Bezpieczne prace ziemne: jak unikać uszkodzeń infrastruktury podziemnej?
Bezpieczne prace ziemne: jak unikać uszkodzeń infrastruktury podziemnej? Fot. SONEL
Prace budowlane i ziemne coraz częściej realizowane są w obszarach o gęstej infrastrukturze podziemnej. Jak skutecznie zapobiegać jej uszkodzeniom i uniknąć kosztownych napraw? Rozwiązaniem są lokalizatory kabli, przewodów i instalacji podziemnych, które umożliwiają bezpieczne prowadzenie robót.
Inwestycje budowlane, niezależnie od ich rodzaju, niemal zawsze obejmują prace ziemne na danym obszarze. Zwykle wiąże się to z koniecznością dopasowania nowych elementów budowlanych do istniejących sieci podziemnych, co często oznacza ich lokalizację obok, nad lub pod funkcjonującymi instalacjami – na przykład siecią elektroenergetyczną. Taka sytuacja znacząco komplikuje realizację projektów budowlanych.
Więcej inwestycji, większe ryzyko uszkodzenia infrastruktury
Brak precyzyjnego planowania może prowadzić do nieprzewidzianych uszkodzeń lub przerw w przesyle danego medium. Pociąga to za sobą dodatkowe koszty inwestycji związane z naprawami zniszczonej infrastruktury, które często są bardzo wysokie.
Dynamiczny rozwój budownictwa oraz rosnąca liczba realizowanych projektów zwiększają ryzyko uszkodzeń sieci podziemnych. Dodatkowym problemem jest brak spójności pomiędzy poszczególnymi inwestycjami. Przykładowo, wymiana sieci kanalizacyjnej lub wodociągowej często następuje tuż po zakończeniu remontu drogi, co świadczy o niedostatecznym planowaniu i braku perspektywicznego myślenia. Skutkiem tego jest trudność w późniejszej, niskokosztowej rozbudowie infrastruktury.
W efekcie zagęszczenie sieci podziemnych staje się coraz większe, nie tylko na terenach mocno zurbanizowanych. Trend ten będzie się nasilał, ponieważ instalacje są dziś niemal zawsze prowadzone pod ziemią. Decydują o tym względy funkcjonalne oraz estetyczne, które sprawiają, że infrastruktura naziemna staje się nieakceptowalna w nowoczesnej przestrzeni miejskiej.
Rosnące wymagania wobec sieci elektroenergetycznych
Dodatkowym wyzwaniem jest modernizacja przestarzałych sieci elektroenergetycznych. Zgodnie z raportem Polskiego Towarzystwa Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej[1] (PTPiREE), do 2040 roku planuje się znaczące zwiększenie udziału sieci kablowych średniego napięcia - z obecnych 30% do 75%. Taki kierunek zmian ma na celu poprawę niezawodności i bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej, co w kontekście zmieniającego się klimatu wydaje się logicznym posunięciem. Sieci napowietrzne, szczególnie te budowane prawie pół wieku temu, nie były projektowane z myślą o obecnych obciążeniach i ekstremalnych warunkach pogodowych. Rosnące temperatury oraz coraz częstsze występowanie trąb powietrznych w Polsce dodatkowo zwiększają potrzebę ich modernizacji.
Światłowody – pozytywny wyjątek
Na tle rosnących wyzwań związanych z infrastrukturą podziemną wyróżniają się sieci światłowodowe realizowane w ramach Programu Operacyjnego Polska Cyfrowa (POPC). W zdecydowanej większości przypadków są one montowane napowietrznie, co pozwala na wykorzystanie istniejącej infrastruktury elektroenergetycznej. Dzięki temu minimalizowana jest ingerencja w grunt i ryzyko uszkodzenia innych sieci.
Przyczyny uszkodzeń infrastruktury podziemnej
Jak wynika z powyższych rozważań, ilość i zagęszczenie infrastruktury podziemnej stale rośnie, co sprawia, że prędzej czy później prace ziemne zetkną się z istniejącymi instalacjami. Kluczowe pytanie brzmi: czy można uniknąć uszkodzeń? Odpowiedź brzmi: tak, o ile zostaną zastosowane odpowiednie środki zapobiegawcze.
