Wczesnym latem 2024 roku w Szczecinie rozpoczęła się realizacja wyjątkowego zadania: „Budowa kabla światłowodowego magistralnego na odcinku SZCZECIN /SA1 (Aleja Niepodległości 42) – SZCZECIN/SA8 (ul. Pucka 98)”. W ramach przedsięwzięcia, którego generalnym wykonawcą był Up-Telecom sp. z o.o., a Inwestorem Orange Polska S.A., wybudowano sieć teletechniczną w formie kabla światłowodowego magistralnego o długości trasy 11 290 m.

Celem budowy było połączenie Prawobrzeża z Śródmieściem. Trasa inwestycji wymagała bezwykopowego przekroczenia trzech rzek na terenie miasta.

Zakład Robót Instalacyjno-Inżynieryjnych ZRII HYDROPEX pod kierownictwem prokurenta spółki mgr inż. Tomasza Raczyńskiego zrealizował kompleksowo wszystkie 3 przekroczenia:
•    rzeka Odra Zachodnia – długość 231 m,
•    Kanał Parnicki – długość 210 m,
•    rzeka Regalica – długość 426 m.

Wszystkie przekroczenia zaprojektowano metodą wiercąco-płuczącą w technologii HDD (Horizontal Directional Drilling) potocznie zwaną „przewiertem sterowanym”. Prace składały się z dwóch etapów: odwiertu pilotażowego, a następnie poszerzenia przewiertu na marszu powrotnym z jednoczesną instalacją rur. Taki dobór metody pozwolił na instalację założonych w projekcie rur osłonowych HDPEØ200 SDR11 RC.
Wybrana technologia charakteryzuje się wyjątkową efektywnością i sprawdza się w przypadku instalacji rurociągów zarówno na krótszych, jak i na dłuższych dystansach. Pozwala też na prowadzenie robót przy niekorzystnych warunkach geologicznych, a takie właśnie występują na obszarze, gdzie były przeprowadzone prace. Formacje, z którymi mieliśmy do czynienia, stanowiły naprzemiennie przewarstwienia gruntów spoistych w postaci glin oraz gruntów niespoistych abrazyjnych (takich, jak piaski średnie i drobne czy warstwy otoczaków).

FOT. 2. | Zmiana narzędzi po przewiercie pilotażowym pod Odrą Zachodnią. Fot. ZRII HYDROPEX

Podczas wykonywania otworu pilotażowego musieliśmy poradzić sobie z niemałymi problemami ze sterowaniem wynikającymi z warunków środowiskowych. Zaawansowane systemy lokalizacyjne pozwalają na eliminację ewentualnych kolizji z obecnymi w przestrzeni podziemnej elementami innej infrastruktury poprzez kontrolę głębokości, kąta i kierunku wiercenia pilotażowego.

Na pierwszym przekroczeniu pod Odrą Zachodnią w centrum Szczecina, przewiert pilotażowy realizowaliśmy systemem radio-lokalizacyjnym namierzając z łodzi motorowej. W przypadku tego przekroczenia zastosowano system lokalizacyjny Underground MAG 8 z sondą 19-calową, zatem nieco dłuższą niż standardowa. Miało to znaczenie w przypadku zakresu czasu pracy sondy w ziemi (pojemność akumulatora sondy). Realizacja wiercenia pilotowego wynosiła 3 zmiany robocze i wymagała namierzania z łodzi odcinka wodnego o długości ponad 100 m. Wyzwanie dla systemu lokalizacyjnego stanowiły stalowe umocnienie nabrzeży w postaci ścianek Larsena oraz kotwień poziomych, które powodowały zakłócenia pasywne. Kolejną trudnością było minięcie kotew stalowych z prętów tworzących odciągi kotwiące dla grodzić stalowych nabrzeża. Wymagało to precyzji i przejścia pomiędzy dwiema kotwami w oknie o szerokości około 40 cm, na głębokości około 14 m pod poziomem terenu istniejącego. Pomimo lokalnych zakłóceń sygnału marsz pilotażowy o łącznej długości 210 m z końcową siłą instalacyjną na poziomie 45 kN udało się zakończyć sukcesem.

