Infrastruktura bez wykopów

Szczególnie istotne jest zastosowanie technologii bezwykopowych na obszarach o dużym znaczeniu historycznym, gdzie ingerencja w grunt mogłaby zagrozić stabilności konstrukcji zabytkowych obiektów. Dodatkowo technologie te nie są uzależnione od warunków atmosferycznych, co pozwala na realizację prac zgodnie z harmonogramem i optymalizację kosztów.

Oprócz korzyści środowiskowych i ekonomicznych metody bezwykopowe wpływają również na bezpieczeństwo pracowników. Eliminując otwarte wykopy, zmniejsza się ryzyko wypadków na budowie. Rosnąca popularność technologii bezwykopowych wynika z ich efektywności, oszczędności i minimalnej ingerencji w otoczenie, co czyni je nieodzownym elementem nowoczesnej inżynierii infrastrukturalnej.

Rozwój technologii bezwykopowych w Polsce

Pierwsze technologie bezwykopowe zaczęły pojawiać się w Polsce w latach 90. XX w., głównie w wyniku wzrostu zapotrzebowania na nowoczesne metody budowy infrastruktury. Początkowo stosowano Relining oraz przeciski i przewierty sterowane. Technologie bezwykopowe zyskują w Polsce coraz większą popularność, zwłaszcza w miastach, gdzie modernizacja infrastruktury podziemnej jest konieczna, a jednocześnie trudno wykonać tradycyjne wykopy ze względu na gęstą zabudowę i intensywny ruch. W ostatnich latach polski rynek technologii bezwykopowych znacząco się rozwinął zarówno w zakresie nowych instalacji, jak i renowacji istniejących sieci.

Przegląd wybranych technologii

Obecnie w Polsce w użyciu jest szeroki wachlarz technologii bezwykopowych. Dzięki ich różnorodności można starannie dopasować rodzaj technologii do warunków terenowych, gruntowych i przewidzianego budżetu. Poniżej przedstawiamy najpopularniejsze technologie wraz z ich krótką charakterystyką.

Horyzontalny przewiert sterowany

Horyzontalny przewiert sterowany (HDD) to metoda układania rurociągów pod przeszkodami bez konieczności prowadzenia wykopów. Dzięki precyzyjnej kontroli trajektorii głowicy wiertniczej minimalizuje ingerencję w otoczenie. Proces obejmuje przewiert pilotażowy, poszerzanie otworu i instalację rurociągu. Kluczowe jest wcześniejsze rozpoznanie gruntu, które wpływa na dobór narzędzi. Wiercenie wspomaga płuczka bentonitowa – ekologiczna mieszanka iłu i wody redukująca tarcie i stabilizująca tunel. HDD jest bardziej ekonomiczny i ekologiczny niż tradycyjne metody, zmniejszając emisję CO₂ oraz koszty dzięki recyklingowi bentonitu i ograniczeniu robót ziemnych.

Przecisk hydrauliczny

Technologia przecisku hydraulicznego polega na wciskaniu stalowych rur osłonowych w grunt za pomocą siłowników hydraulicznych. Rury mogą pozostać w gruncie lub zostać wypchnięte po instalacji rur przewodowych. Wyróżnia się przeciski niesterowane i sterowane, w tym z wierceniem pilotażowym. Trajektoria jest kontrolowana systemem teleoptycznym, a otwór pilotażowy rozwiercany równocześnie z instalacją rur. Technologia umożliwia wykonanie rurociągów o średnicy 150–600 mm na odcinkach do 80 m (przy przenośniku ślimakowym) lub 50 m z systemem płuczkowym. Poniżej wód gruntowych stosowana jest z odpowiednimi grodziami.

Przecisk pneumatyczny

Przecisk pneumatyczny polega na rozpychaniu gruntu przy użyciu maszyny pneumatyczno-udarowej, tzw. kreta. Bijak napędzany sprężonym powietrzem uderza w głowicę, przesuwając urządzenie do przodu. Metoda ta służy do wykonywania przecisków pod drogami, rzekami i chodnikami bez usuwania urobku. Sterowane przeciski umożliwiają kontrolę trajektorii na odcinkach do 70 m. Prędkość pracy zależy od gruntu – kret wykonuje 4–6 uderzeń na sekundę, przesuwając się o 0,5 cm na uderzenie. Technologia jest mało inwazyjna, stosowana głównie do instalacji gazowych i wodociągowych.

