Hoe wordt sleufloze buislegging uitgevoerd: kenmerken van de methode + voorbeeld van werkzaamheden

Bij de aanleg van nieuwe pijpleidingen, alsook bij reparatie of vervanging van oude leidingen, wordt actief gebruik gemaakt van sleufloze buizenlegging.

De verscheidenheid aan methoden maakt het mogelijk de optimale werkwijze te kiezen - afhankelijk van de complexiteit van het terrein of de dichtheid van de bebouwing.

In dit materiaal zullen we in detail vertellen over de methoden van sleufloze aanleg van pijpleidingen en hun onderscheidende kenmerken.

Voordelen en kenmerken van BPT

De voor de hand liggende voordelen in vergelijking met graafwerkzaamheden bij het open graven van sleuven zijn:

• verkorting van de uitvoeringstermijnen;
• minimalisatie van de kosten voor herstel van de openbare ruimte;
• behoud van de normale werking van infrastructuurvoorzieningen;
• vermindering van de impact op ecologisch gevoelige gebieden.

De keuze van de methode voor sleufloze aanleg van de pijpleiding hangt af van de diameter van het benodigde boorgat, de kenmerken van het landschap en de bodem, het materiaal van de te leggen buizen, en de aan- of afwezigheid van bestaande leidingen.

Natuurlijke wateren, bovengrondse en ondergrondse infrastructuur, groenvoorzieningen en gebouwen worden niet aangetast als de werkzaamheden voor de aanleg van pijpleidingen op sleufloze wijze worden uitgevoerd.

Er zijn vele uitvoeringsvormen, maar er kunnen vier hoofdmethoden worden onderscheiden: sanering, grondpersing en -punctie, en horizontaal gestuurd boren.

Reconstructie en vervanging van de pijpleiding met de saneringsmethode

De methode van sanering wordt toegepast wanneer tijdens een inspectie de noodzaak is gebleken van volledige of gedeeltelijke vervanging van de bestaande pijpleiding.

Met behulp van sanering worden de volgende problemen effectief opgelost:

• verstopping van leidinggedeelten en vorming van scheuren;
• aantasting van lokale aftakkingen van leidingen door boomwortels;
• dreiging van leidingbreuk als gevolg van corrosie.

Afhankelijk van de staat van de leidingen en de gestelde doelen wordt gebruikgemaakt van relining- of renovatietechnologie.

Technologie van relining of “buis in buis”

Relining is een vorm van sanering die wordt toegepast bij pijpleidingen waarbij een geringe verlaging van de diameter mogelijk is. Als de werkelijke levensduur van metalen buizen is verstreken en er sprake is van een risico dat ze tot aan de volgende breuk functioneren, worden ze vooraf gereinigd van kalkaanslag, roest en zand.

Er wordt een polyethyleen inlegstuk in de vorm van een huls voorbereid, dat van binnen vooraf wordt gevuld met een polymeermassa die gelijkmatig over de gehele lengte wordt verdeeld. Deze polymere kous wordt onder druk van water of lucht in de buis uitgespreid, terwijl deze binnenstebuiten wordt gekeerd, zodat de eerder aangebrachte massa tegen de wanden van de leiding komt te liggen.

Nadat de huls het volledige segment van de versleten pijpleiding heeft gevuld, wordt onder invloed van temperatuur een polymerisatieproces uitgevoerd. Hierdoor nemen zowel de sterkte van de leidingen als hun doorstroomcapaciteit toe.

Een andere relining-techniek omvat het leggen van nieuwe polypropyleen buizen binnen de bestaande oude buizen. Op deze manier worden stalen, keramische, asbestcement, gietijzeren, betonnen en gewapend betonnen pijpleidingen met een diameter van 200-315 mm vervangen.

Relining – een snelle en economische manier om een pijpleiding te vernieuwen en de doorvoercapaciteit te vergroten, ondanks een geringe vermindering van de binnendiameter van de buizen.