Drugi przewiert pod kanałem Parnickim zrealizowaliśmy namierzając pilota systemem kablowym. Choć jego operator (serwis zewnętrzny) zapewniał o niewrażliwości systemu na zakłócenia sygnału, praktyka łatwo zweryfikowała jego słabe strony. Ostatecznie pomimo komplikacji w postaci lokalnych braków kontroli nad położeniem pilota oraz znaczących odchyłek trajektorii, po 5 zmianach dziennych przekroczyliśmy pilotem kanał Parnicki i finalnie z sukcesem poszerzyliśmy otwór i zainstalowaliśmy rurociąg.

RYS. 1. | Plan organizacji robót dla przekroczenia Regalicy. Fot. ZRII HYDROPEX

Ostatni – trzeci przewiert wykonaliśmy w listopadzie. Na to zadanie składał się najdłuższy w pond 35-letniej historii firmy przewiert w jednym odcinku, tj. 426 mb – rzeka Regalica. Rury zostały zgrzane doczołowo na placu budowy i ułożone na powierzchni w kształcie owalu z racji ograniczonego areału (co obrazuje zrzut satelitarny – plan robót – rys.1.). Z racji problemów z wykonaniem pilota na drugim przekroczeniu zdecydowaliśmy się powrócić do własnego systemu, stosowanego przy przewiercie pod Odrą Zachodnią. Chcąc usprawnić sterowania, zdecydowaliśmy się na zamknięcie toru wodnego żeglugi na czas realizacji przewiertu pilotażowego i rozciągnęliśmy linę od brzegu do brzegu na odcinku 200 m. Asysta służb i zaangażowane jednostek pływających mocno podniosła rangę i efektowność realizowanego zadania. Przewiert pilotażowy o długości 426 m wykonaliśmy w dwa dni robocze, gdzie biorąc pod uwagę kształt trajektorii i celność uważamy za ogromny sukces naszej brygady. Dzięki odpowiedniemu doborowi narzędzi, doświadczeniu wiertaczy oraz profesjonalnemu serwisowi płynów wiertniczych udało się zainstalować 430 mb rurociągu z końcową siłą uciągu na poziomie 65 kN.

Do realizacji projektu wykorzystano zmobilizowaną na plac budowy wiertnicę Tracto-Technik GRUNDODRILL 28N plus. Kilka słów o wiertnicy: maszyna o sile uciągu i posuwu 280 kN, napędzana przez silnik Cummins Tier V,224 kW. Jej cechą charakterystyczną jest płynna regulacja momentu obrotowego (max. 11 000 Nm) i liczby obrotów (max. prędkość obrotowa to 180 U/min). Co ją wyróżnia spośród innych wiertnic?

Posiada pełną rejestrację wszystkich danych z wiercenia:
•    moment obrotowy,
•    siła ciągu,
•    ilość płuczki podawanej,
•    czas prac jednej żerdzi,
•    spalanie paliwa i inne.

Rejestracja odbywa się automatycznie bez potrzeby ingerencji operatora. Informacje te mogą posłużyć do analizy przewiertu, sprawdzenia postępu pracy, porównania momentów obrotowych na danym odcinku potrzebnych do szacowania twardości formacji. Operator ma możliwość analizy parametrów w czasie rzeczywistym i ich ewentualnej korekty, np. szybkości ciągu jednej żerdzi. Kolejną zaletą jest pełna automatyzacja procesu wiercenia. Cały cykl, czyli wciąganie żerdzi, skręcanie i rozkręcanie, odkładanie do boksu, załączanie płuczki odbywa się automatycznie. Pracując w takim trybie operator może skupić się na ustawionych parametrach i regulować je potencjometrami w trakcie pracy, jak również prowadzić raporty notując wskaźniki wiercenia, co służy potem analizie i tworzeniu baz danych z projektów.