Mikrotunelowanie

Mikrotunelowanie to zautomatyzowana metoda budowy rurociągów polegająca na przeciskaniu rur przewodowych za głowicą drążącą tunel. Głowica składa się z trzech modułów: tarczy skrawającej, komory kruszenia i systemu sterowania kierunkiem drążenia. Usuwanie urobku odbywa się przez przewody płuczkowe lub przenośnik ślimakowy. Kierunek tunelu kontrolują siłowniki hydrauliczne oraz system laserowy, wyznaczający oś rurociągu. Mikrotunelowanie jest głównie wykorzystywane do budowy systemów kanalizacyjnych i wodociągowych.

Easy Pipe

Technologia Easy Pipe umożliwia bezwykopową instalację rurociągów w trudnych warunkach geologicznych, łącząc mikrotunelowanie i HDD. Oferuje dwa warianty wiercenia: łukowy przewiert pod przeszkodą lub instalację z głębokiego szybu roboczego. Proces zaczyna się od montażu zestawu do mikrotunelowania, który składa się z ramy pchającej, rur przeciskowych i głowicy sterowanej żyrokompasem. Po osiągnięciu punktu docelowego tymczasowy rurociąg jest zastępowany właściwym. System pozwala budować długie rurociągi z elastycznym doborem głowic, także w trudnych warunkach gruntowych.

Direct Pipe

Direct Pipe to zaawansowana metoda instalacji gazociągów w trudnych warunkach terenowych i geologicznych, np. pod obszarami chronionymi, zbiornikami wodnymi. Dzięki niskiemu ryzyku zwiększenia ciśnienia płuczki możliwe jest wykonywanie płytszych trajektorii rurociągu. Metoda ta skraca odcinki wejścia i wyjścia, zapewniając pełną kontrolę nad realizacją inwestycji. Głowica sterowana wciskana w górotwór gwarantuje stabilność. Direct Pipe minimalizuje ryzyko zanieczyszczenia środowiska i redukuje koszty utylizacji urobku.

Technologie natryskowe

Naprawa uszkodzonych rurociągów nie zawsze musi się wiązać z ich całkowitą wymianą. Jeśli uszkodzenia są stosunkowo niewielkie i niegroźne, wykorzystuje się do ich naprawy technologie natryskowe. Zazwyczaj uszkodzenia, które mogą zostać naprawione przy użyciu tej metody, powstały w wyniku destrukcyjnego wpływu medium transportowanego rurociągiem. Technologia natryskowa polega na nanoszeniu chemicznych powłok o działaniu renowacyjnym. Powłoki te odbudowują strukturę rurociągów, eliminując konieczność ich wymiany. Do najczęściej stosowanych technologii natryskowych zaliczają się cementowanie, natrysk żywicą epoksydową oraz natrysk żywicą poliuretanową. Technologie natryskowe charakteryzują się dużą efektywnością i szybkością realizacji. Ich zastosowanie ogranicza do minimum niedogodności dla mieszkańców.

Technologie ciasno pasowane

Technologie ciasno pasowane (close fit) to metody renowacji rurociągów, w których powłoka renowacyjna ściśle przylega do wewnętrznej powierzchni przewodu. Stosowane są w renowacji kanalizacji, wodociągów, gazociągów i instalacji przemysłowych. Metody, takie jak Uliner, Compact Pipe i Rauliner, polegają na wprowadzeniu rury w kształcie C lub U, która pod wpływem pary wodnej uzyskuje okrągły kształt, przylegając do starego rurociągu. Swagelining z kolei zakłada wprowadzenie rury polietylenowej, która po przejściu przez stary kanał wraca do pierwotnych wymiarów.

CIPP

Metoda CIPP (cured in place pipe) polega na wprowadzeniu elastycznego rękawa do uszkodzonego rurociągu, który następnie podgrzewa się. W wyniku tego procesu rękaw zostaje utwardzony i przywiera do ścian rurociągu, tworząc niejako nowy kanał. Ta technologia jest efektywna w przypadku długich odcinków rurociągów. Rękawy mogą być wykonane z materiałów kompozytowych, jak włóknina syntetyczna lub tkanina z włókien szklanych. Dodatkowo nasyca się je żywicą poliestrową, epoksydową lub winyloestrową. Również utwardzanie może odbywać się na wiele sposobów, np. przy użyciu gorącej wody, pary wodnej lub promieni UV.