Do najczęstszych przyczyn uszkodzeń infrastruktury podziemnej należą:
- brak sprawdzenia map geodezyjnych,
- presja czasu,
- błąd ludzki,
- nieścisłości w lokalizacji sieci na mapach geodezyjnych,
- brak występowania danych sieci lub ich fragmentów na mapach geodezyjnych,
- ograniczona dokładność naniesienia sieci na mapach geodezyjnych.
Popularnym błędem jest pominięcie analizy map geodezyjnych oraz nieuwzględnienie potencjalnych punktów kolizji. W praktyce wynika to zazwyczaj z pośpiechu lub nacisków ze strony przełożonych i może to prowadzić do kosztownych błędów. Warto więc poświęcić nieco więcej czasu na staranne przygotowanie prac, nawet kosztem drobnych opóźnień. W dłuższej perspektywie jest to mniej kosztowne niż naprawa uszkodzonej infrastruktury.
Aby zminimalizować ryzyko błędów, kluczową rolę odgrywa staranne przygotowanie prac i przeszkolenie personelu, zwłaszcza operatora koparki. Po pierwsze – zapewnienie mu odpowiednich kursów i wystarczającego wypoczynku znacznie zmniejsza ryzyko popełnienia błędu. Po drugie – edukacja oparta na pokazywaniu przykładów rzeczywistych wypadków i ich konsekwencji (takich jak wybuch gazu spowodowany uszkodzeniem gazociągu) pomaga przeciwdziałać rutynowym i nieodpowiedzialnym zachowaniom operatora.
Część uszkodzeń wynika z błędów popełnionych w przeszłości przez osoby odpowiedzialne za tworzenie dokumentacji, z której obecnie korzystamy. Choć na te aspekty nie mamy bezpośredniego wpływu, warto pamiętać o możliwych konsekwencjach. Nawet poprawne dane mogą zawierać ograniczenia związane z dokładnością pomiarów. Tolerancja błędu może wynosić nawet kilka metrów, co w skrajnych przypadkach oznacza, że sieć znajduje się w zupełnie innym miejscu niż wskazują mapy, np. po przeciwnej stronie ulicy.
Co można zrobić, aby zminimalizować ryzyko wynikające z błędów w dokumentacji? Kluczowe jest przeprowadzanie kontroli i weryfikacji danych jeszcze przed rozpoczęciem prac. Pierwszym krokiem jest skorzystanie z platformy takiej, jak Geoportal (https://www.geoportal.gov.pl), która pozwala sprawdzić, czy na danym obszarze występują elementy infrastruktury podziemnej. Dzięki temu można lepiej przygotować się do realizacji projektu i zidentyfikować potencjalne ryzyka.
Skuteczna weryfikacja danych przy użyciu lokalizatora kabli
Drugim sposobem kontroli i weryfikacji danych jest sprawdzenie terenu za pomocą lokalizatorów kabli. Obszar prac należy badać w dwóch etapach:
- Zweryfikowanie rzeczywistego przebiegu pod ziemią elementów naniesionych na mapy geodezyjne.
- Przeszukanie terenu w poszukiwaniu infrastruktury nieoznaczonej na mapach, nieczynnej lub pozostałości podziemnych.
Fot. 1. Sprawdzanie terenu za pomocą lokalizatora Sonel LKZ-2500
Pierwszy etap jest stosunkowo prosty, ponieważ wiadomo, gdzie mniej więcej szukać danych sieci. Najlepszym rozwiązaniem jest użycie lokalizatorów pracujących w trybie aktywnym, które umożliwiają wprowadzenie sygnału do obiektu i śledzenie jego przebiegu / trasy. Podczas takich prac warto korzystać z dużych lokalizatorów, przystosowanych do prac w terenie i na sporej głębokości. Kluczowe znaczenie ma również metoda nadawania sygnału, która może wpłynąć na dokładność pomiarów.
Trzy metody nadawania sygnału
Wyróżnia się trzy podstawowe metody nadawania sygnału:
- galwaniczną – nadajnik podłączany jest bezpośrednio do trasowanego obiektu oraz jego elementu przewodzącego;
Fot. 2. Galwaniczna metoda nadawania sygnału
- cęgową – sygnał indukowany jest za pomocą cęgów nadawczych, co eliminuje konieczność fizycznego podłączenia (kabel może być pod napięciem i w izolacji);
Fot. 3. Cęgowa metoda nadawania sygnału
- indukcyjną – wbudowana antena nadajnika indukuje sygnał we wszystkich obiektach przewodzących pod nim, zgodnie z kierunkiem oznaczonym na nadajniku.
