PIPE BURSTING

PIPE BURSTING

La tecnologia pipe bursting (letteralmente “esplosione del tubo”) nota anche come berstining è forse la tecnologia per relining sostitutivo più nota e utilizzata al mondo.

Esistono tre tipologie base di pipe bursting:

a) a percussione

b) a trazione semplice

c) con espansori ad apertura variabile.

Si tratta di varianti allo stesso schema tipo, che prevede le seguenti fasi esecutive:

1) apertura di due sezioni di accesso alla condotta da sostituire (si tratta in genere o di pozzetti di servizio preesistenti – tecnologie totalmente No-Dig – oppure di buche di servizio appositamente scavate atte ad accogliere gli utensili entro-tubo e le curve di deviazione dei tubi nuovi);

2) inserimento, nella condotta da sostituire, di un elemento per il tiro (cavo, catena o batteria di aste piene);

3) collegamento all’estremità libera dell’elemento per il tiro di una testa che può essere di tipo dirompente o ad espansione variabile;

4) collegamento in coda alla testa di un eventuale utensile percussivo (pipe bursting a percussione);

5) collegamento in coda alla testa di un opportuno apparecchio di aggancio e traino per la tubazione nuova;

6) messa in trazione del treno entro-tubo (mediante argano esterno o tira-aste idraulica da pozzetto);

7) esecuzione del pipe bursting vero e proprio (ovvero avanzamento della testa con demolizione del tubo preesistente ed inserimento del nuovo).

Se invece di un argano esterno si utilizza un’unità idraulica tira aste da pozzetto, questa sarà alloggiata all’interno di una buca di servizio opportunamente realizzata.

TRIVELLAZIONE ORIZZONTALE CONTROLLATA

TRIVELLAZIONE ORIZZONTALE CONTROLLATA (TOC)

PULSANTE

Trivellazione Orizzontale Controllata permette la posa di tubazioni sotterranee flessibili, siano esse in acciaio o in polietilene, per l’attraversamento di strade, autostrade, fiumi, canali, piste di decollo di aeroporti, ferrovie, e dei centri urbani, evitando così lo scavo a cielo aperto.

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La Trivellazione Orizzontale Controllata(TOC) non richiede alcuno scavo e alcuna interruzione del flusso idrico o del traffico riducendo così al minimo l’impatto ambientale e paesaggistico sia a medio che a lungo termine.

Trivellazione Orizzontale Controllata permette di posare le tubazioni alle profondità volute, nelle posizioni più protette svincolandosi completamente dalla eventuale problematica legata alla difficoltà di cavo e al livello di falda. Ciò grazie alla possibilità di direzionare la perforazione seguendo traiettorie curvilinee per evitare gli ostacoli presenti nel soprassuolo o nel sottosuolo.

La Trivellazione Orizzontale Controllata permette (TOC) la posa della tubazione  veloce e soprattutto sicura sia in termini di risultati che in termini di cantiere. All’interno della testa viene posta una sonda di emissione che trasmette all’operatore, mediante onde magnetiche o segnali via cavo, i parametri fondamentali per la corretta esecuzione della perforazione tramite un sofisticato sistema di guida.

Sulla testa di perforazione, nella parte terminale, è ricavato un foro per l’iniezione dei fluidi (fanghi bentonitici) che, passando attraverso le aste, vengono pompati a pressione e quindi ricircolati nel sottosuolo.

I fluidi di perforazione che sfogano nella buca di partenza o di arrivo vengono separati dal materiale asportato mediante decantazione e quindi ricircolati nella perforazione stessa attraverso il gruppo di pompaggio.

Una volta terminato il foro pilota viene tolta la testa di perforazione ed al suo posto viene montato un alesatore che ha il compito di allargare il foro e di stabilizzarlo grazie anche all’utilizzo dei fanghi bentonitici. Dietro all’alesatore vengono collegate le aste di perforazione mediante uno snodo “swivel” che permette all’alesatore di ruotare senza che ruotino le aste; il diametro dell’alesatore ed il numero dei passaggi da eseguire dipende: dalla natura del terreno, dal diametro del tubo da posare e dalla potenza della macchina utilizzata.

Raggiunto il diametro di alesatura ottimale si passa alla fase conclusiva della perforazione: la posa della tubazione. Anche durante la posa vengono utilizzati i fanghi bentonitici i quali, oltre a stabilizzare il foro, lubrificano la tubazione e ne facilitano la posa.

