Řízená bezvýkopová metoda pokládky potrubních systémů podle GPS
S opravami, rekonstrukcemi nebo výstavbou nových potrubí se můžeme setkávat v běžném životě téměř neustále. Pro eliminace možných negativních dopadů této lidské činnosti na chod měst či venkova je proto zapotřebí využívat nejmodernějších metod pokládky. Jednou z těchto moderních metod bezvýkopové pokládky potrubních systémů je tzv. pluhování – metoda, která byla v minulosti využívána většinou pro pokládku sdělovacích kabelů. V zemích Evropské unie se tato metoda již několik let používá nejen při pokládce plynovodů, ale i jiných sítí technického vybavení, jakými jsou vodovody, sdělovací kabely, elektrické rozvody středního a vysokého napětí apod. Neočekávejme však, že by tato technologie výstavby zcela nahradila klasické metody výstavby. Lokalit, kde je a bude i v budoucnu potřeba využívat klasické metody výkopů, je stále mnoho.
Ať už jde o rozšiřování nebo posilování distribuční sítě, či o vybudování přípojek k novým průmyslovým zařízením, vždy se můžeme jako investor setkat s námitkami občanských iniciativ, anebo s požadavky legislativy ve vztahu k životnímu prostředí. Použitím technologie pluhování lze dosáhnout nejen významně nižšího zatížení okolní krajiny ale i výrazně snížit investiční či provozní náklady a snadněji splnit legislativní požadavky, které vyplývají z příslušných dokladů v rámci stavebního řízení.
Popis zařízení
Zaorávací sestavu tvoří výkonný tahač, zaorávací pluh, zaváděcí zařízení a odvíjecí jednotka. Odvíjecí jednotka může být jako nástavba na zaorávacím pluhu, na nákladním autě s přívěsem, nebo samostatně (metoda nekonečného pluhování). Variabilita nástaveb pluhu umožňuje pokládku trubek až do průměru 600 mm. V případě křížení s ostatními sítěmi lze pluhování přerušit, potrubí je tedy možno vyjmout v kterékoliv fázi pokládky. Pro zaorávání ve zvlněném terénu je zaorávací pluh a zaváděcí zařízení vůči sobě pohyblivé. Při překonávání překážek (svahy, příkopy, jámy, měkké podloží) lze kola zaorávacího pluhu horizontálně přestavit z min. 1,9 m až na 5,5 m. Každé kolo je samostatně hydraulicky ovládané, což umožňuje pluhovat ve svahu se sklonem až 45°.
Popis potrubí
Pro pluhování platí podobná pravidla jako pro jinou bezvýkopovou pokládku potrubí. Z nabízených materiálů se nejčastěji používá potrubí z polyetylenu. Klasické materiály jako litina jsou u bezvýkopových technologií znevýhodněné požadavkem na pevnost v tahu, těsnost spojů a zároveň flexibilitu a ohebnost potřebnou pro provedení pokládky. Přesto lze použít i jiné materiály než PE, ale musí se počítat s vyššími náklady za spoje s jištěním proti posunu a vyšší cenou práce za metr pokládky. PE potrubí se pro bezvýkopové technologie vyrábí z materiálu PE 100 RC. Kvalitu a RC vlastnosti výrobce nejčastěji dokládá certifikáty PAS1075. Pro pluhování se přednostně využívá PE potrubí dodávané v návinech, což stavbu nejen zrychluje, ale minimalizuje počet spojů a možná rizika.
Popis pluhování
Pokud jsou k dispozici elektronické výkresy s geodetickými daty a provede se vytyčení trasy budoucího vedení, lze trasu zadat do řídícího počítače a pomocí referenčního bodu a řídící jednotky je provedena bezvýkopová pokládka projektované polohy/hloubky potrubí s maximální přesností. Pro optimalizaci pluhování se provádějí průzkumné vrty (detekce skalních útvarů) a určuje se třída těžitelnosti podle ČSN 73 6133. Před samotným zahájením pluhování se potrubí rozvine podél trasy nebo je usazeno na odvíjecím zařízení. Zaorávací pluh je zapřažen za tahač, který odjede na délku tažného lana (maximálně 100 m), spustí opěrnou radlici a hydraulická jednotka lanového navijáku přitahuje pluh silou až 80 tun. V případě zemin třídy R6 – lehká skála (podle ČSN 73 6133), lze použít doplňkovou kladku a dosáhnout tak dvojnásobné síly. Další možností jak dosáhnout větší tažné síly je táhnout pluh pomocí dvou lan (tahače stojí vedle sebe). Požadované hloubky uložení se dosáhne startovací jámou nebo postupným hydraulickým zatlačováním. Špička zadávacího nože odtlačí zeminu od sebe a formuje tak pokládkové dno, na které se pomocí zaváděcího zařízení položí nové potrubí. Současně se do zářezu vsouvá výstražná fólie ve vzdálenosti 30 – 40 cm od horní stěny potrubí (vzdálenost je variabilní). Na povrchu zůstane jen tenký zářez, který se následně rekultivuje pásovým bagrem. Zemina tímto vytvoří „klenbu“ a následným prosakováním vody dojde k zanesení prostoru jemnými částečkami půdy. Trubka je tak zahalena v jemné zemině. Maximální šířka záboru je 3-4 metry, zaorání může být provedeno již od 1,5 m od překážky (svodidla, stromy, aj.). Podle místních podmínek je možno zaorat až 30 m za minutu.
