vakuumschaktning i värmeglesa områden - Svensk Fjärrvärme
vakuumschaktning i värmeglesa områden - Svensk Fjärrvärme
vakuumschaktning i värmeglesa områden - Svensk Fjärrvärme
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>vakuumschaktning</strong> i<br />
<strong>värmeglesa</strong> <strong>områden</strong><br />
– en förstudie<br />
Tobias Wingqvist, Varadero Utveckling AB<br />
Forskning och Utveckling | Värmegles 2005:16
VAKUUMSCHAKTNING<br />
FÖRSTUDIE<br />
Rapport │ Värmegles 2005:16<br />
Tobias Wingqvist<br />
Varadero Utveckling AB<br />
ISSN 1401-9264<br />
© 2005 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB<br />
Art nr 05-4
I rapporten redovisar projektledaren sina resultat och slutsatser.<br />
Publicering innebär inte att <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB eller styrgruppen för<br />
Värmegles <strong>Fjärrvärme</strong> tagit ställning till slutsatser och resultat.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
Förord<br />
Värmegles <strong>Fjärrvärme</strong> är ett samfinansierat projekt mellan <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> och<br />
Energimyndigheten (STEM) med syftet att sänka anslutningskostnaden av småhus till<br />
fjärrvärmenät. Denna rapport och arbetet där bakom ingår i projekt Värmegles<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>.<br />
Arbetet har utförts av Tobias Wingqvist, Varadero Utveckling AB. Specialkompetens<br />
och goda råd har erhållits från nedanstående referensgrupp. Dessutom har Göteborg<br />
Energi och SBS Entreprenad välvilligt ställt upp med anläggningsobjekt för skarpa<br />
tester av utrustningen. Ett stort tack till VästVac Kåbea som utförde arbetet.<br />
Referensgrupp:<br />
Lars Sandell DISAB AB<br />
Lars Ljunggren Göteborg Energi<br />
Ove Ribberström Ove Projektering<br />
Per Lyngnholm SBS Entreprenad AB<br />
Rolf Borrås Styrud AB<br />
Mikael Gustavsson <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong><br />
Hans Carlsson Varadero Utveckling AB<br />
Monica Soldinger Stafhammar Varadero Utveckling AB<br />
Tobias Wingqvist Varadero Utveckling AB<br />
Bilderna som används i rapporten är egna såvida inget annat anges.<br />
│ 3
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
Sammanfattning<br />
Schaktning med grävmaskin är idag den vanligaste anläggningsmetoden för<br />
nedläggning av fjärrvärmerör. Detta markarbete utgör en stor del av den totala<br />
anslutningskostnaden för småhus. Därför finns det ett stort behov att finna nya<br />
billigare anläggningsmetoder. Denna rapport behandlar användandet av<br />
vakuumtekniken som schaktmetod och ingår i projekt Värmegles <strong>Fjärrvärme</strong>, som är<br />
ett samarbetsprojekt mellan <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> och Statens Energimyndighet,<br />
(STEM). Ett av delmålen med Värmegles <strong>Fjärrvärme</strong> är att sänka den totala<br />
anslutningskostnaden per hus från dagens 83 000 kronor till 50 000 kronor.<br />
Syftet med detta arbete är att utreda huruvida <strong>vakuumschaktning</strong> kan användas för<br />
servisschaktning i trädgårdsmiljö. Arbetet är fokuserat på praktiska försök och<br />
omvärldsanalys. I länder som exempelvis USA och Tyskland är vakuumtekniken mer<br />
etablerad och användnings<strong>områden</strong>a fler.<br />
Vakuumschaktning utförs med en mobil vakuumutrustning som suger upp<br />
jordmassorna. Själva drivkraften till suget är tryckdifferensen mellan<br />
uppsamlingsbehållare och omgivning. Förenklat kan man säga att tekniken är den<br />
samma som för en dammsugare.<br />
Vakuumschaktning har flera fördelar som kommer väl till pass vid arbeten i<br />
trädgårdsmiljö. Framkomlighetsförmågan är maximal medan risken för avgrävningar<br />
eller skador hos befintliga markinstallationer är minimal. Dessutom minskas<br />
återställningsarbetet eftersom metoden möjliggör smalare schakt och även håller<br />
arbetsplatsen fri från maskiner och schaktmassor.<br />
I dagsläget ligger bristerna hos utrustningen inom logistiken, handhavandet och<br />
ekonomin. Att arbetsplatsen är fri från schaktmassor ger ett bättre<br />
återställningsresultat, men samtidigt medför det extra arbete eftersom ett<br />
fyllnadsmaterial måste tillbaka in på tomten för att återfylla schakten. Handhavandet<br />
kräver mycket fysiskt arbete, det tunga arbetet sliter inte bara på kroppen utan drar<br />
även ner effektiviteten. Slutligen är det svårt att finna lönsamhet för mer storskaliga<br />
projekt då utrustningen kostar omkring 1400 kr i timmen, att jämföra med en<br />
minigrävare som har en dagshyra kring 1500 kr.<br />
Den utrustning som idag finns tillgänglig i Sverige är ett intressant alternativ för<br />
sträckor som annars måste handgrävas, sträckor där framkomligheten är dålig eller där<br />
risken för skador hos befintliga ledningar är stor. Utrustningen som finns tillgänglig på<br />
marknaden är inte avsedd för schaktarbeten, men potentialen finns. Kan tekniken<br />
utvecklas så att handhavande och logistik förbättras samtidigt som de positiva<br />
egenskaperna vad det gäller framkomlighet och återställningsresultat bevaras har<br />
metoden en given plats på entreprenadsidan.<br />
Tobias Wingqvist<br />
Varadero Utveckling AB<br />
│ 5
Summary<br />
Today open ducts are the most common way of laying district heating pipes. Since the<br />
costs for the site preparation and excavation constitute a large amount of the total<br />
construction cost for detached houses, there is a need to find cheaper construction<br />
methods. This report studies the use of vacuum excavators and it is part of Värmegles<br />
<strong>Fjärrvärme</strong> which is a joint venture between <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> and Statens<br />
Energimyndighet, STEM (Swedish District Heating Association and the Swedish<br />
Energy Agency). One of the targets set for Värmegles <strong>Fjärrvärme</strong> is to reduce the total<br />
cost per connected house from today’s 83 000 SEK to 50 000 SEK.<br />
The purpose of this work is to determine if vacuum equipment can be used for slot<br />
trenching in garden environments. The study is based on practical tests and market<br />
surveys. For example, in countries like USA and Germany, the vacuum technique is<br />
more established and more widely used.<br />
Vacuum excavation is done by a mobile vacuum equipment that sucks up the soil. The<br />
force to do this is powered by the pressure difference between the tank and the<br />
environment. To simplify it, the principle is the same as for a vacuum cleaner.<br />
Vacuum excavating has many advantages that comes in handy for work in garden<br />
environments. This method offers maximum mobility, with minimum risk of<br />
damaging or cutting existing ground installations. The restoring work also decreases<br />
since the method render possible narrower trenches and keeps the workplace free from<br />