La tubazione da varare dovrà essere preventivamente assemblata (saldature, ripristini, rivestimenti) e collaudata. Verrà inoltre sistemata su apposite rulliere per limitare lo sforzo e preservare i rivestimenti esterni della tubazione durante il trascinamento all’interno del foro.

 

Pressotrivellazione

PRESSOTRIVELLAZIONE

LA PRESSOTRIVELLAZIONE  è una tecnica per l’esecuzione di fori orizzontali, non direzionabili, che utilizza una pressotrivella per la posa di tubazioni in acciaio. I diametri che si possono posare variano da un minimo di 200mm ad un massimo di 1600mm. La massima lunghezza di posa puo’ attestarsi sui 80/100,00 mt., in quanto influisce su di essa la natura del terreno e la tipologia di pressotrivella che viene utilizzata.

Le fasi essenziali, in tale tipologia di attraversamento, sono sostanzialmente le seguenti:

realizzazione del pozzo di spinta opportunamente dimensionato atto ad alloggiare la pressotrivella. Un pozzo tipo può avere le dimensioni di lunghezza parallela all’asse di infissione di mt. 10,00 e larghezza minima mt 3,00. Ciò consente di posare barre in acciaio aventi dimensioni mt. 6,00 cadauno. In ambienti piu’ angusti è possibile ridurre le dimensioni di cui sopra posando virole da mt. 3,00 cadauno.
– posizionamento della pressotrivella nel pozzo si spinta e collegamento della stessa ad una centralina oliodinamica che consente sia l’avanzamento dei martinetti idraulici posti a bordo della macchina e sia la rotazione delle coclee.
–  posa del primo tubo a fronte aperto e posa delle coclee all’interno dello stesso
–  collegamento delle coclee al corpo macchina ed inizio della rotazione
–  spinta del tubo successivamente e progressivamente all’avanzamento delle coclee
–  smontaggio attrezzature a fine spinta
Da ricordare che la presenza di manometri posti sul corpo macchina consente di monitorare la pressione di esercizio sia dell’avanzamento delle coclee che la spinta dei martinetti idraulici.
Si ribadisce che tale metodologia di attraversamento orizzontale non e’ direzionabile e consente di eseguire solo tratti rettilinei. E’ possibile dotare le coclee di punte particolari per aggredire terreni piu’difficili con triconi,ecc fino ad abbinare alla pressotrivella il sistema symmetrix, di cui la nostra azienda dispone vari diametri dal DN 200 mm fino al DN500mm per affrontare attraversamenti in roccia da quella calcarea a quella basaltica con ottimi risultati di avanzamento.
Si rimanda alla lettura di tale tecnologia consultabile all’interno del nostro sito.

Spingitubo a scudo aperto Pipe Jacking

Spingitubo a scudo aperto Pipe Jacking

PULSANTE

Spingitubo a scudo aperto Pipe Jacking classico, la tubazione viene spinta nel terreno mediante gruppo di spinta esterno costituito da due o più pistoni idraulici a controllo indipendente o simultaneo, raccordati da un anello di spinta che è in diretto contatto con la coda dello spezzone di tubo in fase di spinta.

Il gruppo di spinta idraulico dello spingitubo viene alloggiato in quello che viene chiamato pozzo di spinta: dal quale vengono condotte tutte le operazioni di varo della tubazione, allineamento, saldatura ed avanzamento.

Il gruppo di spinta idraulico esercita la forza necessaria all’avanzamento del tubo, spingendo a sua volta su una struttura rigida di contenimento che viene realizzata nel pozzo di spinta, e che viene chiamato muro di controspinta.

Il muro, costruito in cemento armato, necessita spesso, per il proprio ancoraggio, della realizzazione di una platea in cemento armato e di un dente verticale che va approfondito nel terreno per garantire un perfetto ammorsaggio del muro e quindi una perfetta stabilità rispetto alle forze esercitate dal gruppo di spinta idraulico.

Queste forze, per un tubo da 2 metri di diametro, a seconda della lunghezza dell’attraversamento, possono raggiungere e superare le 800 tonnellate (benchè in taluni casi si renda necessario l’impiego di un sistema di lubrificazione periferico della superficie di contatto tubo-terreno); il che chiarisce quanto robusto debba essere il muro di controspinta.

Man mano che il tubo avanza nel terreno, con lentezza e gradualità, dall’interno della tubazione si procede all’escavazione e quindi all’asportazione del terreno, mediante miniescavatore, fresa puntuale (nel caso di terreni cementati o rocce di scarsa o media durezza). In tal modo la spinta è a mano nel caso di attraversamenti di lunghezze ridotte.

