水平掘削のすべて

水平掘削は、井戸掘削の一種です。この技術は、建設業界、石油・ガス業界、および都市の混雑した場所での作業で広く普及しています。この方法の本質とは何か、そしてこのタイプの掘削の主な段階は何かをより詳細に検討しましょう。

水平方向掘削 (HDD) は、景観 (路盤、造園など) の表面を保護する非開削掘削の一種です。 この手法は前世紀の 60 年代に登場し、今日では人気があります。 この技術により、掘削のコストを削減することができます。むしろ、このプロセスの後に景観を復元することができます。

簡単に言えば、 この方法の原理は、水平に傾斜したパイプ敷設を使用して、地面に2つの穴（ピット）とそれらの間に地下の「通路」を作成することです。 この技術は、塹壕を掘ることが不可能な場合にも使用されます（たとえば、歴史的に貴重なオブジェクト）。この技術には、準備作業の実施（土壌分析、トレンチの入り口と出口の2つの場所の準備）、パイロット井戸の形成、およびパイプの直径に応じたその後の拡張が含まれます。作業の最終段階で、パイプおよび/またはワイヤーが結果として生じる溝に引き込まれます。

HDDを使用すると、プラスチック管と鋼管の両方をトレンチに敷設できます。 前者は斜めに固定できますが、後者は直線経路に沿ってのみ固定できます。これにより、水域の下のトレンチでポリプロピレンパイプを使用できます。

水平掘削は、次のような問題の解決に効果的です。

• 施設への電気ケーブル、ガス、パイプラインの敷設;
• 石油生産と他の鉱物の抽出のための井戸を取得します。
• 摩耗した通信の更新。
• 地下高速道路の形成。

これらの節約に加えて、この掘削技術には他の利点があります。

• 地表の最小限の破壊（2回の穿刺のみ）;
• 作業時間を 30% 削減。
• 労働者旅団の数の削減（3〜5人が必要）;
• 機器の移動性、設置と輸送が簡単です。
• あらゆる地域（歴史的中心地、高圧線の通過地域）および土壌で働く能力;
• 肥沃な層を損なうことなく土壌を保存する能力;
• 作業の実施には、通常のリズムを変更する必要はありません。トラフィックをブロックするなど。
• 環境に害を与えません。

説明されている利点により、HDD 方式の人気と幅広い普及が決まります。 ただし、欠点もあります。

• 深掘削用の標準設備を使用すると、長さ 350 ～ 400 メートル以下のパイプを敷設することができます。より長いパイプラインを敷設する必要がある場合は、ジョイントを作成する必要があります。
• 長いパイプを地下に設置したり、非常に深いところに通す必要がある場合、非開削工法ではコストがかかりすぎます。

HDDを実行するには、土壌の上層を突き刺して深くすることができる機械とツールが使用されます。作業範囲と土壌の種類に基づいて、これらは特別な穿孔機、モータードリル、または掘削機になります。 最初の 2 つのオプションは通常、個人的な使用に使用されますが、掘削機は大きな対象物、固くて硬い土壌に使用されます。

掘削機または HDD の設置は、ディーゼル エンジンで動作する産業機器の一種です。 機械の主な機能要素は、油圧ステーション、キャリッジ、コントロールパネルです。 後者は、オペレーターが機械の操作と動きを制御することを可能にし、特別なリモコンのように見えます。ドリルにより、直接トレンチを作成することができます。回転中、ドリルは熱くなり、急速に故障します。これは、金属部分を定期的に水で冷却することで回避できます。このために、給水ホースが使用されます - 掘削機の別の要素です。

掘削装置は、境界牽引力（トン単位で測定）、最大掘削長さの指標、坑井の直径に基づいて分類されます。 これらのパラメータに基づいて、ドリルのパワーが計算されます。掘削リグのよりコンパクトな類似物はモータードリルです。その主な目的は、小さな土工を行うことです。ただし、場合によっては、穴あけプロセスの穴あけ部分は、電動ドリルで非常に簡単かつ迅速に実行できます。モータードリルはオーガー装置として機能するため、スクリュープレス機と呼ばれることがよくあります。この設備には、ドリル、ロッド、エンジンが含まれています。

このようなシステムは、ドリル ヘッドの軌道と 2 番目の穿刺位置での出口を正確に制御するために必要です。ドリルのヘッドに取り付けるプローブです。 プローブの位置は、ロケーターを使用して作業員によって監視されます。

このタイプのツールは、土壌に穴をあける段階で必要になります。ロッド、ねじ付きねじ工具、エキスパンダー、ポンプが使用されます。 特定のツールの選択は、土壌の種類と作業の段階によって決まります。 補助ツールには、必要な長さのパイプラインを取得するのに役立つクランプとアダプターも含まれています。エキスパンダーは、所望の直径のチャネルを得るために使用されます。水はポンプシステムによってプラントに供給されます。発電機は装置の中断のない操作を保証し、照明システムは暗闇の中でも掘削を可能にします。

補助ツールまたは消耗品には、銅グラファイト グリースが含まれています。 彼女はドリルロッドのジョイントを潤滑します。水平掘削は必然的にベントナイトの使用を意味し、その品質は作業速度、トレンチの信頼性、および環境の安全性に大きく影響します。ベントナイトは多成分組成であり、そのベースはアルミノケイ酸塩であり、分散性と親水性の向上が特徴です。溶液の残りの成分とその濃度は、土壌分析に基づいて選択されます。ベントナイトを使用する目的は、トレンチの壁を強化して、土の流出を防ぐことです。

