Технологія гравітаційної бурової установки – сучасні рішення в будівництві

Загальні питання про технологію:

Łukasz Madej: У чому саме полягає технологія гравітаційної бурової установки і що вирізняє її серед інших методів?

Krystian Frank: Технологія гравітаційної бурової установки — це сучасний безтраншейний метод прокладання мереж, який передбачає двоетапний процес проходження свердловини з точним контролем ухилу. Ключовим елементом є застосування бентонітової промивної рідини, яка стабілізує стінки отвору, полегшує вивезення урубку та зменшує опори при протягуванні труби. На першому етапі виконується пілотний прокол, що задає точну трасу. На другому етапі відбувається переналагодження бурового обладнання і протягування кінцевої труби. Увесь процес відбувається під землею, мінімізуючи втручання у поверхню — це особливо важливо при роботі на вкрай обмежених майданчиках.

Ł.M.: В яких випадках рекомендується застосовувати цю технологію замість класичного направленого буріння або традиційного відкритого котловану? Коли гравітаційна бурова установка стає пріоритетним рішенням, особливо з огляду на міські виклики та компактність?

K.F.: Гравітаційна бурова установка ідеально підходить для щільно урбанізованих територій, де традиційні розкопки важко або неможливо виконати через густу забудову, критичні транспортні артерії чи розгалужену мережу підземних комунікацій. Це оптимальне рішення для вузьких вулиць і вкрай обмежених просторів завдяки компактності обладнання. До того ж при великих глибинах, де застосування традиційних методів вимагало б повної заміни ґрунту, наша технологія часто виявляється значно дешевшою та швидшою.

Ł.M.: Кожна технологія має обмеження. Які типовi ліміти та виклики характерні для технології гравітаційної бурової установки?

K.F.: Дійсно, є певні обмеження. Мінімальний ухил, який потрібно забезпечити для виконання проколу, становить 0,5%. Максимальна діаметр проходу — 500 мм, причому для такої діаметральної величини довжина ділянки обмежена приблизно 30 метрами. Для менших діаметрів, залежно від типу вживаної бурової установки, довжина проколу може становити від 40 до 60 метрів.

Ł.M.: А щодо меж довжини проколів — які мінімальні і максимальні відрізки можна реалізувати цим методом?

K.F.: Щодо мінімальної довжини — технологія дуже гнучка і фактично не має нижньої межі. Максимальна довжина проколів, як я вже згадував, сягає до 60 метрів, хоча все залежить від типу ґрунтів і специфікацій застосованої бурової установки.

Ł.M.: Які допуски по ухилу та відхилення осі буріння допустимі в цій технології? Чи можна розраховувати на високу точність?

K.F.: Гравітаційна бурова установка відзначається дуже великою точністю. Допустимі відхилення ухилу складають лише ±0,1%, що дозволяє надзвичайно точно укладати гравітаційні мережі.

Гравітаційна бурова установка відмінно підходить для щільно урбанізованих місць, де традиційні розкопки важко або неможливо виконати через густу забудову, критичні транспортні артерії чи розгалужену мережу підземних комунікацій

Ł.M.: Чи придатна технологія для сипучих ґрунтів, чи краще працює у зв'язних масивах?

K.F.: Так, технологія ефективна і в несцементованих (сипучих) ґрунтах. Завдяки застосуванню під тиском бентонітової промивної рідини, яка утворює стабілізуючу плівку на стінках отвору, ми мінімізуємо ризик обвалів і підтримуємо стабільність пробуреного тунелю.

Ł.M.: Які типи мереж можна прокладати цим методом? Чи існують матеріальні обмеження?

K.F.: Можемо встановлювати всі типи труб, призначені для проколів та які допускають протягування. Це стосується як пластикових труб, так і інших матеріалів, за умови, що вони відповідають вимогам по міцності та конструкції для проколу і підземних мереж.

Ł.M.: Чи можна за допомогою гравітаційної бурової установки прокладати лише гравітаційні мережі, чи також — напірні системи?

K.F.: Це дуже важливе питання. Відповідь: так, можна прокладати й напірні труби. Хоч у назві присутнє слово «гравітація», технологія дозволяє дуже точно укладати й напірні мережі, що розширює сферу її застосування.

Ł.M.: Розгляньмо економічні аспекти. Які основні відмінності в витратах у порівнянні з традиційними методами?

K.F.: Різниця в витратах часто суттєва і на користь гравітаційної бурової установки. По-перше, відсутні витрати на знесення та відновлення покриття, що у міських умовах дає значну економію. Додатково не відбувається заміна ґрунтів, яка часто потрібна при глибоких розкопках. Також знижені витрати на осушення, бо немає необхідності масштабного пониження рівня ґрунтових вод.

