Rozwój technologii bezwykopowych pozwolił na ogromny postęp w budowie sieci kanalizacyjnych, wodociągowych i teletechnicznych bez ingerencji w powierzchnię terenu. Jednym z najbardziej zaawansowanych rozwiązań w tej dziedzinie jest technologia wiertnicy grawitacyjnej – unikalny system umożliwiający wykonywanie przewiertów z zachowaniem idealnego spadku grawitacyjnego, nawet w bardzo zróżnicowanych warunkach geotechnicznych.
W odróżnieniu od klasycznych metod horyzontalnych, wiertnica grawitacyjna wykorzystuje kontrolowany, podwójny napęd oraz precyzyjny system pomiaru i korekcji trajektorii, dzięki czemu możliwe jest prowadzenie przewiertów z dokładnością do milimetrów. To technologia, która eliminuje konieczność tradycyjnego wykopu, skraca czas realizacji i znacząco redukuje ryzyko błędów geometrycznych.
Warunki gruntowo-wodne w Polsce są wyjątkowo zróżnicowane. W północnej i środkowej części kraju dominują utwory piaszczysto-żwirowe o dobrej przepuszczalności, stanowiące dogodne środowisko dla przewiertów. Na obszarach południowych częściej występują gliny zwałowe i iły o wysokiej spoistości, a lokalnie – torfy i namuły organiczne, które utrudniają prowadzenie robót bezwykopowych.
Wiertnica grawitacyjna doskonale sprawdza się w większości z tych warunków dzięki adaptacyjnemu systemowi napędu i możliwości prowadzenia wiercenia w sposób ciągły, bez potrzeby odkrywek kontrolnych. Co istotne, nowoczesne rozwiązania umożliwiają pracę w obecności wód gruntowych, a specjalne uszczelnienia dławicowe oraz systemy odprowadzania urobku zapobiegają zalaniu otworu czy utracie stabilności gruntu.
Jak technologia radzi sobie w
warunkach wodno-gruntowych — wyzwania i rozwiązania
Chociaż technologia
wiertnicy grawitacyjnej posiada liczne przewagi, w warunkach wodonośnych czy
przy gruntach trudnych konieczne bywają pewne adaptacje. Poniżej omówienie
najważniejszych mechanizmów i przykładów:
|
Wyzwanie |
Możliwość /
rozwiązanie oferowane przez technologię MIDO |
Uwagi i przykłady |
|
Występowanie wód
gruntowych (wysoki poziom nasycenia) |
Wiertnica działa bez
konieczności odwodnienia; proces wiercenia prowadzony w warunkach wodnych
jest możliwy. mido.net.pl+4mido.net.pl+4mido.net.pl+4 |
Trzeba zadbać o
stabilizację otworu i kontrolę płuczki, by uniknąć infiltracji czy wypłukania
otaczającego gruntu. |
|
Niestabilne strefy
gruntowe / pustki / konkrecje |
Stosowanie iniekcji
(zaczyn uszczelniający) przed przewiertem, w celu wypełnienia pustek i
stabilizacji. mido.net.pl |
Przykład renowacji w
Gdańsku: wypełnienie zaczynem GRUNTON DR-1.5 jako etap przygotowawczy. mido.net.pl |
|
Ryzyko zawału otworu
i utraty stabilności ścianki przewiertu |
Płuczka bentonitowa
(lub inna stabilizująca mieszanina) stosowana w przewiercie pilotażowym,
tworzy film stabilizacyjny na ściankach otworu. mido.net.pl+4mido.net.pl+4mido.net.pl+4 |
Należy dobrać
odpowiednie parametry płuczki (lepkość, gęstość) do warunków gruntowych;
prowadzić monitoring stabilności otworu. |
|
Zachowanie precyzji
przy drenażu wodnym |
Dzięki sterowaniu
kierunkowemu i konstrukcji głowicy, nawet w warunkach wodnych możliwe
utrzymanie trasy i zadanej geometrii. mido.net.pl+3mido.net.pl+3mido.net.pl+3 |
Operacje korekt kursu
muszą uwzględniać wpływ wody i sił hydrodynamicznych. |
|
Wpływ na grunty
otaczające przewiert (erozja, wymywanie, destabilizacja) |
Technologia
minimalizuje wypłukiwanie gruntu – wręcz zagęszcza strefę wokół rury. mido.net.pl+1 |
Mniej agresywna
ingerencja w grunt niż przy standardowych przewiertach z dużym płukaniem. |
|
Elementy skalne,
gruz, przeszkody betonowe |
Konstrukcja głowicy z
podwójnym napędem pozwala pokonywać przeszkody bez utraty kierunku. mido.net.pl+4mido.net.pl+4mido.net.pl+4 |
Wskazane jest lokalne
sondowanie/triale przed głównym przewiertem, by zidentyfikować przeszkody. |
Możliwości technologiczne i przewaga inżynieryjna
1. Przewierty w trudnych gruntach
Wiertnica grawitacyjna jest zdolna do pracy w gruntach o zróżnicowanej
strukturze — od piasków po gliny z domieszką kamieni i gruzu. Podwójny napęd
głowicy wiercącej pozwala na pokonywanie przeszkód, takich jak głazy, otoczaki,
betonowe elementy i gruz budowlany, bez utraty kierunku przewiertu. W przypadku
wyjątkowo twardych przeszkód (lite skały) możliwe jest zastosowanie wymiennych
koron wiertniczych lub metody iniekcyjnej, polegającej na stabilizacji gruntu
przed wierceniem.
