Rozwój farm fotowoltaicznych i wiatrowych wymaga budowy rozbudowanej infrastruktury energetycznej łączącej poszczególne elementy instalacji z transformatorami, stacjami elektroenergetycznymi i miejscem przyłączenia do sieci. Trasy kablowe często przecinają drogi, cieki wodne, rowy melioracyjne, istniejące sieci uzbrojenia terenu oraz obszary, na których wykonanie tradycyjnego wykopu byłoby technicznie trudne lub powodowałoby niepotrzebną ingerencję w otoczenie. W takich miejscach stosuje się przewierty sterowane HDD, pozwalające wykonać podziemne przejście bez rozkopywania całej trasy.
Technologia HDD umożliwia wykonanie kontrolowanego otworu w gruncie i instalację rur osłonowych, przez które następnie prowadzone są kable energetyczne oraz pozostałe elementy infrastruktury. Metoda znajduje zastosowanie zarówno przy budowie nowych farm OZE, jak i przy wykonywaniu przyłączy energetycznych czy rozbudowie istniejących instalacji. Odpowiednio zaprojektowany przewiert pod kabel energetyczny pozwala przeprowadzić instalację pod przeszkodą z zachowaniem wymaganej głębokości, geometrii trasy oraz parametrów potrzebnych do późniejszego bezpiecznego wprowadzenia kabli.
Dlaczego przewierty HDD są wykorzystywane przy farmach fotowoltaicznych i wiatrowych?
Farmy fotowoltaiczne i wiatrowe zajmują duże obszary, a ich infrastruktura energetyczna nie ogranicza się do miejsca ustawienia paneli lub turbin. Energia musi zostać przesłana pomiędzy poszczególnymi częściami instalacji, a następnie doprowadzona do transformatorów, stacji elektroenergetycznych i punktu przyłączenia do sieci. Oznacza to konieczność wykonania często wielokilometrowych tras kablowych przebiegających przez teren o zróżnicowanym ukształtowaniu i sposobie użytkowania. Na części odcinków klasyczne układanie kabli w wykopie jest rozwiązaniem wystarczającym, jednak w miejscach kolizyjnych znacznie lepiej sprawdzają się przewierty HDD dla infrastruktury energetycznej.
Technologia bezwykopowa pozwala przeprowadzić instalację pod konkretną przeszkodą bez wykonywania wykopu na całej jej szerokości. Dotyczy to między innymi dróg, rowów, cieków wodnych, terenów utwardzonych czy miejsc, w których znajdują się inne instalacje podziemne. Trasa przewiertu prowadzona jest zgodnie z wcześniej określonym profilem, dzięki czemu możliwe jest kontrolowanie położenia głowicy oraz osiągnięcie zaplanowanego punktu wyjścia. W przypadku dużych inwestycji OZE technologia HDD staje się więc uzupełnieniem tradycyjnych robót ziemnych i umożliwia wykonanie tych fragmentów sieci kablowej, które wymagają szczególnego sposobu przejścia przez teren.
Przewierty HDD dla farm fotowoltaicznych – prowadzenie kabli bez otwierania terenu
Na farmach fotowoltaicznych przewierty sterowane wykorzystywane są przede wszystkim w miejscach, w których trasa infrastruktury elektrycznej przecina istniejące elementy zagospodarowania terenu. Mogą to być przejścia pomiędzy poszczególnymi sektorami farmy, odcinki prowadzące w kierunku stacji transformatorowej lub miejsca, w których kabel wyprowadzany z inwestycji musi znaleźć się po drugiej stronie drogi, rowu melioracyjnego albo innej przeszkody. Zamiast wykonywać szeroki wykop i ingerować w znajdującą się nad trasą powierzchnię, można poprowadzić pod nią odpowiednio zaprojektowany przewiert sterowany pod kabel energetyczny.
Znaczenie technologii HDD rośnie szczególnie przy większych farmach fotowoltaicznych, gdzie sieć elektroenergetyczna obejmuje wiele odcinków i musi zostać dopasowana do istniejącego układu dróg, działek, odwodnienia oraz infrastruktury technicznej. Przewiert może zostać wykorzystany na wybranym fragmencie trasy, natomiast pozostała część instalacji wykonywana jest tradycyjnymi metodami. Pozwala to dobrać technologię indywidualnie do warunków konkretnej inwestycji. Istotne jest wcześniejsze określenie średnicy i liczby rur osłonowych, długości przejścia oraz miejsca, w którym można bezpiecznie ustawić urządzenie wiertnicze. Dzięki temu przewiert staje się integralnym elementem całej trasy kablowej, a nie wykonywanym niezależnie fragmentem robót.