Hierbij moet u er rekening mee houden dat op de plaatsen waar PVC-buizen worden verbonden een naad van ongeveer 15 mm ontstaat, en daarvan moet u de spleet meten tussen de binnendiameter van de oude buis en de buitenoppervlakte van de nieuwe buis.

Door de lage hydraulische weerstand van kunststofbuizen verslechtert de doorvoercapaciteit niet, zelfs niet bij een vermindering van de diameter.

Vernieuwing van pijpleidingen met de renovatiemethode

Nog een variant van sanering is renovatie. Het verschilt van relining door een veel minder zachte benadering van de bestaande leidingen, die worden vernietigd en in de grond worden verdicht, waardoor een beschermende omhulling ontstaat voor de nieuwe pijpleiding, die vaak een grotere diameter heeft.

Bij toepassing van de renovatietechniek worden de versleten segmenten van de oude pijpleiding vernietigd en in de grond gedrukt, waardoor voor de nieuwe leidingen een extra beschermende omhulling ontstaat.

Voor dergelijke sleufloze buisinstallatie is gespecialiseerde apparatuur nodig – er wordt een pneumatische slagmachine gebruikt met een conische expander, voorzien van snijribben. In de video onder het artikel wordt duidelijk getoond hoe de kegel een buis van 6 millimeter staal verwerkt.

Het werkmechanisme wordt aan de trekkabel bevestigd, waarna stapsgewijs modules van PVC-buizen worden aangesloten, waarvan de lengte kan variëren van 600 tot 1000 mm – afhankelijk van de breedte van de put. De pneumatische slang wordt aangesloten op de compressor, waarna deze samen met de veiligheidskabel door de aangesloten modules wordt gevoerd.

De toegang tot de te vervangen pijpleiding wordt verbreed en de pneumatische slagmachine wordt erin gebracht. Terwijl deze door de leidingen beweegt, verbrijzelt hij ze en trekt tegelijkertijd het bekledingsmateriaal mee.

Methoden van grondpersen

Grondverdringing wordt ook uitgevoerd in een aanzienlijk aantal varianten. Dit zijn de microtunneltechniek, het gebruik van pneumatische hamers, gericht schroefboren, gestuurde en ongestuurde doorboring.

Elk van deze methoden voor sleufloos leggen is gewild en relevant, afhankelijk van de locatie van de leidingen.

Mantelbuis voor leidingen of de methode van ongestuurde doorboring

Bij deze methode wordt de mantelbuis in de grond gedrukt, terwijl tegelijkertijd de grond wordt verwijderd. Meestal worden voor de verwijdering schroeven gebruikt, minder vaak perslucht en waterstralen.

Ongestuurde doorboring wordt toegepast bij elk type grond, hoewel er problemen kunnen optreden bij losse grond en bij de aanwezigheid van grote stenen, wanneer de mantelbuis wordt samengedrukt door de grond of de voortgang ervan wordt geblokkeerd.

Tijdens de voorbereidingsfase wordt de mantelbuis in de bouwput exact uitgelijnd met de booras. Vanwege mogelijke obstakels kan het traject worden gecorrigeerd door het gebruik van twee buizen, waarvan er één een grotere diameter heeft dan nodig, waarbinnen de buizenstreng van de vereiste diameter wordt gelegd.

De buitenste buis fungeert als een soort beschermhuls en beschermt de werkbuis, wat relevant is wanneer de aanleg plaatsvindt onder spoorwegen, tramlijnen en snelwegen met een hoge belasting.

Een van de meest gangbare installaties voor het sleufloos leggen van buizenstrengen met een kleine diameter. De voordelen van de installatie – compactheid en gemak van transport.

Het verschil in diameter bedraagt meestal 150-250 mm, en de ruimte tussen de buizen wordt opgevuld met een cement-zandmortel. Hierdoor wordt de gronddruk op de werkbuis verminderd, de belasting door het verkeer verkleind en wordt bescherming geboden tegen andere nabijgelegen leidingen.