Esercitata dal gruppo idraulico esterno serve unicamente a vincere le forze di attrito che si sviluppano al contatto tra la superficie esterna del tubo ed il terreno.

Questa tecnica Spingitubo a scudo aperto Pipe Jacking è certamente tra quelle più note ed utilizzate in Italia, quand’anche in un quadro di generale e cronico sottoutilizzo complessivo delle metodiche trenchless.

Nella tecnica di spingitubo classico la spinta viene trasferita al tubo con lentezza e gradualità ( in altri termini in modalità statica) e l’attrito tra tubo e terreno, e quindi le forze che si oppongono all’avanzamento del tubo nel terreno, sono prevalentemente forze di attrito statico.

Com’è noto a parità di condizioni di contatto e di forza agente perpendicolarmente alle superfici di contatto, il coefficiente di attrito statico è maggiore del coefficiente di attrito dinamico. Vantaggio di questa tecnologia è la possibilità di installare oltre ai tubi in acciaio anche un CAV,PRFV, GRESS.

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spingitubo campania

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PIPE SPLITTING

La tecnologia PIPE SPLITTING (letteralmente “taglio in due del tubo”) è molto simile, sia per quanto riguarda le fasi di lavorazione, che la composizione dell’impianto di cantiere, al pipe bursting, con la differenza sostanziale che invece di espansori dirompenti, si impiegano speciali teste taglianti, denominate splitter, dotate di lame affilate, capaci di tagliare con facilità tubi in materiale duttile.

Ed infatti questa tecnologia trova impiego per la sostituzione di materiali quali l’acciaio, il ferro dolce, la ghisa malleabile (duttile), le materie plastiche ed il cemento-amianto (asbesto-cemento).

Non essendovi alcuna frantumazione della condotta preesistente, che viene quindi semplicemente aperta lungo una o più generatrici, è necessario che i lembi tagliati della condotta preesistente vengano allontanati sia per creare lo spazio necessario ad alloggiare il nuovo tubo, che viene tirato contemporaneamente al taglio della vecchia condotta, sia per evitare che i lembi taglienti della vecchia condotta, possano danneggiare la nuova.

Per questo motivo gli splitters sono composti da almeno tre sezioni:

•  una sezione di taglio contenente una o più lame

•  una sezione di espansione, per deformare o dislocare il tubo preesistente tagliato, in modo da allontanare i lembi del taglio

•  una sezione di aggancio del tubo nuovo.

Nel pipe splitting si opera a trazione semplice, mediante rod pullers.

Mediante pipe splitting è possibile sostituire tubazioni con diametri variabili tra i 2” ed i 12” (50-300 mm) con velocità sino a 2 metri/min, e tratte lunghe sino a 150 m.

PIPE RAMMING

PIPE RAMMING

Un’ulteriore tecnica di installazione di tipo NO-DIG è il così detto pipe ramming, che letteralmente significa batti-tubo. Ed infatti il pipe ramming consiste sostanzialmente nell’infilaggio di tubi in acciaio nel terreno, per battitura.

E’ basato sull’impiego di unità percussive pneumatiche che vengono utilizzate per batter testa spezzoni di tubo in acciaio.

Si tratta di una tecnica non direzionabile. Pertanto una volta stabilita la direzione di avanzamento, il tubo viene fatto scorrere su una slitta sufficientemente lunga, rispetto al diametro del tubo da installare (da 5 a 10 volte il diametro), in modo da garantire un sufficiente rispetto della direzione pre-impostata.

In questo caso la testa del tubo funge anche da utensile di taglio. Se la tubazione da installare supera un certo diametro (150 mm), la testa del tubo viene lasciata aperta (infissione a fronte aperto) in modo da permettere al terreno di entrare all’interno del tubo, limitando così i dislocamenti di materiale e di conseguenza le sovrapressioni nel terreno e sulle sovrastrutture esistenti.

Le tubazioni in acciaio sono installate per spezzoni che vengono saldati testa a testa man mano che ciascun spezzone viene fatto penetrare completamente nel terreno.

Data l’impossibilità di controllare la traettoria di avanzamento e poiché la gran parte della forza sviluppata dal percussore (rammer) viene assorbita dagli attriti molto intensi che si sviluppano al contatto tubo terreno, questa tecnica può essere impiegata per installazioni di ridotta lunghezza (sino a 90/100 mt).

Le tubazioni installabili possono essere anche di diametro medio-grande (sino a 2500 mm). Un’altra limitazione riguarda i terreni attraversabili, che devono necessariamente essere omogenei di natura coesiva o granulare (purchè di granulometria fine), oppure terreni granulometricamente stabilizzati. In questi terreni si riesce a raggiungere una buona precisione nella posa in opera.

