Come posare i tubi con il metodo della puntura: regole tecniche e consigli degli esperti

Se le comunicazioni sotterranee attraversano una strada o una ferrovia, lo smantellamento di tali oggetti può essere estremamente difficile e spesso del tutto impossibile. La posa dei tubi utilizzando il metodo della foratura aiuterà a risolvere il problema. Questo metodo è molto più semplice ed economico da implementare.

Per coloro che vogliono sapere come si posano i tubi nel terreno senza disturbare le coperture del terreno, demolire edifici o spostare oggetti mobili, sveleremo le specificità della tecnologia. Qui imparerai quale attrezzatura viene utilizzata durante il lavoro e come vengono eseguite le forature.

Oltre al metodo del titolo, abbiamo descritto opzioni alternative per la posa di tubi nel terreno utilizzando la tecnologia trenchless, schemi allegati, raccolte di foto e materiale video.

Qual è il metodo di puntura?

Il metodo della puntura è una tecnologia in cui è possibile ottenere un foro senza sviluppare e scavare il terreno compattandolo.

Questo metodo è adatto per la posa di strutture in acciaio. Il diametro può variare tra 100 e 500 mm, la lunghezza del foro è di 30-50 m Il piercing sotto la strada è uno dei metodi più popolari di installazione delle comunicazioni senza trincea.

In questo modo, vengono installati e portati sul sito i rami sotterranei dell'approvvigionamento idrico e della rete fognaria gas principale.

Per la posa si utilizza una foratura controllata:

• comunicazioni in metallo e plastica;
• casi in cui vengono poi posati i tubi del gas e dell'acqua;
• custodie per cavi elettrici, telefonici, ecc.

Una foratura viene utilizzata non solo nei casi in cui è necessario attraversare in sicurezza un'autostrada o una ferrovia.

Il metodo è adatto per praticare fori in un pozzo (a condizione che il diametro di questo pozzo sia di almeno un metro e mezzo), nel seminterrato di una casa, se necessario, per far passare i cavi sotto un oggetto relativamente piccolo, ecc.

Molto spesso, la foratura controllata viene eseguita su uno spesso terreno argilloso sotto varie strade, ad esempio sotto un'autostrada o una ferrovia. A questo scopo viene utilizzata ad esempio un'unità di pressione con pompa, come un impianto La strega del fosso P80.

Inoltre, avrai bisogno di un set di espansori, aste, teste e altri strumenti con cui verranno eseguiti i lavori di perforazione.

Assicurati di utilizzare una stazione idraulica. La forza necessaria è fornita da un cilindro idraulico; la potenza accettabile dell'unità è di circa 36 tonnellate. Il funzionamento della stazione deve essere assicurato da un motore a combustione interna. Le apparecchiature di localizzazione wireless vengono utilizzate per monitorare l'avanzamento dei lavori nel terreno.

A titolo di esempio possiamo considerare la procedura operativa del dispositivo di localizzazione Eclisse. Nella testa di perforazione è posizionata una sonda che trasmette informazioni sull'avanzamento delle operazioni di perforazione.

La foratura controllata è uno dei metodi meno costosi per l'installazione senza scavo di comunicazioni sotto una strada o altri oggetti simili (+)

Le informazioni vengono inviate al localizzatore. Qui vengono analizzati i dati, a seguito dei quali vengono determinati l'esatta posizione dell'utensile di perforazione nello spessore del terreno, l'angolo di inclinazione della testa di perforazione e la conformità del suo movimento con il piano di lavoro precedentemente redatto. Allo stesso tempo viene monitorato lo stato della batteria della sonda da cui provengono le informazioni.

La testa del trapano è progettata in modo tale che parte della sua superficie sia smussata. Ciò migliora la produttività, ma influisce sulla qualità del lavoro.

A causa dello smusso, quando ci si sposta nel terreno, la posizione della testa si discosta costantemente dal vettore d'influenza. L'operatore deve regolare costantemente la traiettoria della testa, controllando i risultati della localizzazione.

Affinché lo strumento si muova rigorosamente in linea retta, deve essere ruotato a velocità costante. La prima fase della foratura inizia nella fossa di partenza e si completa nella fossa di ricezione. Qui, al posto della testa di perforazione, all'installazione è fissato un espansore conico.