Ł.M.: На завершення цієї частини, будь ласка, опишіть ключові технологічні етапи виконання гравітаційного проколу.

K.F.: Як уже згадувалося, процес складається з двох основних етапів. Етап I — пілотний прокол, під час якого точно задається й пробурюється траса для мережі. На етапі II відбувається переналагодження бурових пристроїв і протягування цільової труби по пройденій трасі пілотного штангового каналу.

Проєктні питання

Ł.M.: Перейдемо до проєктних аспектів. Які геотехнічні дані є абсолютно необхідними для правильного проєктування проколу під мережу?

K.F.: Ключовими є геологічні свердловини, виконані вздовж траси проколу, які мають містити детальну інформацію про структуру ґрунту та, не менш важливо, точне визначення рівня ґрунтових вод. Це дозволяє правильно підібрати параметри бурової установки і промивної рідини.

Ł.M.: Чи потрібні для проєктування також геофізична документація або CPT-зондирування? Яке їхнє значення?

K.F.: Геофізичні дані та CPT (конусне зондування) дуже корисні, оскільки дають додаткову, детальну інформацію про властивості ґрунту і дозволяють ще точніше планувати роботи та мінімізувати ризики. Проте вони не є безумовно обов’язковими, якщо ми маємо достатні дані зі свердловин, у тому числі про очікувану несучу здатність ґрунту.

Ł.M.: Технологія гравітаційної бурової установки відома своєю компактністю. Як у проєкті спроектувати стартові й приймальні камери, щоб максимально використати цю перевагу і в більшості випадків уникнути необхідності будувати традиційні стартові колодязі?

K.F.: Це одна з головних переваг нашої технології. Як стартові й приймальні камери зазвичай використовують стандартні залізобетонні колодязі розмірів DN1200, DN1500, але в більшості випадків наша технологія дозволяє уникати встановлення спеціальних технічних камер. Ми також можемо використовувати готові стартові камери, виготовлені нашою компанією, які спроєктовані з урахуванням мінімізації займаної площі. Це забезпечує значну економію часу й коштів, а також дає змогу працювати в місцях, де традиційні колодязі неможливо розмістити через обмежені простори.

Ключовими є геологічні свердловини, виконані вздовж траси проколу, які мають містити детальну інформацію про структуру ґрунту та, не менш важливо, точне визначення рівня ґрунтових вод

Ł.M.: Чи можна виконувати гравітаційні проколи по кривій, чи лише по прямій лінії?

K.F.: У технології гравітаційної бурової установки проколи виконуються виключно по прямій лінії. Точний контроль ухилу та осі вимагає прямолінійного траєкторного руху.

Ł.M.: Чи можливі гібридні рішення, наприклад частина мережі — відкритим котлованом, а частина — бурінням?

K.F.: Звісно. Часто застосовуються гібридні рішення, поєднуючи традиційні відкриті роботи з гравітаційними проколами. Це дозволяє оптимізувати витрати та строки виконання, а також долати складні ділянки, де розкопки неможливі.

Умови ґрунту та місцевості

Ł.M.: Як технологія гравітаційної бурової установки поводиться у насичених водою ґрунтах? Чи високий рівень ґрунтових вод є проблемою?

K.F.: Так, наша технологія працює і в підтоплених ґрунтах. Однак можливість застосування в конкретних ґрунтово-водних умовах завжди оцінюється індивідуально. Ми аналізуємо рівень та динаміку ґрунтових вод, щоб визначити необхідні додаткові заходи, наприклад осушення, та підібрати відповідні параметри бурової установки і промивної рідини.

Ł.M.: Чи можна виконувати проколи під заболоченими ділянками або безпосередньо поруч із річками?

K.F.: Так, це можливо. Безтраншейні технології особливо корисні в таких місцях, оскільки зменшують ризик дестабілізації території та негативного впливу на екосистему.

Ł.M.: Як пристрій поводиться в глинистому або піщаному ґрунті? Чи якийсь тип ґрунту більш сприятливий чи створює більші виклики?

K.F.: Пристрій добре працює як у глинистих, так і в піщаних ґрунтах. Звісно, кожен тип ґрунту вимагає коригування параметрів буріння та складу бентонітової рідини, але в цілому суттєвих протипоказань немає.

Ł.M.: Чи присутність валунів у ґрунті унеможливлює виконання проколу?

K.F.: На жаль, наявність великих валунів робить виконання проколу неможливим. Наша технологія, як і багато інших безтраншейних методів, не призначена для проходження через великі тверді перешкоди.

