Stasys Liaukevičius. 2018 m. vasario 27 d.

Uždaras ir atviras inžinerinis tinklų tiesimas – tradicijų ir inovacijų sąveika

Šiais laikais, gyvendami būstuose „su visais patogumais“, dažniausiai net nesusimąstome, kokiu būdu mums šie patogumai užtikrinami. Mes naudojamės elektros prietaisais, ant dujinių viryklių gaminame maistą, mūsų būstuose šilta, mes žiūrime televiziją, naudojamės internetu, mes prausiamės į būstus atkeliaujančiu vandeniu, galų gale – einame į tualetą. Kiek daug kuo naudojamės, net nesusimąstydami, kaip visus šiuos patogumus gauname.

O gauname lauke, dažniausiai po žeme, nutiestais elektros bei ryšių kabeliais, dujotiekio, šilumos, vandentiekio ir nuotekų vamzdynais, kuriuos bendrai vadiname inžineriniais tinklais. Šie tinklai nutiesiami planuojant miestų bei kitų tankiau apgyvendintų vietovių plėtrą, projektuojant kvartalus ar atskirus pastatus. Bent jau turėtų taip būti.

Pagal savo pobūdį inžineriniai tinklai skirstomi į vamzdynus, kabelinius tinklus ir tunelius. Vamzdynais į pastatus dažniausiai tiekiamos dujos, vanduo, šiluma, šalinamos buitinės ir lietaus nuotekos. Kabeliais – elektra, ryšių paslaugos. Tuneliai dažniausiai reikalingi tam, kad būtų įrengti kitų rūšių inžineriniai tinklai arba šalinamos lietaus nuotekos.

Paprastai visi inžineriniai tinklai, kurie klojami po žeme, nutiesiami iškasant atitinkamų gylių bei pločių tranšėjas, paruošiant jose paklojimo vietą, sumontuojant pačius tinklus ir vėl užkasant bei atkuriant aplinką. Toks inžinerinių tinklų tiesimo būdas vadinamas atviruoju. Tačiau tinklų tiesimas iškasant tranšėjas yra gana brangus ir laikui imlus būdas. Be to, vietovėse, kurios jau yra apgyvendintos arba kuriose jau yra įrengta kokia nors infrastruktūra, dažnai būna sudėtinga vykdyti kasimo darbus. Dėl to, siekiant supaprastinti, pagreitinti bei atpiginti inžinerinių tinklų tiesimą, buvo sukurtos ir naujos jų tiesimo technologijos, dažniausiai vadinamos betranšėjėmis arba uždarosiomis.

Šios technologijos – tai valdomasis gręžimas, prastūmimas ir mikrotunelio įrengimas, įvilkimas, vamzdžių laužimas, padengimas cemento skiediniu bei taškinė renovacija. Valdomasis gręžimas, prastūmimas ir mikrotunelio įrengimas dažniausiai taikomi tiesiant naujus vamzdynus. Kitos technologijos – įvilkimas, vamzdžių laužimas, padengimas cemento skiediniu bei taškinė renovacija – rekonstruojant ar remontuojant jau esamus.

Betranšėjės technologijos

- Horizontalusis valdomas gręžimas

Bene dažniausiai naudojama betranšėjė tinklų tiesimo technologija yra horizontalusis valdomas gręžimas. Jis taikomas tose vietose, kur tinklus reikia pakloti neperkasant gatvių, kelių ar kitos infrastruktūros.

Gręžiant šiuo būdu, sukama speciali gręžimo galvutė, pritvirtinta prie plieninių strypų. Šių strypų ilgis gali būti nuo 600 iki 4500 mm, skersmuo nuo 34 iki 125 mm. Strypai jungiami sriegiais. Vieno klojimo atstumas gali būti iki 500 metrų, o skersmuo – iki 600 mm. Klojant vamzdynus šiuo būdu, naudojami PE vamzdžiai ir jiems išgręžiama apie 30 proc. didesnė kiaurymė.

Horizontaliuoju valdomuoju gręžimu gręžiama trimis etapais. Pirmiausia vykdomas pradinis 50–125 mm skersmens pragręžimas. Po to šis pirminis gręžinys išplečiamas, o vėliau jau įtraukiamas pats vamzdis.

Gręžiant nedidelių (iki 45 m) ilgių ir mažų skersmenų (iki 200 mm) gręžinius, dažniausiai gręžiama sausuoju būdu. Tačiau gręžiant ilgesnes ar platesnes kiaurymes jau tenka naudoti gręžimo skystį. Juo atšaldomi grąžtai ir elektronika, suminkštinamas ar pašalinamas gruntas, stabilizuojamos gręžinio sienelės, sumažinamos trinties jėgos.