Schéma pokládky potrubí metodou pluhování
Metoda měření řízené bezvýkopové pokládky včetně dokumentace
U řízené bezvýkopové pokládky se kontinuálně kontroluje poloha a hloubka ukládaného média (potrubí, kabelu) s geodetickým zadáním trasy (takže je zaručena přesná poloha pokládaného média dle digitálních souřadnic a zároveň vyhotovena dokumentace skutečného provedení). Jako zaměřovací systém se používá buď pouze satelitní navigace (např. GPS), nebo Robotic Geolit (tachymetr) firmy Trimble (taky možné v kombinaci s GPS) s vyšší přesností měření.
U jmenované metody je na horním konci pluhovacího meče upevněný GPS-přijímač / optická prisma. Poloha prismy je elektronicky zaměřována Robotic Geolitem, který je schopen permanentně „sledovat“ prismu pomocí automatického natáčení a zaměřování. Dodatečně jsou na podélné a příčné ose umístěné čidla pro zaměřování sklonu pluhu. Údaje o pokládce se pomocí čidel umístěných na pluhu elektronicky zpracovávají a sledují se odchylky oproti zadaným hodnotám – projektu. Vyhodnocovací software po pokládce poskytne přesná data pro zpracování dokumentace skutečného provedení. Systém okamžitého záznamu uložení potrubí poskytuje přesné vyznačení trasy potrubního vedení v katastrální mapě (včetně souřadnic) a přesný hloubkový profil, včetně znázornění skutečného gravitačního spádu.
Schéma řízené pokládky / zaměřování
Projekt Kelčice Skalka
Typickou ukázkou výhod řízené pokládky vodovodního potrubí pluhováním, byl projekt realizovaný loni v listopadu nedaleko Prostějova. Projekt řešil propojení spotřebišť Kelčice a Skalka. Použité vodovodní potrubí průměru d160x14,6mm bylo vyrobeno z materiálu PE 100 RC. Výrobcem byla společnost WAVIN Ekoplastik, která dodala i takto velké potrubí v návinech v délce 220 m, což na celé délce 4000 m znamenalo pouhých 17 spojů. Použití řízené pokládky pluhováním s GPS zaměření znamenalo významné zkrácení doby výstavby s minimální škodou na zemědělsky obdělávaném pozemku. Uložení potrubí s maximální přesností podle projektové dokumentace a dodržení požadovaného spádu bude mít vliv na budoucí provozování nového vodovodu investorem Vodovody a kanalizace Prostějov a.s.
Shrnutí
Bezvýkopových technologií pokládky potrubí nalezneme samozřejmě více a projektanti, kteří se na plánování projektů podílejí, vždy musí najít rovnováhu mezi technickým, provozním či finančním omezením. Optimální volba technologie může být s ohledem na konkrétní projekt jejich kombinací. Praktické ověřování ukázalo hlavní výhody této pokládky, kterými jsou rychlost pokládky (20x rychlejší než bagr s klasickým výkopem), redukce počtu stavebních jam, úzký pracovní pás, minimální manipulace se zeminou (není nutné řešit skrývku ornice, přesuny hmot, dodatečné úpravy terénu po „slehnutí“ zásypu atd.), minimalizace škod na zemědělských, ani k promíchání jednotlivých segmentů půdy plodinách (nedochází k výrazné změně profilu terénu, např. slehnutím), možnost pokládky více systému najednou (i vedle sebe s rozestupem), šetrnost k životnímu prostředí, minimální omezení dopravy, zkrácení doby „obtěžování okolí“ a v neposlední řadě snížení rizika krádeže pokládaných sítí a signifikantní finanční úspora.
Autoři:
Robin Cimr, IFK GmbH
Daniel Šnajdr, WAVIN Ekoplastik