Ł.M.: Які заходи можна застосувати у випадку неоднорідної структури ґрунту, щоб забезпечити безперервність робіт?

K.F.: У разі неоднорідних ґрунтів важливо підібрати склад бентонітової промивної рідини та відповідне бурове обладнання та його параметри. Завдяки гнучкості технології ми здатні адаптуватися до змінних умов і забезпечити безперервність робіт.

Виконавчі аспекти

Ł.M.: Який середній час виконання проколу довжиною до 30 метрів?

K.F.: Середній час виконання проколу до 30 метрів зазвичай складає від 1 до 2 робочих днів, залежно від умов ґрунту та складності проєкту.

Ł.M.: Яке технічне забезпечення має надати підрядник на майданчику, щоб гарантувати оперативне виконання проколу? Чи полегшує компактність технології логістику?

K.F.: Підрядник насамперед має забезпечити доступ до води для технологічних потреб проколу. За потреби можуть знадобитися асенізаційний автомобіль для вивезення урубків, роботи з осушення у разі значного притоку ґрунтових вод, а також система перекачування стоків при ремонті на працюючому колекторі. Компактність технології суттєво спрощує логістику, особливо на вузьких вулицях і в обмежених просторах, оскільки наше обладнання займає мінімальну площу.

Контроль над процесом дуже точний. На підставі показань приймача та відхилення датчика пілотної штанги оператор оперативно коригує трасу.

Ł.M.: Як відбувається мобілізація та демобілізація обладнання на майданчику?

K.F.: На будівельний майданчик зазвичай приїжджають два автомобілі: вантажівка (18 т) та мікроавтобус (3,5 т). Для монтажу і демонтажу бурової установки у колодязі ми використовуємо HDS, встановлений на вантажівці. Усе планується так, щоб мінімізувати час і незручності на майданчику.

Ł.M.: Чи потрібні дозволи на зайняття смуги дороги у випадку виконання проколів?

K.F.: Якщо роботи пов’язані з звуженням або закриттям смуги дороги — так, потрібні дозволи. Взагалі при будь-яких роботах в межах смуги дороги необхідно погоджуватися з дорожнім управлінням та відповідними службами.

Ł.M.: Скільки осіб зазвичай обслуговує комплекс для гравітаційного проколу?

K.F.: Зазвичай для обслуговування комплекту гравітаційного проколу потрібно чотири особи.

Ł.M.: Як відбувається контроль осі і ухилу в реальному часі під час буріння?

K.F.: Контроль дуже точний. На підставі показань приймача та відхилення пілотної штанги оператор оперативно коригує трасу. Корекція здійснюється завдяки відповідному відхиленню стабілізатора (плавника) на пілотній штанзі, що дає змогу точно керувати напрямком буріння.

Ł.M.: Як перевіряють правильність виконання, щоб бути впевненими, що все йде за планом?

K.F.: У першій штанзі, так званій пілотній, встановлена сонда, яка передає дані про відхилення, температуру та інші параметри на приймач. Приймач також може вказати точне положення та заглиблення сонди за допомогою електромагнітного сигналу, що забезпечує повний контроль процесу.

Ł.M.: Що робиться, якщо під час буріння зустрічається непередбачена перешкода в ґрунті?

K.F.: У разі виявлення перешкоди насамперед ми намагаємось скоригувати ухил або відхилення від траси. Якщо зіткнення лобове і перешкода не надто велика, ми пробуємо її проточити. Якщо ж перешкода занадто велика або тверда (наприклад валун), може знадобитися змінити трасу або застосувати інший метод.

Мережі та матеріали

Ł.M.: Які типи мереж можна укладати за допомогою цієї технології? Чи є специфічні вимоги до матеріалів?

K.F.: Ми можемо укладати всі труби, пристосовані до протягування, тобто такі, що відповідають технологіям безтраншейного монтажу. Крім того, при бурінні від колодязя до колодязя можливе встановлення труб, що з’єднуються в обмеженому просторі камери, що є важливим при роботі на вузьких вулицях.

Ł.M.: Як забезпечується герметичність стиків між ділянками мережі?

K.F.: Герметичність стиків забезпечується застосуванням двопелюсткової манжети, яка гарантує міцне та герметичне з’єднання, стійке до протікань і інфільтрації.

Ł.M.: Які стандартні діаметри мережі можна укладати гравітаційною буровою установкою?

K.F.: Стандартні модулі труб з поліпропілену (PP), які ми можемо укладати: 110, 180, 225, 280, 315, 400, 450 і 500 мм. Для труб з поліетилену (PE) можливі діаметри до 500 мм.