De lengte van de mantelbuissegmenten varieert van 3 tot 12 meter; tijdens het leggen worden ze achtereenvolgens aan elkaar gelast.

Onderscheidende kenmerken van gestuurde doorboring

Deze methode verschilt van ongestuurde boring door het extra gebruik van afbuigplaten – stalen platen die aan de voorkant van de mantelbuis zijn bevestigd. Ze worden opgetild met behulp van hydraulische cilinders, waardoor de boorrichting wordt gecorrigeerd.

De gestuurde grondboorinstallatie UPGK-40U kan worden gebruikt in putten met een diameter tot één meter en een mangatdeksel tot 600 mm.

In beide gevallen wordt een bentonietoplossing gebruikt om de wrijving te verminderen, die na het leggen van de leiding wordt afgepompt en na filtratie opnieuw kan worden gebruikt.

Meer informatie over de techniek van het leggen van buizen door middel van boren is te lezen in dit artikel.

Inzet van pneumatische hamers in dichte grondsoorten

Het gebruik van pneumatische doorboorapparaten voor gronddoorboring is de goedkoopste, snelste en meest efficiënte methode, vanwege de relatief hoge nauwkeurigheid van de sleufloze doorvoer.

Deze methode vereist geen extra steunpunten voor hydraulische vijzels; er wordt klein en gemakkelijk te transporteren apparatuur gebruikt, en er zijn minimale eisen aan de voorbereiding van de bouwplaats.

Een pneumatische doorboor van dit vermogen wordt gebruikt voor het boren van gaten met een diameter van 155 mm zonder verruimer tot 245 mm met gebruik van een verruimer.

Door de samengeperste lucht ontstaat voldoende slagenergie, waardoor een open stalen buis van maximaal 80 meter lengte in grond van hoge sterkte wordt geheid. De gemiddelde aanlegsnelheid bedraagt daarbij 15 meter per uur. Na het leggen worden de buizen met water en perslucht van grond gereinigd. Buizen met grote diameter worden handmatig gereinigd.

Voordelen van de microtunneltechniek

Het microtunnelingproces is volledig geautomatiseerd. De mantel- en werkbuizen worden niet alleen van staal vervaardigd, maar ook van keramiek, glasvezel, gietijzer en gewapend beton. De gemiddelde boorafstand zonder het verplaatsen van het hydraulisch station bedraagt 100 tot 250 meter.

Microtunnelboormachines maken het mogelijk om stalen en gewapend betonnen mantelbuizen met een diameter tot 1700 mm te leggen in gronden die keien en rotsinsluitsels bevatten.

De afstand varieert afhankelijk van het type grond, het vermogen van het persraam waarmee de microtunnelinstallatie is uitgerust, en het materiaal van de gebruikte buizen – afhankelijk van welke drukkracht de buis kan weerstaan.

Gebruik van installaties voor gestuurd schroefboren

Het inzetten van boorschroefinstallaties is een goedkoop alternatief voor microtunneling. Deze installaties maken het mogelijk om mantelbuizen met hoge precisie en met inachtneming van het ontwerpverhang te leggen, wat relevant is voor zwaartekrachtleidingen.

Beperkingen voor toepassing kunnen drijfzand en grote harde insluitsels in de grond zijn. De boorafstand bedraagt gewoonlijk niet meer dan 80 meter.

Maximale lengte van het boorgat voor het verplaatsen van de boorschroefuitrusting – ongeveer 80 meter. De afstand hangt ook af van de sterkte van de mantelbuis.

Het gebruik van schroeven met een holle as maakt het mogelijk te boren zonder het aanleggen van een ontvangstput.

Methode van horizontaal gestuurd boren

Dit is misschien wel de duurste methode van alle bestaande methoden voor sleufloze buislegging, maar ook de meest geavanceerde.