Technologie z zastosowaniem ciągu długich, złączonych rur lub krótkich modułów rur

Relining długi (Sliplining) polega na wprowadzeniu nowej rury, zwykle z polietylenu PE-HD, do uszkodzonego rurociągu. Rury łączy się na powierzchni terenu przez zgrzewanie doczołowe, a następnie przeciąga między studzienkami lub wykopami. Wykop startowy zależy od średnicy rury, głębokości i promienia ugięcia. Po instalacji przestrzeń między starą a nową rurą wypełnia się mieszanką iniekcyjną, stabilizując konstrukcję.

Relining krótki (Shortlining) polega na wprowadzeniu krótkich modułów rurowych przez studnie lub komory robocze. Moduły transportuje się wciągarką lub specjalnym wózkiem i łączy kielichowo. Metoda umożliwia renowację kanałów o niestandardowych kształtach, jednak wymaga indywidualnego wykonania segmentów, co wydłuża czas realizacji. Po instalacji przestrzeń wypełnia się mieszanką iniekcyjną, zabezpieczając moduły przed wyporem. Shortlining nie wymaga zatrzymywania przepływu, jeśli moduły mają długość 50–58 cm, umożliwiając montaż z wnętrza studzienek. Ograniczeniem jest konieczność dopasowania średnicy modułów do otworu włazowego.

Technologie nawojowe (taśmy spiralne) 

Technologia SPR (taśmy spiralne) wykorzystuje sztywny profil z tworzywa sztucznego, który maszyna nawojowa zwija spiralnie, tworząc nową powłokę wewnątrz istniejącego rurociągu. Zintegrowane elementy zamykające i opcjonalne wzmocnienie stalowym paskiem nadają jej samonośność. Stosuje się ją w renowacji rurociągów o przekroju kołowym i niekołowym. Profil podawany jest z powierzchni w technologii z maszyną pchającą lub z wewnętrznej szpuli w technologii z maszyną samojezdną. Metodę dostosowuje się do specyfiki rurociągu.

Kraking (Burstlining)

Kraking to metoda wymiany uszkodzonego rurociągu na nowy o tej samej lub większej średnicy bez wykopów. Polega na kontrolowanym rozrywaniu starego przewodu, którego fragmenty mogą pozostać w gruncie lub być usunięte. Nowy rurociąg montuje się w komorze startowej, a maszyna ekstrakcyjna w komorze końcowej rozbija stary przewód i wciąga nowy. Metoda ta wymaga prostych odcinków i precyzyjnego rozpoznania warunków terenowych. 

Metoda przeciągania rur przez rury osłonowe

Metoda polega na przeciąganiu rur przewodowych przez istniejące przepusty lub rury osłonowe. Proces zaczyna się od przygotowania komory startowej, montażu mechanizmu ciągnącego i łączenia rur. Kluczowe jest centrowanie, kotwienie i zapewnienie przestrzeni na płozy ślizgowe. Rury przeciągane są na wymagane odcinki, a po instalacji przeprowadza się próbę szczelności. Dwa rurociągi mogą być umieszczone w jednej osłonie.

Przegląd wybranych inwestycji

Morskie farmy wiatrowe Bałtyk 2 i Bałtyk 3

W ramach tej inwestycji zostaną wykonane cztery przewierty horyzontalne, w których zamontowane będą kanały kablowe. Ich zadaniem będzie przesyłanie energii z farm wiatrowych zlokalizowanych na morzu, w odległości 22 i 37 km od linii brzegowej. Pierwsza dostawa energii ma nastąpić w 2027 r., a rok później farmy wiatrowe zostaną dopuszczone do użytku komercyjnego.

