Come viene eseguita la posa dei tubi senza scavo: caratteristiche del metodo + esempio di lavoro
Durante la costruzione di nuove condotte, nonché durante la riparazione o la sostituzione di vecchie linee di comunicazione, viene utilizzata attivamente la posa di tubi senza scavo.
Una varietà di metodi consente di scegliere il metodo ottimale, a seconda della complessità del sito o della densità dell'edificio.
In questo materiale parleremo in dettaglio dei metodi di posa delle condotte senza trincea e delle loro caratteristiche distintive.
Il contenuto dell'articolo:
Vantaggi e caratteristiche di BPT
Gli ovvi vantaggi dello scavo rispetto allo scavo sono i seguenti:
- riduzione del tempo di lavoro;
- minimizzare i costi per il ripristino dei servizi;
- mantenere il normale funzionamento delle infrastrutture;
- ridurre l’impatto sulle aree sensibili dal punto di vista ambientale.
La scelta del metodo di posa della condotta senza scavo dipende dal diametro del pozzo richiesto, dalle caratteristiche del paesaggio e del suolo, dal materiale dei tubi da posare e dalla presenza o assenza di comunicazioni esistenti.
Esistono molte opzioni di attuazione, ma tra queste si possono distinguere quattro metodi principali: ripristino, perforazione e perforazione del terreno, perforazione direzionale orizzontale.
Ricostruzione e sostituzione della conduttura utilizzando il metodo di sanificazione
Il metodo di ripristino viene utilizzato nei casi in cui il processo di audit ha rivelato la necessità di sostituire completamente o parzialmente la condotta esistente.
Con l'aiuto dei servizi igienico-sanitari, i seguenti problemi vengono risolti efficacemente:
- intasamento di tratti di tubazione e formazione di crepe;
- distruzione dei rami locali delle comunicazioni da parte delle radici degli alberi;
- pericolo di rottura del tubo a causa della corrosione.
A seconda dello stato delle comunicazioni e dei compiti assegnati, ricorrono alla tecnologia del relining o della ristrutturazione.
Tecnologia del relining o “pipe in pipe”
Il relining è un'opzione di ripristino utilizzata per condotte in cui è possibile una riduzione insignificante del diametro. Se la durata effettiva dei tubi metallici è esaurita e si teme che continueranno a funzionare fino alla svolta successiva, vengono prima puliti da depositi di calcio, ruggine e sabbia.
Viene preparato un rivestimento in polietilene sotto forma di una manica, che viene prima riempita dall'interno con una composizione polimerica distribuita uniformemente su tutta la lunghezza. Questa calza polimerica viene raddrizzata all'interno del tubo sotto la pressione dell'acqua o dell'aria, capovolgendola contemporaneamente in modo che la composizione precedentemente applicata sia adiacente alle pareti della tubazione.
Dopo che il tubo ha riempito l'intero segmento della tubazione usurata, il processo di polimerizzazione viene eseguito sotto l'influenza della temperatura. Di conseguenza, aumentano sia la forza delle comunicazioni che il loro rendimento.
Un'altra tecnologia di ribasamento prevede la posa di nuovo tubi in polipropilene dall'interno di quelli vecchi esistenti. In questo modo vengono sostituite tubazioni in acciaio, ceramica, cemento-amianto, ghisa, cemento e cemento armato con un diametro di 200-315 mm.
Va tenuto presente che in alcuni punti Collegamenti per tubi in PVC si forma una giuntura di circa 15 mm e da essa è necessario misurare lo spazio tra il diametro interno del vecchio tubo e la superficie esterna del nuovo tubo.
A causa della bassa resistenza idraulica dei tubi in plastica, la portata non diminuisce anche con una diminuzione del diametro.
Miglioramento delle condutture utilizzando la tecnologia di rinnovamento
Un'altra opzione di riabilitazione è la ristrutturazione. Si differenzia dal relining per un atteggiamento molto meno delicato nei confronti delle comunicazioni esistenti, che vengono distrutte e compattate nel terreno, creando un guscio protettivo per una nuova tubazione, che spesso ha un diametro maggiore.