both soil and machines.<br />
The drawbacks of the technique today is the logistics, the handling of the equipment<br />
and the economy. The fact that the working place is kept free from soil makes the<br />
restoring result better but it also result in extra work because the soil must be returned<br />
into the garden for refilling the trenches. Handling the equipment requires a lot of<br />
strength which not only wears the body out, but also reduces the efficiency. Finally, it<br />
is hard to make larger projects profitable. The vacuum excavator equipment costs<br />
approximately 1400 SEK per hour, to compare with the cost of a mini excavator at<br />
roughly 1500 SEK per day.<br />
The vacuum equipment available in Sweden today is a good alternative for distances<br />
that otherwise must be hand dug, distances where the moving ability is poor or where<br />
the risk of damaging existing pipes is big. The equipment is not intended for<br />
excavating, but there is still a potential there. If the logistics and the handling of the<br />
equipment can be approved at the same time as the positive features regarding move<br />
abilities and restoring results remain, the method has a given place on the ground site<br />
preparation market.<br />
Tobias Wingqvist<br />
Varadero Utveckling AB
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
Innehållsförteckning<br />
1. Inledning ................................................................................ 9<br />
1.1. Bakgrund......................................................................................... 9<br />
1.2. Syfte................................................................................................ 9<br />
1.3. Genomförande ................................................................................ 9<br />
2. Vakuumutrustning .................................................................. 9<br />
2.1. Mobila vakuumlastare ................................................................... 10<br />
2.2. Vakuumanvändning utanför Sverige.............................................. 12<br />
3. Praktiska försök.................................................................... 13<br />
3.1. Skarpt test, DISAB Centurion, Göteborg ....................................... 13<br />
3.2. Demonstration, vaXcavator, Skottland........................................... 15<br />
3.3. Demonstration, BSB - Moskito Erdsauger, Tyskland ..................... 17<br />
4. Utvärdering, praktiska försök................................................ 20<br />
4.1. Problem......................................................................................... 20<br />
4.2. Fördelar......................................................................................... 21<br />
5. Slutsatser............................................................................. 22<br />
6. Förslag till förbättringar......................................................... 23<br />
6.1. Tillbehör ........................................................................................ 23<br />
6.2. Återanvändning av gräsmatta........................................................ 23<br />
6.3. Vakuumutrustning i kombination med rördrivning .......................... 23<br />
6.4. Ny utrustning ................................................................................. 25<br />
7. Referenser ........................................................................... 26<br />
8. Bilagor.................................................................................. 27<br />
│ 7
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
1. Inledning<br />
1.1. Bakgrund<br />
Markarbeten i samband med nedläggning av fjärrvärmerör utförs idag till största delen<br />
med traditionell schaktning och grävmaskiner. Denna schaktning är kostsam och risk<br />
för avgrävning av befintliga ledningar föreligger. Schaktning med minigrävare ställer<br />
också krav på framkomligheten i trädgårdarna och kräver en hel del<br />
återställningsarbete.<br />
I Sverige har vakuumteknik endast vid ett fåtal fall använts för rörgravsschaktning.<br />
Den främsta anledningen är att dagens utrustning inte är anpassad för jordschaktning<br />
och därför heller inte kostnadsmässigt effektiv. I de enstaka fall då metoden har<br />
använts har det varit som speciallösning, antingen på grund av ytterst begränsade<br />
framkomlighetsmöjligheter eller då väldigt smala schakt har erfordrats.<br />
Kan vakuumutrustningen och handhavandet effektiviseras kommer också lönsamhet<br />
erhållas. Vakuumschaktning kan utföras snabbt utan risk för skador på befintliga<br />
ledningar eller rotsystem i mark. Framkomligheten är maximal, dessutom reduceras<br />
återställningsarbetet och schaktvolymerna reduceras.<br />
1.2. Syfte<br />
Syftet med denna förstudie är att utreda huruvida vakuumutrustning kan användas till<br />
rörgravsschaktning. Rapporten ska studera utrustning tillgänglig på såväl den svenska<br />
som den internationella marknaden.<br />
1.3. Genomförande<br />
Fokuseringen kommer att läggas på skarpa tester av befintlig vakuumutrustning, och<br />
omvärldsanalys. Variationerna ligger främst i aggregatstorlek och vakuumkapacitet<br />
vad det gäller utrustningen, men även olika typer av markuppluckringsredskap<br />
kommer att testas.<br />
2. Vakuumutrustning<br />
Det finns en mängd olika typer av vakuumutrustningar på markanden. Fasta<br />
installationer används ofta inom industrin för olika former av städ- eller<br />
transportarbeten. Mobila vakuumutrustningar används främst för slamsugning, diverse<br />
städuppdrag, friläggning av kablar i gatumiljö, för att flytta makadam eller byta singel<br />
på tak. Den typ av utrustning som är aktuell för jordschaktning är de mobila<br />
vakuumlastarna.<br />
Bild 1 Mobila vakuumlastare<br />
Till vänster utrustning från USA, till höger vakuumlastare från Sverige. (Bilder från Vacuum Source och<br />
DISAB AB.)<br />
│ 9
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
10 │<br />
2.1. Mobila vakuumlastare<br />
Vid slamsugning erhålls en mycket hög effektivitet eftersom ingen luft tränger in i<br />
slangen. Man arbetar med ett statiskt tryck och vattenpelaren sugs ungefär som vätska<br />
genom ett sugrör. De bilar som används till slamsugning är utrustade med ett lite<br />
mindre pumpaggregat än de som även suger torra material. Att flytta fasta material<br />
genom slangen är dock svårare. Drivkraften för materialtransporten är den<br />
rörelseenergi som den insugna luften har. Effektiviteten beror på<br />
strömningsförhållandet. Eftersom luft har en så låg densitet (endast 1,02 kg/m 3 vid<br />
atmosfärstryck) blir rörelseenergin mycket låg även om lufthastigheten är hög. I<br />
slangen har vi dessutom ett visst vakuum och detta sänker densiteten ytterligare.<br />
Vidare är det endast en liten del av rörelseenergin som utnyttjas till materialtransport<br />
