GESTUURDE BORINGEN. Voor gasleidingen met een bedrijfsdruk van maximaal 15 bar

Transcriptie

1 Versie GESTUURDE BORINGEN Vr gasleidingen met een bedrijfsdruk van maximaal 15 bar Versie

2 1. Tepassingsgebied Deze aanbeveling is van tepassing p de gestuurde bringen uitgeverd vr de gasdistributienetten met een bedrijfsdruk van maximaal 15bar en een nminale diameter van de leiding grter dan f gelijk aan DN100 (stalen buizen) f DN63 (PE- buizen), tt maximum DN300 (stalen buizen) f DN315 (PE-buizen), waarvr vereenvudigde berekeningsmethden kunnen wrden pgesteld die geen bijkmende berekening en studies vereisen (zie tabel 1 categrie II). Bijkmende studies zijn ndzakelijk vr gestuurde bringen die niet tt het tepassingsgebied behren (zie tabel 1 categrie I), f in het geval men dieper wenst te bren dan wat binnen deze richtlijn vr de respectieve leiding staal f PE wrdt aanvaard. Deze aanbeveling geldt niet vr: de leidingen met een diameter grter dan DN300 (stalen buizen) f DN315 (PE-buizen) en/f gestuurde bringen met een brlengte langer dan 200m, die k een bijkmende studie vereisen (bijvrbeeld dr een studiebureau) (zie tabel 1 categrie I); de leidingen met een diameter kleiner dan DN100 (stalen buizen) f DN63 (PE-buizen) (bijvrbeeld dienstleidingen), met een lengte krter dan 100m, mdat de impact van deze werken p het leefmilieu te verwaarlzen is (zie tabel 1 categrie III) en de mechanische belastingen die zij met zich meebrengen ruimschts nder de tegelaten maxima liggen; gestuurde bringen vr een bundel leidingen het leggen van stalen leidingen in kkers. Onderstaande tabel 1 vat het tepassingsgebied van dit lastenkhier samen. TABEL 1 CATEGORIEEN GESTUURDE BORINGEN Maximale bedrijfsdruk van het net (MOP) (bar) Nminale diameter leiding (DN) Lengte bring (m) CATEGORIE I Grte werken die een bijkmende studie vereisen > 15bar Staal PE CATEGORIE II 15bar DN > 300 DN > 315 Tepassingsgebied van het lastenkhier Staal PE 15bar 100 DN DN CATEGORIE III Werken waarvan de impact p het milieu te verwaarlzen is Staal PE 15bar DN < 100 DN < 63 < 100 Versie /11

3 2. Studie van het prject 2.1. Vrafgaande studie Vóór de aanvang van de werken, meten vlgende punten gepreciseerd wrden: het wegennet nderzeken teneinde verschillende kabels, leidingen, enz. te situeren en rekening te huden met eventuele prjecten (synergiewerken, nieuwe straat, rilering, ); het ttale terrein van de werken, zwel aan intrede- als aan het uittredepunt van de bring (l 1, l 2, l, l 3, l 4 zie figuur 1); het prfiel van de lanceerbaan, de psitie van de steunpunten en de tussenruimte tussen de hefinrichtingen inbegrepen (R 1 zie figuur 1); het theretische brprfiel (R, R 4, h zie figuur 1); het grndnderzek in de zne bepaald vr het theretische prfiel (zie 2.4); de waarde van de trekkracht p de leiding bij de aanvang, tijdens en p het einde van de bring, evenals de vrtgangssnelheid (zie 2.2). De rsprnkelijke staat van de plaatsen met pgemeten zijn vr het geheel van de terreinen geselecteerd vr de uitvering van de bring, de buw en het plaatsen van de leiding. FIGUUR 1 Het is belangrijk m vraf de situatie ter plaatse grndig te evalueren, dit pdat een vltte uitvering van de gestuurde bring niet in het gedrang zu kmen: nagaan dat de vlledige leiding (f leidingen) uitgelegd kan wrden; cntrleren f er vldende plaats is m de brinstallaties p te stellen; Evalueren f er mgelijke knelpunten zijn die de uitvering van een gestuurde bring kunnen bemeilijken (vb. uitgelegde leiding vóór prit, afsluitingen in de weg, wrtels van bmen ter hgte van intrede- f uittredepunt, ). enz Versie /11