Renowacja CIPP w Krakowie

Wodociągi Miasta Krakowa SA prowadzą postępowanie przetargowe na realizację projektu renowacji sieci kanalizacyjnej z wykorzystaniem technologii bezwykopowych. Zakres prac obejmuje liniowe naprawy metodą CIPP, renowację studni oraz punktowe naprawy przyłączy. Modernizacja dotyczy odcinków kanałów o średnicach DN 150–1000 na łącznej długości ok. 1400 m. W projekcie uwzględniono m.in. bezszwowe rękawy z włókna szklanego utwardzane promieniowaniem UV oraz chemoodporne powłoki mineralne do renowacji studni. Całość ma zostać zrealizowana w ciągu 36 miesięcy. Wnioski o realizację złożyły trzy firmy z Krakowa.

Relining magistrali wodociągowej na Śląsku

Inwestycję zakończono w 2020 r., jednak nadal stanowi jedno z najbardziej spektakularnych zastosowań technologii bezwykopowych w Polsce. Prace na odcinku między przepompownią Paprocany w Tychach a zbiornikami na wzgórzu Wandy w Katowicach wykonano metodą Reliningu długiego z rurami PE-HD. Było to pierwsze tego typu przedsięwzięcie w Polsce pod względem średnicy i długości instalowanych rur PE-HD. Wyzwaniem było również położenie rurociągu na terenach szkód górniczych III kategorii. Zmodernizowana sieć zaopatruje w wodę niemal milion osób z Katowic, Sosnowca, Siemianowic Śląskich oraz części Chorzowa, Czeladzi, Będzina i Dąbrowy Górniczej, transportując codziennie 90–110 mln l wody. W starym rurociągu zamontowano nowe przewody DN 1300 (1172 m) i DN 1400 (719 m). Na 190-metrowym odcinku, tam, gdzie to było niemożliwe, zastosowano natryskową izolację cementową. Dodatkowo wymieniono armaturę dostosowaną do nowej średnicy przewodu.

Renowacja wodociągu w Poznaniu

Na początku 2025 r. zakończono renowację kluczowego odcinka rurociągu zaopatrującego centrum Poznania w wodę. Prace obejmowały 560-metrowy odcinek pod ulicami Kazimierza Wielkiego i Garbary, gdzie modernizowano rurociąg o średnicy 0,5 m. Ze względu na wiek instalacji (pochodzącej z początku XX w.) renowacja była konieczna, ale również wymagająca. Roboty przeprowadzono metodą Reliningu, wciągając do starej rury nową, polietylenową, o mniejszym przekroju. Dzięki temu uniknięto dużych wykopów i zamknięcia głównych dróg, oszczędzając infrastrukturę i chroniąc 14 drzew rosnących nad rurociągiem. Zamknięto jedynie fragment jednego pasa jezdni. Renowacja jest częścią większego projektu modernizacji wodociągów. Dobiegają końca prace przy ul. Droga Dębińska, a niebawem ruszy kolejny etap na odcinku od ul. Hetmańskiej do ul. Królowej Jadwigi.

Budowa kanalizacji metodą mikrotunelowania w Houston w USA

W Houston przeprowadzono modernizację systemu kanalizacyjnego, łącząc oczyszczalnię ścieków Chelford z istniejącym obiektem za pomocą kanalizacji grawitacyjnej. Inwestycja pozwoliła zlikwidować dziewięć pompowni, co obniżyło koszty eksploatacji. Nowa sieć kanalizacyjna o długości 8 km i średnicach rur od 20 cm do 1,5 m została wykonana metodą mikrotunelowania. Zastosowano odporne na korozję rury polimerobetonowe FRP oraz kompozytowe pokrywy włazów. Ze względu na głębokość infrastruktury (7,6–9,1 m) i gęstość istniejących instalacji użyto mikrotunelowania oraz wiercenia ślimakowego.

Realizacja rurociągu naftowego w Chinach metodą HDD

Na wyspie Cezi (Zhoushan, Chiny) zrealizowano wiercenie HDD w ramach budowy rurociągu ropy naftowej pod drogą ekspresową Ningbo − Zhoushan. Prace obejmowały dwa odcinki: poziomy (1108 m) oraz zakrzywiony (1118 m) z kątem wejścia 14° i wyjścia 8°. Zainstalowano stalowy rurociąg o średnicy 813 mm. Podłoże było zróżnicowane – po stronie wejścia twardy tuf, a po stronie wyjścia miękka glina i muł. Stabilność zapewniono przez wykop pod wiertnicę, montaż śrub kotwiących oraz beton natryskowy. Otwory pilotażowe i ich rozwiercenie wykonano oddzielnie dla sekcji skalnej i gliniastej, co poprawiło efektywność. Rurociąg montowano segmentami po 48 m z powodu ograniczonej przestrzeni na placu budowy. Cała inwestycja trwała siedem miesięcy, w tym montaż rur dwa miesiące, mimo ekstremalnie niskich temperatur.