Questo dispositivo supera il pozzo orizzontale risultante nella direzione opposta, consentendogli di espandere e compattare le pareti.

Per eseguire la posa dei tubi senza scavo utilizzando il metodo della perforazione, è necessario prima realizzare due pozzi: inizio e fine (o ricezione)

Successivamente, nel foro lungo risultante, viene inserito un tubo del diametro richiesto o una custodia per la posa delle comunicazioni. A seconda della situazione, puoi posare non uno, ma diversi tubi. Ulteriori azioni consistono nel predisporre queste comunicazioni e nel collegarle al sistema generale.

Durante i lavori preparatori è necessario considerare anche il luogo di stoccaggio dei tubi, che dovrebbe essere situato in prossimità del sito di perforazione.

In genere, accanto al pozzo di partenza viene fornita una piattaforma per i tubi. Le dimensioni dell'area di stoccaggio dipendono dalla lunghezza delle tubazioni, che può raggiungere i sei metri. È consigliabile che tubi selezionati per la posa sono stati conservati orizzontalmente. Ciò semplificherà l'installazione e ridurrà la probabilità di danni alla struttura.

Inoltre, è necessario prevedere strade di accesso alla fossa di partenza per poter consegnare liberamente i materiali e le attrezzature necessarie allo svolgimento dei lavori.

Il metodo della foratura controllata consente di posare con successo sia tubi in plastica che metallici in un involucro metallico. Per prima cosa si effettua una foratura pilota, poi si inverte la guarnizione, si inserisce il rivestimento, quindi si posano i tubi

Innanzitutto viene effettuato un rilievo preliminare del cantiere sul terreno. In questo caso, gli specialisti utilizzano la documentazione di progettazione, sulla base della quale, oltre ai risultati dell'analisi dell'oggetto, viene redatto un piano per eseguire la foratura.

Se è necessario forare sotto un oggetto sottoposto a carichi di traffico gravi (binari del tram, autostrade, ferrovie, metropolitane, ecc.), i tubi vengono posati in casi speciali.

Se è necessario posare più cavi sotto la strada, posare prima un tubo o una custodia, il cui diametro consenta di accogliere tutte le comunicazioni necessarie

Tale custodia dovrebbe avere un diametro che superi le dimensioni dei tubi di circa 15-20 cm: prima viene posizionata la custodia, quindi vengono installati i tubi e lo spazio tra queste comunicazioni viene riempito con una soluzione, per la quale puoi usare un poco costoso cemento M-100. Le custodie riducono il carico sulle comunicazioni sotterranee e riducono il rischio di danni.

Perforazione idraulica, vibrazione e punzonatura

Sono presenti forature idroelettriche e vibrazioni. Nel primo caso, come strumento per spingere il terreno, viene utilizzato un getto d'acqua, che fuoriesce ad alta pressione da un'apposita punta.

Questo metodo è particolarmente efficace su terreni sabbiosi coesivi che vengono facilmente erosi dai getti.Permette di realizzare un foro del diametro di circa 50 cm in un tempo minimo. Ma la lunghezza massima di un pozzo con perforazione idraulica è di 30 m.

La foratura con vibrazione, come suggerisce il nome, viene eseguita utilizzando la vibrazione. Il dispositivo per eseguire una foratura utilizza impianti di pressatura a vibrazione d'urto con eccitatori di vibrazioni dirette longitudinalmente.

La rientranza statica è combinata con l'impatto di un martello vibrante sul terreno. Il metodo viene utilizzato su terreni sabbiosi saturi d'acqua e a bassa umidità sia per la posa dei tubi che per la loro rimozione. Il diametro del pozzo può raggiungere i 50 cm e la sua lunghezza i 60 m.

Il metodo di spinta viene eseguito utilizzando martinetti, proprio come la foratura. Ma in questo caso il tubo viene diretto nel terreno con l'estremità aperta. Man mano che la struttura avanza, nel tubo si forma un denso tappo di terreno, che viene poi rimosso.

Per eseguire questo tipo di lavori vengono utilizzati da due a otto potenti martinetti idraulici (200-400 tonnellate), il cui funzionamento richiede l'installazione di una parete di spinta con telaio e calotta.