4 2.2. Ontwerp van de gestuurde bring Algemeenheden Vr het ntwerp van de gestuurde bringen is uitgegaan van: een bdem van gemiddelde samenstelling (d.w.z. zand, klei, leem znder turf, znder grind en znder harde lagen) met een srtelijk gewicht van 19kN/m³; een grndpakket waarbij gereduceerde grndbelasting niet van tepassing is. Er wrdt aangenmen dat gewelfwerking niet ptreedt; een verkeersbelasting van maximum 20 t/as. Vr de verkeersbelasting wrdt het aslastmdel I gekzen vlgens de NVN-ENV :1995 Eurcde 1: Ontwerpgrndslagen en belastingen p cnstructies Deel 3: verkeersbelastingen p bruggen Deze parameters bepalen de minimumkrmtestraal en de maximumtrekkracht die de leiding kan verdragen. Wanneer men andere parameters kiest en/f andere materiaaleigenschappen vr de buis dan deze vermeld in de en 2.23 hierna, meten deze waarden herrekend wrden Stalen leidingen Vr de berekeningen van de gestuurde bringen vr stalen leidingen is rekening gehuden met een staalkwaliteit L235GA (elasticiteitsgrens 235 N/mm²). Er werd een grndwaterstand aangenmen van -0,75m t..v. maaiveld. De spanningen die in een stalen buis ptreden bij een gestuurde bring, zijn nder andere afhankelijk van de krmtestraal die aangewend wrdt, alsk de diepte van de gestuurde bring. In de nderstaande tabel is de minimale krmtestraal terug te vinden, telkens in functie van de diepte van de gestuurde bring. TABEL 2 Nminale diameter DN Buitendiameter van de buis de mm Dikte van de buis T mm Minimum krmtestraal Rmin m Maximale diepte van de bring h bij de gegeven krmtestraal m Maximum trekkracht p de buis kn(*) ,3 3,6 100m 10m ,3 4,0 150m 200m 9m 10m ,1 4,5 250m 300m 9m 10m ,0 5,0 300m 6m 350m 400m 450m 8m 9m 10m ,9 5,6 350m 5m 400m 500m 6m 8m 1277 Versie /11

5 (*)Brn: DVGW - Technische Regel Arbeitsblatt GW 321 / ktber 2003 In de berekeningen weergegeven in tabel 2, is er geen rekening gehuden met gereduceerde grndbelasting. Dit wil zeggen dat telkens de vlledige neutrale grndbelasting p de leiding aanwezig is. Wanneer het ndzakelijk is m dieper te bren, f een bring uit te veren met een krtere krmtestraal, dan kan dit mgelijk zijn wanneer gereduceerde grndbelasting mag aangenmen wrden. Om hierver uitsluitsel te krijgen is het uitveren van een grndnderzek (sndering f bring) absluut ndzakelijk PE- leidingen Vr de berekeningen van PE-leidingen, waarvan de resultaten zijn samengevat in de tabellen 3 en 4, zijn de vlgende leidingkarakteristieken vrpgesteld: Diameters leidingen, De: DN110 DN160 DN200 DN315 Wanddiktes uitgedrukt in SDR-klasse, buisdiameter/wanddikte, De/dn: SDR11 SDR17,6 Materiaalkarakteristieken HDPE100: Krte duur treksterkte: 10 N/mm² Lange duur treksterkte: 8 N/mm² Krte duur elasticiteitsmdulus: 1200 N/mm² Lange duur elasticiteitsmdulus: 300 N/mm² Pissnfactr: 0,4 Srtelijk gewicht: 9,54 kn/m³ Werkdrukken Maximale bedrijfsdruk: 5 bar (= 5 N/mm²) Testdruk: 7,5 bar (= 7,5 N/mm²) Minimum krmtestraal Wat de minimum krmtestraal betreft, kan gesteld wrden dat deze gelijk is aan: R min = 20 d e Echter, er dient rekening gehuden te wrden met de praktische realiseerbaarheid van de minimum krmtestraal, dewelke eveneens afhankelijk is van de brstangen (materiaal: staal f aluminium) die ingezet wrden bij de piltbring. Vandaar dat vr de berekeningen een minimum krmtestraal gehanteerd wrdt van 50 m. Versie /11