Fot. 4. Indukcyjna metoda nadawania sygnału
Najbardziej efektywna jest metoda galwaniczna, ponieważ umożliwia wprowadzenie najsilniejszego sygnału trasowania, który zależy bezpośrednio od wielkości natężenia prądu wygenerowanego w obiekcie. Sygnał można dodatkowo wzmocnić poprzez doziemienie drugiego końca kabla, co znacząco zwiększa skuteczność lokalizacji.
Lokalizacja infrastruktury nieprzewodzącej
Niestety, nie cała infrastruktura podziemna jest przewodząca. W przypadku rur wykonanych z PCV pomocne okazują się specjalistyczne akcesoria, takie jak:
- Przewód nadawczy na szpuli, umożliwiający wprowadzenie przewodu do rur na zasadzie pilota. Po podłączeniu do niego nadajnika można precyzyjnie śledzić trasę rurociągu w podobny sposób, jak w przypadku kabla elektroenergetycznego.
- Sonda nadawcza – niewielki nadajnik, który można zamontować na końcu pilota do przeciągania kabli i wprowadzić do rury, śledząc sam nadajnik za pomocą odbiornika.
Fot. 5. Lokalizacja infrastruktury nieprzewodzącej przy użyciu specjalnego przewodu nadawczego
Poszukiwanie infrastruktury nieoznaczonej w dokumentacji
Drugi etap, czyli badanie terenu pod kątem wykrycia pełnej infrastruktury podziemnej, wymaga znacznie większej uwagi i doświadczenia. Operator lokalizatora musi umiejętnie interpretować odbierane sygnały, co jest kluczowe dla skuteczności całego procesu. Poszukiwania dzieli się na dwa rodzaje:
- obiekty czynne – nieoznaczone kable elektroenergetyczne, telekomunikacyjne czy gazociągi;
- obiekty nieczynne, przewodzące – elementy infrastruktury, które nie są już użytkowane, ale wciąż mogą stanowić przeszkodę w trakcie prac.
Najszybszą metodą wykrywania obiektów czynnych są tryby pasywne, w których wykorzystywany jest sam detektor. Najczęściej wykorzystywane tryby to:
- POWER – pozwala na wykrycie i trasowanie kabli pod napięciem sieciowym o częstotliwości 50 lub 60 Hz;
- RADIO – śledzi wszystkie sygnały w wybranym paśmie częstotliwości.
Przeszukiwanie terenu w trybach pasywnych zazwyczaj polega na podzieleniu obszaru na równoległe linie o odstępie około jednego metra od siebie, prostopadłe do jednego boku obszaru. Operator przemieszcza się wzdłuż tych linii, rejestrując sygnały. W przypadku natrafienia na stabilny sygnał, zaznacza się punkt na powierzchni ziemi. Na podstawie takich punktów można wyznaczyć linię, która odzwierciedla przebieg wykrytej infrastruktury.
Fot. 6. Metodyka przeszukiwania terenu w trybach pasywnych – pierwsze przejście
Po pierwszym przeszukaniu terenu należy powtórzyć proces, ale tym razem wyznaczyć linie prostopadłe do wcześniej analizowanych. W efekcie na badanym terenie powstanie siatka pomiarowa o kwadratowych polach o boku jednego metra. Taka metodyka zwiększa prawdopodobieństwo zlokalizowania oraz dokładność odzwierciedlenia podziemnej infrastruktury.
Fot. 7. Metodyka przeszukiwania terenu w trybach pasywnych – drugie przejście
Nowoczesne lokalizatory a siatki pomiarowe
Stosowanie siatek pomiarowych jest szczególnie istotne w przypadku starszych lokalizatorów, które ze względu na ograniczoną liczbę anten mogą mieć trudności w wykrywaniu obiektów równoległych lub prostopadłych do trasy detektora. Technologiczne ograniczenia takich urządzeń wpływają na dokładność odczytów i pewność prowadzonych prac.
