Wykonywanie Przepustów Wielkośrednicowych w Gruntach Niebudowlanych i Konstrukcjach Nasypowych

W procesach bezwykopowej budowy podziemnych instalacji inżynierskich, spotykamy się z problemem konieczności ułożenia rurociągu na niestabilnym podłożu. Zwykle problem ten rozwiązuje projektant, lecz możemy się z nim spotkać także w wyniku nieprzewidzianych okoliczności. A są to: brak badań geologicznych (dla całego projektu), brak badań geologicznych w miejscu występowania formacji luźnych, brak pozwolenia właściciela nawierzchni (droga, torowisko, chodnik, cenne zasoby przyrodnicze) pod którą budowana jest instalacja. Dodatkowe komplikacje powoduje procedura przetargowa wymuszająca minimalizację kosztów i ryczałtowe rozliczenie zadania. Niebagatelne znaczenie ma też opinia wizerunkowa firmy.

Problem niestabilnego podłoża nabiera szczególnego znaczenia w trakcie budowy instalacji wielkośrednicowych o fi zewnętrznym powyżej 800 mm, dla potrzeb kanalizacji grawitacyjnych, transportujących wody opadowe lub sanitarne do cieków wodnych. Rzędna lokalnego cieku wymusza trasę budowanego rurociągu i jego spadki. Jak tłumaczy nasz rozmówca z firmy Jumarpol w Gliwicach – Najwyższych starań należy dołożyć, gdy przekraczane są drogi i tory kolejowe, gdyż zachowanie ich stabilności rzutuje na bezpieczeństwo ludzi. Zachowanie poniższych reżimów technologicznych pozwoli także uniknąć deformacji kanału, a więc rozszczelnień przeciwspadków i zamuleń.

Budowa przepustów w gruntach słabo zagęszczonych eliminuje zastosowanie niektórych metod bezwykopowych. Nie można stosować metod generujących drgania (wbijanie młotem udarowym i pokrewne), gdyż spowoduje to niekontrolowane osiadanie gruntu zarówno pod, jak i nad instalowaną rurą. Niezalecaną metodą jest także metoda horyzontalnego przewiertu sterowanego (HDD) ze względu na brak możliwości kontroli stabilności drążonego tunelu. Niepewne rezultaty dadzą także metody wiercenia ślimakowego ze śledzeniem teleoptycznym oraz mikrotunelowania głowicą zamkniętą. Jedyną metodą gwarantującą pożądane rezultaty jest metoda statycznego wciskania rur z wyprzedzającą stabilizacją gruntu.

Przed przystąpieniem do robót należy zgromadzić (część wyprodukować) maszyny, materiały i narzędzia potrzebne do tego procesu. Są to (oprócz maszyny przeciskowej z otwartą głowicą urabiającą):

• kompresor o wydajności min.54 m3/h,
• zestaw pompowy do tłoczenia dwuskładnikowych substancji klejących np. HA 1P (do kupienia lub wypożyczenia w firmie Minowa Ekochem S.A. Siemianowice Śląskie) lub zestaw równoważny,
• zestaw do iniekcji – do zakupienia lub (celem obniżenia kosztów) wykonania we własnym zakresie,
• preparat konsolidujący.

Technologia wykonania przepustu

Z szalowanej komory startowej wyposażonej w blok oporowy, zatłaczamy głowicę sterującą otwartą. Następnie pod kątem 18 stopni, przy użyciu małego młota pneumatycznego, zabijamy lance tak by utworzyły "parasol" nad instalowaną rurą. Powyższą operacje wykonujemy także pod instalowaną rurą. Do zainstalowanych lanc tłoczymy mieszankę konsolidującą. Tłoczymy ją aż do momentu gdy zacznie wypływać wzdłuż lancy. Mieszanka klejąca penetruje grunt, wypełnia szczeliny, kawerny i spaja ziarna piasku, tworzy korzeniowatą strukturę wzmacniając grunt pod rurą i tworząc nad nią "parasol". Czas wiązania wynosi 2h. Ilość substancji niezbędnej do umocnienia gruntu jest trudna do oszacowania, ze względu na różną chłonność gruntu. Po wykonaniu kilku metrów tunelu można oszacować ilość potrzebną do wykonania przecisku.

W kolejnym etapie (po związaniu mikstury) wykręcamy przedłużkę. Czynimy tak by przemieszczająca się głowica mikrotunelowa nie zahaczyła o stalową lancę. Następnie drążymy tunel na odległość 1 mb. i powtarzamy czynność iniekcji w sposób wyżej opisany. Tłoczona rura (betonowa, polimerowo-betonowa, kompozytowa lub stalowa) powinna być zwilżona substancją polimerową typu Argipol (lub równoważną). Środek ten zapobiega przyklejaniu się gruntu do przeciskanej rury, wydatnie zmniejszając współczynnik tarcia między gruntem a instalowaną rurą, co wpływa na zapotrzebowanie mocy przy wciskaniu. Nanoszony powinien być natryskowo lub pędzlem, ewentualnie szmatą na pobocznicę rury, bezpośrednio przed wniknięciem jej w grunt. Niedopuszczalnym jest wysychanie specyfiku na rurze.

Po wtłoczeniu 6 mb instalacji (dwa trzymetrowe odcinki rur) należy zwilżyć pobocznicę bentonitem. Realizujemy to poprzez tłoczenie przygotowanej wcześniej płuczki bentonitowej. Tłoczenie odbywa się przez fabrycznie przygotowane dysze, a w wypadku rury stalowej, przez nagwintowane otwory, w które wkręcamy dysze. Ilość podanego bentonitu musi być niewielka, rzędu jeden litr na dyszę, aby nie naruszyć niestabilnej struktury gruntu. W ten sposób postępujemy aż do wykonania przekroczenia przeszkody i dotarcia do komory odbiorczej. Dobrą praktyką jest kontynuowanie pracy w sposób ciągły oraz takie ustawienie zmian, by czasy zakończeniowo-przygotowawcze zbiegały się z czasem wiązania specyfiku klejącego.

Niezbędnik Inżyniera Robót

• Zgromadź niezbędne maszyny (kompresor, zestaw pompowy, maszyna przeciskowa).
• Zgromadź narzędzia w ilości niezbędnej do realizacji całego zadania (lance, przedłużki, złączki).
• Zakup preparat konsolidujący (zapewnij sobie dodatkową dostawę, gdyby okazało się, że zużycie jest większe od przewidywanego).
• Przygotuj materiały smarne (polimer, bentonit).
• Przeczytaj instrukcję obsługi zestawu pompowego (jest zwykle rzadko używany i przez to zapominany) przeszkól osoby wyznaczone do obsługi.
• Zapoznaj się z instrukcją używania preparatu konsolidującego.
• Kontroluj jakość wykonywanej pracy (ilość zabitych lanc, kąt ich pogrążania, ilość zatłaczanego kleju – musi wyciec po lancy).
• Kontroluj stopień związania mieszanki gruntowo-klejowej.
• Kontroluj demontaż przedłużek.
• Kontroluj odległości między rzędami lanc (wytworzone "korzenie" muszą na siebie zachodzić).
• Kontroluj prawidłowość smarowania pobocznicy rury polimerem.
• Kontroluj podawanie płuczki bentonitowej (nie więcej niż jeden litr na dyszę).
• Organizuj pracę tak by zadanie było wykonywane w sposób ciągły (szczególnie pod czynnym torem kolejowym).
• Organizuj pracę tak, aby zmiany ekip roboczych oraz wszelkie prace porządkowe i przygotowawczo-zakończeniowe odbywały się w czasie wiązania zaczynu konsolidującego.