Per tale posa di tubi senza scavo sono necessarie attrezzature specializzate: viene utilizzata una macchina pneumatica a percussione con un cono espansore dotato di nervature taglienti. Il video sotto l'articolo mostra chiaramente come il cono se la cava con un tubo d'acciaio da 6 mm.
Il meccanismo di funzionamento viene fissato al cavo di trazione, dopodiché vengono gradualmente collegati i moduli realizzati con tubi in PVC, la cui lunghezza può variare da 600 a 1000 mm, a seconda della larghezza del pozzo. Il tubo pneumatico viene collegato al compressore, dopodiché, insieme al cavo di sicurezza, viene fatto passare attraverso i moduli collegati.
L'ingresso della tubazione da sostituire viene ampliato e al suo interno viene inserita una macchina ad impatto pneumatico.Muovendosi lungo le comunicazioni, le interrompe, tirando contemporaneamente dietro di sé il materiale di posa.
Metodi di perforazione del terreno
Anche la perforazione del terreno viene eseguita in un numero significativo di varianti. Si tratta della tecnologia del microtunneling, dell'uso di punzoni pneumatici, perforazione a coclea direzionale, foratura controllata e non controllata.
Ciascuno di questi metodi di installazione senza scavo è richiesto e rilevante a seconda della posizione delle comunicazioni.
Custodia per tubi o metodo di foratura non guidata
Con questo metodo, il tubo dell'involucro viene pressato nel terreno e contemporaneamente rimosso. Più spesso, per il campionamento vengono utilizzate le coclee; meno spesso, vengono utilizzati aria compressa e lavaggio con acqua.
La foratura incontrollata viene utilizzata in qualsiasi tipo di terreno, anche se possono presentarsi difficoltà in caso di terreni non coesi e in presenza di sassi di grandi dimensioni, quando la carcassa viene compressa dal terreno o il suo avanzamento è bloccato.
Nella fase di preparazione del lavoro, il tubo dell'involucro viene posizionato nella fossa chiaramente lungo l'asse della foratura. A causa di possibili ostacoli, la traiettoria del movimento può essere regolata utilizzando due tubi, uno dei quali viene selezionato con un diametro maggiore di quello richiesto, e al suo interno viene posata una serie di tubi del diametro richiesto.
Il tubo esterno funge da sorta di custodia e protegge la tubazione di lavoro, il che è importante nei casi in cui l'installazione viene effettuata sotto binari ferroviari o tramviari, nonché sotto autostrade con carichi pesanti.
La differenza di diametro è solitamente di 150-250 mm e la distanza tra i tubi è soggetta a riempimento, riempimento con malta di cemento e sabbia.Ciò riduce la pressione del suolo sul tubo di lavoro, riduce il carico su di esso derivante dal trasporto e fornisce anche protezione dall'influenza di altre comunicazioni situate nelle vicinanze.
La lunghezza dei segmenti di tubo rivestimento varia da 3 a 12 metri; Durante il processo di posa vengono saldati in sequenza.
Differenze tra forature controllate
Questo metodo differisce dalla foratura incontrollata per l'uso aggiuntivo di whipstock: piastre d'acciaio fissate sulla parte anteriore dell'involucro. Vengono sollevati mediante cilindri idraulici, correggendo così la direzione della foratura.
In entrambi i casi, per ridurre l'attrito, viene utilizzata una soluzione di bentonite, che viene pompata dopo la posa della tubazione e può essere riutilizzata dopo la filtrazione.
Puoi leggere ulteriori informazioni sulla tecnologia di posa dei tubi utilizzando il metodo di foratura in questo materiale.
Utilizzo di punzoni pneumatici in terreni densi
L'utilizzo di punzoni pneumatici per perforare il terreno è il metodo più economico, veloce ed efficace, grazie alla precisione relativamente elevata dello scavo senza trincea.
Questo metodo non richiede la realizzazione di arresti aggiuntivi per i martinetti idraulici, utilizza attrezzature piccole e facili da trasportare e impone requisiti minimi per la preparazione del cantiere.
Grazie all'aria compressa si sviluppa un'energia d'impatto sufficiente, sotto l'influenza della quale un tubo d'acciaio aperto lungo fino a 80 metri viene conficcato in terreni ad alta resistenza.La velocità media di posa è di 15 metri orari. Dopo l'installazione, i tubi vengono puliti dallo sporco con acqua e aria compressa. I tubi di grande diametro vengono puliti manualmente.