Przewierty HDD dla farm wiatrowych – bezpieczne prowadzenie tras kablowych
Infrastruktura farmy wiatrowej obejmuje nie tylko same turbiny, lecz również podziemną sieć kablową łączącą poszczególne elektrownie z infrastrukturą elektroenergetyczną całej inwestycji. Ze względu na znaczne odległości pomiędzy turbinami trasy kablowe mogą przecinać drogi lokalne i technologiczne, cieki wodne, systemy melioracyjne, istniejące instalacje oraz inne przeszkody terenowe. W takich punktach wykonanie otwartego wykopu może wymagać dodatkowych robót, rozbiórki nawierzchni lub czasowego wyłączenia użytkowanego odcinka terenu. Przewiert HDD dla farmy wiatrowej pozwala przeprowadzić rury osłonowe pod przeszkodą bez jej rozbierania.
Technologia znajduje zastosowanie również przy wykonywaniu fragmentów tras prowadzących od obszaru farmy w kierunku stacji elektroenergetycznej lub punktu przyłączenia inwestycji. Każde takie przejście powinno być projektowane indywidualnie, ponieważ na geometrię przewiertu wpływają między innymi długość odcinka, wymagana głębokość, ukształtowanie terenu, warunki gruntowe oraz parametry instalowanej rury. Ważne jest również odpowiednie zaplanowanie placu technologicznego po stronie wejściowej i wyjściowej. Przy dużych inwestycjach energetycznych przewierty sterowane pozwalają dzięki temu zachować ciągłość zaprojektowanej trasy kablowej nawet w miejscach, w których wykonanie klasycznych robót ziemnych byłoby znacznie bardziej skomplikowane.
Przejścia pod drogami, ciekami wodnymi i innymi przeszkodami terenowymi
Jednym z najczęstszych zastosowań HDD podczas budowy infrastruktury energetycznej są przewierty pod drogami. Trasa kablowa farmy fotowoltaicznej lub wiatrowej może przecinać drogi publiczne, dojazdowe, technologiczne oraz inne utwardzone ciągi komunikacyjne. Rozkopanie nawierzchni oznaczałoby konieczność wykonania dodatkowych robót ziemnych i odtworzeniowych, a w przypadku użytkowanych dróg mogłoby również powodować utrudnienia w ruchu. Przewiert pozwala poprowadzić rurę osłonową pod konstrukcją drogi, pozostawiając jej powierzchnię bez bezpośredniej ingerencji. Podobne rozwiązanie stosowane jest przy przejściach pod torami, parkingami i innymi powierzchniami, których rozbiórka byłaby nieuzasadniona.
Technologia HDD sprawdza się również przy przekraczaniu cieków wodnych, kanałów, rowów melioracyjnych oraz wybranych obszarów wymagających ograniczenia robót prowadzonych z powierzchni. Trasa przewiertu może zostać zaprojektowana tak, aby przejść poniżej przeszkody na określonej głębokości i wyjść w bezpiecznie wyznaczonym miejscu po jej drugiej stronie. Ogranicza to zakres naruszania brzegów, skarp i istniejącego zagospodarowania. Właśnie dlatego przewierty sterowane wykorzystywane są w projektach energetycznych nie jako zamiennik każdego wykopu, ale przede wszystkim jako metoda wykonywania newralgicznych odcinków tras kablowych, gdzie bezwykopowe przeprowadzenie instalacji przynosi największe korzyści techniczne i organizacyjne.
Jak projektuje się trasę przewiertu HDD pod kable energetyczne?
Prawidłowe wykonanie przewiertu rozpoczyna się znacznie wcześniej niż w momencie ustawienia wiertnicy na placu budowy. Najpierw trzeba określić miejsce wejścia i wyjścia, długość przewiertu, wymaganą głębokość przejścia oraz przebieg istniejącej infrastruktury podziemnej. Projekt powinien uwzględniać również średnicę i liczbę instalowanych rur, parametry przewidywanych kabli oraz możliwość ich późniejszego wprowadzenia. Istotne znaczenie ma geometria całej trasy, ponieważ otwór nie może być projektowany wyłącznie jako najkrótsze połączenie dwóch punktów. Należy zachować odpowiedni przebieg umożliwiający wykonanie otworu i bezpieczne wciągnięcie przygotowanego przewodu.