6 Nminale diameter DN Buitendiameter van de buis de mm Dikte van de buis T mm TABEL 3 PE SDR11 Minimum krmtestraal Rmin m Maximale diepte van de bring h Maximum trekkracht p de buis kn(*) m 12m 31 (22) ,6 50m 12m 66 (47) ,2 50m 12m 104 (73) ,63 50m 12m 258 (180) Nminale diameter DN Buitendiameter van de buis de mm Dikte van de buis T mm TABEL 4 PE SDR17,6 Minimum krmtestraal Rmin m Maximale diepte van de bring h Maximum trekkracht p de buis kn(*) ,3 50m 5m 20 (14) ,1 50m 5m 43 (30) ,4 50m 5m 67 (47) ,9 50m 5m 167 (117) (*)Telaatbare trekkracht in kn vr PE-100 buis bij een buiswandtemperatuur van maximaal 20 C. De waarde tussen haakjes is de maximum telaatbare trekkracht (kn) bij 40 C. Brn: DVGW - Technische Regel Arbeitsblatt GW 321 / ktber Maximale diepte van de bring Vr het bepalen van de maximale diepte van de bring zijn vlgende elementen aangenmen: in rekening brengen van neutrale grndbelasting (GEEN gereduceerde grndbelasting); grndwaterniveau nder het diepste punt van de gestuurde bring. In dit belastingsgeval wrdt het vlledige grndpakket bven de leiding als een bvenbelasting in rekening gebracht. Dr de wanddikte/diameter relatie binnen een SDR-klasse, zijn de spanningscmpnenten tengevlge van inwendige en uitwendige belastingen identiek. Vandaar dat de maximale diepte vr een bepaalde SDR-klasse gelijk blijft, ngeacht de diameter van de PE-buis. De maximale diepte is z bepaald dat de aanwezige spanning in de PE-buis de lange duur treksterkte van 8 N/mm² niet verschrijdt. Indien men tch dieper wenst te bren dan de maximaal vrpgestelde diepte in tabel 3 en 4, dan kan dit mgelijk zijn wanneer gereduceerde grndbelasting mag aangenmen wrden. Om hierver uitsluitsel te krijgen is het uitveren van een grndnderzek (sndering f bring) absluut ndzakelijk. Versie /11