eftersom luften alltid väljer den lättaste vägen ovan uppsuget material genom slangen.<br />
Att suga grus kan jämföras vid en storm som sveper fram över en parkeringsplats. Det<br />
ska till mycket stora vindhastigheter innan gruset på marken börjar röra på sig. Om<br />
lufthastigheten genom sugslangen är 50 m/s är materialtransporten sällan snabbare än<br />
6-7 m/s. Ett torrt material som singel eller makadam är ändå relativt lätt att<br />
transportera eftersom de inte har samma tendens att fastna i slangen som blöt och tung<br />
lera har. Friläggningar i gata brukar därför gå bra eftersom materialet är lättsuget och<br />
slanglängden kan hållas kort. Ju längre sträcka materialet ska transporteras, desto<br />
svårare blir det eftersom det innebär ett större tryckfall över ledningen.<br />
2.1.1. Teori<br />
Uppsuget material kommer via suginloppet in i tanken och faller ner i behållaren.<br />
Tanken fungerar alltså både som vakuum- och uppsamlingsbehållare. De allra finaste<br />
partiklarna i det insugna materialet är så lätta att de håller sig svävande även inne i<br />
tanken, trots att lufthastigheten där är låg. För att de inte ska sätta igen pump,<br />
ljuddämpare, ventiler och andra komponenter på vägen ut skiljs dessa därför av i en<br />
egen kammare utrustad med ett filtersystem.<br />
Vakuumtekniken bygger på tryckskillnader; ju större tryckskillnad desto större<br />
drivkraft och luftflöde. Undertrycket i tanken skapas vanligtvis med hjälp av en pump.<br />
Storleken på det undertryck som skapas beror på vilken typ av pump som nyttjas.<br />
100% vakuum, det vill säga en tank helt tömd på luft, är omöjligt att skapa på grund<br />
av inläckage. De mobila vakuumlastare som finns idag klarar att skapa upp till 90%<br />
vakuum. Det absoluta trycket i behållaren blir då alltså 0,1 bar.<br />
När vakuumbehållaren, via sugslangen, får kontakt med atmosfärsluften som står<br />
under 1 bars tryck uppstår den kraftiga luftströmmen in till tanken. Under användning<br />
flyttas en viss luftvolym genom pumpen. Denna volym är dock inte samma som<br />
luftvolymen in i slangen. Detta beror på att luftvolymen i pumpen står under vakuum<br />
och därför måste räknas om till så kallade normalkubik; luft under 1 bars tryck.<br />
Ett exempel:<br />
Centurion LN 200/8-1812 från DISAB AB är utrustad med en Aerzen rootspump.<br />
Pumpen har ett maximalt varvtal på 1650 rpm och vid varje rotation flyttar den 90,7<br />
liter luft. Detta ger under en timma deplacementet 1650 x 60 x 90,7 E ^-3 = 8980 m 3 /h<br />
Det är omöjligt att konstruera en pump som är helt lufttät och eftersom tanken har ett<br />
lägre tryck än sin omgivning kommer luft tränga in bakvägen genom pumpen till<br />
tanken. Detta fenomen kallas för Back Slip och storleken på läckaget ökar med<br />
vakuumet i tanken. På högsta varvtal flyttas därför endast cirka 7000 m 3 /h netto<br />
genom pumpen.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
Pumpen suger ut luft från tanken som står under vakuum, utsugen luft är alltså lättare<br />
än atmosfärsluften. Om behållaren håller ett vakuum på 80% är luftens densitet 1/5 av<br />
atmosfärsluftens; 1,2 / 5 = 0,24 kg/m 3 . Således flyttar pumpen under maxvarv 0,24 x<br />
7000 = 1680 kg/h. Eftersom massbalans måste råda i systemet är massflödet genom<br />
pumpen lika stort som massflödet in i slangen. Detta gäller naturligtvis inte<br />
momentant, men över tid. Massflödet genom pumpen är i detta fall 1680 kg luft/h.<br />
Denna siffra omräknad till luftflöde under atmosfärstryck, så kallade normalkubik, blir<br />
1680 / 1,2 = 1400 m 3 /h. I detta fall är luftflödet in i slangen endast 1/5 av volymen<br />
som flyttas genom pumpen.<br />
Resonemanget förklarar varför det är så viktigt att hantera utrustningen rätt. I stället<br />
för att köra motorn för fullt kan man låta den gå på ett lägre varvtal och därmed<br />
faktiskt öka luftmängden in i slangen. Dessutom minskar läckageförlusterna om<br />
tryckskillnaderna är lägre. Hur mycket vakuum som behövs under användningen beror<br />
på tryckfallet över ledningen. Vakuumets uppgift är att övervinna tryckfallet. Ett stort<br />
tryckfall tvingar fram ett högt arbetsvakuum som i sin tur reducerar verkningsgraden<br />
och luftflödet in i slangen.<br />
2.1.2. Jordschaktning med vakuumlastare<br />
För att kunna vakuumschakta jordmaterial måste marken i många fall först luckras<br />
upp. Detta kan göras på flera sätt. Det enklaste sättet är att bearbeta marken mekaniskt<br />
med spade eller spett. Det finns även tryckluftsdrivna spad- och skärverktyg som<br />
underlättar arbetet. Ytterligare ett sätt att luckra upp marken är att använda sig av en<br />
tryckluftslans. Lansen trycks ner i marken och väl på plats avfyras högtrycksluft som<br />
exploderar marken inifrån.<br />
Ett annat sätt att bearbeta marken är att kombinera vakuumsugningen med<br />
högtrycksvatten. Genom att använda hetvatten kan dessutom tjäljordar schaktas utan<br />
förvärmning. Problemet är att vattnet förvandlar uppsuget jordmaterial till en slurry<br />
som inte är lämplig för återfyllning. Möjligen skulle slurryn kunna tippas på upplag<br />
för uttorkning och sedan återanvändas. Den extra logistiken skulle dock antagligen<br />
kosta mer än det smakade.<br />
Att vakuumschakta jordmaterial kan vara ett mycket tungt arbete. Massor som<br />
exempelvis sand schaktas lätt eftersom materialet är torrt och därför inte fastnar i<br />
slangen. Med andra tyngre material, som lera eller moränjordar, får man dock räkna<br />
med att schaktmassor sätter igen slangen under användning. Detta innebär stora<br />
tryckförluster med minskad schaktkapacitet som resultat. Risken för driftstopp ökar<br />
också eftersom tryckfallen minskar luftflödet vilket gör att stenar och uppsuget<br />
material lättare fastnar i slangen.<br />
En vanlig uppfattning är att det endast är lufthastigheten eller massflödet i slangen<br />
som är avgörande för sugkapaciteten, men även slanghantering är av stor vikt. Ett<br />
vanligt förfarande är att kontinuerligt suga upp så mycket material som möjligt på<br />
högt varvtal. Detta innebär ofta att tryckfallet hela tiden ökar under användningen<br />
eftersom det sugs in mer material i slangen än vad som hinner transporteras bort, in i<br />
uppsamlingsbehållaren. Genom att vara försiktigare kan faktiskt schaktkapaciteten<br />
ökas. Det kan dock vara svårt att ha kontroll över detta under användandet. Ett<br />
hjälpmedel är arbetsvakuumet; märker man att vakuumet hela tiden ökar under<br />
användningen är det en indikation på att hanteringen kan vara felaktig. Ett annan<br />
hantering som bör undvikas är att trycka ner munstycket i marken för att lösgöra ett<br />
stycke jord. Munstycket suger fast och det krävs sedan stor kraft för att lyfta upp det<br />
igen, vilket kan uppfattas som att det suger bra och att schaktningen är effektiv. I<br />