Przy przewiertach HDD pod instalacje energetyczne analizuje się również kolizje z istniejącymi sieciami oraz warunki panujące w gruncie. Lokalizacja wodociągów, kanalizacji, gazociągów, kabli telekomunikacyjnych czy innych przewodów wpływa na możliwe położenie projektowanej trasy. Znaczenie ma ponadto dostępna powierzchnia robocza, ponieważ urządzenie wiertnicze, system przygotowania płuczki oraz rura przeznaczona do instalacji wymagają odpowiedniego miejsca. Dobre przygotowanie przewiertu pozwala ograniczyć ryzyko zmian w trakcie realizacji i dopasować technologię do rzeczywistych warunków. W inwestycjach OZE jest to szczególnie istotne, ponieważ pojedyncze przejście bezwykopowe często stanowi część większej, wcześniej zaprojektowanej sieci elektroenergetycznej.
Rury osłonowe PE w przewiertach pod kable energetyczne
W przewiertach wykonywanych dla infrastruktury energetycznej bardzo często instalowane są rury osłonowe z polietylenu PE, które tworzą podziemny kanał przeznaczony do późniejszego wprowadzenia kabla. Materiał dobrze nadaje się do technologii bezwykopowych ze względu na możliwość przygotowania długich, szczelnie połączonych odcinków oraz właściwości pozwalające na ich przeciągnięcie przez wykonany otwór. Rury mogą być wcześniej zgrzewane do wymaganej długości, dzięki czemu podczas instalacji przez przewiert wprowadzany jest przygotowany ciąg przewodowy. Średnica oraz parametry rury powinny być dobrane do projektu, przewidywanych obciążeń i rodzaju infrastruktury, która będzie przez nią prowadzona.
W przypadku bardziej rozbudowanych tras możliwe jest wykonanie przejścia przeznaczonego dla kilku rur osłonowych, jeżeli wymaga tego projekt instalacji. Pozwala to przygotować oddzielne kanały dla poszczególnych kabli lub pozostawić dodatkową przestrzeń dla planowanej infrastruktury. Samo wykonanie przewiertu jest więc jednym z elementów całego procesu. Równie ważne są zgrzewanie rur PE, przygotowanie odpowiedniego odcinka do wciągania oraz kontrola jego położenia podczas instalacji. Ostateczny układ powinien umożliwiać bezpieczne wprowadzenie przewodów energetycznych i ich późniejszą eksploatację. Z tego względu parametry rury osłonowej warto określić na etapie projektowania całej trasy, a nie dopiero bezpośrednio przed rozpoczęciem robót wiertniczych.
Jak przebiega wykonanie przewiertu HDD dla infrastruktury energetycznej?
Realizacja rozpoczyna się od przygotowania stanowiska oraz wyznaczenia zaprojektowanej osi przewiertu. Następnie wykonywany jest otwór pilotowy prowadzony od punktu wejścia w kierunku miejsca wyjścia. Położenie głowicy jest kontrolowane w trakcie pracy, co umożliwia odpowiednie korygowanie kierunku i prowadzenie przewiertu zgodnie z przyjętym profilem. Jest to podstawowa różnica pomiędzy przewiertem sterowanym a prostym przebiciem gruntu. Operator nie wykonuje otworu przypadkowo, lecz prowadzi narzędzie po określonej wcześniej trajektorii, uwzględniając głębokość przejścia, położenie przeszkody oraz miejsce, w którym przewiert powinien zakończyć się po drugiej stronie.
Po wykonaniu otworu pilotowego następuje jego rozwiercanie do średnicy pozwalającej na instalację zaprojektowanej rury lub zespołu rur. W przygotowany kanał wciągany jest następnie wcześniej połączony przewód osłonowy. W zależności od zakresu inwestycji kolejnym etapem może być przygotowanie rury do wprowadzenia właściwych kabli energetycznych i połączenie wykonanego przejścia z dalszym odcinkiem sieci. Poszczególne etapy muszą być ze sobą skoordynowane, ponieważ średnica rozwiertu, właściwości gruntu, długość przewiertu i parametry instalowanej rury wzajemnie na siebie wpływają. Wykonanie przewiertu HDD wymaga dlatego zarówno odpowiedniego sprzętu, jak i wcześniejszego przygotowania technologii realizacji.
Warunki gruntowe a wykonanie przewiertu pod instalacje farm OZE
Rodzaj gruntu ma bezpośredni wpływ na sposób wykonywania przewiertu sterowanego. Inaczej zachowują się grunty spoiste, inaczej piaski i żwiry, a jeszcze innych narzędzi oraz parametrów pracy mogą wymagać warstwy o dużej twardości lub niejednorodnej budowie. Z tego względu przy planowaniu większych lub bardziej wymagających przejść istotna jest znajomość warunków geotechnicznych na trasie przewiertu. Pozwala ona dobrać odpowiednie narzędzia wiertnicze, sposób prowadzenia otworu oraz parametry technologiczne. Ma to szczególne znaczenie przy długich przejściach pod drogami, ciekami wodnymi i innymi przeszkodami, gdzie ewentualna zmiana założeń podczas wykonywania prac jest znacznie bardziej problematyczna.