Vantaggi della tecnologia del microtunnelling
Il processo di microtunnelling è completamente automatizzato. L'involucro e i tubi di lavoro sono realizzati non solo in acciaio, ma anche in ceramica, fibra di vetro, ghisa e cemento armato. La distanza media percorsa senza reinstallare la stazione di sollevamento varia da 100 a 250 metri.
L'intervallo di distanze varia a seconda del tipo di terreno, della potenza del telaio di perforazione di cui è dotato il complesso del microtunnel e del materiale dei tubi utilizzati, a seconda della forza di compressione che il tubo può sopportare.
Utilizzo di unità di perforazione a coclea direzionale
L'uso di impianti a coclea è un'alternativa economica al microtunneling. Tali installazioni consentono di posare tubi di rivestimento con elevata precisione e rispetto della pendenza di progetto, importante per le comunicazioni gravitazionali.
Sabbie mobili e grandi inclusioni di terreno solido possono limitarne l'uso. La distanza percorribile di solito non supera gli 80 metri.
L'utilizzo di coclee ad albero cavo consente di effettuare la perforazione senza sviluppare un pozzo di ricezione.
Metodo di perforazione direzionale orizzontale
Forse questo è il metodo più costoso tra tutti quelli esistenti nella posa di tubi senza scavo, ma anche il più tecnologico.
L'HDD viene utilizzato non solo quando è necessario perforare su lunghe distanze e posare tubi di grande diametro, ma anche nei casi in cui è necessario posare un piccolo tratto di tubazione di piccolo diametro in prossimità di proprietà private o oggetti di valore culturale.
Il processo utilizza fluido di perforazione, che riduce l'attrito durante il tiro di una serie di tubi, mantiene il terreno sviluppato in uno stato sospeso per impedire la compressione del materiale posato, raffredda e lubrifica l'attrezzatura e trasporta il terreno sviluppato in superficie.
Il fluido di perforazione viene preparato diluendo la bentonite con acqua, un minerale naturale con un complesso di additivi speciali. La sospensione risultante impedisce il crollo dei canali ed elimina la necessità di un parziale o completo pompaggio delle acque sotterranee, poiché è in grado di svolgere le sue funzioni anche in terreni permeabili.
La perforazione direzionale orizzontale in terreni saturi d'acqua richiede un controllo preciso della pressione e della portata del fluido di perforazione, nonché l'uso di additivi speciali nella sua preparazione.
Poiché l'acqua per la preparazione della soluzione viene prelevata da corpi idrici posti nelle immediate vicinanze, è necessario tenere conto della presenza di sali minerali e del pH delle acque sotterranee, poiché questi parametri possono influenzare la stabilità della sospensione. Questo approccio evita l’erosione incontrollata.
L'esecuzione del lavoro sull'HDD può essere suddivisa in più fasi:
- pianificazione della traiettoria di perforazione;
- preparazione del cantiere;
- realizzazione di un pozzo pilota;
- fase di espansione del pozzo;
- tiro inverso;
- ripristino del territorio.
Consideriamo ogni punto del piano.
Fase di progettazione e calcolo della traiettoria del pozzo
Prima di iniziare la perforazione è necessario calcolare e pianificare la traiettoria del pozzo.
Prendi in considerazione non solo la lunghezza e la profondità del percorso, ma anche i possibili ostacoli, come:
- compattazione, porosità e appiccicosità del suolo;
- contenuto di umidità e livello delle acque sotterranee;
- la presenza di grandi pietre e rocce;
- strutture sotterranee adiacenti alla zona di perforazione.
Vengono identificati i possibili rischi e inviate le segnalazioni ai servizi di emergenza e al Dipartimento di Polizia Stradale.
Viene redatto un disegno della traiettoria di perforazione o vengono tracciati dei segni direttamente sulla superficie del territorio. Un approccio ingegneristico serio tiene conto degli angoli di entrata e di uscita del trapano, nonché dei raggi di curvatura minimi consentiti della corda di aste.
Il carico maggiore sull'installazione si verifica durante l'espansione simultanea del pozzo pilota e la posa della tubazione, pertanto i calcoli vengono eseguiti adattati alla potenza dell'attrezzatura.