Men gebruikt HDD niet alleen voor het boren over lange afstanden en het leggen van buizen met grote diameters, maar ook in gevallen waarin een klein stuk pijpleiding met een kleine diameter dicht bij particuliere eigendommen of cultureel waardevolle objecten moet worden gelegd.

In het proces wordt boorvloeistof gebruikt, die zorgt voor vermindering van wrijving bij het trekken van de buislijn, het in suspensie houden van de uitgegraven grond om samendrukking van het gelegde materiaal te voorkomen, koeling en smering van de apparatuur, en het afvoeren van de uitgegraven grond naar de oppervlakte.

De boorvloeistof wordt bereid door bentoniet - een natuurlijk mineraal met een reeks speciale additieven - met water te verdunnen. De resulterende suspensie voorkomt instorting van kanalen en maakt gedeeltelijke of volledige afpomping van grondwater overbodig, omdat zij haar functie zelfs in doorlatende grond kan vervullen.

Horizontaal gestuurd boren in waterverzadigde grond vereist een nauwkeurige controle van de druk en het debiet van de boorvloeistof, evenals het gebruik van speciale additieven bij de bereiding ervan.

Aangezien het water voor de bereiding van de vloeistof wordt gewonnen uit nabijgelegen waterlichamen, moet u rekening houden met de aanwezigheid van minerale zouten en de pH van het grondwater, aangezien deze parameters de stabiliteit van de suspensie kunnen beïnvloeden. Deze aanpak maakt het mogelijk om ongecontroleerde erosie te voorkomen.

De uitvoering van HDD-werkzaamheden kan in verschillende fasen worden verdeeld:

• planning van het boortraject;
• voorbereiding van de werkplek;
• uitvoering van de pilotboring;
• fase van het verwijden van het boorgat;
• terugtrekken;
• herstel van het terrein.

Laten we elk punt van het plan bekijken.

Fase van planning en berekening van het boorgattraject

Voor aanvang van het boren moet u het boortraject berekenen en plannen.

Houd niet alleen rekening met de lengte en diepte van het traject, maar ook met mogelijke obstakels, zoals:

• verdichtbaarheid van de grond, de porositeit en kleverigheid;
• vochtgehalte en grondwaterpeil;
• aanwezigheid van grote stenen en gesteenten;
• ondergrondse structuren die aan het boorgebied grenzen.

De mogelijke risico's worden vastgesteld en er worden meldingen gestuurd naar de hulpdiensten en de verkeerspolitie.

Zelfs bij het leggen van leidingen over een korte afstand, moet u het boortraject nauwkeurig berekenen en rekening houden met mogelijke risico's.

Er wordt een tekening van het boortraject gemaakt of er wordt direct op het terrein afzetting gedaan. Bij een serieuze technische benadering worden de in- en uittreehoeken van de boor en de minimaal toegestane kromtestralen van de stangenstreng in aanmerking genomen.

De grootste belasting op de installatie treedt op bij het gelijktijdig verwijden van de pilotboring en het leggen van de pijpleiding, daarom worden de berekeningen uitgevoerd met een correctie voor het vermogen van de apparatuur.

Organisatie van de locatie voor horizontaal gestuurd boren

Het HDD-systeem wordt naar de locatie gebracht, uitgeladen en op de werkplek opgesteld. Het is noodzakelijk de hellingshoek van het boorframe te controleren en de installatie met ankers te bevestigen.

Zonder dergelijke bevestiging slijten de boor, de aandrijving en het boorframe sneller, dus men mag de fixatie niet verwaarlozen. Vervolgens moet u een proefstart van de suspensiemixer en de motoren van de installatie uitvoeren en de stabiliteit van de aansluitingen van de hydraulische slangen controleren.

