru.
3. Po průchodu pilotní hlavice starým potrubím se vymění za řeznou hlavici různého provedení na jejímž konci je přimontováno užitkové potrubí.
4. Hydraulický agregát pak k sobě vtahuje soutyčí s řeznou hlavou a užitkovým potrubím z leva doprava.
5. Soutyčí Quick Lock je po dílech prodlužovatelné a je tak spojováno, že přenáší síly tlakové i tahové.
Toho se využije, neboť soutyčí prochází hydraulickým agregátem a z levé strany statickým tahem rozrušuje staré potrubí a současně vtahuje potrubí užitkové. Z pravé strany na soutyčí se namontuje pilotní hlavice, která je tlakem zasouvána do starého potrubí až do třetí jámy na pravé straně (není na obrázku). Pak se opět vymění za řeznou hlavu a vtahuje se užitkové potrubí z první jámy do jámy střední k hydraulickému agregátu. Touto kombinací se dosáhne velkých vzdáleností a uvádí se denní výkon 150 – 200 vyměněného potrubí.
Proto Technik nabízí dvě soupravy tohoto zařízení:
a) Grundokurst 400 G pro výměnu potrubí od průměru 80 do 320 mm
b) Grundokurst 100 G pro potrubí od 150 do 560 mm.