själva verket är det tvärt om. Med munstycket nere i marken stryps insuget och ett<br />
högre vakuum byggs upp i behållaren, men inloppet är strypt och ingen<br />
│ 11
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
12 │<br />
materialtransport kan ske eftersom luften i slangen står stilla. Den rörelse som fanns<br />
hos materialet i slangen avstannar och risken för att materialet ska fastna ökar.<br />
2.2. Vakuumanvändning utanför Sverige<br />
2.2.1. USA<br />
När man i Sverige nämner <strong>vakuumschaktning</strong> är det många som förvånat höjer på<br />
ögonbrynen, då metoden är så ovanlig. I USA däremot har vakuumtekniken som<br />
schaktmetod etablerat sig inom en rad användnings<strong>områden</strong>, antalet ger en<br />
uppskattning av bredden i användandet. Hydro Excavation, Slot Trenching,<br />
Underground Daylighting, Keyholing eller Potholing är alla schaktmetoder som på<br />
olika sätt inbegriper vakuumtekniken.<br />
Hydro Excavation<br />
Detta är ett samlingsnamn för alla metoder där vakuumteknik kombineras med vatten<br />
under högt tryck för att luckra upp marken. Nedanstående metoder kan alla vara<br />
varianter av Hydro Excavation. De flesta utrustningar som används klarar att leverera<br />
vatten med 200 – 300 bar. Under arbetet använder man dock inte mer än 100 – 130<br />
bar, annars föreligger risk på skador hos befintliga ledningar.<br />
Slot Trenching<br />
Som namnet antyder är detta smala schakt, det vill säga rörgravsschaktning.<br />
Underground Daylightning<br />
Vakuumschaktning har unika egenskaper vad det gäller att minimera risken för skador<br />
hos befintligt ledningsnät. Detta är något som tagits fasta på här; Underground<br />
Daylightning innebär friläggning av ledningar i gata. En anledning till varför denna<br />
typ av friläggning är så populär i USA är de höga skadeståndsbelopp som förekommer<br />
vid eventuella skador. Dessutom är inte ledningsnätet lika väl dokumenterat som det<br />
är i Sverige.<br />
Potholing eller Keyholing<br />
Potholing är ett sätt lokalisera befintliga ledningar med hjälp av ett litet<br />
inspektionshål. Potholing användas i USA även för att lokalisera läckor på<br />
vattenledningar. I Sverige görs detta istället mer raffinerat med hjälp av<br />
avlyssningsutrustning, permanenta loggar och flödesmätare.<br />
2.2.2. Skottland<br />
Ett skotskt företag vid namn Hydro Excavation Ltd är Europaagent åt den<br />
amerikanska tillverkaren Vacuum Source Inc. Maskinerna kallas vaXcavator och är<br />
utrustade med ett högtrycksvattensystem för markuppluckring.<br />
Dessa maskiner har testats på plats i Skottland, läs mer under Praktiska försök.<br />
2.2.3. Tyskland<br />
Det tyska företaget BSB-Saugbagger utvecklar egen vakuumutrustning framtagen just<br />
för jordschaktning. Dessutom tillverkar de tryckluftstillbehör som underlättar<br />
markuppluckringen.<br />
Dessa maskiner har testats på plats i Tyskland, läs mer under Praktiska försök.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
3. Praktiska försök<br />
En detaljerad sammanställning av testresultat med händelseförlopp och förutsättningar<br />
återfinns i bilaga 2.<br />
3.1. Skarpt test, DISAB Centurion, Göteborg<br />
Partille Energi arbetar med att ansluta ett antal villa<strong>områden</strong> i Sävedalen till Göteborgs<br />
fjärrvärmenät. (Partille Energi samägs av Partille kommun och Göteborg Energi.) I<br />
detta område genomfördes ett skarpt test med en DISAB Centurion maskin från<br />
VästVac Kåbea AB. Tre serviser på Eriksvägen schaktades under dagen. Två av<br />
sträckorna var korta, cirka 6 meter, medan den tredje var något över medellängd, 16<br />
meter. (Medellängden för serviser i Göteborgsområdet är 14 meter.) Inbjudna<br />
åskådare, utöver referensgruppen, var representanter från <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>,<br />
Göteborg Energi samt SBS som har totalentreprenaden för området.<br />
Maskinen som användes var en DISAB Centurion P-210/8 – 1513, en av de större<br />
maskinerna på marknaden. P-210/8 har möjlighet att skapa upp till 80% vakuum i<br />
tanken. Under schaktarbetet arbetade vi med cirka 50% vakuum och ett luftflöde in i<br />
sugmunstycket på omkring 2000-2200 m 3 /h.<br />
Bild 2 Centurion 210/8 - 1513<br />
Vakuumutrustning som användes på Eriksvägen. (Bild från VästVac Kåbea AB)<br />
3.1.1. Eriksvägen 16<br />
Detta var en mycket enkel servis utan några direkta hinder på vägen. Schaktet som<br />
gjordes var 0,6 x 0,6 x 6 meter (djup, bredd, längd), totalt cirka 2,2 kubikmeter.<br />
Schaktmassorna utgjordes av matjord överst och där under tung lera. En del stenar<br />
förekom vilket orsakade något enstaka slangstopp på någon minut. Slangstoppen<br />
kunde lösas genom att skaka eller slå på slangen för att på så sätt lossa stenen som<br />
kilats fast. Med etablering och avveckling inkluderat tog sträckan cirka 45 minuter att<br />
utföra.<br />
│ 13
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
14 │<br />
Bild 3 Eriksvägen 16<br />
Resultatet av schaktningen var gott, men här fanns heller inga direkta svårigheter.<br />
Arbetet hade lika enkelt kunna utföras med minigrävare, dock inte alldeles intill<br />
huskroppen där vakuumutrustningen har unika egenskaper att komma nära inpå.<br />
Positivt med testet var att kapaciteten var så pass hög i den tunga leran, här schaktades<br />
2,2 m 3 rörgrav på 45 minuter.<br />
3.1.2. Eriksvägen 6<br />
Här kom tekniken bättre till sin rätt. Sträckan som skulle schaktas var kort, men det<br />
hade på grund av omringande buskage varit svårt att få in en minigrävare på tomten.<br />
Arbetet kunde naturligtvis ha utförts med en större grävmaskin utifrån gatan, men det<br />
hade då varit besvärligt att schakta närmast huset och mellan buskarna ut mot gatan.<br />
Bild 4 Eriksvägen 6<br />
Också denna sträcka var 6 meter, men här gjordes schaktet smalare och grundare; 0,5<br />
x 0,4 x 6 meter. Totalt schaktade man 1,2 m 3 rörgrav på 22 minuter. Hela arbetet, med<br />
ett slangstopp på 5 minuter inkluderat, utfördes på 30 minuter. Marken bestod av<br />
matjord och sand och var därför väldigt tacksam att arbeta i.<br />
3.1.3. Eriksvägen 7<br />
Detta var den längsta sträckan; 16 meter. Här användes som mest 24 meter sugslang.<br />
Ett servisschakt på 16 meter innebär alltid slanglängder på åtminstone 20-25 meter.<br />
Det behövs ett par meter extra för att kunna hantera slangen, det är ibland svårt att<br />
komma nära inpå med lastbilen och det kan även finnas hinder att gå runt i trädgården.<br />
Arbetet här var tyngre än på de andra ställena. Marken bestod av tung lera och det<br />
fanns en hel del större sten i marken. På de sista metrarna ut mot gatan försvårades<br />
uppluckringsarbetet av trädrötter. Trots svårigheterna kunde arbetet utföras på 1,5<br />
timme, effektiv arbetstid var drygt en timme. Schaktet var lite smalare än tidigare<br />
schakt, 0,6 x 0,35 x 16 meter. Totala schaktvolymen blev här 3,4 m 3 .