Безпека і нагляд

Ł.M.: Які правила охорони праці діють при використанні цієї технології? Чи є якісь специфічні вказівки?

K.F.: Всі правила охорони праці детально описані в нашій Інструкції з безпечного виконання робіт (IBWR). Ми докладаємо максимум зусиль, щоб роботи проводились безпечно для працівників і оточення, відповідно до чинних норм та стандартів.

Ł.M.: Чи можна виконувати роботи поруч з діючими залізничними коліями або інтенсивно використовуваними вулицями?

K.F.: Так, можна. Це одна з основних переваг безтраншейних технологій — мінімальні порушення руху та інфраструктури. Звичайно, потрібна тісна співпраця з балансоутримувачами інфраструктури та дотримання заходів безпеки.

Ł.M.: Які процедури приймання робіт після завершення проколу?

K.F.: Зазвичай процедури приймання включають TV-інспекцію внутрішнього стану прокладеної мережі для перевірки її стану та правильності укладки, а також геодезичну інвентаризацію, що підтверджує точне положення і ухил проколу.

Ł.M.: Чи доступні звіти «після виконання» з ходу проколу?

K.F.: Так, системи трасування, які ми застосовуємо, здатні генерувати післявиконавчі звіти. Вони містять дані про трасу проколу, глибини, ухили й інші параметри, що є цінною документацією для інвестора.

Екологія та сталий розвиток

Ł.M.: Який вплив технологія має на навколишнє середовище у порівнянні з традиційними методами?

K.F.: Технологія гравітаційної бурової установки мінімізує або взагалі не має негативного впливу на довкілля. На відміну від традиційних котлованів, вона не потребує видалення великої кількості ґрунту, не порушує структуру масиву у великому масштабі і не генерує значних викидів.

Ł.M.: Яка різниця в емісії CO2 у порівнянні з відкритими розкопками? Чи це більш екологічний метод?

K.F.: Безумовно так. Викиди CO2 значно менші при використанні технології проколів у порівнянні з відкритими розкопками. Це зумовлено меншим споживанням палива машинами, відсутністю потреби в транспортуванні великих обсягів урубку і мінімізацією порушень дорожнього руху.

Ł.M.: Як виглядає питання рекультивації території після робіт?

K.F.: У разі застосування гравітаційної бурової установки немає потреби в масштабній рекультивації. Мінімальне втручання у поверхню означає, що після завершення робіт достатньо незначних відновлювальних заходів.

Інші практичні питання

Ł.M.: Технологія гравітаційної бурової установки відома можливістю роботи в складних умовах. Чи можливо виконувати роботи в зимовий період, що дозволяє зменшити сезонність?

K.F.: Так, це важлива перевага нашої технології. Виконання робіт у зимових умовах можливе, що значно зменшує сезонність і дозволяє продовжувати проєкти протягом року. Звісно, при дуже низьких температурах, близьких до замерзання води, можуть виникнути обмеження через використання бентонітової промивної рідини на водній основі, але в більшості випадків зимові умови не є перешкодою для виконання проколів.

У випадку технології гравітаційної бурової установки немає потреби в масштабній рекультивації території. Мінімальне втручання у поверхню означає, що після завершення робіт достатньо лише засипати невеликі стартові та приймальні камери, і навколишня територія швидко повертається до початкового стану

Ł.M.: Які найпоширеніші проєктні помилки при цій технології?

K.F.: Одна з найпоширеніших помилок — відсутність відомостей про необхідність заглиблення технологічних колодязів, якщо такі передбачені. Невірна глибина стартового чи приймального колодязя може ускладнити або унеможливити коректне встановлення та роботу бурової установки.

Ł.M.: Чи підходить технологія для модернізації старих каналізаційних систем?

K.F.: Абсолютно так! Технологія гравітаційної бурової установки чудово підходить для модернізації старих каналізаційних систем. Вона дозволяє замінювати деградовані канали, а також рівномірно збільшувати їхній діаметр щодо осі, що важливо при зростанні потреб у ретенції й транспортуванні.

Ł.M.: Дуже дякую за такі вичерпні та корисні відповіді. Це інтерв'ю однозначно прояснило багато питань щодо технології гравітаційної бурової установки, підкресливши її компактність, можливість роботи у вузьких вулицях та обмежених просторах, відсутність необхідності в установці стартових колодязів у більшості випадків та можливість працювати взимку, що зводить до мінімуму сезонність робіт.

K.F.: Мені було приємно. Радий, що зміг ознайомити вас із цією інноваційною та ефективною методикою.