- Prastūmimas

Šiuo būdu taip pat klojami vamzdynai. Jie gali būti prastumiami gręžiant arba kalant.

Gręžiant gali būti įtraukiami iki 200 mm skersmens ir iki 40 m ilgio PVC, PE arba plieniniai vamzdžiai. Gręžiama vibruojant, iki 15 m/h greičiu. Šio metodo privalumai yra tie, kad nereikia plauti, o gruntas yra išplečiamas.

Kalant gali būti įtraukiami iki 2 000 mm skersmens iki 80 m ilgio PE ir plieniniai vamzdžiai. Naudojamų vamzdžių ilgis turi būti apie 3–6 metrus. Jei reikia, kad vamzdžiai būtų ilgesni, jie tiesiog turi būti suvirinami ir toliau stumiami.

Kalama iki 10 m/h greičiu, vibruojant 350 kartų per minutę. Vamzdis įstumiamas, o gruntas vamzdžio viduje turi būti išplautas.

- Mikrotunelio įrengimas

Tai dar vienas būdas naujiems vamzdynams tiesti. Dažniausiai jis naudojamas nuo 200 iki 3 000 mm skersmens savitakiams nuotekų vamzdžiams tiesti.

Tiesiant vamzdynus šiuo būdu, pirmiausia iškasamos dvi nuo 2 m skersmens šachtos, kurios gali sutapti su būsimų šulinių vietomis. Šuliniuose turi būti padarytos skylės vamzdžių klojimo kryptimi. Atstumas tarp šulinių gali sudaryti iki 100 metrų.

Gręžti galima beveik visų tipų gruntuose, tačiau juos būtina žinoti iš anksto, nes pagal juos turi būti parenkamos gręžimo galvutės. Pastarosios padėtis gręžimo metu turi būti stebima ir gali būti keičiama. Gruntas būna išplaunamas ir pašalinamas.

Įtraukiamų vamzdžių ilgis, gręžiant šiuo būdu, gali būti nuo 1 iki 3 metrų. Gali būti naudojami betoniniai, stiklo pluošto, keraminiai arba plieniniai vamzdžiai. Pažymėtina, kad mikrotunelio įrengimas yra sąlygiškai brangus vamzdynų klojimo būdas.

Vamzdynų renovavimas

Pastaruoju metu miestuose gana aktyviai vykdomas ne tik naujų vamzdynų tiesimas, bet ir susidėvėjusių vandentiekio bei šilumos tiekimo vamzdynų atnaujinimas. Vamzdynai atnaujinami, nes didžioji jų dalis buvo nutiesti dar prieš 30–40 metų ir, natūralu, jie yra fiziškai susidėvėję.

Šilumos tiekimo vamzdynai atnaujinami keičiant senas susidėvėjusias atkarpas šiuolaikiškais poliuretanu izoliuotais vamzdžiais. Šie vamzdžiai turi iki 60 proc. geresnę šilumos izoliaciją ir yra patvaresni. Jie yra žymiai paprasčiau klojami bei montuojami, jiems nebūtini betoniniai kanalai, į kuriuos šilumos tiekimo vamzdynai būdavo klojami anksčiau.

Vamzdynų atnaujinimas tradiciniu būdu

Dažniausiai senų (ypač šilumos tiekimo) vamzdynų atnaujinimas vykdomas atviruoju būdu – atkasant ir demontuojant numatomas keisti vamzdynų atkarpas. Tokiais atvejais pirmiausia demontuojami senieji kanalai, nuimant viršutines jų plokštes, tada demontuojami kanaluose esantys vamzdynai.

Naujieji vamzdžiai kanaluose tiesiog paguldomi ant 15 cm smėlio sluoksnio, kuris prieš tai įpilamas į kanalą. Kanale naujieji vamzdžiai užpilami smėliu 10 cm virš vamzdžio. Užpylus vamzdžius 10 cm smėlio sluoksniu, paklojama įspėjamoji polietileno juosta arba tinklelis per visą trasos ilgį.

Kanalų dugne paklojamas PVC rifliuotas drenažo vamzdis su geotekstilės filtru. Drenažinis vanduo šiuo vamzdžiu nuvedamas į vandens surinkimo šulinius, iš kurių nuteka į lietaus kanalizacijos šulinius.

