Projekt ORFEUS – optimalizovaný georadar pro vyhledávání podzemních inženýrských sítí

 

Georadar je jediná známá metoda, která může zjistit jak kovové, tak nekovové podzemní objekty, např. vodovodní, plynovodní a kanalizační trouby a další inženýrské sítě z různých materiálů, nepřímo, bez zásahu do základové půdy (obr. 1).

Princip georadarové metody je založen na vyslání a zpětném příjmu vysokofrekvenčního radiového signálu odraženého od podzemních objektů (např. inženýrských sítí) a rozhraní geologického prostředí (obr. 2). Zdrojový impulzní signál o frekvencích řádově 10–1000 MHz je emitován vysílací anténou na povrchu země. Měří se zde časy příchodu odražených radiových vln. V současné době jsou k dispozici georadary, které nejsou schopny dostatečně přesně lokalizovat inženýrské sítě pod povrchem.

ORFEUS je akronym názvu projektu „Optimised Radar to Find Every Utility in the Street“, tedy „Optimalizovaný radar k vyhledávání všech inženýrských sítí v ulicích“. Tento projekt je řešen v rámci širokého mezinárodního konsorcia firem a univerzit, mezi kterými je i stavební fakulta VUT v Brně (ústav vodního hospodářství obcí a ústav geotechniky) v rámci 6. rámcového programu mezinárodní spolupráce ve vědě a technice, vyhlášeném Evropskou Unií.

 

 

Cíle projektu jsou:

● vývoj multifrekvečního (flexibilnějšího) a výkonnější povrchového georadaru;

● vývoj nového radaru, který bude umístěn ve vrtné hlavě řiditelných vodorovných vrtných souprav pro pokládku trub a kabelů a bude poskytovat informace o překážkách před a okolo vrtné hlavy a díky tomu provádět vrty v blízkosti inženýrských sítí bezpečněji (obr. 3 a 4).

 

Celý projekt je rozdělen do sedmi tzv. pracovních balíčků (work packages – WP). Každý WP se zabývá určitou částí projektu a je řízen některým z partnerů. Koordinátorem celého projektu (WP 7000) je OSYS (Anglie). Projekt ORFEUS je organizován do:

● 2 dodavatelských pracovních balíčků souvisejících s vývojem povrchového georadaru a georadaru ve vrtné hlavě;

● 1 uživatelského pracovního balíčku, který analyzuje zkušební požadavky a následně specifikuje a provádí modifikaci testovacích míst;

● 1 univerzitního pracovního balíčku, který uskutečňuje program měření vlastností zemin;

● 1 společného pracovního balíčku, který definuje využití a patentování výsledků vývoje;

● 1 pracovního balíčku, který je určen pro šíření výsledků výzkumu;

● 1 pracovního balíčku, který je zaměřen na management celého projektu.

 

Úkolem tohoto pracovního balíčku je definice požadavků na výkon a funkčnost georadaru pro vyhledávání všech typů inženýrských sítí. Dále vývoj nového typu adaptivních antén, kontrolních a řídicích systémů georadaru a laboratorní testování charakteristik systému. Navržený typ georadaru bude testován v různém horninovém prostředí.

V první fázi byly navrženy parametry, které musí splňovat georadar umístěný ve vrtné hlavě pro vodorovné vrtání se zpětným zatahováním. Ve druhé fázi probíhá vývoj, který je zaměřen na integraci nového typu antén do vrtné hlavy, elektroniku umístěné ve vrtné hlavě, přenos dat z vrtné hlavy k vrtmistrovi, napájení georadaru a na konstrukci vrtné hlavy. Dále bude navržen software pro analýzu získaných údajů z georadaru. Georadar bude testován v různých typech zemin a při různých překážkách.

 

Cílem tohoto pracovního balíčku bylo vyvinout testovací stanoviště pro měření výkonů prototypu povrchového georadaru v různých podmínkách (horninové prostředí, profil, materiál a pozice potrubí) do hloubky 1,5 m. Testovací místo je umístěno v Paříži u GdF.

 

Cílem tohoto pracovního balíčku je navržení metodiky měření vlastností horninového prostředí pro nastavení povrchového georadaru a její ověření na vybraných lokalitách. Pro ověření potřebných parametrů horninového prostředí (ulehlost, konzistence) byla zvolena lehká ruční dynamická penetrace – Dynamic Cone Penetration (DCP). Vypovídající schopnosti DCP pro daný problém jsou ověřovány nejen v laboratorních podmínkách, ale i na vybraných lokalitách. V laboratorních podmínkách je vytvořen stand, kde je zjišťován penetrační odpor pro nesoudržnou, resp. soudržnou zeminu za plného nebo nulového nasycení, resp. vlhkosti. Pro praktické použití georadaru bude pro vybrané lokality Evropy zpracována „mapa vhodnosti použití georadaru“ a to z výsledků měření elektrických a geotechnických charakteristik zemin.

Po ukončení projektu ORFEUS v roce 2009 bude k dispozici nově navržený georadar pro vyhledávání inženýrských sítí a překážek pod povrchem a georadar ve vrtné hlavě, který bude zajišťovat větší bezpečnost při vrtání v blízkosti podzemních inženýrských sítí. Produkty budou určeny zejména provozovatelům inženýrských sítí, stavebním firmám a projekčním kancelářím.

Tento článek byl zpracován za podpory projektu ORFEUS, Contract No. 036856 (GOCE), řešeného v rámci 6. rámcového programu EU na Ústavu vodního hospodářství obcí a Ústavu geotechniky, FAST, VUT v Brně.

JAROSLAV RACLAVSKÝ, PAVEL POSPÍŠIL, LUMÍR MIČA, HOWARD SCOTT

 

1) Annex I – „Description of Work“, project ORFEUS – Optimised Radar to Find Every Utility in the Streeet, Contract no. 036856, Sixth Framework Programme Priority (4), Specific Targeted Research or Innovation Project.

2) Scott, H.: Orfeus in the Underworld. In: The Engineer Online, 2008, http://www.theengineer.co.uk.

3) Manacorda, G. et al.: The ORFEUS Project: a Step Change in Ground Penetrating Radar Technology to Locate Buried Utilities. Conference NoDig 2007. ISTT, Řím.

4) Manacorda, G. et al.: The ORFEUS Project: a Step Change in Ground Penetrating Radar Technology to Locate Buried Utilities. European Forum Gas (EFG) 2007, Paříž.

5) Optimised Radar to Find Every Utility in the Street (2006). Specific Targeted Research or Innovation Project, Annex I – „Description of Work”, Proposal No. 036856/(STREP) ORFEUS.

6) http://www.orfeus-project.eu.

7) Firemní literatura.