CIMR-BARTÁKOVA METODA REKONSTRUKCE LINIOVÝCH PLYNOVODŮ

Autor
Jan Barták, GasNet Služby, s.r.o.
Recenze
Ing. Marek Helcelet

Abstrakt

Metoda rekonstrukce ocelových VTL plynovodů výměnou přesně v trase stávajícího potrubí.

Pomocí mobilního hydraulického navijáku je horizontálně ze země vytaženo stávající ocelové potrubí. Na jeho konec je přivařeno potrubí nové, které je současně zataženo do stávající trajektorie

Pilotní projekt (Mnichovo Hradiště 2025) prokázal realizovatelnost tohoto způsobu rekonstrukce u potrubí DN 200. Délky jednotlivých takto rekonstruovaných úseků se pohybovaly mezi cca 50 - 120 metry a bylo takto provedeno 16 úseků.

Metoda je vhodná pro rovné úseky plynovodů (bez umělých ohybů), kde je potřeba minimalizovat zásahy do okolí, náklady na rekul t i vace pozemků a kompenzace újmy na zemědělských pozemcích. V neposlední řadě má metoda zjevné pozitivní ESG přínosy.

Úvod

Plynárenské společnosti dnes stojí před nutnost í obnovovat staré ocelové plynovody, aby byl zajištěn jejich bezpečný a spolehlivý provoz. Mnohá z těchto vedení jsou desítky let stará a jejich stav již neodpovídá současným požadavkům.

Klasický postup obnovy

Obnova probíhá většinou výměnou potrubí ve stejné nebo nové trase, pokud možno v režimu drobných staveb dle Přílohy č. 1 k zákonu č. 283/2021 Sb. Tyto práce se provádějí převážně v otevřeném výkopu. Preferujeme sice bezvýkopové technologie, ale pro výměnu „kus za kus“ jsme doposud o žádné vhodné technologii nevěděli.

Obnova formou otevřeného výkopu vyžaduje vytvoření pracovního pruhu o šířce cca 11–22 m podle dimenze potrubí. To znamená rozsáhlé zemní práce — úpravy terénu, skrývku ornice a výkopy nad stávajícím potrubím včetně manipulace se zeminou, případně její dopravu na deponii a zpět. Rypadla, buldozery a nákladní technika přitom významně zvyšují produkci emisí, zejména CO₂.

K tomu se přidávají omezení ze strany ochrany přírody, životního prostředí a vlastníků pozemků, která často zužují pracovní pruh nebo omezují dobu realizace.

Impuls k inovativní metodě
Proč inovativní?

Tato metoda existuje již od 70. let minulého století a využívala se zejména ve vodárenství, a to převážně u přípojek.

Autor článku pracuje v plynárenství jako projektant od roku 1985 a za celou dobu své kariéry se s touto metodou nesetkal a prostřednictvím tohoto článku představuje tuto metodu jako metodu novou. Na skutečnost, že tato metoda již existuje od 70. let 20. století, byl autor upozorněn recenzentem tohoto mého článku.

Koncepci prezentace však autor ponechává, neboť vše jsme řešili bez jakýchkoliv podkladů a zkušeností – v podstatě „od nuly“.

V roce 2024 provedla společnos t SpiderPlow, Rohr-&Kapelpflug GmbH pro EG.D, s.r.o. úspěšné vytažení cca 100 m dlouhého úseku ocelového potrubí DN 200 ze země, k čemuž použila mechanismů využívaných při pluhování. Tento projekt se stal základem úvahy, zda by bylo možné během vytahování starého potrubí zároveň vtahovat potrubí nové.

Spolu s Robinem Cimrem, projektovým manažerem SpiderPlow, jsme přišli na jednoduchý nápad:

Na konec starého vytahovaného potrubí navařit nové potrubí stejné dimenze a pomocí navijáku jej zatáhnout do uvolněné trasy.

Postup později získal název Cimr-Bartákova metoda.

Volba pilotního projektu

Pro ověření metody byla vybrána stavba REKO VTL Veselá – Mnichovo Hradiště, což je přímý úsek DN 200 v délce cca 1,7 km. Součástí bylo i nové umístění odbočkového armaturního uzlu a získání pot řebných s tavebních povolení. Termínově šlo o náročné období, protože probíhala implementace nového stavebního zákona a s tím související digitalizace řízení.

Cílem tohoto pilotního projektu bylo prokázat realizovatelnost stavby touto metodou a následně vyhodnotit její přínos, úskalí či neefektivnost pro případné další využívání.

V rámci zpracování projektové dokumentace jsme řešili několik otázek, které vycházely z potřeby jiných činností než činností běžných při realizaci metodou otevřeného výkopu. Jednalo se v podstatě o tyto hlavní technické kroky:

1) Rozdělení rekonstruovaného úseku na jednotlivé dílčí části

Trasa byla rozdělena na 16 úseků v délkách 50 – 120 metrů.

Toto rozdělení bylo ovlivněno několika zásadními faktory. Jednak to byly terénní překážky (silnice na jednom konci a zahrady na konci druhém) a jednak nutnost mít svařenec zatahované délky svařen a připraven v celé délce za úsekem, kam má být vtažen.

2) Návrh jam v místech rozdělených úseků

Výsledkem bylo navržení „dvojitých jam“ propojených užším otevřeným výkopem tak, aby byl zajištěn potřebný poloměr ohybu nového potrubí.