Tarpai tarp vamzdynų ir kanalų sienelių užpildomi smėliu ir sutankinami. Likusi tranšėjos dalis užpilama iškastuoju gruntu. Kanalų galai sandarinami betonu.

Gruntas ties susikirtimais su elektros tinklais, telefono kabeliais kasamas rankiniu būdu. Susikirtimo su elektros, ryšių kabeliais ir telefonine kanalizacija vietose įrengiami šių komunikacijų tvirtinimo mazgai. Žemiausiose šilumos tinklų vietose įrengiamas drenažas, o aukščiausiose vietose – oro išleidimas. Vamzdynai užpildomi vandeniu ir pašalinamas oras. Vanduo išleidžiamas į drenažo šulinius.

Taip pat naujuosius vamzdynus galima kloti ir tiesiogiai į tranšėjas. Įrengiant tranšėjas, būtina užtikrinti pakankamai vietos vamzdžiams kloti ir montuoti reikiamame gylyje bei pakankamai vietos tinkamai sutankinti užpylimo medžiagą apie vamzdžius. Be abejo, reikia atsižvelgti ir į tai, kad vamzdžių klojimo gyliui įtakos turi augalijos reljefiniai ypatumai, kitos požeminės komunikacijos. Dėl to tranšėjas kartais tenka gilinti.

Vamzdynai jungiami suvirinant. Vamzdynų kompensacijai išnaudojami posūkio kampai bei vienkartinio tipo kompensatoriai. Vamzdžių izoliacijai užsandarinti montuojamos galinės movos.

Drenažo įrengti nebūtina, jei vamzdžiai klojami į labai laidų vandeniui gruntą (kai žemės laidumo koeficientas K>10-4 m/s ir kai vandens lygis žemėje pastoviai yra žemiau vamzdžių lygio).

Keičiant kanalines sistemas į bekanales, esantį drenažą būtina išsaugoti, nes, įrengiant naujas drenažo sistemas arba naikinant esamas, galimos neigiamos pasekmės, susijusios su grunto nusėdimais.

- Įvilkimas

Tai – vienas iš seniausių betranšėjų vamzdynų atnaujinimo būdų. Dažniausiai jis tinka tik tuomet, kai vamzdis dar nėra beviltiškai susidėvėjęs ir atlaiko visas apkrovas. Jei vamzdis pažeistas mechaniškai arba jį reikia tik sandarinti, galima naudoti skirtingus įvilkimo metodus. Pavyzdžiui, galima įvilkti jau paruoštą vamzdį, tačiau tokiu atveju vamzdžio skersmuo sumažėja mažiausiai vienu skersmens dydžiu. Gali būti įvelkamas audeklas, kuris vėliau išplečiamas ir įgyja esamo vamzdžio formą.

Atnaujinant vamzdynus šiuo būdu, galima atnaujinti beveik bet kokio skersmens ir ilgio ruožus. Naudojami sintetinių dervų audiniai arba PE vamzdžiai. Įvelkama apie 5 m per minutę greičiu. Audiniams kietinti paprastai naudojamas garas arba karštas vanduo – nuo 40–80 °C. Audiniai sukietėja per 1–4 valandas.

-Senų vamzdžių laužymas

Šis būdas naudojamas tada, kai seni vamzdžiai neatlaiko apkrovų arba kai reikia padidinti skerspjūvį (galima iki 50 proc.). Šiuo būdu dažniausiai atnaujinami ketaus ir keraminiai vamzdžiai. Pneumatinis laužymo aparatas atlieka apie 500 smūgių per minutę, o jo išvystoma slėgimo jėga siekia daugiau kaip 400 kN (40 t).

Plieniniams vamzdžiams atnaujinti naudojama atskira technologija, nes tokius vamzdžius reikia ne tik plėsti, bet ir pjauti.

Laužymo būdu galima atnaujinti iki 400 mm skersmens vamzdžius. Atstumas tarp šulinių gali siekti iki 80 metrų. Laužymo ir slinkimo greitis apie 150–200 metrų per dieną. Galima tiek įvilkti ilgą vamzdį, tiek ir naudoti trumpus vamzdžius.

Tinklams montuoti uždaruoju būdu naudojama moderni betranšėjė įranga: horizontaliai valdomo gręžimo įranga ir ypatingo tikslumo gręžimo bei stūmimo įranga. Ši įranga leidžia atlikti darbus neardant kelių ar žaliųjų plotų, iki minimumo sumažinant žalą aplinkai ir beveik netrikdant kasdienės aplinkinių veiklos.