Řízené protlaky

Metoda HORIZONTÁLNÍCH VRTŮ

V protikladu ke konvenčnímu způsobu provádění je potrubí při použití metody horizontálních vrtů s výplachem pokládáno pomocí životní prostředí chránící metody hydromechanických nízkotlakových vrtů bez výkopu a bez zásahu do přírody, případně obtěžování obyvatelstva, které normálně způsobuje stavební provoz. Dané podloží je zde částečně rozpouštěné jemnými paprsky vrtné suspenze pod tlakem, částečně je těžené mechanicky pomocí rotujících nástrojů. Používaná kapalina při vrtu s výplachem se skládá ze směsi vody a bentonitu, do které se přidávají další speciální přísady podle vlastnosti podloží. Bentonit je přirozeně se vyskytující destičkovitý jílový minerál, který je velmi bobtnavý, a tím má i schopnost vázat velké množství vody. Nezatěžuje životní prostředí, k dispozici je potvrzení o nezávadnosti při jeho použití a skladování.

Dané poměry podloží je třeba pro použití vrtného zařízení s výplachem charakterizovat následovně:


Nasazení zvětšovací hlavice

Před zatahováním

Za pomoci řízených výplachových vrtů je možné pokládat takové trubky, které je možné navzájem spojit dostatečně pevně na tah, jako trubky ocelové, duktilní z litiny nebo z vysokotlakého polyetylénu, ale i kabely a dálková potrubí tepla nebo drenážní potrubí.

Před zahájením samotných prací je nutné znát strukturu podloží a eventuální polohu cizích inženýrských sítí, aby se mohl brát zřetel na možné existující překážky při stanovení průběhu vrtu již ve fázi plánování. Ve vztahu k projektu může být vyžadováno výškové zaměření terénu a vytvoření profilu.

Pro pokládku řízenými protlaky je zapotřebí jeden startovací a jeden cílový výkop, jejichž velikost je závislá na hloubce pokládání, délce vrtání, daném podloží i na průměru pokládaných trubek. V případě nejasností u již existujícího potrubí nebo vedení může být požadováno provedení dodatečných orientačních sond v průběhu trasy.

Délka pokládky jednotlivých úseků je v závislosti na kvalitě podloží a průměru potrubí různá, ideální jsou však délky od 100 do 150 m.

Vlastní vrty se provádí ve dvou až třech pracovních operacích, přičemž počátek činí řízený vrt s následnou operací rozšiřování a závěrečným vtahováním trubky.

A) Vrty v podloží třídy 1 - 5

1. Pilotní vrt

K tomuto účelu se vrtná souprava postaví a seřídí před startovacím výkopem (viz obrázek 1). Poté se projede startovací výkop rotující řízenou vrtnou hlavicí a vytvoří se pilotní vrt podle předem přesně stanovené vrtné trasy. Určení polohy vrtné hlavice se provádí pomocí integrovaného vysílače, který má vestavěné senzory. Sonda moduluje signály vysílače a přenáší data o úhlu naklonění a natočení vysílače a tím i vrtné hlavice do řízeného přijímače na povrchu. Současně se data přenášejí dálkovým přenosem na displej vrtné soupravy, aby obsluha vrtného zařízení mohla co nejrychleji korigovat pomocí příslušných pohybů řízení možné odchylky od požadované trasy. Vysílač je napájený buď z baterií nebo kabelem s napájecím proudem od vrtné soupravy především u delších vrtů.

Vlastní řízení probíhá za pomoci zkosené řídící plochy na přední straně vrtné hlavice, která je před začátkem vrtu přesně nastavená směrem nahoru. Tato poloha je stanovená jako vztažná a jako "12 hodin". Následný vrt a pohyby řízení se provádějí z této polohy ve směru pohybu hodinových ručiček.


Obrázek 1: Schématické zobrazení řízeného vrtu

Na samém konci vrtné hlavice, bezprostředně před řídící plochou, se nachází trysky, ze kterých vychází pod tlakem výplachová kapalina a narušuje danou půdu. Pokud se vrtné tyčové ústrojí posouvá bez rotace, je zkosená řídící plocha přitlačovaná proti dané zemině a silou tlačená do vrtného kanálu vytvořeného předběžným řezáním paprsky z trysek. Vrtná hlavice ve tvaru kužele se vyhýbá tlaku půdy a tak umožňuje řízení. Má-li se vytvořit přímočarý vrt, je půda díky rovnoměrné rotaci paprsku z trysky rovnoměrně odstraňovaná ze všech stran.