Il vantaggio fondamentamente che si lega all’utilizzo di questo tipo di tecnica (ed in particolare in quella a fonte aperto) è il ridotto disturbo che si arreca al terreno e alle sovrastrutture, in quanto il volume di terreno dislocato è pari (teoricamente) al volume delle sole pareti piene del tubo in acciaio (e pertanto trascurabile). Inoltre le leggere sovrapressioni che si generano a seguito dell’infissione, garantiscono che non si verifichino subsidenze della superficie sovrastante. Ecco perchè questa tecnica ha trovato impiego prevalentemente negli attraversamenti dei corpi stradali e ferroviari.




IMPACT MOLING

IMPACT MOLING

Nell’impact moling si utilizzano attrezzature piuttosto simili a quelle impiegate nel pipe ramming, con la differenza sostanziale che i percussori pneumatici o idraulici vengono inseriti e fatti viaggiare in testa, trainando una fune o una catena di tiro o direttamente il tubo da installare (che in questo caso è quasi sempre in materiale plastico). L’avanzamento avviene per inerzia. In pratica la massa battente del percussore (detto per questo motivo mole cioè “talpa”) produce ad ogni colpo, che rilascia verso la testa del mole, un’energia sufficiente a produrne il movimento in avanti.

Naturalmente la testa del percussore è conformata in maniera da esaltarne la capacità di penetrare il terreno.

Poiché l’avanzamento avviene a fronte chiuso, il dislocamento del terreno è pari al volume del mole e del tubo in via di installazione. Pertanto i diametri installabili con questa tecnica sono piuttosto limitati (in genere non superano i 150 mm) così come limitate risultano le lunghezze percorribili (non oltre i 25 metri).

Anche in questo caso (come per il pipe ramming) è fondamentale che il terreno attraversato sia omogeneo e di natura coesiva (argille, limi) o sabbioso.

La precisione è limitata in quanto il mole può subire delle deviazioni dovute a locali disomogenietà del terreno. Recentemente sono stati sviluppati utensili limitatamente direzionabili, che potrebbero in futuro aiutare a superare il problema delle deviazioni accidentali dell’utensile.

Questa tecnica è molto semplice ed economica e può risultare estremamente vantaggiosa per la realizzazione di allacci utenza, in zone dove vi sia una scarsa presenza di sottoservizi preesistenti, o comunque in quei casi in cui le tolleranze nel raggiungimento di un prefissato punto di arrivo, possano essere anche piuttosto ampie.

Viene altresì impiegata per piccoli attraversamenti stradali o ferroviari.

SYMMETRIX

Symmetrix è il  sistema di perforazione utilizza la tecnica della pressotrivella e della demolizione con martello fondo foro, validissima in rocce di qualsiasi compattezza e in ciottoli e trovanti.

L’alesaggio avviene tramite perforazione con martello fondo foro agganciato al sistema denominato symmetrix, che trascina a battuta un tubo pilota al cui interno è alloggiato il sistema stesso.

La peculiarità del sistema è nell’aggancio, eseguito attraverso semplici movimenti della macchina, della punta perforatrice ad una particolare ghiera che alesa un foro di diametro superiore alla tubazione da spingere, conservando comunque la possibilità di ritrarre le attrezzature nella buca di partenza in caso di necessità, fatta eccezione per la stessa ghiera che resta in punta ma sempre in posizione tale da potere essere riagganciata.

La pressotrivella, attraverso le eliche passanti che alimentano il martello fondo foro, trasmettono la rotazione al sistema symmetrix e permette lo smarino del materiale frantumato dalla percussione attraverso le coclee stesse.

Il tubo camicia viene accompagnato all’interno del foro, guidato dal tubo pilota e dalle aste, con la spinta della pressotrivella.

Le fasi di spinta possono essere da 6 o da 12 metri, a seconda dello spazio a disposizione per l’esecuzione della buca. Le impostazioni plano-altimetriche sono di tipo meccanico, seguendo gli allineamenti e le inclinazioni del progetto che vengono già riportati nell’esecuzione della platea e del muro reggispinta.

La perforazione non è guidata, ma secondo la Ns. esperienza, in materiali compatti, si riesce a raggiungere il target con spostamenti contenuti. In materiali sciolti, il comportamento varia anche in dipendenza della presenza di strati di sabbia e dalla rigidezza della tubazione da infiggere, nonché dalla lunghezza ;  possiamo sostenere di non avere comunque rilevato spostamenti consistenti dal target quando si opera su diametri del 18-20”.