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
Bild 5 Eriksvägen 7<br />
Mittenbilden visar igensättningen i slutröret in till tanken.<br />
Resultatet av schaktningen var mycket gott, arbetsplatsen och även schaktet var rent<br />
och snyggt. En minigrävare hade inte haft några svårigheter att utföra samma arbete<br />
men återställningsbehovet hade blivit större på grund av maskinspår och schaktmassor<br />
på tomten.<br />
3.2. Demonstration, vaXcavator, Skottland<br />
Denna maskin är en av de mindre på markanden. För markuppluckringen används<br />
vatten med högt tryck. Denna typ av maskin är vanlig i USA där den används främst<br />
för Potholing. Liksom i USA är skadeståndsbeloppen i Storbritannien väldigt stora för<br />
avgrävda eller skadade ledningar. Det finns därför ett mycket stort behov för en ny typ<br />
av riskfri grävning. Idag görs ingen <strong>vakuumschaktning</strong> alls i Skottland, men företaget<br />
Hydroexcavation Ltd. har nu startat upp sin verksamhet i Glasgow och man räknar<br />
med att kunna sälja ett flertal maskiner i Storbritannien.<br />
Bild 6 vaXcavator VSK 500D<br />
Mittenbilden visar den separata högtrycksprutan, bilden till höger det integrerade systemet. (Bild längst till<br />
vänster från Vacuum Source inc.)<br />
Den maskin som användes vid demonstrationen var en vaXcavator VSK 500D. Denna<br />
maskin kan som mest leverera 28% vakuum och har ett maximalt luftflöde genom<br />
pumpen på 846 m 3 /h. Till schaktarbetet använde vi en 10 meters 4” slang (10 cm i<br />
diameter) och luftflödet in i slangen var omkring 500 m 3 /h. Det låga luftflödet<br />
kompenseras till viss del genom nyttjandet av vatten som underlättar<br />
materialtransporten genom slangen. Till utrustningen fanns två alternativa<br />
sugmunstycken. Det ena var ett enkelt verktyg bestående av ett hårt plaströr. Detta<br />
munstycke kombineras med en separat högtrycksspruta. Det andra sugmunstycket<br />
hade ett integrerat system med fyra sprutmunstycken längs ner på sugmunstycket. Det<br />
är tveksamt om dessa sprutmunstycken i längden klarar den hårda hanteringen som<br />
schaktningen medför.<br />
Det integrerade systemet opereras av en enda man, men är tyngre och mer<br />
svårhanterligt än den enklare lösningen.<br />
│ 15
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
16 │<br />
3.2.1. Potholing<br />
Två mindre hål schaktades i gatumark. Det var svåra förhållanden med mycket stenar<br />
som i kombination med den lilla slangdiametern resulterade i ett antal slangstopp. För<br />
uppluckring av marken användes högtrycksvatten, cirka 100 bar.<br />
Första försöket fick avslutas ganska så snart då betong påträffades. Det schaktarbete<br />
som gjordes här utfördes med det kombinerande sug- och sprutmunstycket.<br />
Bild 7 Potholing<br />
Bilderna visar de två försöken och de olika resultaten.<br />
Andra försöket gick bättre, ingen betong påträffades och arbetet var snart färdigt. I<br />
detta fall användes den separata högtryckssprutan för att lösgöra de hårt packade<br />
bärlagrena. Högtrycksprutan var betydligt effektivare än det kombinerade<br />
sugmunstycket när det gällde att lösgöra material. Återigen orsakade stenar ett par<br />
slangstopp som åtgärdades genom skakning av slangen eller manuell rensning med<br />
redskap. Det tog tre minuter att färdigställa inspektionshålet som var omkring 1,5<br />
meter djupt och cirka 15 cm i diameter. För just denna speciella typ av arbete var<br />
resultatet mycket gott.<br />
3.2.2. Servisschaktning<br />
Försök gjordes att servisschakta med utrustningen. Återigen var förutsättningarna<br />
svåra, schaktvolymerna utgjordes av ett 10 centimeter jordlager och därefter jord och<br />
lera med mycket sten. Här visade det sig snart att utrustningen saknade erforderlig<br />
sugkapacitet. Det översta jordlagret var svårt att schakta och den underliggande<br />
stenrika leran nästintill omöjlig. Denna typ av schaktmassor är betydligt tyngre och<br />
svårare att suga än ett rent bärlager som i försöket innan. Försök gjordes med bägge<br />
sugmunstyckena och även till viss del med manuell markuppluckring, men detta till<br />
trots var utrustningen inte tillräckligt kraftfull och resultatet får anses som mycket<br />
dåligt.<br />
Bild 8 Servisschaktning med vaXcavator
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
3.2.3. Summering<br />
VaXcavator utrustningen kan ej användas för jordschaktning eftersom sugkapaciteten<br />
är alldeles för dålig. Att använda vatten underlättar förvisso materialtransporten<br />
genom slangen men inte tillräckligt mycket. Vattenanvändningen omöjliggör<br />
dessutom återanvändningen av uppsuget material eftersom konsistensen förstörs.<br />
Slutligen tar vattnet upp mycket onödig plats i den lilla uppsamlingstanken.<br />
Visserligen finns möjligheten att dränera ut vattnet genom en ventil på tanken, men<br />
mycket av vattnet är naturligtvis bundet i materialet. För att få ut allt överskottsvatten<br />
skulle någon form av cyklon behövas.<br />
Det starkaste argumentet för att använda vatten som uppluckringsmetod är<br />
möjligheten att arbeta i frusna jordar genom användandet av uppvärmt vatten.<br />
Maskinen som användes för testerna var en av de minsta från vaXcavator. De lite<br />
större maskinerna har 6” inlopp till tanken och med en 6” slang skulle antalet<br />
slangstopp reduceras. Problemet blir då istället för låga lufthastigheter i slangen<br />
eftersom 6” slangen har en tvärsnittsarea som är drygt dubbelt så stor som den för 4”<br />
slangen.<br />
3.3. Demonstration, BSB - Moskito Erdsauger, Tyskland<br />
Det tyska företaget BSB-Saugbagger und Zweiwegetechnik är en entreprenad- och<br />
ingenjörsfirma i Berlin som arbetar med mobila vakuumlastare. Företaget använder<br />
dels Saugbaggermaskiner (samma storleksklass som DISAB Centurion), dels mindre<br />
egentillverkad utrustning.<br />
De stora Saugbaggermaskinerna används för underhållsarbeten kring järnväg- eller<br />
spårvagnspåren. Den mindre utrustningen går under namnet Moskito Erdsauger och<br />
används för jordschaktning, främst för ståndsförbättringar av träd i gatumiljö eller<br />
schaktarbeten intill huskroppar. Ekipaget är litet och kan därför enkelt användas i<br />
trädgårdsmiljö, även då framkomligheten är dålig. Uppsamlingsbehållaren rymmer<br />
inte mer än 100 liter, men kan å andra sidan enkelt separeras för urtömning av<br />
uppsuget material.<br />
Bild 9 BSB-Moskito Erdsauger<br />
Användnings<strong>områden</strong> för Moskito. (Bilder från BSB-Saugbagger und Zweiwegetechnik.)<br />
BSB-Saugbagger har även utvecklat tryckluftstillbehör speciellt framtagna för att<br />
underlätta dessa schaktarbeten.<br />
3.3.1. Teknik<br />
Moskiton är tekniskt sett en väldigt enkel konstruktion. Utrustningen drivs av en<br />
extern tryckluftskälla som blåser luft genom en ejektordysa i kontakt med<br />
uppsamlingsbehållaren. Den kraftiga luftströmmen genom dysan suger med sig luft<br />
från behållaren och ett vakuum uppstår. Kompressorn som används behöver ha en<br />
kapacitet på mellan 5-10 m 3 /min.<br />
│ 17
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
18 │<br />
Denna teknik att skapa vakuum är ytters ineffektiv. En rootspump kan skapa samma<br />
vakuum som en ejektordysa med endast en bråkdel av den motoreffekt som<br />