La perforazione del terreno è un metodo senza scavo per la posa di tubi, che viene eseguito utilizzando speciali unità idrauliche ad alta potenza

Durante uno spostamento, un tale dispositivo può penetrare fino a 10 metri di terreno e la lunghezza totale del pozzo di solito non supera gli 80 metri. Se è necessario tracciare un percorso più lungo, questo viene diviso in tratti separati di non più di 80 metri.

Questo metodo richiede anche la costruzione di una fossa iniziale e finale, nella quale viene installata l'idraulica necessaria.

La perforazione di ciascuna sezione viene eseguita due volte: in direzione avanti e poi nella direzione opposta.Il funzionamento dei meccanismi e la qualità della pressatura sono monitorati dall'operatore che si trova nella fossa.

Tecnicamente, questo metodo è più complicato della normale foratura, ma può essere utilizzato praticamente su qualsiasi terreno. Il diametro della struttura può raggiungere i 172 cm.Il prelievo del carotaggio formato all'interno del tubo può essere effettuato manualmente o con mezzi meccanizzati.

Vantaggi del metodo di puntura

La richiesta del metodo di puntura è spiegata dai suoi vantaggi significativi rispetto ad altre opzioni per eseguire lavori di questo tipo. Ad esempio, una foratura è disponibile in qualsiasi periodo dell'anno; le temperature alte o basse dell'aria esterna e del suolo non hanno molta importanza.

Uno dei vantaggi del metodo di perforazione controllata è che i lavori possono essere eseguiti anche in aree con livelli elevati di falda freatica

Il funzionamento dell'impianto non richiede l'uso di soluzione di bentonite, l'apporto di acqua o fluido di perforazione al pozzo. Si tratta di un'unità compatta e potente dotata di un affidabile sistema di sicurezza elettrica. Non è difficile consegnarlo al sito e installarlo. Allo stesso tempo, le sue dimensioni compatte non impediscono al dispositivo di funzionare con livelli di potenza elevati.

I metodi di posa dei tubi senza scavo, come la perforazione controllata, possono essere utilizzati con successo sia in estate che in inverno

Anche il tempo di lavoro è più breve rispetto a quando si utilizzano altri metodi. Anche se il livello delle acque sotterranee nell'area in cui viene effettuata la foratura è aumentato, non è necessario adottare misure per drenare l'acqua dall'area.

Durante il passaggio del cono di dilatazione vengono compattate anche le pareti della trincea, per cui non sono necessari ulteriori lavori a riguardo.

Esecuzione di forature su oggetti diversi

La complessità e la velocità di questo tipo di lavoro dipendono in gran parte dalle condizioni, ad es. a seconda del terreno e delle caratteristiche dell'oggetto sotto il quale viene eseguita la foratura. La perforazione sotto i binari della ferrovia di solito richiede un bel po' di documentazione. Per prima cosa è necessario coordinare la perforazione con una serie di servizi ferroviari.

L'utilizzo di un metodo di foratura controllata all'interno della città consente di mantenere l'integrità dei percorsi stradali al fine di ridurre al minimo i costi e non interrompere il flusso del traffico

In Russia, è necessario contattare le divisioni di ECh, ShCh, RCS NODG, PCh e altri servizi di JSC Russian Railways. È obbligatorio stipulare contratti per la supervisione tecnica, nonché per l'installazione di pacchetti assicurativi. Tutta la documentazione esecutiva dovrà essere concordata e fornita alle autorità ferroviarie.

Un pacco di documenti viene trasferito a distanza al termine del ciclo di lavori di posa delle tubazioni. Nelle città, una foratura sotto la strada è molto richiesta quando si posano nuove comunicazioni, soprattutto in luoghi con attrazioni storiche.

Il metodo consente non solo di mantenere il normale traffico sulle strade, ma anche di prevenire la distruzione dell'antica pavimentazione quando sarà necessario posare tubazioni sotto tali aree.

Restaurare un oggetto del genere può essere difficile e talvolta impossibile. Nei villaggi rurali, la posa delle comunicazioni utilizzando il metodo della foratura consente di completare tutti i lavori con danni minimi agli oggetti già completati: strade, recinzioni, ecc.