Organizzazione di un sito di perforazione direzionale orizzontale
Il complesso HDD viene consegnato al cantiere, scaricato ed esposto sul luogo di lavoro. È necessario verificare l'angolo di inclinazione del telaio di foratura e ancorare l'installazione.
Senza tale fissaggio, il trapano stesso, la sua trasmissione e il telaio del trapano si consumano più velocemente, quindi non bisogna trascurare il fissaggio. Quindi dovresti provare a far funzionare il mixer per le sospensioni e i motori di installazione e assicurarti che il collegamento dei tubi del sistema idraulico sia stabile.
Esecuzione di un pozzo pilota
La perforazione pilota consiste nel percorrere l'intera lunghezza della traiettoria del pozzo con un diametro piccolo sufficiente a tirare una serie di aste.Il primo segmento viene caricato nell'asta di guida, la connessione filettata viene generosamente lubrificata e collegata alla testa di perforazione, un dispositivo costituito da un trasmettitore del sistema di localizzazione, dalla lama di perforazione stessa e da un filtro di alimentazione della sospensione.
Quindi viene fornita la soluzione di bentonite e la pressione viene regolata per garantire che la sospensione passi attraverso i tubi nell'asta di perforazione, entri nel cilindro, nel filtro e negli ugelli della testa di perforazione, per poi uscire con la pressione richiesta.
L'operatore dell'impianto realizza un foro di ingresso perpendicolare alla superficie del terreno rispetto all'asse longitudinale della testa di perforazione, dopo di che perfora, aumentando successivamente la serie di aste.
L'operatore del sistema di localizzazione contrassegna le posizioni, le profondità e gli angoli di perforazione, verifica la traiettoria pianificata e traccia la traiettoria effettiva se è necessario un riorientamento. Una volta che la testa di perforazione appare nel punto di uscita, la perforazione pilota è completata.
Fasi di ampliamento del pozzo e costruzione del tunnel
Nel processo di perforazione pilota, si forma un pozzo con una larghezza di 75-100 mm, sufficiente per la posa di comunicazioni di piccolo diametro. Se il diametro del pozzo è più stretto del necessario, l'alesatore viene tirato nella direzione opposta.
Spesso questa fase è combinata con la posa delle comunicazioni, quindi dietro l'espansore rotante viene installata una parte girevole in modo che il materiale posato non si attorcigli.
In alcuni casi, tenendo conto delle forze necessarie per il serraggio, il pozzo viene ampliato separatamente in modo che la dimensione del tunnel garantisca la posa di materiale del diametro richiesto.
Il tiro inverso viene effettuato anche con l'apporto di fluido di perforazione per ridurre l'attrito del materiale contro le pareti del pozzo. Non appena la corda viene tesa alla lunghezza dell'asta, l'operatore dell'HDD interrompe l'alimentazione della sospensione, arresta la rotazione e scollega l'asta, dopodiché riprende il funzionamento dell'impianto.
La procedura viene ripetuta finché l'espansore non appare dall'ingresso del pozzo.
Completamento dei lavori e ripristino del verde
Una volta completata l'installazione della tubazione senza scavo, il motore di installazione viene spento, la linea di comunicazione posata viene disconnessa e i connettori, il raccordo girevole e il filtro vengono rimossi.
Tutti i dispositivi vengono puliti dallo sporco e trattati con lubrificante impermeabile. Il resto della sospensione viene pompato fuori, la fossa viene riempita e, se possibile, viene ripristinato il paesaggio naturale o quasi naturale.
Conclusioni e video utile sull'argomento
Perforare un pozzo con mezzi improvvisati su un terreno privato:
Video sull'utilizzo del metodo di ribasatura:
Il principio del rinnovamento è la distruzione di un tubo d'acciaio:
Istruzioni dettagliate per l'utilizzo di un'installazione HDD compatta:
L'uso di un metodo di posa delle comunicazioni senza scavo comporta l'uso di attrezzature speciali e determinati dispositivi. Tuttavia, su brevi distanze è possibile perforare un pozzo con un diametro di 50-100 mm, avendo a portata di mano i normali elettrodomestici. La cosa principale è fare i calcoli correttamente.
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