HDDはいくつかの段階で実行され、作業の一般的なスキームは次のようになります。

• 必要なすべての計算を反映したプロジェクト文書の作成;
• サイトの所有者（私有地の場合）および当局（市の施設での作業について話している場合）とのプロジェクトの調整;
• ピットを掘る：1つは作業開始時、2つ目はパイプラインの出口点。
• 掘削リグによる必要な機器の敷設;
• 作業の完了: 基礎ピットの埋め戻し、必要に応じてピットの場所の景観の復元。

地面に穴を開ける前に、景観の準備に注意を払う必要があります。ユニバーサル掘削装置を設置するには、10x15メートルの平らな領域が必要です。これは、入り口の穿刺部位の真上にあります。自分で、または特別な機器を使用して行うことができます。このサイトへの迂回路があることを確認してください。その後、掘削機器の配送と設置が行われます。

HDD マシンに加えて、ベントナイト モルタルの準備のための機器が必要になります。トレンチの壁を強化し、チャネルから土壌を除去するために使用されます。ベントナイト溶液の設置は、掘削機から 10 メートルの距離に配置されます。過剰な溶液の場合、意図した穿刺点の近くに小さなくぼみが作成されます。

準備段階には、作業チーム間の無線通信の設置とテスト、土壌分析も含まれます。 この分析に基づいて、掘削のための1つまたは別のルートが選択されます。掘削場所は黄色の警告テープで囲う必要があります。次に、掘削装置とパイロットロッドを取り付けます。ドリルヘッドが地面に入るポイントに固定されています。

準備段階が完了したら、直接掘削に進むことができます。まず、断面が 10 cm のパイロット ウェルが形成され、次に装置が再デバッグされ、ドリル ヘッドの傾きが調整されます。パイロット坑井は訓練用の穿孔であり、これがなければ非開削掘削は受け入れられません。この時点で、システムの機能と保守性がチェックされ、ドリルの動きの特徴が評価されます。

パイロットウェルの形成段階では、土壌の傾斜角度に応じてツールを調整し、ランドスケープラインに対するドリルヘッドの位置を確認する必要があります。 念のため、ピットに曲がりが形成されています。地下水またはベントナイトの液体が大量に見つかった場合に役立ちます。後者は、トレンチの崩壊と、土壌の付着によるドリルのブレーキ、機器の過熱を防ぎます。

準備するときは、以前に敷設されたパイプラインを損傷しないように正確な計算を行うことが重要です。パイプからの最小距離は 10 メートルである必要があります。次に、ドリルを所定の軌道に沿って通過させるプロセスが開始され、3 メートルごとにツールの方向を制御および調整する必要があります。ドリルが必要な深さに達すると、ドリルは水平またはわずかな傾斜で動き始めます。これが、必要なトレンチの長さを設定する方法です。ドリルが必要な長さを通過した後、ドリルは上向きに出口に向けられます。 当然、2番目のピットのポイントは事前に計算されており、この時点でサイトは事前に準備されています。

最後のステップは、元のツールを地面から取り除き、エキスパンダーまたはリマーで井戸を拡張することです.ドリルの代わりに取り付けられ、パイロットチャンネルの直径を大きくすることができます。エキスパンダーの移動中、3メートルごとにツールの軌道を制御し、必要に応じて調整します。

リマーは、ドリルの方向とは反対の経路に沿って移動します。つまり、2番目の穿刺から最初の穿刺までです。トレンチの必要な直径に応じて、エキスパンダーはそれを数回通過できます。チャネルの直径は、パイプの直径によって異なります。平均して、敷設するパイプの直径よりも 25% 広くする必要があります。断熱パイプについて話している場合、チャネルの直径の幅はパイプの直径よりも 50% 大きくする必要があります。

水路で大きな土圧が得られ、その脱落の可能性が高まると、ベントナイトの均一な分布が生成されます。 硬化後は、脱落のリスクだけでなく、土の沈下も排除されます。土壌への工具の侵入と通過を容易にするために、特別な軟化掘削液が使用されます。 HDD工法では、土の流出のリスクに細心の注意が払われています。この点で、パイプ接続の強度はさらに制御され、崩壊しつつある土の重さの下でパイプが壊れないようにします。

水平トレンチの準備ができたら、パイプを設置し始めます。 これを行うには、ブラケットとスイベルが取り付けられており、これを使用してパイプをチャネルに締め付けることができます。スイベルがすでに固定されているパイプの始点にヘッドが取り付けられています。パイプもスイベルを介してドッキングされますが、掘削装置自体はオフになっています。ドッキングには、特別なアダプターを使用してください。

HDN は、電話、光ファイバー、電源ケーブルが通る保護パイプの敷設に適しています。雨水と下水、および飲料水が移動するパイプラインの設置用。最後に、水道管、石油およびガスのパイプラインも HDN 工法を使用して敷設できます。

この手法は、修理の予算を削減したり、作業員の数を減らしたりする必要がある場合にも使用されます。 財務コストの削減は、掘削後に景観を復元する必要がないことと、プロセスの最大限の自動化によるものです。労働者は実際には機械を制御するためだけに必要であるという事実により、作業チームのサイズを最適化することが可能になります。

この技術は、パイプラインを砂質、ローム質、粘土質の土壌に設置する場合に効果的です。記載されている技術の使用は、塹壕が高速道路の下、歴史的に貴重な地域、または水中を通過する場合に正当化されます。後者の場合、入り口の穿刺は河口から行われます。

トレンチレス掘削は、密集した都市開発や歴史的中心部の状況だけでなく、植栽や建物を節約できるため、民家でも効果的です。 このように上下水道は私有地に敷設されるのが原則です。

水平方向掘削の仕組みについては、次のビデオを参照してください。