Podczas wiercenia wykorzystywana jest również płuczka wiertnicza, której zadaniem jest między innymi wspomaganie pracy narzędzia, stabilizacja wykonywanego otworu oraz transport urobku. Jej właściwości i sposób prowadzenia obiegu powinny odpowiadać warunkom gruntowym oraz charakterowi realizowanego przewiertu. Dlatego przewiert HDD dla farmy fotowoltaicznej lub wiatrowej nie powinien być oceniany wyłącznie przez pryzmat długości przejścia czy średnicy instalowanej rury. Dwa przewierty o podobnych wymiarach mogą wymagać innego podejścia technologicznego ze względu na budowę podłoża. Rozpoznanie gruntu jest jednym z elementów pozwalających właściwie zaplanować realizację i ograniczyć ryzyko problemów podczas wykonywania otworu.
HDD pozwala ograniczyć ingerencję w teren inwestycji
Jedną z najważniejszych cech technologii bezwykopowej jest możliwość wykonania podziemnej instalacji bez otwierania powierzchni na całej długości przejścia. Roboty koncentrują się przede wszystkim w rejonie punktu wejścia i wyjścia oraz na stanowisku potrzebnym do prowadzenia wiercenia. Ma to duże znaczenie wszędzie tam, gdzie tradycyjny wykop wymagałby rozebrania nawierzchni, ingerencji w skarpy, przekroczenia cieku wodnego lub prowadzenia robót przez teren, który powinien pozostać możliwie nienaruszony. Przy farmach OZE pozwala to lepiej dopasować sposób wykonania infrastruktury do istniejących warunków terenowych.
Mniejszy zakres robót prowadzonych bezpośrednio z powierzchni może również ograniczyć liczbę prac związanych z późniejszym odtworzeniem terenu. Nie oznacza to, że przewiert HDD jest rozwiązaniem całkowicie bezinwazyjnym, ponieważ nadal wymaga przygotowania stanowisk roboczych i odpowiedniej organizacji budowy. Jego przewaga pojawia się przede wszystkim na konkretnych odcinkach, gdzie otwarty wykop generowałby znacznie większą ingerencję. Z tego powodu bezwykopowe prowadzenie kabli energetycznych jest szczególnie wartościowe przy przekraczaniu przeszkód terenowych i infrastrukturalnych. HDD jest również wykorzystywane w projektach energetycznych tam, gdzie ograniczenie oddziaływania robót na wrażliwe fragmenty terenu stanowi jeden z elementów planowania inwestycji.
Kiedy warto zastosować przewiert HDD na farmie fotowoltaicznej lub wiatrowej?
Przewiert sterowany warto rozważyć wszędzie tam, gdzie planowana trasa kablowa napotyka przeszkodę, której przekroczenie w wykopie otwartym byłoby trudne, kosztowne organizacyjnie lub wiązałoby się z nadmierną ingerencją w teren. Typowymi przykładami są drogi, cieki wodne, rowy melioracyjne, utwardzone powierzchnie oraz miejsca kolizji z istniejącą infrastrukturą. O wyborze technologii nie powinna jednak decydować wyłącznie obecność przeszkody. Należy uwzględnić jej szerokość, wymaganą głębokość przejścia, warunki gruntowe, dostępną powierzchnię roboczą i parametry rur, które mają zostać zainstalowane.
W przypadku farm fotowoltaicznych i wiatrowych najlepsze rezultaty daje traktowanie HDD jako elementu całego projektu infrastruktury elektroenergetycznej. Pozwala to odpowiednio wcześnie zaplanować punkty przejść bezwykopowych i skoordynować je z pozostałymi robotami ziemnymi, trasami kablowymi oraz harmonogramem inwestycji. Przewierty HDD dla farm OZE umożliwiają wykonanie wymagających fragmentów sieci bez konieczności zmiany przebiegu całej instalacji tylko dlatego, że na jej trasie znajduje się droga, ciek wodny lub inna przeszkoda. Odpowiednio zaprojektowane i wykonane przejście tworzy trwałą trasę dla rur osłonowych, przez które można następnie prowadzić kable energetyczne łączące poszczególne elementy farmy z infrastrukturą odpowiedzialną za odbiór i przesył wyprodukowanej energii.