kompressorn har. Dessutom kan en ejektordysa aldrig producera ett högt vakuum och<br />
en stor luftvolym samtidigt, vilket är ett måste vid schaktarbeten. Under arbetet<br />
behöver vi ett stort luftflöde för att kunna suga materialet genom slangen, samtidigt<br />
behöver vi ett visst vakuum i behållaren för att övervinna tryckfallen över sugslangen.<br />
Maximalt presterar Moskiton ett vakuum på omkring 400 mbar (0,6 bar absolut tryck i<br />
behållaren) och ett teoretiskt luftflöde på 1200 m 3 /h genom utrustningen. Effektivt<br />
luftflöde in i sugslangen ligger då kring 700-800 m 3 /h.<br />
Denna typ av teknik med ejektordysor används främst inom industrier där fri tillgång<br />
till tryckluft redan finns.<br />
3.3.2. Tillbehör<br />
Vid demonstrationen testades utöver Moskiton även en del tryckluftstillbehör. Dessa<br />
tillbehör drivs av en mindre kompressor med en luftkapacitet på omkring 0,3 m 3 /min<br />
och 7 bar. Den rekvisita som testades var en tryckluftslans och ett tryckluftsdrivet<br />
slagverktyg.<br />
Bild 10 Tryckluftsdrivna tillbehör<br />
Till vänster tryckluftslans, i mitten skärverktyg, till höger packningsverktyg.<br />
Till vänster kompressor, i mitten skärning av betong, till höger upptagning gräsmatta. (Bilder från BSB-<br />
Saugbagger und Zweiwegetechnik.)<br />
Luftlansen används för att spränga upp marken inifrån och på så sätt underlätta<br />
markuppluckringen. Slagverktyget har ett antal tillbehörssatser som ger den ett flertal<br />
användnings<strong>områden</strong>. Med spaden monterad används den till grävning eller<br />
markuppluckring. Spaden kan även användas för att skära upp gräsmattan för senare<br />
en återanvändning. Med ett vassare skär monterat kan redskapet användas till att kapa<br />
tjocka trädrötter eller till och med skära upp asfalt. Slutligen kan slagverktyget, med<br />
ett flatstycke påmonterat, användas vid återfyllnaden för att packa jorden.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
3.3.3. Summering<br />
Försöksområdet erbjöd mycket svåra förhållanden med hårt packad jord och mycket<br />
sten. Med hänsyn till detta var det ändå tydligt att Moskiton inte hade tillräcklig<br />
sugkapacitet för denna typ av schaktarbeten. Vid försöket användes tyvärr den mindre<br />
kompressorn om 5 m 3 /min, men även från BSB’s sida var man skeptisk till att den<br />
större kompressorn hade kunnat generera erforderlig sugkapacitet för denna typ av<br />
arbete. I dag används Moskiton oftast i lätta bearbetade sandjordar och där är<br />
kapaciteten tillräcklig.<br />
Bild 11 BSB - Moskito, demonstration<br />
Till vänster schaktförsök, i mitten uppsamlingsbehållare, till höger tryckluftsdysa.<br />
BSB arbetar dock med en större prototyp som ska drivas av en kompressor med<br />
kapaciteten 20 m 3 /min. Förhoppningen är att denna utrustning ska vara färdig i marsapril<br />
2005. Kanske kan denna större variant vara intressant för servisschaktningar,<br />
men problemet med den dåliga uppsamlingskapaciteten kvarstår dock.<br />
Uppsamlingsbehållaren blir förmodligen något större, mellan 150-200 liter, men det är<br />
naturligtvis fortfarande inte tillräckligt för att slippa tömningar för en normal<br />
servissträcka. Om behållaren görs ytterligare större blir utrustningen istället<br />
svårhanterlig på grund av tyngden och en stor del av Moskitons positiva egenskaper<br />
skulle förtas. Priset för denna prototyp torde hamna kring 50 000 kr.<br />
Tryckluftstillbehören från BSB-Saugbagger kommer däremot väl till pass vid<br />
<strong>vakuumschaktning</strong> eftersom det tunga uppluckringsarbetet skulle underlättas avsevärt.<br />
I hårdare jordar är lansen att föredra och för våtare marker och leror kan istället<br />
spaden användas. Med ett tillbehör som kan skära asfalt, torva gräs, kapa trädrötter<br />
och packa jord blir vakuumutrustningen som anläggningsmetod mer självständig.<br />
Tyvärr gavs inte tillfälle i Berlin att testa asfaltskärning, men enligt BSB och<br />
demonstrationsvideor ska det vara möjligt.<br />
│ 19
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
20 │<br />
4. Utvärdering, praktiska försök<br />
Texten till detta kapitel baseras på försöket med DISAB-maskinen i Sävedalen.<br />
VaXcavator och BSB-Moskito saknar erforderlig kapacitet och kommenteras därför<br />
inte vidare.<br />
4.1. Problem<br />
4.1.1. Utförande<br />
I Sävedalen förekom inga tekniska svårigheter, schaktningen genomfördes utan<br />
problem med ett bra slutresultat. Som mest användes 24 meters sugslang vilket<br />
fungerade bra. Denna slanglängd användes endast under en kortare stund då de<br />
bortersta meterna närmast huset skulle schaktas. Kanske hade vi stött på<br />
tryckfallsrelaterande problem om arbetet med lång sugslang pågått under längre tid<br />
eller om längden varit något större. Svårigheterna med för stort tryckfall brukar<br />
märkas någonstans kring 30-40 meter.<br />
De problem som förekom i Sävedalen var istället logistiska. Endast undantagsvis kan<br />
uppsuget material blåsas tillbaka in i trädgården. Detta innebär att materialet först<br />
måste tömmas ut på upplag och sedan återtransporteras till schaktrännan och<br />
återfyllnaden. Detta kostar naturligtvis både tid och pengar. Andra alternativet, som<br />
användes i Sävedalen, är att lämna materialet på deponi och istället återfylla med sand.<br />
Detta medför istället fler transporter och ett ökat behov av nya massor vilket inte bara<br />
kostar pengar utan även är sämre miljösynpunkt.<br />
Vakuumschaktning ger möjlighet att skapa smala schakt. Tyvärr kunde den<br />
egenskapen inte tas tillvara på här eftersom rörläggningen tillhandhölls av en extern<br />
entreprenör och ett smalt schakt skulle ha försvårat deras arbete. Rörläggningen sker<br />
direkt nere i schaktet eftersom arbetet är tungt och då behövs plats för att gå nere i<br />
rörgraven. Om <strong>vakuumschaktning</strong> ska utföras i större skala måste detta<br />
arbetsutförande förändras. Varför schakta 200 liter per meter när möjligheten att<br />
schakta 100 liter per meter eller ännu mindre finns? En lösning till problemet skulle<br />
vara att rulla ut ledningen längs med rörgraven och sedan lyfta ner den i graven. Med<br />
<strong>vakuumschaktning</strong> är arbetsplatsen fri från schaktmassor så utrymme för en sådan<br />
manöver finns.<br />
Att schakta jordmassor med utrustningen som finns att tillgå idag är ett tungt arbete.<br />
En 6” slang fylld med lera väger en del och att sköta den 8 timmar om dagen sliter på<br />
kroppen. Att gå ner till en 4” slang underlättar det fysiska arbetet, men orsakar<br />
betydligt fler slangstopp vilket erfors i Skottland. Även markuppluckringen med spade<br />
är ett hårt arbete, speciellt då marken innehåller stenar och rötter.<br />
Sist men inte minst, det finns flertal vägar runt om i landet som inte tillåter dessa<br />
tunga fordon; BK2 och BK3 vägar. En DISAB Centurion maskin väger redan utan last<br />
drygt 20 ton.<br />
4.1.2. Hantering av hinder i mark<br />
Stora stenar eller block är för tunga för att lyfta manuellt. Att ta in en minigrävare på<br />
tomten för att lyfta bort hindret är ett alternativ, men detta alternativ förtar något av<br />
förtjänsten hos <strong>vakuumschaktning</strong>en som metod. Önskemålet är naturligtvis en metod<br />
som är mer eller mindre självgående. Ett bättre sätt att hantera hindret är att helt<br />