Valutare le alternative

Oltre al metodo di puntura guidata, ci sono altre opzioni dispositivi di comunicazione nello spessore del suolo senza fare trincee. A volte l'alternativa può essere più accettabile di una foratura, tutto dipende dalla situazione specifica.

Perforazione direzionale orizzontale, detto anche direzionale inclinato, viene utilizzato per la posa di condotte in pressione e non in pressione. La perforazione con questo metodo viene eseguita dalla superficie della terra. Il diametro del foro dovrebbe essere maggiore del 30-50% rispetto alla dimensione dei tubi che dovrebbero essere posati al suo interno.

Il buco non viene ampliato immediatamente, ma in più fasi. In questo caso viene utilizzata una soluzione di bentonite, che viene mescolata con terreno allentato e ne facilita la rimozione dal tronco. Inoltre, questo fluido di lavoro viene utilizzato per raffreddare l'utensile di perforazione e successivamente forma uno strato sulle pareti dell'albero che le protegge dalla distruzione.

Una pompa per fanghi viene utilizzata per pompare la soluzione di bentonite esaurita. Dopo lo svuotamento, la soluzione non necessaria deve essere portata in discarica per ulteriore smaltimento. Se il lavoro viene eseguito correttamente, il risultato è un pozzo pulito con pareti resistenti.

Le perforatrici per questo tipo di lavoro hanno caratteristiche diverse, come coppia e trazione. Da questo dipende la lunghezza dei tubi che verranno posati nello spessore del terreno, che può raggiungere i 1000 metri.

Il diametro consentito del tubo è di 120 cm.. Sia i tubi metallici che quelli in plastica possono essere posati utilizzando la perforazione direzionale orizzontale.

La perforazione viene eseguita lungo una traiettoria precalcolata, il movimento dell'utensile di perforazione è controllato tramite un sistema di localizzazione. L'angolo di perforazione può variare tra 26-34 gradi.

Un altro indicatore importante quando si utilizza l'HDD è la flessione delle aste, che può essere del 6-12%, a seconda del tipo. Un altro metodo popolare per la posa di tubi senza scavo è perforazione della coclea. Per eseguire questa operazione viene utilizzato uno speciale impianto idraulico che funge da martinetto.

Innanzitutto vengono realizzati i box di partenza e di arrivo. La profondità di ciascuno di essi dovrebbe essere un metro più profonda del livello della tubazione. Nel pozzo di partenza viene calata un'installazione idraulica che fa ruotare la coclea e spinge i tubi. Di conseguenza, parte del terreno viene rimossa e si ottiene un pozzo per il tubo.

Quindi all'interno vengono installati tubi, custodie, ecc. La lunghezza massima di posa è solitamente di soli 100 metri, ma il diametro delle comunicazioni può raggiungere i 172 cm, le cifre dipendono in gran parte dal tipo di terreno su cui viene eseguita la perforazione.

Il metodo della punzonatura dei rivestimenti in acciaio viene spesso utilizzato qualora sia necessario posare tubi o rivestimenti di grande diametro utilizzando metodi trenchless.

Per controllare il lavoro durante la perforazione della coclea, viene utilizzato un laser, che garantisce il corretto angolo di inclinazione del trapano e consente inoltre di tracciare la direzione della perforazione con elevata precisione. Dopo che la coclea ha raggiunto il pozzo di finitura, viene rimossa dal pozzo risultante nell'ordine inverso.

Microtunnel è un metodo di alta precisione per la posa senza scavo delle comunicazioni, che viene eseguito utilizzando uno speciale scudo per tunnel.

Per spostare il dispositivo viene utilizzata una stazione di sollevamento ad alta potenza. Interessa la colonna di tubi in cemento armato che sono collegati allo scudo. A poco a poco, la lunghezza del pozzo aumenta, quindi la lunghezza della colonna viene aumentata aumentando le strutture in cemento armato.

Per la posa di tubi in cemento armato e acciaio viene utilizzato il metodo del microtunneling. Viene eseguito utilizzando uno speciale scudo per tunnel che allenta il terreno

Questo metodo richiede anche la preparazione preliminare di due fosse, la distanza tra loro può variare tra 50-500 metri. L'impianto di sollevamento deve essere calato nel pozzo di partenza ad una profondità che corrisponda al livello delle comunicazioni. Se la lunghezza del pozzo supera i 200 metri, viene solitamente utilizzata una stazione intermedia di spinta.

