Project
PTTWID, Precise Trenchless Technology without Damage, levert een bijdrage aan het geschikt maken van de bestaande methoden op het gebied van sleufloze installatie van ondergrondse infrastructuur voor toekomstig gebruik in stedelijke ondergrond om zo de vervangingsopgave en de energie transitie mogelijk te maken. Door een meer nauwkeurige toepassing wordt de sleufloze techniek geschikt om zonder schade in dichtbevolkte gebieden te gebruiken voor de installatie van kabels en leidingen.
Horizontaal gestuurd boren
Horizontaal gestuurd boren (horizontal directional drilling, HDD) is de snelst groeiende techniek voor het sleufloos aanleggen van kabels en leidingen. Met deze techniek is het mogelijk kabels en leidingen onder wegen, dijken, waterwegen, spoorlijnen en andere constructies aan te leggen. De laatste tijd wordt horizontaal gestuurd boren ook vaak toegepast in dichtbevolkte gebieden, wanneer de ruimte voor het graven van sleuven niet beschikbaar is of wanneer verkeershinder onwenselijk is en wegen niet mogen worden opengebroken of niet mogen worden afgezet.
In het kader van de vervangingsopgave van de verouderende ondergrondse infrastructuur en de energie transitie zal in de toekomst nog vaker gebruik worden gemaakt van horizontaal gestuurd boren in stedelijk gebied. Vanwege de beperkt beschikbare ondergrondse ruimte zullen de eisen die in de toekomst aan het sleufloos installeren van kabels en leidingen worden gesteld, steeds hoger worden. Om schade te vermijden zal er meer en meer precies moeten worden gewerkt, zonder dat er schade aan de te installeren infrastructuur en de omringende ondergrondse en bovengrondse infrastructuur wordt toegebracht.
Nauwkeurigheid
Om de nauwkeurigheid van een HDD in beeld te kunnen brengen en daarmee de kans op schade aan andere infrastructuur te kunnen beoordelen, is het nodig om zowel de meetnauwkeurigheid van de locatie van de boorkop en de te installeren leiding te weten, maar ook de grootte van de afwijkingen door boorproces als gevolg van de samenstelling van de ondergrond te beschouwen. De afwijking bij een horizontaal gestuurde boring bestaat uit twee componenten die bij elkaar moeten worden opgeteld:
- Afwijking door boorproces en ondergrond.
- Afwijking door meetsysteem.
In Nederland is in het gebied met sedimentaire grondsoorten een afwijkingsanalyse gedaan aan de hand van de gegevens van de uitgevoerde HDD-projecten. Voor de HDD-projecten is de afwijking van de geïnstalleerde leidingen ten opzichte van de beoogde ontwerpligging bepaald. De afwijkingsanalyse werd mogelijk gemaakt door de beschikbaarheid van meetgegevens van 25 horizontaal gestuurde boringen in een database. De analyseresultaten laten zien dat de totale afwijking voor het merendeel van de horizontaal gestuurde boringen in de sedimentaire gronden in Nederland kleiner is dan 1,5 m. Twee horizontaal gestuurde boringen in de database laten een grotere afwijking zien van meer dan 3 m.
Oorzaken
De oorzaken voor de gemeten afwijkingen zijn geanalyseerd. De mechanismen die de afwijkingen veroorzaken zijn vastgesteld. De belangrijkste mechanismen zijn uitgekozen om verder uit te werken in een model. Deze mechanismen zijn in de verschillende sessies met diverse specialisten zijn uitgewerkt:
- Veranderingen in bodemeigenschappen door overgangen van grondlagen.
- Opdrijven en zinken door het gewicht van de downhole tools en de leiding in de boorgaten.
- Insnijden in de bochten door de bocht reactie tijdens uitoefenen van een trekkracht.
- Bocht werking door de interactie van de boorkop en de stijfheid van de boorstreng.
- Insluitingen en objecten in de ondergrond.
Deze mechanismen zijn modelmatig uitgewerkt, zodat een voorspelling van de te verwachten afwijking mogelijk is. Hierbij is ook de stuurreactie van de boormeester op de waargenomen afwijkingen tijdens het boren meegenomen. De modellering van de stuurreactie van de boormeester is een zogenaamde ‘digital twin’ benadering.
Meetsysteem
De afwijking die kan ontstaan door het meetsysteem moet bij de afwijking door boorproces en ondergrond worden opgeteld. Voor de meetsystemen bij horizontaal gestuurde boringen geldt op basis van literatuuronderzoek:
- Gyroscoop, afwijking is ongeveer 0,1 % van de lengte.
- Magnetisch, afwijking is ongeveer 2% van de diepte.
- Walk-over, afwijking is ongeveer 5% van de diepte.
In de literatuur wordt aangegeven dat door aanvullende metingen te verrichten er lokaal op een bepaalde positie een hogere nauwkeurigheid kan worden bereikt.
Rapport
Download hier het rapport :
Vervolg
Momenteel wordt nu het project is afgerond aandacht besteed aan het maken van een voorspellingstool waarmee de te realiseren nauwkeurigheid voorafgaand aan de uitvoering van een horizontaal gestuurde boring in beeld kan worden gebracht.