Metoda HDD na budowie gazociągu w Bangladeszu 

W Bangladeszu wybudowano 50-kilometrowy gazociąg Bakhrabad – Meghnaghat – Haripur (BMH) w dystrykcie Narayanganj. W ramach inwestycji wykonano bezwykopowe przekroczenie rzeki Meghna Gomti (odnoga 2) metodą HDD na odcinku 1096 m, instalując rurociąg o średnicy 1067 mm. Prace trwały sześć tygodni, a samo wciąganie gazociągu zajęło 16 godzin. Gazociąg dostarcza gaz ziemny do elektrowni, stref ekonomicznych i przemysłu, wspierając rozwój gospodarczy i ograniczając niedobory energii. W ramach inwestycji wykonano dziewięć przewiertów HDD pod rzekami (łącznie 5,8 km) oraz wybudowano trzy stacje pomiarowe.

Bezwykopowa wymiana rur stalowych w Hampshire w Anglii

W Hampshire planowana jest wymiana 36 km stalowych rur gazowych na polietylenowe. Prace potrwają rok i obejmą m.in. Fleet, Haslemere oraz Andover. Roboty będą przeprowadzone metodą bezwykopową polegającą na wprowadzeniu nowych rur do działającego gazociągu. Proces ten wykorzystuje specjalną skrzynkę dławikową, która utrzymuje napięcie w sieci. Po zakończeniu instalacji nowy rurociąg zostanie nagazowany. Technologia ta ograniczy emisję CO₂, minimalizując wpływ na środowisko i utrudnienia dla mieszkańców. Modernizacja poprawi trwałość sieci i przygotuje ją na wykorzystanie paliw alternatywnych.

Podsumowanie

Zastosowanie technologii bezwykopowych do budowy, wymiany i renowacji rurociągów przynosi znaczące oszczędności zarówno w zakresie kosztów bezpośrednich, jak i pośrednich, a także minimalizuje negatywny wpływ na społeczności lokalne. Jednym z głównych atutów tych metod są niższe koszty społeczne. Prace prowadzone bez wykopów nie zakłócają ruchu drogowego, eliminując utrudnienia komunikacyjne i zmniejszając ryzyko wypadków. Krótsze przerwy w dostawach wody powodują minimalne niedogodności dla mieszkańców i przedsiębiorców. Ponadto technologie te ograniczają ingerencję w środowisko, redukują hałas i emisję zanieczyszczeń, co sprawia, że są szczególnie odpowiednie dla obszarów zurbanizowanych i stref ochronnych. 

Technologie bezwykopowe generują niższe koszty bezpośrednie. Dzięki wykorzystaniu nowoczesnych materiałów oraz ograniczeniu prac ziemnych eliminuje się wydatki na naprawę nawierzchni drogowych i chodników. Proces ten wymaga mniejszej liczby sprzętu i transportu, co obniża koszty operacyjne. Wyspecjalizowana kadra i zmniejszona liczba pracowników usprawniają realizację projektu oraz skracają czas jego trwania, prowadząc do znaczących oszczędności w porównaniu z tradycyjnymi metodami budowy i renowacji rurociągów.

Niższe są także koszty pośrednie, wymagając mniejszej liczby oznakowań oraz zabezpieczeń, co obniża wydatki związane z organizacją placu budowy. Brak potrzeby przesuwania elementów infrastruktury drogowej oraz niższe koszty dostaw przekładają się na optymalizację budżetu inwestycji.

XI Międzynarodowa Konferencja Technologie Bezwykopowe NO-DIG POLAND 2025

Korzystając z okazji, serdecznie zapraszamy do udziału w XI Międzynarodowej Konferencji Technologie Bezwykopowe NO-DIG POLAND 2025, która odbędzie się 9–11 kwietnia 2025 r. w Krakowie. To już ostatni moment, aby zgłosić swój udział w obradach https://www.nodigpoland.pl.