enkelt låta det ligga kvar och istället schakta runt det.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
4.1.3. Hantering av hinder ovan mark<br />
Självklart måste hinder som asfalt, plattor och dylikt avlägsnas innan arbetet kan<br />
påbörjas. Vanligtvis försöker man dock undvika servissträckor över asfalt eftersom<br />
återställningen är dyr och resultatet aldrig kan bli så bra som innan påbörjat arbete.<br />
Med <strong>vakuumschaktning</strong> är det dessutom lättare att undvika dessa sträckor eftersom<br />
framkomlighetsförmågan är bättre och möjligheten att schakta riktigt smalt finns.<br />
4.2. Fördelar<br />
4.2.1. Minskat återställningsbehov<br />
Ett vakuumschakt kan göras smalt. Att skapa ett schakt som är 0,15 cm brett med<br />
lodrätta väggar är ingen svårighet. Med ett djup av 0,40 m ger det en schaktvolym på<br />
endast 60 l/m. En minigrävare kan, även med en smalskopa på, inte skapa dessa smala<br />
schakt och har därför åtminstone den dubbla schaktvolymen per servismeter. Den<br />
minskade schaktbredden innebär mindre återställningsyta.<br />
Är marken mjuk eller blöt kan en minigrävare orsaka stor åverkan på gräsmattan och<br />
trädgårdsmiljön. Vakuumschaktning däremot lämnar inga spår efter sig eftersom ingen<br />
maskin behöver vara inne på tomten. Dessutom slipper man schaktmassor inne på<br />
gräsmattan. Schaktmassorna i sig orsakar inga permanenta skador, men de smutsar ner<br />
och den estetiska betydelsen för villaägaren kan ofta ha större vikt än man vid första<br />
anblicken tror.<br />
Bild 12 Olika resultat efter rörläggning<br />
Vänstra bilden visar resultat från <strong>vakuumschaktning</strong>, mittenbilden handschaktning och återanvändning av<br />
grästorvor, högra bilden visar traditionell schaktning.<br />
Slutligen kan gräsmattan i större utsträckning återanvändas eftersom den ändå måste<br />
skäras upp eller lossgöras innan <strong>vakuumschaktning</strong>en kan påbörjas. Kan arbetscykeln<br />
förändras så att rörläggningen sker direkt efter utförd servisschaktning kan<br />
grästuvorna sedan läggas tillbaka och tomten skulle i stort sätt vara fri från spår efter<br />
utfört arbete. Denna upptagning kan utföras manuellt med spade, men det finns även<br />
bra tillbehör för jobbet, läs mer under Förslag till förbättringar.<br />
4.2.2. Säkert arbetsutförande<br />
Med <strong>vakuumschaktning</strong> föreligger ingen risk för skador hos befintliga ledningar. Vid<br />
arbete med en minigrävare krävs en extra man utöver föraren som bland annat<br />
kontrollerar att inga ledningar kommer i vägen. Inte heller växtlighet och rotsystem<br />
behöver störas på samma sätt då vakuumteknik används.<br />
4.2.3. Framkomlighet<br />
Svåra sluttningar, utrymmeshinder eller växtlighet och trädgårdsrabatter kan<br />
omöjliggöra användningen av grävmaskiner. I så fall är det handgrävning som gäller<br />
för det flesta entreprenörer. Med en vakuumutrustning är dessa scenarion inte några<br />
│ 21
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
22 │<br />
problem. Med sugslangen är framkomligheten näst intill obegränsad. Även<br />
tunnelarbeten under exempelvis en mur eller en trädgårdshäck är möjliga.<br />
5. Slutsatser<br />
Schaktresultatet blir med vakuumutrustning mycket bra. Det är en säker metod som<br />
inte skadar befintliga installationer i marken. Framkomlighetsförmågan är<br />
oöverträffbar och återställningsbehovet minskas. De stora problemen för användandet<br />
är kostnaden, handhavandet och logistiken.<br />
Kostnad<br />
Att hyra in en vakuumlastare kostar med bemanning omkring 1500 kr/timme och då är<br />
det svårt att konkurrera med en minigrävare som ligger kring 1500 kr i dagshyra. Med<br />
minigrävaren schaktar du dessutom något snabbare än vad du gör med<br />
vakuumutrustningen.<br />
Om <strong>vakuumschaktning</strong> ska vara konkurrenskraftig gäller det istället att ta tillvara på<br />
dess positiva egenskaper vad det gäller framkomlighet och minskat<br />
återställningsbehov. Den vakuumutrustning som finns att tillgå idag är ett bra<br />
alternativ istället för handschaktning. I varje anslutningsområde finns det alltid ett<br />
antal hus där framkomligheten är begränsad, marken för kuperad eller där hinder gör<br />
det omöjligt att ta in en grävmaskin på tomten. I dessa fall borde <strong>vakuumschaktning</strong><br />
vara ett givet alternativ.<br />
Logistik<br />
Vid <strong>vakuumschaktning</strong> måste uppsugna schaktmassor köras till tipp för att sedan<br />
ersättas med nytt material, eller så måste materialet tippas ut för senare<br />
återtransportering till trädgården. I bägge alternativen får du ytterligare ett<br />
arbetsmoment vilket kostar tid och pengar.<br />
Rörläggningen måste utvecklas så att smala schakt och direktåterfyllning är möjlig.<br />
Handhavande<br />
Slanghanteringen är tung och ett alternativ till manuell hantering är att använda en bil<br />
utrustad med lång teleskopsarm. I så fall har man en räckvidd i sidled på 10 – 15 meter<br />
och kan dessutom lyfta slangen över hinder som exempelvis häckar och buskage. Det<br />
är dock inte så många bilar som är utrustade med denna typ av arm.<br />
Markuppluckringsarbetet kan underlättas med tryckluftstillbehör.<br />
Traditioner<br />
Det är naturligtvis svårt att övertala entreprenören att använda sig av<br />
<strong>vakuumschaktning</strong>. Varför hyra in externa tjänster och på så sätt förlora arbete när han<br />
kan göra det själv med egna resurser? Ska entreprenören bli intresserad måste ett annat<br />
vinstintresse finnas. Här har beställaren ett stort ansvar. Energibolagen måste ge sitt<br />
stöd till nya användandet av nya anläggningsmetoder och nya tankesätt gällande<br />
arbetsutförande och arbetsgång.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
6. Förslag till förbättringar<br />
6.1. Tillbehör<br />
Det tunga arbetet med dagens utrustning måste förbättras. Ett enkelt sätt att underlätta<br />
markuppluckringen är att använda sig av en trycklans eller en tryckluftsdriven spade.<br />
Bägge dessa utrustningar drivs av en mindre kompressor. Med spadverktyget finns<br />
också möjligheten att byta ut ändstycket mot andra tillbehör för asfaltsskärning,<br />
rotavskärningar eller jordpackning. Ett sådant tillbehör skulle inte bara underlätta det<br />
fysiska arbetet utan även göra <strong>vakuumschaktning</strong>en som metod mer självständig.<br />
6.2. Återanvändning av gräsmatta<br />
Gräsmattan kan lösgöras manuellt med spade. Arbetet går relativt snabbt, men det<br />
kräver dock en del arbete. Dessutom kan det vara svårt att skydda tuvorna man får upp<br />
från uttorkning.<br />
Ett bättre alternativ som ger ett finare snitt är att använda sig av en torvskärare eller en<br />
kantskärare. Sådana maskiner ”filear” en grässvål som enkelt kan rullas upp. Dessa<br />
rullar väger inte mycket, cirka 15 kg/m 2 , och kan enkelt läggas åt sidan för senare<br />
återanvändning. Eftersom de är ihoprullade klarar de sig bättre än de öppna tuvorna<br />
från uttorkning. Dessa maskiner är inte mycket större än en gräsklippare och orsakar<br />
inga skador i trädgården. De är dessutom väldigt lätta att använda; en 10 meters<br />
servissträcka kan rullas upp på några minuter.<br />
Bild 13 Grästorvning<br />
Till vänster torvare, i mitten gräsrulle (bild från Frösvidal Gräs), till höger tryckluftsspade (bild BSB-<br />