2. Odporność na wysokie poziomy wód gruntowych
Dzięki zastosowaniu hermetycznych systemów odprowadzania urobku oraz kontroli
ciśnienia, technologia ta może być stosowana również poniżej zwierciadła wód
gruntowych, bez ryzyka destabilizacji otoczenia przewiertu. W praktyce oznacza
to możliwość realizacji inwestycji w terenach podmokłych, w dolinach rzecznych
oraz w rejonach o wysokim poziomie infiltracji.
3. Precyzyjny spadek grawitacyjny
Główną zaletą technologii jest utrzymanie projektowanego spadku grawitacyjnego
(np. w sieciach kanalizacyjnych), co wcześniej było możliwe jedynie przy
zastosowaniu technologii mikrotunelowania. System sterowania umożliwia bieżące
korekty trajektorii, co eliminuje ryzyko odchyleń geometrycznych.
4. Zastosowania iniekcyjne i stabilizacyjne
W przypadkach, gdy grunt charakteryzuje się niską nośnością lub nadmiernym
uwodnieniem, stosuje się iniekcję wzmacniającą – wprowadzenie pod ciśnieniem
mieszaniny cementowej lub bentonitowej w celu czasowego usztywnienia podłoża.
Takie rozwiązanie umożliwia wykonanie przewiertu nawet w torfach, namułach i
gruntach organicznych, które tradycyjnie uznawano za nieprzydatne dla
technologii grawitacyjnych.
Cecha technologii:
Wiertnica grawitacyjna – bardzo wysoka dokładność spadku (±5 mm), minimalny
wykop startowy, możliwość pracy w wodach gruntowych, zdolność pokonywania
przeszkód, niskie koszty eksploatacji.
Przewiert sterowany (HDD) – średnia dokładność (±50 mm), średni wykop,
ograniczona praca w wodach gruntowych, zależna skuteczność przy przeszkodach.
Mikrotunelowanie – bardzo wysoka dokładność, duży wykop startowy, wysoki koszt.
Porównanie z metodami
tradycyjnymi
|
Cecha technologii |
Wiertnica
grawitacyjna |
Przewiert sterowany
(HDD) |
Mikrotunelowanie |
|
Dokładność spadku |
bardzo wysoka (±5 mm) |
średnia (±50 mm) |
bardzo wysoka |
|
Wymagany wykop startowy |
Minimalny/ często nie
jest wymagany |
średni |
duży |
|
Możliwość pracy w
wodach gruntowych |
tak |
ograniczona |
tak |
|
Pokonywanie przeszkód |
gruz, głazy, beton |
zależne od narzędzia |
ograniczone |
|
Koszty eksploatacji |
Średnie w kierunku
niskich |
średnie |
wysokie |
Zastosowania technologii:
- budowa kanalizacji grawitacyjnej i deszczowej
- bezwykopowe przyłącza wodno-kanalizacyjne
- instalacje teletechniczne i energetyczne
- przewierty pod drogami, torami i ciekami wodnymi
- rekonstrukcja i renowacja istniejących sieci bez odkrywek
Efektywność i ekologia
Zastosowanie technologii wiertnicy grawitacyjnej ogranicza do minimum
ingerencję w teren – nie wymaga rozkopów, rekultywacji gleby ani wycinki
zieleni. Ograniczone zużycie paliwa i krótszy czas pracy maszyn przekładają się
na niższą emisję CO₂ i redukcję kosztów eksploatacyjnych, co czyni tę metodę
nie tylko efektywną, ale i przyjazną środowisku.
Podsumowanie
Technologia wiertnicy grawitacyjnej stanowi dziś najbardziej precyzyjne i
efektywne rozwiązanie w dziedzinie bezwykopowych przewiertów. Umożliwia
realizację inwestycji w praktycznie każdych warunkach gruntowo-wodnych – od
piasków po gliny i żwiry, również przy wysokim poziomie wód gruntowych. Dzięki
możliwości pokonywania przeszkód i stosowania metod iniekcyjnych, zapewnia
ciągłość procesu nawet tam, gdzie inne technologie zawodzą.
Jest to jedyna tego typu technologia na świecie, opracowana i rozwijana przez
polskich inżynierów. Jej producent – TERMA – to spółka matka firmy MIDO, która
wdraża rozwiązania grawitacyjne w praktyce, realizując dziesiątki inwestycji w
całym kraju. Wspólna praca zespołów badawczych i wykonawczych obu firm przynosi
doskonałe rezultaty, wyznaczając nowy standard w dziedzinie technologii
bezwykopowych.
Źródła:
- Państwowy Instytut Geologiczny – PIB, Mapa Hydrogeologiczna Polski, CBDG
- Mido.net.pl – Technologia wiertnicy grawitacyjnej, zalety i zastosowania
- TERMA – Wiertnica Grawitacyjna TYTAN, dokumentacja techniczna 2024
- Trenchless Technology – Drilling Between Rock and Hard Places, 2023