La quota della platea in cls per l’alloggiamento della pressotrivella è dato dalla quota dell’asse del tubo camicia -1 mt.

L’alimentazione del martello avviene tramite un motocompressore che eroga 25000 litri di aria a 17 bar di pressione.

Il vantaggio nell’uso del sistema symmetrix è dato dall’alesaggio preciso del diametro del tubo pilota, di diametro pari a circa 2 cm maggiore rispetto al tubo camicia e dalla possibilità di recuperare tutta la batteria di perforazione in caso di necessità.

Alla fine delle operazioni di trivellazione, recuperata la batteria di perforazione dalla buca di partenza, nel punto di arrivo ( in mare con ausilio di sommozzatori), si dovrà procedere al recupero del tubo pilota con la ghiera del symmetrix, il tutto per una lunghezza di ml. 3,00. Tale recupero è facilitato dal fatto che il casing non è saldato al tubo camicia, ma solo infilato sullo stesso per circa 60 cm., quindi facilmente sfilabile.

MICROTUNNELING monitorata con guida laser

MICROTUNNELLING

PULSANTE 

Microtunneling

 

è il metodo per la installazione di tubazione con microtunnelling consiste nel fare avanzare a spinta conci di tubazioni rigide di qualsiasi diametro dentro una micro galleria realizzata nel sottosuolo da una testa di avanzamento a ruota fresante, direzionabile, monitorata con guida laser.

Il microtunneling è l’avanzamento della tubazione ed i vari parametri di spinta sono costantemente tenuti sotto controllo da un sistema computerizzato, il che garantisce la massima precisione in qualsiasi terreno operi.

Il Microtunneling  quali vantaggi offre rispetto ai metodi di posa tradizionali

•  Nessuna rottura del manto stradale, nessun ripristino necessario

•  Si evitano spostamenti, interventi su sottoservizi esistenti

•  Nessun danno, durante la lavorazione, alle strutture vicine

•  Si eliminano le stazioni di sollevamento

•  L’acqua di falda non costituisce un vincolo costruttivo ed economico

•  Non necessita l’attenzione prestata per la posa di tubazioni a cielo aperto (impiego di inerti, ripristino, palancole, legge 626, 464,etc.)

•  Non si produce materiale di scavo, quindi non c’è bisogno di smaltimento alle discariche

•  Si può lavorare in qualsiasi condizione climatica

•  Nessuna alterazione della compattazione originaria del terreno

•  Non disturba attività commerciali e sociali vicino al cantiere

•  Non si interrompe il traffico veicolare

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Trenchless

Trenchless

La tecnologia trenchless o no-dig permettono l’attraversamento di ostacoli naturali (fiumi, corsi d’acqua, dossi) e artificiali (ferrovie e strade in ambito urbano ed extraurbano, infrastrutture anche di rilevanza storica e culturale) quindi la sua diffusione a permesso la posa in opera in questi ultimi anni di condotte sotterranee limitando notevolmente i danni ambientali.

I vantaggi di questa nuova tecnologia  trenchless si snoda nei seguenti punti:

– Non vi sono (o in modo limitato) interruzioni al traffico stradale, ferroviario etc.
– Gli scavi che sono effettuati hanno un volume notevolmente inferiore;
– I cantieri che utilizzano questa metodica sono contenuti rispetto a scavi  a cielo aperto;
–  Dato che la tecnologia permette l’attraversamento di ostacoli superficiali si possono sviluppare dei tracciati più semplici per la posa delle tubazioni.;
– Non vi sono limiti per la profondita delle tubazioni da introdurre;
– Per i ridotti volumi di posa o ripristino dei manufatti i costi sono notevolmente ridotti;
-Tempi di realizzazione ridotti e impatto ambientale.

Il termite no-dig significa letteralmente trincea e questa metodologia comprende tutte le tecniche che non utilizzano scavi tipo trincea e sono adoperate per particolari lavorazioni.

– posa di condotte, tubazioni,

– cavi e posa di condotte fognarie, per trasporto di acqua, gas, olii, combustibili, fluidi in pressione,  ecc.
Non vengono individuati strumenti particolari ma vengono invece analizzati caso per caso le operazioni da effettuare tenendo conto di caratteristiche morfologiche, geologiche, geotecniche, condizioni idrauliche e considerare il costo complessivo rispetto all’impatto sull’ambiente.

Quindi qualsiasi manufatto o opera da realizzare va valutato con uno stretto rapporto tra costi e benefici.