Horizontaal gestuurde boring

Gebruikte literatuur:

− BTL-rapport 50: Handboek Horizontaal Gestuurd Boren, Geodelft e.a., 2000;

− Handleiding Wegenbouw Ontwerp Onderbouw: Richtlijn Boortechnieken, Ministerie van Verkeer en Waterstaat, 1995;

− CUR-rapport 2003-7: Bepaling geotechnische parameters, 2003.

De uitvoering van een horizontaal gestuurde boring (HDD) verloopt in een aantal opeenvolgende fasen (figuur 5.1):

− Pilotboring; − Ruimen; − Intrekken.

Het boorproces met de genoemde drie fasen van een HDD worden nu eerst nader beschreven. Horizontal Directional drilling of horizontaal gestuurd boren is een techniek die regelmatig wordt toegepast bij het aanleggen van leidingen en infrastructuur met een relatief kleine diameter (tot ongeveer 1,5 meter) en een lengte van 1 tot 1,5 km.

Deze techniek heeft verschillende kenmerken:

− Ten eerste wordt de boring snel en sleufloos uitgevoerd. Vooral in urbane plekken waar weinig ruimte aanwezig is en een conservatieve aanleg van leidingen voor veel overlast zorgt, worden leidingen aangelegd met HDD techniek.

− Een ander kenmerk is dat de boring vanaf maaiveld plaatsvindt. Hierdoor zijn geen bouwkuipen en grondwaterstandverlaging nodig, die invloed kunnen hebben op de omgeving. Een HDD aanleg heeft wel een minimale gronddekking nodig om de invloed op de omgeving te beperken.

− Ten slotte is de horizontale boortechniek zeer goed bestuurbaar en kan de positie van de boorkop continu worden bepaald. De boorkop wordt gestuurd door een stuurslof die zich vlak achter de boorkop bevindt. Door tijdens boren de stuurslof in de gewenste richting te laten wijzen, wordt sturing verkregen. Afwijkingen kunnen worden gecorrigeerd door de stuurslof over een bepaalde afstand terug te trekken en vervolgens met een andere stand van de stuurslof verder te drukken. Een andere manier van besturen van de HDD is het monteren van een positiebepalings-unit in de boorkop. De meetgegevens worden doorgegeven aan een computer op het werkterrein. Ook kan de plaats van de boorkop worden bepaald met een bovengrondse detector of ondergrondse sensoren die middels een draadverbinding verbonden zijn met de computer.

Een horizontaal gestuurde boring wordt op de volgende manier uitgevoerd.

Vanaf een boorstelling of rig worden boorbuizen onder een bepaalde intredehoek de grond ingedreven. Er wordt onderscheid gemaakt tussen mini-, midi en maxirigs. Dit is afhankelijk van de benodigde trekkrachten en de lengte en diameter van de productbuis. Door het voortdurend aankoppelen van nieuwe boorstangen wordt een min of meer flexibele boorstreng met grote lengte verkregen, die nauwkeurig gestuurd in de grond worden aangebracht. De te kruisen objecten kunnen hierdoor gekruist zonder schade of overlast aan het maaiveld. Nadat de boorgang door een pilotboring met herhaalde boorslagen voldoende groot is uitgevoerd, wordt

de leiding in zijn geheel door de boorgang in de grond naar de boorstelling ingetrokken. Een boorslag is het eenmaal geheel doorlopen van het boortracé met de boorkop of ruimer. Bij horizontaal gestuurde boringen speelt de boorvloeistof een belangrijke rol. Deze

boorvloeistof wordt vanaf de rigzijde met een pompinstallatie door de boorleiding onder hoge druk naar de boorkop geperst. De boorkop is voorzien van een aantal nozzles waardoor de boorvloeistof onder druk naar buiten in de boorgang wordt geperst.

Tijdens het boorproces heeft de boorvloeistof invloed op de volgende processen: − Het creëren van het boorgat;

− Het verplaatsen van grond;

− Het ondersteunen van het boorgat; − Het inbrengen van de kabels of leidingen.

Pilotboring

De pilotboring heeft als doel het maken van het eerste boorgat volgens een vooraf ontworpen profiel met het intredepunt en geplande uittredepunt van de boring. Hiervoor wordt een boorkop gebruikt waarop snijelementen, spuitnozzles of een mudmotor zijn gemonteerd. Achter de boorkop bevindt zich het steering tool. De pilotboring wordt via dit signaleringssysteem nauwkeurig gevolgd, zodat de boring volgens het geplande tracé kan worden uitgevoerd. Bij de pilotboring stroomt de boorvloeistof vermengd met losgemaakte grond in de ringvormige doorsnede van de boorkop langs de boorleiding terug naar de ontvangstput bij het intredepunt aan de rigzijde. Het door het ontgravingproces ontstane boorgat heeft een diameter die groter is dan de uitwendige diameter van de boorleiding, waardoor het vloeistof-grondmengsel kan afstromen via de tussengelegen ringvormige ruimte.

Ruimen

Nadat bij de pilotboring de boorgang is aangelegd en de boorleiding in het geboorde gat is ingebracht, wordt door middel van ruimen het boorgat op de gewenste diameter gebracht. Bij het ruimen vinden er verschillende boorvloeistof stromingen plaats in de boorgang: Bij het ruimen en intrekken kan de retourstroming naar de ontvangstput aan de pijpzijde, aan de rigzijde of naar beide zijden tegelijk terugstromen.

Bij een groot boorvloeistofverlies vindt soms in het geheel geen retourstroming plaats en wordt de boorvloeistof geheel in de grond opgenomen.

Bij het ruimen wordt bij grotere boringen in sommige gevallen ook boorvloeistof vanaf de pijpzijde naar de ruimer geperst. Meestal wordt de vloeistof dan verpompt vanaf de zijde waar de retourstroming vrijkomt en het in de scheidingsinstallatie wordt verwerkt. Voordeel hiervan is en geringer drukverlies.

Trekken

Nadat het boorgat tot een voldoende grote diameter is geruimd, wordt bij de laatste boorslag de productpijp ingetrokken. Bij deze laatste boorslag wordt de op rollenbanen gereedliggende productbuis bevestigd aan de boorstreng met een trekkop, voorzien van een wartel en voorafgegaan door een ruimerkop, door het boorgat naar de boorstelling toe ingetrokken.