تکنولوژی لوله رانی - پایپ جکینگ

تکنولوژی لوله رانی -  پایپ جکینگ

دستگاه لوله رانی

مقدمه :
با پیشرفت تکنولوژی و تحولات اجتماعی، لزوم استفاده از تکنولوژی در اجرای سازه های ساخت دست بشر بیشتر می شود. میکروتونلینگ ( لوله رانی) روشی است برای نصب خطوط لوله، کانالها و آبروها. در این روش از جک های هیدرولیکی بهمراه ابزارهای خاص حفاری جهت راندن لوله­هائی با طراحی خاص استفاده می­شود. لوله­ها در پشت سپر قرار گرفته وهمزمان با حفاری به درون زمین رانده می شوند. حاصل این روش، احداث یک خط لوله انعطاف پذیر، ناتراوا و به لحاظ سازه ای مقاوم، بدون حفاری و باز کردن ترانشه می باشد. در این روش اقطار لوله از 150 تا 3000 میلیمتر متغیر و سیستم های حفاری گوناگونی شامل دستی، مکانیکال وکنترل از راه دور را می توان استفاده کرد.

الف - عملیات لوله گذاری Pipe jacking
پس از مشخص شدن­ خط پروژه، محل حفاری وکف سازی می­شود. دستگاه که شامل جک­ها وشاسی می­باشد نسبت به جهت لوله رانی کار گذاشته شده و در نتیجه شاسی دستگاه که لوله روی آن قرار می گیرد در رقوم ارتفاعی پروژه تثبیت می شود. دستگاه لوله رانی شامل 2 یا 4 جک و فشار جکها تا 370 بار می باشد. انتقال نیرو از منبع روغنی توسط شیلنگهای تحت فشار و با ایجاد پمپ روغنی صورت می گیرد که مجموعاً بنام    (Power Packe)  نامیده می شود. نیروی ایجاد شده در سیستم هیدرولیک به یک کنترل دستی با فشار سنج ختم می شود که در نهایت حرکت جکها را کنترل خواهد کرد. در بین جک ها و لوله ها یک رینگ فولادی قرار دارد تا فشار وارده متناسب با مقطع لوله تقسیم شود، پس از اینکه جک ها لوله ها را به اندازه بازوی خود راندند، جک ها برگشته تا در فضای ایجاد شده یک مکعب فولادی بنام Speacer قرارگیرد تا مجموعه  لوله ها به اندازه براند که لوله دیگری به لوله رانی در جای قبل قرار بگیرد. در روی شاسی دستگاه یک ریل تعبیه شده است تا واگن حمل خاک به راحتی از لوله بیرون آمده و توسط چرثقیل به بیرون حمل شود، انتقال واگن توسط یک موتور الکتریکی که روی شاسی دستگاه نصب شده است صورت می پذیرد .بدیهی است نقصان در هر یک از ابزارها و وسایل این مجموعه همراه با عامل آنها موجب کندی و توقف لوله رانی خواهد شد. در خطوط لوله رانی طولانی فشار جک ها نمی تواند لوله ها را در مسیر خود براحتی براند و می بایست از جک های میانیEnter jack  که روی یک استوانه فولادی تعبیه شده است استفاده کرد.

میکروتونلینگ در زمین های لجنی
مراحل انجام کار :
1- بررسی مسیر و مطالعات زمین شناسی
هنگام طراحی و برآورد هزینه پروژه های پایپ جکینک ومیکروتونلینگ ابتدا باید یک بررسی دقیق و همه جانبه از ساختار زمین شناسی در مسیر اجرای خط لوله و شرایط ژئولوژیکی که در هر مقطع ممکن است با آن مواجه شویم انجام شود. موقعیت تاسیسات شهری مشخص شود و آزمایشات زمین شناختی لازم  انجام بپذیرد و سرانجام توسط کارشناس متخصص بررسی و تحلیل شوند.

2- انتخاب روش و تجهیزات :
پس از بررسی داده های جمع آوری شده و ویژگی های طرح، روش مناسب تعیین و بر اساس آن عملیات اجرائی آغاز می شود. روشهای اجرائی اولیه عموماً بدلیل کمبود اطلاعات پایه در حین کار بر اساس هزینه و مهندسی ارزش بهینه می شوند.

3- اجرا:
پس از انجام مراحل قبلی با تهیه ملزومات اجرائی و مصالح ودریافت مجوزهای لازم،  عملیات اجرائی با حفاری و احداث شافت های ارسال و دریافت و بهسازی مسیر انجام و با استقرار تجهیزات و ماشین آلات مورد نیاز، عملیات لوله رانی آغاز می شود.
مراحل انجام کار :
1- نقشه برداری مسیر و تعیین موقعیت دقیق لوله
2- اصلاح و بهسازی ایستگاه های ارسال و دریافت (در صورت لزوم)
3- ارسال لوله راهنما 150 :
در این مرحله با دستگاه میکروتونلینگ هدایت شونده و دوربین های لیزری و ابزارهای تعبیه شده در قطعه هدایت گر وکنترل مسیر، لوله راهنما در امتداد مسیر به سمت شافت دریافت فرستاده می شود. با توجه به ادوات تعبیه شده و قابلیت های دستگاه مورداستفاده، هر گونه خطا اصلاح گردیده و لوله راهنما در موقعیت دقیق قرار می گیرد.

-  ارسال لوله 320 و آگر:
پس از فرستادن لوله راهنما، لوله های 320 کوپلینگی و آگر در امتداد لوله راهنما نصب و به داخل خاک ارسال می شوند.  با توجه به سطح مقطع کم و تراکم پذیری خاک نیازی به تخلیه خاک مازاد وجود ندارد. پس از ارسال لوله 320 ، تمامی لوله های 150 از شافت دریافت خارج می شوند.

- نصب قطعه واسطه
در این مرحله با توجه به سایز لوله اصلی ( 1200 میلیمتر) یک قطعه واسطه خاص که ارتباط دهنده لوله و آگر های 320 به 1200 هستند نصب می شود. این قطعه بشکل مخروط ناقص بوده و دیواره های آن از تیغه های فولادی تشکیل شده است و در انتهای آن شافت اصلی اگر به یک هیدروموتور نصب می شود. این هیدرو موتور در حین ارسال لوله اصلی به کار افتاده و باتنظیم دور آن با سرعت ارسال، تمامی خاک های محدوده لوله 1200 را از طریق لوله 320 به شافت دریافت انتقال می دهد. در محل شافت دریافت با نصب بالابر خاک­ها و مواد زائد به بیرون کارگاه انتقال داده می شوند

کنترل
قبل از شروع عملیات اجرائی با نقشه برداری دقیق چندیدن نقطه کنترلی در محل شافت های ارسال و دریافت پیاده می شوند. در حین اجرا و بطور مرتب عملیات اجرائی کنترل و ارزیابی شده و در صورت بروز هرگونه خطائی بلافاصله اقدامات پیشگیرانه انجام می شود. همچنین با نصب تجهیزات خاص میزان نیروی وارده به طور دقیق کنترل می شود.