Uvolněná zem se vynáší do výkopu startu pomocí vyplachování podél vrtného tyčového ústrojí. Současně slouží vrtná suspenze jako podpěra stěny vyvrtaného otvoru a k vytvoření optimální filtrační kůry, aby následující tyčové ústrojí klouzalo vyvrtaným kanálem s co nejmenším třením o stěny.

Poloha řízeného vrtu je přesně dokumentovaná. To se provádí, když se zastaví pohon u vrtné soupravy za účelem vložení nového tyčového ústrojí. Pak se vždy zjišťuje přesná hloubková poloha vysílače, zanese se do protokolu a na povrchu terénu se umístí značka. Když dosáhne vrtná hlavice cílového výkopu, je řízený vrt úspěšně ukončen.

2. Rozšiřování pilotního vrtu

Za tímto účelem se v cílovém výkopu odstraní z vrtného tyčového ústrojí vrtná hlavice a namísto této se připevní speciální rozšiřovací adaptér. Ten je vytvořen ve tvaru kužele a je vybaven zuby pro mechanické ale i tryskami pro hydraulické odstraňování půdy. Rozšiřovací hlavice je poháněna jen rotačně a zpětným chodem zvětšuje průřez pilotního vrtu. Uvolněná vrtná drť se vynáší do cílového příp. startovacího výkopu, jako je tomu u pilotního vrtu pomocí výplachu z vrtaného kanálu.

Podle průměru vtahovaného potrubí se musí operace postupně opakovat s vetší rozšiřovací hlavou tak dlouho, až se dosáhne požadovaného průměru vyvrtaného kanálu, který by měl být vetší než vnější průměr potrubí asi o 20 %.

3. Vtažení potrubí

Vtažení potrubí se provádí jako předchozí rozšiřování od cílového výkopu směrem k výkopu startu. Za tím účelem se potrubí na jednom konci opatří tzv. vnitřní tažnou hlavicí a připevní se k otáčejícímu se záchytu. Tento přenáší rotační pohyb rozšiřovací hlavy nacházející se před ním, takže se vtahovaná trubka pohybuje ve vyvrtané díře rovně s rotací (viz obrázek 2). Vtahování potrubí se provádí stejným způsobem, jako předchozí postupy rozšiřování.


Obrázek 2: Schématické zobrazení vtahování potrubí

Když průřez vyvrtaného kanálu dosáhne požadované velikosti již po prvním rozšíření a poměry v podloží to dovolují, nerozšiřuje se pilotní vrt víckrát, ale potrubí se zavede bezprostředně po pilotním vrtu pomocí prvního rozšiřovacího adaptéru.

B) Vrty v pevných horninách

Průběh prací odpovídá vrtům v kyprých horninách, ale operuje se s jinými nástroji.

Podle pevnosti horniny se používá vrtná souprava s dvouplášťovými vrtnými tyčemi a s dvojím vrt-ným motorem. Ve vrtné hlavici je zakonstruován pro účel řízení ohyb o 1° až 3°. Na nejkrajnějším předním konci se nachází valivé dláto.

Řízení probíhá následovně: pokud se tyčové ústrojí posouvá dopředu bez rotace, dobývá příslušnou horninu jen valivé dláto v souladu s odkloněním motoru a vrtání probíhá po křivce. V případě rotujícího tyčového ústrojí probíhá vrtání po přímce a pilotní vrt se vytvoří s větším průměrem podle odklonění valivého dláta.

Vysílač nezbytný pro řízení se nachází za vrtnou hlavicí. Z převážné části dochází při vrtech ve skále také k použití jiného systému měření, u kterého se data přenášejí kabelem uvnitř tyčového ústrojí na počítač obsluhy vrtacího přístroje, která neustále porovnává požadovaný průběh vrtu se skutečným.


Obrázek 3: Schématické zobrazení uspořádání vysílače a valivého dláta

Pro rozšíření pilotního vrtu se používá tzv. Hole Opener. Rozšiřování pilotního vrtu probíhá rovněž v krocích až do dosažení požadovaného konečného průměru, zatažení trubky se pak provádí jako v případě vrtů v podloží třídy 1 - 5.

Přednosti metody vrtů s výplachem

Ve srovnání s otevřeným způsobem stavby je naše metoda spojená s výhodami, které mají vliv jak na oblast životního prostředí, tak i na kvalitu potrubí, otázku nákladů a akceptování a nakonec na plánování potrubí.

Mapa serveru Úvodní stránka Napište nám