FOT. 3. | Zestaw Tracto 28N podczas pracy. Fot. ZRII HYDROPEX

Dodatkowo automatyka i praca maszyny nie są zależne od obrotów silnika, co przekłada się na duże oszczędności paliwa. Faktycznie średnia konsumpcja paliwa w tym projekcie wyniosła nieco ponad 9 l/godz., co dla silnika 6-cylindrowego o mocy ponad 300 KM jest bardzo dobrym osiągiem. Obrotowa, klimatyzowana kabina czy ergonomia fotela, umożliwiają uzyskanie wysokiego komfortu pracy operatora nawet w trudnych warunkach pogodowych. Nie bez znaczenia jest również stosunkowo niska emisja hałasu na poziomie 76–106 db(A), co w praktyce nie powoduje uciążliwości dla przebywających przy maszynie i pozwala na swobodną rozmowę z operatorem. Możliwość zdalnego logowania do maszyny umożliwia wykonanie diagnostyki przez serwis fabryki. Europejskie podzespoły dają możliwość zakupu części na miejscu. Maszyna jest przygotowana do pracy z sondą kablową, jak również z silnikiem wgłębnym (mud motorem). Katalog części zainstalowany na pulpicie maszyny umożliwia wgląd w budowę podzespołu, jego montażu i demontażu oraz ustalenia wymaganych części. Dodatkowo maszyna jest kompatybilna z tensorami pomiaru siły ciągu online, czyli pomiar następuje w czasie rzeczywistym podczas instalacji rury.

Ogromne wyzwanie

Kompleksowa realizacja przewiertów wyniosła średnio nieco ponad 2 tygodnie na każde przekroczenie. Prace wykonaliśmy odpowiednio w lipcu, wrześniu i listopadzie 2024 roku.
•    Projekt angażował od sześciu do dziewięciu osób w brygadzie.
•    Łącznie zrealizowano: 867 mb przewiertów HDD.
•    Łącznie zainstalowano: 867 mb rury osłonowej HDPE PE100RC 200/18,2 mm SRD-11, PN16.
•    Łączna pojemność wierconego otworu: ~71,9 m3.
•    Maksymalna średnica przewiertu (poszerzenia otworu): φ325 mm.
•    Maksymalna głębokość wiercenia: 19,2 m poniżej poziomu terenu dla rzeki Odry.
•    W ramach projektu zużyto ponad 450 m3 wody – koncentracja bentonitu wyniosła 33-35 kg/1 m3. Wydatek płuczki, z jakim realizowaliśmy poszerzanie, wynosił w trybie ciągłym 400 l/min.
•    Mud-factor, czyli stosunek objętości wpompowanej płuczki do objętość formacji (otworu) wyniósł > 1:6.

Przewierty realizowaliśmy w trudnych warunkach sytuacyjnych i geologicznych. Realizacja wymagała bieżącego rozwiązywania wielu nieprzewidzianych problemów. Przekroczenia pod częścią wodną z szerokościach między brzegami 100–200 m i rekordowa długość pojedynczych odcinków, jak i wiercenia na dużych głębokościach w sąsiedztwie podziemnej infrastruktury portowej stanowiły wymagające i trudne zadanie. Powierzone nam prace były prowadzone w zwartej zabudowie mieszkaniowej, w pasie dróg gminnych i wewnętrznych oraz w pasie rzek, pod dnem, przy otwartej żegludze, jak również w jednym etapie robót przy zamkniętej żegludze wodnej.

Podjęliśmy pewne ryzyko, jednak w mojej ocenie zarządzanie ryzykiem jest czymś, co powinno być świadomą kompetencją osób odpowiedzialnych za podobne projekty. Rozwój polega właśnie na przełamywaniu barier i odwagi do podejmowania nowych wyzwań.

Ryzyko, które się podejmuje, należy odpowiednio zminimalizować poprzez analizy, szkolenia i wsparcie osób i jednostek, które posiadają doświadczanie i wiedzę fachową w zakresie większych projektów HDD. Choć realizujemy roboty inżynieryjne od ponad 36 lat, wykonywanie pierwszych przekroczeń HDD siłami własnymi rozpoczęliśmy dopiero 7 lat temu. Brak większego doświadczenia w tej dziedzinie zrekompensowaliśmy przygotowaniem merytorycznym (w tym szkoleniami, rozmowami, analizami rynku) oraz selekcją i rekonesansem w zakresie sprzętu. Serwis płuczkowy, raportowanie i bieżąca analiza sytuacji na wiertni ma ogromne znaczenie.

Chcąc pójść krok dalej, warto zaangażować się osobiście w podobne projekty. Wiedza i doświadczenie, które nabywa się po takim przedsięwzięciu, jest bezcennym potencjałem, który powinien się przełożyć na stworzenie bazy danych zawierających zarówno wskaźniki finansowe, jak i praktyczne, które pomogą przy programowaniu i budżetowaniu kolejnych realizacji. Cieszymy się, że wraz z polską branżą bezwykopową możemy rozwijać się w tym zakresie. Planujemy w najbliższym czasie zainwestować w kolejne wiertnie, które pozwolą nam realizować jeszcze większe przekroczenia i średnice.