7 Implsiepunt PE-buis Zals in punt al gemeld, is het mgelijk dieper te bren dan de maximaal vrpgestelde diepte in tabellen 3 & 4, mits de ndige grndnderzeken uitgeverd zijn en deze bevestigen dat gereduceerde grndbelasting in rekening mag gebracht wrden. Echter, k al is gereduceerde grndbelasting van tepassing, er is vr een gegeven SDR-klasse een maximale diepte, het zgenaamde implsiepunt, dat niet mag verschreden wrden. Dit is het gevlg van de alzijdige verdruk dr de heersende waterklm. Het implsiepunt is die diepte waarbij de PE-buis, ten gevlge van de heersende waterklm p de PE-buis, zal implderen. Ongeacht de diameter van de PE-buis is het implsiepunt: vr SDR11 : 23,8m waterklm vr SDR17,6 : 5,3m waterklm Dit betekent dat, k al mag er gereduceerde grndbelasting in rekening gebracht wrden, van zdra de gegeven waterklm p de PE-buis inwerkt, deze zal implderen Bringdiameter De minimumdiameter van het brgat (na het plijsten) bedraagt 1,5 maal de buitendiameter van de gekzen buis (1,5 x d e ), behudens vrafgaandelijk gedgekeurde en gerechtvaardigde plaatselijke mstandigheden. De bringdiameter wrdt vóór de werken bepaald Bdemkarakteristieken Vóór de bring met men beschikken ver alle nuttige inlichtingen i.v.m. de bdemkarakteristieken, teneinde rekening te huden met de mgelijke afwijkingen tijdens de bring. Er wrdt in het bijznder rekening gehuden met infrmaties beschikbaar p de bdemkaarten. Indien ndig wrdt de studie vervlledigd met een bdemanalyse Diepte van de bring De minimumdiepte van de bring wrdt zdanig bepaald dat het leefmilieu geen schade f grte hinder ndervindt Brspeling Vr elke werf bepaalt men: de kwaliteit van de te gebruiken brspeling bestaande uit klei, water, (vb. bentniet); de theretische heveelheid brspeling; de minimum- en maximumgrenswaarden van de brspelingdruk, in functie van de bdemgesteldheid en de diepte van de bring. De samenstelling van de brspeling met beantwrden aan de milieueisen en aan de van kracht zijnde reglementering, k vr haar afver na werkzaamheden. Versie /11

8 3. Vrbereidende werkzaamheden Vóór de bring met men: het in beslag genmen terrein en de intrede- en uittredepunten van de bring bepalen en met paaltjes afbakenen; vr staal: de te plaatsen lengte vrbereiden; alle verbindingen wrden uitgeverd vlgens het prcédé van de stmplas en gecntrleerd dr radigrafie; stalen buizen bekleed met een drie-lagen PE-bescherming kiezen; de lasverbindingen van de stalen buizen vertrekken met een speciale versterkte bekleding die tenminste even dik is als de PE-bekleding van de buis en zdanig pgevat is dat zij tijdens de plaatsing niet kan lskmen, rekening hudend met de trekrichting; de bekleding van het te plaatsen leidingstuk ver heel de lengte cntrleren met behulp van een vnkenbrstel nder tenminste 10kV; vr PE: de te plaatsen lengte vrbereiden; alle verbindingen wrden bij vrkeur uitgeverd vlgens het prcédé van de stmplas (vr DN > 90) en het aantal verbindingen wrdt zveel mgelijk beperkt; Het leidingstuk met p geleidingen geplaatst wrden waarver het tijdens het intrekken kan verschuiven. Dit geleidingssysteem met zdanig pgevat zijn dat de bekleding van de buis niet beschadigd wrdt. 4. Werken tijdens en na de bring 4.1. Piltbring De bring van het piltgat met het vraf bepaalde prfiel vlgen. De tegelaten afwijking met kleiner zijn dan 2m zijdelings en 1m verticaal. Het prfiel van de piltbring met dr de aardgasnetbeheerder gedgekeurd zijn vóór men tt de bring vergaat. Indien een piltbring met uitgeverd wrden in de nmiddellijke nabijheid van een al aanwezige leiding die aangelegd is d.m.v. een gestuurde bring, dient rekening gehuden te wrden met een veiligheidsafstand t..v. deze leiding. Veiligheidsafstand: Hrizntaal: 4m Verticaal: 2m Binnen de veiligheidsafstand mgen geen piltbringen uitgeverd wrden. Versie /11