Uitvoering van een pilotboring

Het pilotboren omvat het doorlopen van de gehele lengte van het boorgattraject met een kleine diameter die voldoende is om de stangenstreng door te trekken. Het eerste segment wordt in de geleidestang geladen, de schroefverbinding wordt rijkelijk gesmeerd en verbonden met de boorkop — een apparaat bestaande uit een zender van het lokalisatiesysteem, het boorblad zelf, en een filter voor de toevoer van suspensie.

Vervolgens wordt bentonietoplossing toegevoerd en de druk geregeld — dit is nodig om ervoor te zorgen dat de suspensie door de slangen in de boorstang gaat, in de boorstreng, het filter en de sproeiers van de boorkop komt, en vervolgens met de vereiste druk naar buiten komt.

De operator van de installatie maakt de ingangsopening loodrecht op het grondoppervlak ten opzichte van de lengteas van de boorkop, waarna hij boort, waarbij hij achtereenvolgens de stangenstreng verlengt.

Een klein team van operators, minimale verstoring van het bestaande landschap, hoge snelheid van pijpleidingbouw – overtuigende argumenten voor HDD.

De operator van het locatiesysteem markeert posities, diepte en boorhoek, vergelijkt met de geplande trajectorie en tekent de werkelijke trajectorie op het plan indien heroriëntatie nodig is. Nadat de boorkop op het uitgangspunt verschijnt, is het pilotboren voltooid.

Fasen van boorgatverruiming en aanleg van de tunnel

Tijdens het pilotboren wordt een boorgat van 75-100 mm breedte gevormd, wat voldoende is bij het leggen van leidingen met kleine diameter. Als de diameter van het boorgat kleiner is dan vereist, wordt in de tegenovergestelde richting een ruimer getrokken.

Vaak wordt deze fase gecombineerd met het leggen van leidingen, waarna een draaikoppeling achter de roterende ruimer wordt geplaatst, zodat het te leggen materiaal niet verdraait.

In sommige gevallen, rekening houdend met de krachten die nodig zijn voor het intrekken, wordt het boorgat afzonderlijk verruimd zodat de tunnelgrootte het leggen van materiaal van de vereiste diameter mogelijk maakt.

Het terugtrekken gebeurt ook met toevoer van boorvloeistof om de wrijving van het materiaal tegen de boorgatwanden te verminderen. Naarmate de streng over de lengte van een stang wordt getrokken, stopt de HDD-operator de toevoer van suspensie, stopt de rotatie en koppelt de stang los, waarna hij de installatie weer start.

De procedure wordt herhaald totdat de ruimer uit de ingangsopening van het boorgat verschijnt.

Afronding van de werkzaamheden en herstel van beplanting

Nadat de sleufloze pijpleidinglegging is voltooid, wordt de motor van de installatie uitgeschakeld, de gelegde leidingstreng losgekoppeld, aansluitingen, draaikoppeling en filter verwijderd.

Alle hulpmiddelen worden gereinigd van aarde, behandeld met waterbestendig vet. Het resterende suspensie wordt weggepompt, de put wordt opgevuld en, indien mogelijk, wordt het natuurlijke of bijna natuurlijke landschap hersteld.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Boren van een put met geïmproviseerde middelen op een privéterrein

Videoclip over de toepassing van de reliningmethode:

Principe van renovatie – vernietiging van de stalen buis:

Stapsgewijze instructie voor het gebruik van een compacte HDD-installatie:

Het gebruik van de sleufloze methode voor het aanleggen van leidingen vereist speciaal gereedschap en bepaalde hulpmiddelen. Voor korte afstanden is het echter mogelijk een boorgat met een diameter van 50-100 mm te boren met behulp van gewone elektrische apparaten. Het belangrijkste is om de berekeningen correct uit te voeren.

Heeft u nog vragen, heeft u fouten in ons materiaal gevonden of kunt u het aanvullen met waardevolle informatie? Laat dan alstublieft uw opmerkingen achter in het blok onder het artikel.