3) Doizolování svarů zatahovaného potrubí

Svary na zatahovaném potrubí byly po jejich úspěšné kontrole zaizolovány smršťovací PE manžetou a přesahem na stávající tovární PE izolaci. Doizolování plastbetonové FZM-S ochrany izolace bylo provedeno bez přesahu přes stávající tovární vrstvu FZM-S tak, aby nedošlo k jejímu stržení při zatahování.

4) Rozšiřovací klín

Vzhledem ke skutečnosti, že průměr nového zatahovaného potrubí opatřeného plastbetonovou ochranou izolace FZM-S je o cca 10 mm větší než průměr potrubí vytahovaného, jsme zvažovali použití rozšiřovacího klínu z dvou redukcí DN 200/250.

Po zjištění, že stávající potrubí je z hrdlových trubek, které mají slabší koutové svary, jsme od osazování rozšiřovacího klínu ustoupili.

5) Stanovení tažných sil a jejich skutečné hodnoty

• počet navržených úseků – 16 úseků

• délky jednotlivých úseků – 50-120m

• maximální možná tažná síla spočítaná na základě minimální zaručené meze kluzu potrubí používaného v době jeho stavby (1963) – 72 tun

Reálné tažné síly (při cca 100 m úseku):

• maximální vyvinutá tažná síla na staré potrubí současně při použití hydraulického kladiva – 65 tun

• tažná síla při zahájení vytahování a zatahování (po navaření potrubí nového):

• prvních cca 12m – 60-54 tun (orientačně po první hrdlový spoj)

• do zhruba poloviny vytahovaného úseku – 54-46 tun

• od poloviny do konce vytahovaného úseku (začátek vtahování potrubí nového) – 46-20tun

• potrubí nové – 20-14 tun (jedná se primárně o překonání tření zeminy)
(v PD vypočítaná tažná síla → 9-17 tun – pro délku 50-100m zatahovaného potrubí)

• průměrná rychlost vytažení a zatažení úseku – 10 – 12 m/min

6) Tažná hlava a úderová deska

V rámci projekčních prací jsme se rozhodli k tomuto účelu využít ty, které byly použity v rámci pilotního projektu vytažení potrubí v roce 2024.

Toto naše rozhodnutí však nebylo ideální, ale díky tomu jsme zjistili dvě zásadní závady:

U tažné hlavy došlo k vytržení rozšířené části

Toto jsme operativně na stavbě vyřešili vyztužením tažné hlavy. Takto provedené vyztužení tažné hlavy bylo v pořádku a využili jsme jej na všechny další úseky.

U úderové desky došlo v podstatě k její celkové deformaci současně s deformací části potrubí DN 200, na které byla tato úderová deska nasazena (úderová deska se nepřivařuje na potrubí – pouze se nasazuje).

Toto jsme rovněž na stavbě vyřešili výrobou zcela nové úderové desky, která byla vybavena křížovým vystředěním zasouvané části a vodicím prstencem pro trn hydraulického kladiva.

PROBLEMATIKA TAŽNÉHLAVY A ÚDEROVÉ DESKY BYLO V PODSTATĚ TO JEDINÉ, CO NÁS PŘI REALIZACI POTKALO A BYLO NUTNÉ OPERATIVNĚ ŘEŠIT.

Harmonogram a realizace

Původní plán — 3-4 úseky denně — byl kvůli výše uvedeným úpravám konstrukcí prodloužen, ale závěrečné dny již odpov ída l y př edpo k l adu.

Zpoždění dodávky trubního materiálu a povoleného vstupu na travní porost ovlivnilo i rozsah skrývky ornice, která musela být provedena v celé délce úseku.

Vyhodnocení pilotního projektu

Zhotovitel VÝSTAVBA SÍTÍ KOLÍN a.s. zvládl technologii velmi dobře, a díky jeho operativnímu přístupu byl projekt úspěšně dokončen.

Metoda prokázala svou realizovatelnost i efektivitu.

Přináší:

· snížení emisí CO₂,
·menší zásah do krajiny,
· kratší dobu výstavby,
·úspory nákladů na rekultivace i kompenzace,
· výrazné ESG přínosy.

Závěr a možnosti dalšího využití

Závěrem lze konstatovat, že pilotní projekt, který měl prověřit realizovatelnost rekonstrukce VTL plynovodu DN 200 touto metodou, byl úspěšný a metoda je do budoucna využitelná.

Cimr-Bartákova metoda je jednoznačně metoda, která se v plynárenství (a liniových potrubních stavbách obecně) může používat pro minimalizaci dopadů, a která má zjevné pozitivní ESG přínosy.

Přináší úspory v nákladech, zkrácení doby výstavby, minimalizaci zásahů do krajiny a nižší náklady na rekultivaci a kompenzace.

Možnosti dalšího využití: Metoda je vhodná pro rovné úseky plynovodů, kde je potřeba minimalizovat zásahy do okolí, například v případě komplikovaných vlastnických vztahů k pozemkům nebo tam, kde není možné rozšiřovat pracovní pruh nad rámec ochranného pásma, nebo v úsecích, kde není dovoleno realizovat práce v otevřeném výkopu vůbec – parky, městská zeleň apod.

Využití metody pro jiné dimenze je možné, vše ovšem závisí na materiálu a pevnostních parametrech stávajících trub.