9 4.2. Tijdens het plaatsen van de buis in het brgat meten alle vrzrgen wrden genmen m te vermijden dat er brspeling p de werkzne wrdt verspreid; met de trekkracht permanent geregistreerd wrden en er met een regelbare inrichting geïnstalleerd zijn m elke verschrijding van de vraf berekende grenswaarde te vrkmen; met de brspelingdruk permanent gecntrleerd en geregistreerd wrden; met de leiding aan de uiteinden afgedicht zijn, tt het genblik waarp zij aangeslten wrdt; met de bekleding van de stalen buizen ver heel de lengte gecntrleerd wrden bij het intredepunt van de bring, met behulp van een vnkenbrstel nder tenminste 10kV Na de plaatsing met de islatie van het stalen leidingstuk gecntrleerd wrden d.m.v. een islatietest (R > O/m²); wrdt het buitenaanzicht van de buis aan het uittredepunt van de bring visueel gecntrleerd; wrdt de drukpref m de mechanische weerstand en de dichtheid van de buis te cntrleren, uitgeverd vlgens de van kracht zijnde reglementering; wrdt het terrein in zijn rsprnkelijke staat hersteld. In het bijznder met de vertllige brspeling vóór het herstel van het terrein wrden weggenmen en afgeverd naar een erkende strtplaats. 5. Dssier AS BUILD Bij het einde der werken met een dssier wrden pgesteld. Dit preciseert in het bijznder: de juiste inplanting (x, y, z) van het werk; de waarde van de krmtestralen van de leiding; de metingen verricht tijdens de bring (druk en heveelheid van de speling, trekkracht, enz.); een balans van de geïnjecteerde brspeling, met de vermelding van de eventueel gebruikte tevegprducten; de gemeten waarde van de elektrische islatie van de bekleding van de stalen buizen. 6. Verantwrdelijkheid van de aannemer De aannemer met apparatuur gebruiken die geschikt is vr de vrziene werken en die dr de buwheer met wrden gedgekeurd vóór het begin van de werken. 7. Waarbrg Cf. Algemene vrwaarden van het bijzndere lastenbek van de gasbedrijven. Versie /11

10 BIJLAGE 1 BEREKENINGSNOTA 1. Inleiding 1.1 Krte methdlgie-mschrijving Een leiding, uit te veren vlgens de techniek van het hrizntaal gestuurd bren, is vraleer de installatie ervan begint meestal recht en spanningsls. Tijdens en na de installatie wrdt de leiding gekrmd binnen de elasticiteitsgrens m, vlgens een vraf bepaald tracé, nder de hindernis te wrden aangebracht. In definitieve testand (leiding in bedrijf) werken p de leiding verschillende krachten, nl.: de inwendige gasdruk; de grndbelasting; de verkeersbelasting; het krmmingseffect; (andere). De dr deze krachtcmpnenten geïntrduceerde spanningen en spanningscmbinaties meten lager blijven dan de telaatbare. Als criterium wrdt gesteld dat er zich geen plastische vervrmingen mgen vrden, nl. dat alle spanningen lager dienen te zijn dan de elasticiteitsgrens (vleigrens) met inachtname van een veiligheidsmarge. Wanneer nu vraf een aantal parameters wrden vastgelegd (lengteprfiel, inwendige druk, grnden verkeersbelasting, ) is het mgelijk de krmtestraal van de leiding te bepalen derwijze dat de spanningen ng telaatbaar zijn. Deze krmtestraal is de minimumkrmtestraal van de geïnstalleerde leiding. 2. Methdlgie 2.1 Bij het installeren van een leiding vlgens de techniek van het hrizntaal gestuurd bren dienen in hfdzaak drie situaties nderzcht, nl.: bij het begin van de intrekperatie: de leiding ligt p de rllenbaan en is klaar m in de brgang getrkken te wrden (de leiding staat niet nder inwendige druk). Aan de kant van de trekkp is de leiding verbgen (krmtestraal = R rl ) m in de brgang te wrden getrkken (Fase I); tijdens de trekperatie: de leiding wrdt in de met bentniet gevulde brgang getrkken. De leiding is van nature recht en wrdt dr het cntact met de wand van de brgang gedwngen deze te vlgen (krmtestraal R). De krachten welke p de leiding inwerken zijn het gevlg van: de trekkracht p de leiding; de wrijving tussen de grnd en de leiding; de wrijving tussen het bentniet en de leiding; de rllende wrijving (vr het gedeelte van de leiding welke ng p de rllenbaan ligt). De leiding staat k hier ng niet nder inwendige druk (Fase II). Versie /11

