معرفی سیستم پایپ جکینگ

pipejacking

پایپ‌جکینگ روشی برای نصب خطوط لوله‌های زیرزمینی بدون ایجاد مزاحمت برای تأسیسات روزمینی و قطع ترافیک عبوری از سطح زمین می‌باشد. این روش برای نصب لوله‌های بتنی به منظور زه‌کشی آب‌های سطحی و یا شبکه فاضلاب شهری در کشورهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش مذکور اولین بار در اواخر دهه 1920 برای جک نمودن لوله‌های بتنی مورد استفاده قرار گرفت. روش پایپ‌جکینگ یک شیوه‌ی بسیار مناسب و اقتصادی برای مسیرهای کوتاه خط لوله (فواصل حدود 150 متر بین ایستگاههای استقرار جک( و جهت عبور خط لوله از زیر تأسیسات شهری، راههای اصلی، راه‌آهن و خاکریزها می‌باشد که در مقایسه با روش‌های حفاری ترانشه روباز هم اقتصادی‌تر (بدلیل عدم نیاز به قطع ترافیک و حجم خاکبرداری کمتر) و هم امن‌تر (عدم نیاز به حفاظت ترانشه) می‌باشد. امروزه بدلیل افزایش تراکم ساختمان‌ها و تأسیسات شهری و ترافیک موتوری ناشی از گسترش شهرها و افزایش جمعیت شهرنشینی این روش نصب به عنوان یک راه‌حل اقتصادی و مناسب جایگزین روش‌های سنتی نصب لوله که همان حفاری ترانشه باز می‌باشد ، باب گردیده است. . .

اصول اولیه این روش همراه با جزئیات آن، ابتدا توسط انجمن پایپ‌جکینگ آمریکا (APJ) در سال 1941 و پس از آن توسط افراد مختلف ارائه گردید. امروزه تکنولوژی پیشرفته‌ای جهت نصب لوله‌های بتنی به قطرهای mm 1000 تا mm 4000 به روش پایپ‌جکینگ و در زمین‌های با شرایط و جنس خاک متفاوت، در طول‌های مختلف به کار گرفته می‌شود .

نوع مکانیزم حفاری تونل به صورت دستی و یا به کمک ابزار پنوماتیکی در جبهه جلوی لوله بتنی و یا توسط ماشین‌آلات حفاری تونل تحت فشار (TBM) انجام می‌گردد، نصب لوله‌های بتنی به کمک جک‌های هیدرولیک نیازمند نیروی زیادی است که جهت غلبه بر اصطکاک ناشی از حرکت لوله درون تونل لازم می‌باشد. در محل تماس جکهای هیدرولیک با دهانه لوله یک حلقه فولادی قرار دارد (Thrust ring) که بدین وسیله می‌توان از لهیدگی لبه‌های لوله بتنی نیز اجتناب کرد. اولین گام جهت نصب ابزار و تأسیسات روش پایپ‌جکینگ حفر محلی جهت نصب و استقرار جک‌های هیدرولیکی و دیوار تکیه‌گاه بتنی می‌باشد. لوله‌ها توسط جک‌های هیدرولیکی قوی که در داخل چاله مخصوص (Shaft) قرار گرفته‌اند به سمت جلو رانده می‌شوند. تحقیقات زیادی در زمینه نحوه‌ی پایپ‌جکینگ و عوامل مؤثر بر آن انجام شده که همگی این تحقیقات نکات زیر را به عنوان اصول مهم و کلیدی در بررسی عملکرد این روش مورد تأکید قرار داده‌اند :

-1خصوصیات و رفتار محل اتصال قطعات لوله و مصالح مورد استفاده در این مقاطع .

-2آزمایشات محلی جهت پیش‌بینی فاکتورهای اصطکاکی خاک محل اثرات روان‌کاری جداره خارجی لوله بر کاهش اصطکاک نیروهای وارده بر لوله در حین نصب و پس از آن در زمان بهره‌برداری خصوصاً نیروهای اصطکاکی.

-3اثرات بارهای رفت و برگشتی )سیکلیک (بر لوله.

یکی از فاکتورهای مهم که در این رابطه بایستی مورد توجه قرار گیرد، جنس و خصوصیات مصالح استفاده شده در محل اتصالات می‌باشد. ضخامت مصالح اتصال یک پارامتر بسیار مهم در توزیع تنشها و حداکثر نیروهای مجاز جک است. مصالح با سختی کم در محل‌های اتصال لوله‌ها بر روی مصالحی از جنس مشتقات چوب و با در نظر گرفتن اثرات انحراف از زاویه مسیر لوله نتایج زیر حاصل گردیده است.

الف) مطالح فشرده (Packing Material) با ضخامت بیشتر تأثیر بهتری بر توزیع تنشهای متمرکز داشته و مفیدترند. به طور مشخص مصالح (Fibreboard) به ضخامت 18 میلیمتر بهترین گزینه برای انتخاب مصالح فشرده محل اتصال دو لوله می‌باشد.

ب) از ایجاد زاویه انحراف افقی بیش از 2/0 درجه مسیر خط لوله جلوگیری می‌گردد.

ج) هرگاه مصالح فشرده محل اتصال مرطوب باشد توزیع تنش در محل اتصال 3 برابر یکنواخت‌تر خواهد بود.

هنگام ساخت لوله‌های بتنی، بایستی مصالح فشرده‌تر در محل اتصال لوله )انتهای لوله‌ها) به صورت استاندارد نصب شده و سپس لوله با دقت کافی به محل نصب حمل گردد. نیروی مورد نیاز برای غلبه بر اصطکاک بین جداره لوله و خاک اطراف توسط جک‌های هیدرولیک تأمین می‌شود. جهت محاسبه نیروی مورد نیاز باید نیروی اصطکاک وارده بر هر قطعه لوله را همراه با اثرات تمرکز تنش ناشی از تغییر زاویه انحراف قطعات لوله‌ها و در نظر گرفتن اثر وجود مصالح انعطاف‌پذیر در محل اتصال دو لوله محاسبه نمود.

ASTMC76M که به بررسی لوله‌های بتنی مورد استفاده در pipe jacking می‌پردازد حداکثر مقاومت فشاری لوله‌های بتنی مورد استفاده را (5000 psi)تعیین کرده است.

تهیه و تنظیم:

مجموعه خدمات حفاری افقی