Saugbagger und Zweiwegetechnik).<br />
Finns den tryckluftsdrivna spaden tillgänglig kan den användas till gräsupptagningen.<br />
Den underlättar det manuella arbetet, inte bara genom att minska det fysiska arbetet<br />
utan även eftersom den med slagfunktionen liksom grästorvaren filear upp materialet.<br />
En förutsättning för att denna återanvändning ska vara möjlig är att arbetscyklerna<br />
kortas ner. Den upprullade gräsmattan bör inte ligga allt för länge innan den<br />
återanvänds.<br />
6.3. Vakuumutrustning i kombination med rördrivning<br />
Att använda rördrivningsmetoder för läggning av stamledningar är inte bara<br />
ekonomiskt ett bra alternativ, dessutom slipper man många omständliga avstängningar<br />
i gata. Att använda sig av rördrivning för varje enskild servis är dock svårt, främst<br />
ekonomiskt men även praktiskt. Det finns ett flertal rördrivningsmetoder, men den<br />
som lämpar sig i detta fall är styrd borrning. Styrd borrning görs med hög precision<br />
horisontellt mellan en start- och en mottagargrop.<br />
│ 23
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
24 │<br />
Bild 14 Styrd borrning för stam<br />
Den övre bilden visar styrd borrning i vertikalplanet, den undre från ovan.<br />
Stamdragningen kan med styrd borrningen göras på flera olika sätt. Ett alternativ är ett<br />
traditionellt tänkandet där stammen läggs i gatan med servisavstick framför varje hus.<br />
Ett annat alternativ är att låta stamledningen gå över tomtmark, på så sätt kan de dyra<br />
schaktarbetena i gata i stor grad undvikas. Dessutom blir servislängderna kortare med<br />
bättre ekonomi som följd Genom att dra stammen på baksidan, mellan huskropparna,<br />
undviks sträckningar i gata helt och hållet.<br />
När stammen är på plats schaktas anslutningsgroparna för servisanslutningarna. Det är<br />
nu vakuumutrustningen kommer till sin rätt, med en minigrävare skulle detta arbete<br />
vara tidsödande och riskabelt på grund av de uppenbara riskerna för skador hos<br />
stamledningen. Det sista delen av arbetet med själva friläggningen skulle behöva göras<br />
för hand. Med en vakuumutrustning kan arbetet däremot utföras snabbt och helt<br />
riskfritt.<br />
Den stora fördelen med att lägga stammen före servisen är att arbetet med<br />
servisanslutningen förenklas, ingen extra skarv behövs och direktåterfyllnaden<br />
underlättas. Anslutningsgropen för servisen kan enkelt schaktas fram och så fort<br />
servisschaktningen är klar kan rörläggningsarbetet påbörjas. Om anslutningsgroparna<br />
istället grävs innan stammen läggs kan det vara svårt att träffa dem med borrhuvudet.<br />
Även om positionen hos styrhuvudet alltid är känd kan hinder i form av block,<br />
trädrötter och dylikt få borrhuvudet att ändra riktning vilket då flyttar borrlinje och<br />
anslutningsgrop.<br />
Styrd borrning fungerar i de flesta material, dock inte i alltför blockrika marker. Styrd<br />
borrning ställer dessutom krav på att stamledningen är flexibel. Eftersom flexrullar på<br />
150-200 meter finns att tillgå borde dock inte det vara något problem. Om kulverten<br />
som läggs är av dubbelrörsutförande är det viktigt att tänka på böjningsradien.<br />
Dubbelrör tillåter egentligen böjning i endast ett led och under dragningen är det<br />
omöjligt att veta hur röret vrider sig. Därför måste krökningsradien hos stamledningen<br />
vara mycket liten så att maxvärdena inte överstigs. Även borrstängerna hos borriggen<br />
har en begränsad krökningsradie, cirka 8-10 procent. Om dubbelrör ska användas är<br />
mediarör av koppar nästan en förutsättning eftersom stålrör i dubbelrörsutförande<br />
enbart finns i de mindre dimensionerna.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
6.4. Ny utrustning<br />
Ett sätt att lösa problemet med logistiken och även få ner kostnaderna är att utveckla<br />
utrustningen så den blir mer lämpad för rörgravsschaktning. Dagens stora<br />
vakuumlastare är egentligen överkvalificerade för servisschaktning. Om uppsuget<br />
material, istället för att transporteras hela vägen till uppsamlingstanken, skiljs av i<br />
trädgården slipper man svårigheterna med tryckfall och materialtransport genom<br />
slangen. På detta sätt möjliggörs användandet av en betydligt mindre och enklare<br />
utrustning som naturligtvis även är billigare.<br />
Utrustningen skulle drivas av ett mindre aggregat, cirka 30–50 kW, som placeras ute i<br />
gatan. Via en slang står aggregatet i kontakt med avskiljaren inne i trädgården.<br />
Eftersom denna slang alltid är tom på material kommer tryckfallet över den vara lågt.<br />
Uppsamlingsbehållaren är utrustad med en kort sugslang, cirka 2-3 meter. Eftersom<br />
materialet sugs en så kort sträcka blir tryckfallen även här låga. Avskiljarenheten kan<br />
placeras på en minidumper och då tömma ut uppsuget material längs schaktrännan.<br />
Enheten kan också användas tillsammans med en kranbil. Genom att hänga enheten i<br />
armen slipper man utrustning på marken och den höga framkomlighetsförmågan<br />
bibehålls. Uppsuget material kan tömmas ut på bilens flak för en senare återfyllnad.<br />
Denna utrustning skulle behålla <strong>vakuumschaktning</strong>ens goda egenskaper vad det gäller<br />
framkomlighet och återställning samtidigt som logistiken förbättras och kostnaderna<br />
hålls nere.<br />
│ 25
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
26 │<br />
7. Referenser<br />
Rapporten baseras på praktiska försök och diskussioner med folk från som arbetar<br />
med vakuumutrustning både vad det gäller tillverkning och entreprenörskap. Utöver<br />
referensgruppen bör följande personer nämnas.<br />
Frank McShane Hydroexcavation Ltd<br />
Gunnar Eneroth, Thomas Westerberg VästVac Kåbea AB<br />
Maria Olausson, Hans Heemskerk SBS Entreprenad<br />
Stefan Mattes BSB-Saugbagger und Zweiwegetechnik
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
8. Bilagor<br />
Bilaga 1 Tekniska specifikationer<br />
Bilaga 2 Praktiska försök<br />
│ 27
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB │ Värmegles 2005:16 Vakuumschaktning<br />
28 │<br />
Bilaga 1, Tekniska specifikationer<br />
Tekniska specifikationer<br />
DISAB Centurion vaXcavator VSK BSB-Moskito<br />
Aggregatstorlek 200 kW 22 kW 10 m 3 /min, 7 bar<br />
Max. vakuum 80 % 34 % 40 %<br />
Max. deplacement 8900 m 3 /h 846 m 3 /h 1200 m 3 /h<br />
Uppsamlingstank 9 m 3 1,9 m 3 0,1 m 3<br />
Markuppluckring Spade, manuell Vatten, 130 bar Tryckluftsverktyg<br />
Bilaga 2, Praktiska försök<br />
Servisschaktning, Sävedalen 2004-10-06<br />
Förutsättningar Eriksvägen 16 Eriksvägen 6 Eriksvägen 7<br />
Sträcka 6 6 16 m<br />
Djup 0,6 0,5 0,6 m<br />
Bredd 0,6 0,4 0,35 m<br />
Volym per meter 360 200 210 l/m<br />
Schaktvolym 2,2 1,2 3,4 m 3<br />
Sugslang 8” 4 4 6 m (teleskopsarm)<br />
Sugslang 6” 6 6 18 m<br />
Arbetsvakuum 50 50 55 %<br />
Schaktmassor Matjord och lera Matjord och sand Matjord och lera<br />
Tider<br />
Starttid, etablering 07:50 10:00 12:15<br />
Sluttid, avveckling 08:35 10:30 13:55<br />
Ställtid 5 8 30 minuter<br />
Arbetstid, totalt 45 30 100 minuter<br />
Arbetstid, effektivt 40 22 70 minuter<br />
Schaktkapaciteter<br />
Totalt 8 12 9,5 m/h<br />
Meter, effektivt 9 16,5 13,5 m/h<br />
Liter, totalt 49 40 34 liter/minut<br />
Liter, effektivt 55 55 48 liter/minut