11 in de eindsituatie (Fase III) bevindt de leiding zich p haar plaats en er wrdt aangenmen dat de rsprnkelijke grndstukken zich rnd de leiding herstellen. De leiding staat nder inwendige druk. De krachten die p de leiding inwerken zijn: de inwendige (gas)druk; de grndbelasting p de leiding; (eventuele) verkeersbelasting; de krmmingsreacties (ten gevlge van het gekrmde lengteprfiel); (eventueel andere). In al deze belastingsituaties meten de in de leiding ptredende spanningen lager zijn dan de telaatbare. 2.2 In nderhavige nta zijn vr welbepaalde leidingdiameters en wanddiktes parameters inzake lengteprfiel, grnd, staalkwaliteit, inwendige druk, verkeerslast, vastgelegd en hiervr is de minimumkrmtestraal bepaald waarbij ng net vldaan is inzake telaatbare spanningen. 2.3 Het nderhavige dcument is mede gebaseerd p 2 studies uitgeverd dr SORESMA. De identificatienummers van de beide studies zijn: /jme: Simulatieberekeningen hrizntaal gestuurde bring (HDD) Rapprt /jme: Simulatieberekeningen hrizntaal gestuurde bring HDPE-leidingen Rapprt De berekeningen (iteraties) in deze studies zijn uitgeverd met M-drill 5.1 cnfrm de Nederlandse nrm NEN3650/3651. Mdrill 5.1 is een geavanceerd getechnisch rekenpakket vr leidingen vlgens de techniek van het hrizntaal gestuurd bren ntwikkeld dr Deltares (vrheen Gedelft). 3. Basisgegevens 3.1 Leidinggegevens vr stalen buis Materiaal: staal Kwaliteit: staal L235 GA Vleigrens: 235 N/mm² Elasticiteitsmdulus: N/mm² Vlumegewicht materiaal: 78,5 kn/m³ Nminale diameter, buitendiameter en wanddikte: Nminale diameter DN Buitendiameter Du (mm) 114,3 168,3 219,1 273,0 323,9 Nminale dikte (mm) 3,6 4,0 4,5 5,0 5,6 Versie /11

12 3.2 Leidinggegevens vr PE-buis Materiaal: HDPE100 Krte duur treksterkte: 10 N/mm² Lange duur treksterkte: 8 N/mm² Krte duur elasticiteitsmdulus: 1200 N/mm² Lange duur elasticiteitsmdulus: 300 N/mm² Pissnfactr: 0,4 Vlumegewicht materiaal: 9,54 kn/m³ Wanddiktes uitgedrukt in SDR-klasse: SDR11 / SDR17,6 Diameters van de leidingen: DN110 / DN160 / DN200 / DN Verkeersbelasting Vr de verkeersbelasting wrdt het aslastmdel I gekzen vlgens de NVN-ENV :1995 Eurcde 1: Ontwerpgrndslagen en belastingen p cnstructies Deel 3: verkeersbelastingen p bruggen 3.4 Lengteprfiel Het lengteprfiel van de leiding is een cirkelbg waarbij de intredehek gelijk is aan de uittredehek (ai = au). R is de straal van de cirkelbg en de cirkelbg is symmetrisch t..v. de verticale dr het middelpunt. De gekrmde leiding gaat ver in de leiding in de veldstrekking (leiding nder maaiveld p ca. 1m diepte). 3.5 Inwendige druk De inwendige druk in de stalen leiding is p = 15 bar = 1,5 N/mm². De inwendige druk in de PE-leiding is p = 5 bar = 0,5 N/mm². Versie /11