Współczesne detektory, wyposażone w wiele anten lub technologię anten 3D – takie jak w lokalizatorze Sonel LKZ-2500 - eliminują konieczność tworzenia siatek pomiarowych. Dzięki nim wystarczy obejść obszar wzdłuż granic, aby wykryć sygnały infrastruktury podziemnej. Anteny 3D pozwalają na odbieranie sygnałów niezależnie od kąta odchylenia względem trasy wykopu.
Fot. 8. Metodyka przeszukiwania terenu po obwodzie wyznaczonego obszaru. Przypadek z kablem przechodzącym przez rejon prac
Takie rozwiązanie znacznie skraca czas potrzebny na lokalizację infrastruktury podziemnej. Aby jednak zwiększyć precyzję, warto uzupełnić ten proces dodatkowymi obchodami wewnątrz obszaru, oddalając się stopniowo od granic. Powtórzenie pomiarów w kilku miejscach, prostopadłych do pierwotnych tras, minimalizuje ryzyko pominięcia elementów infrastruktury, które mogą zaczynać się lub kończyć na danym obszarze.
Fot. 9. Metodyka przeszukiwania terenu po obwodzie oraz zawężaniu przejść w głąb wyznaczonego obszaru. Przypadek z kablami występującymi tylko w rejonie prac
Podstawową czynnością przed rozpoczęciem prac ziemnych jest również przeprowadzenie dodatkowego obchodu detektorem wzdłuż planowanego wykopu. Ważne, aby całą procedurę powtórzyć zarówno w trybie POWER, jak i RADIO, ponieważ każdy z tych trybów jest przeznaczony do wykrywania innej częstotliwości sygnału.
W przypadku infrastruktury nieczynnej można ją wykryć w trybie RADIO, jeśli reemituje ona zakłócenia lub sygnały wyindukowane przez inne obiekty. Przykładami takich obiektów są zakopane bednarki lub folie ostrzegawcze z wkładką lokalizacyjną.
Krótkie odcinki infrastruktury mogą być jednak trudne do wykrycia. Dlatego procedurę należy powtórzyć również w trybie indukcyjnym, angażując dwie osoby: jedna przemieszcza się wzdłuż wykopu z detektorem, a druga z nadajnikiem w trybie indukcyjnym porusza się równolegle. Zapewnia to najwyższą skuteczność detekcji infrastruktury nieczynnej. Takie przejścia zaleca się powtórzyć prostopadle do drugiego boku obszaru.
Fot. 10. Metodyka przeszukiwania terenu w trybie aktywnym – indukcyjnym. Przypadek z nieczynną, wyłączoną lub bezsygnałową infrastrukturą podziemną
Przy korzystnych warunkach punktowe sprawdzenie może wykonać także jedna osoba – za pomocą detektora wyposażonego w anteny 3D oraz aplikacje mobilne (np. Sonel LKZ-Mobile). Dzięki takiej technologii operator może umieścić detektor w jednym punkcie, obserwować wyniki na tablecie i zataczać koła z nadajnikiem wokół urządzenia. Ważne, aby detektor był nieruchomy, a nadajnik w ruchu, co zapewnia pełne spektrum badania. Nadajniki ustawione niezgodnie z kierunkiem indukowania, mogą nie wywołać sygnału w szukanym obiekcie.
Fot. 11. Metodyka punktowego sprawdzenia terenu w trybie aktywnym – indukcyjnym
Należy jednak pamiętać, że podstawą przystąpienia do prac ziemnych powinno być sprawdzenie trasy / obszaru wykopów oraz, że metoda z wyznaczeniem siatki pomiarowej pozostawia najmniej martwych pól podczas przeszukiwania obszaru prac.
Mapy, lokalizator i zdrowy rozsądek
Nie wszystkie kable, np. telekomunikacyjne czy światłowody, są wykrywalne przez lokalizatory kabli. Podobnie jest z niektórymi gazociągami i nieprzewodzącymi przyłączami innego typu. Kluczowym krokiem zawsze pozostaje analiza map geodezyjnych oraz weryfikacja ich zgodności z rzeczywistym rozmieszczeniem infrastruktury. Wskazany jest również zdrowy rozsądek: zapadnięta ziemia na trasie prowadzonych prac może wskazywać na istnienie infrastruktury podziemnej.
[1] Polskie Towarzystwo Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej, Energetyka. Dystrybucja i przesył, http://ptpiree.pl/documents/2019/raport_ptpiree_2018.pdf, [dostęp: 02.01.2025].