Lo scudo del tunnel scioglie il terreno, che viene lavato via con acqua o soluzione di bentonite fornita attraverso le linee di alimentazione. Il liquido di scarto, mescolato con particelle di terreno, si sposta nella coppa attraverso le linee di drenaggio. Dopo che lo scudo del tunnel è entrato nella fossa di finitura, il lavoro può essere considerato completato.

I metodi di posa delle comunicazioni senza trincea vengono eseguiti utilizzando speciali apparecchiature ad alta potenza. L'esatta aderenza alla tecnologia garantirà un pozzo affidabile

L'attrezzatura viene smontata e rimossa. Il metodo del microtunneling può essere utilizzato per installare non solo cemento armato, ma anche tubi di acciaio. Per monitorare la correttezza del lavoro, viene utilizzato un sistema di navigazione costituito da un laser, un bersaglio e una ruota di misurazione.

Per tratti lunghi (oltre 200 m) è considerato efficace un sistema laser elettronico dotato di livello idrostatico, che fornisce informazioni precise sulla profondità di installazione del tubo, indipendentemente dalla temperatura dell'aria all'interno della struttura.

Sottigliezze nella scelta del metodo appropriato

Il metodo di posa delle comunicazioni mediante perforazione orizzontale viene scelto nella fase di progettazione di un processo specifico. Se la posa di tubi senza scavo viene eseguita come parte della costruzione di una struttura, ad esempio un edificio residenziale, il lavoro può diventare parte del progetto di costruzione complessivo.

Durante la progettazione vengono prese in considerazione le seguenti informazioni:

• la lunghezza delle comunicazioni che devono essere posate utilizzando un metodo trenchless;
• diametro della cassa o del tubo;
• il materiale da cui provengono le comunicazioni;
• la profondità alla quale devono essere posati i tubi;
• tipo di tubazione (in pressione o non in pressione);
• la possibilità di installare fosse di partenza e di finitura di adeguata profondità;
• strade di accesso al cantiere;
• la presenza di un'area sufficientemente spaziosa per il deposito di materiali, attrezzature, ecc.;
• livello delle acque sotterranee;
• altre caratteristiche geologiche del sito;
• una planimetria per l'ubicazione delle comunicazioni già disponibile sul sito.

Durante il processo di costruzione talvolta è necessario modificare un progetto già redatto. Ciò potrebbe essere dovuto al desiderio di ridurre i costi utilizzando ad es. tubi di plastica invece dell'acciaio. Inoltre, il piano per l'ubicazione delle comunicazioni sotterranee nel sito non è sempre sufficientemente accurato.

Il diametro del tubo è uno degli indicatori che viene preso in considerazione quando si scelgono i metodi per l'installazione delle comunicazioni senza scavo. Il pozzo dovrebbe essere un po' più grande

Durante l'esecuzione del lavoro, è possibile che vengano scoperti tubi o cavi non contabilizzati. Tutti questi punti potrebbero richiedere modifiche al progetto e ciò potrebbe influenzare la decisione sul metodo di perforazione.

Se la profondità di posa delle comunicazioni è ridotta, esiste il pericolo di cedimento dello strato superiore del terreno, soprattutto se durante la perforazione è stata utilizzata la soluzione di bentonite. In questi casi è meglio privilegiare la perforazione a coclea orizzontale.

Molto spesso, il metodo di perforazione è determinato dal tipo di attrezzatura a disposizione dell'organizzazione che esegue l'ordine.

Ad esempio, se i costruttori dispongono di martinetti o di un'installazione per la perforazione direzionale orizzontale, questo sarà preferito rispetto al metodo di perforazione. Molto spesso, tali cambiamenti sono dettati da considerazioni di vantaggio economico.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Il processo operativo dell'impianto per eseguire una foratura controllata è presentato chiaramente nel video:

La foratura controllata è un modo estremamente preciso e relativamente economico per posizionare le comunicazioni sotto una strada o un altro oggetto. Allo stesso tempo, è importante progettare correttamente tutto il lavoro e seguire rigorosamente la tecnologia.

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