“Tecnologie Trenchless: metodi di scelta per decisioni consapevoli”

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Bari, 13 maggio 2022
Tecnologie Trenchless
metodi di scelta per decisioni consapevoli
«Microtunnelling: come applicare la tecnologia in casi particolari»
Elena Albini
Impresa La Falce
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Il microtunnelling è un'alternativa ad alte prestazioni ed ecologica alla costruzione tradizionale di condotte
con trincea; può essere utilizzato anche nelle circostanze più impegnative: la falda e le geologie difficili non
sono un problema per il microtunneling che si è anche si è dimostrato un ottimo metodo per evitare
ingombri e disagi nei centri urbani.
Le tecnologie trenchless permettono:
• Attraversamenti fluviali, montuosi e collinari
• Attraversamenti ferroviari, stradali e autostradali
• Attraversamenti a grandi profondità e/o sotto a sottoservizi esistenti e non spostabili
• Scarichi a mare e a fiume
• Attraversamenti in genere che non permettono lo scavo di una trincea di posa
I campi di applicazione sono:
• Acquedotti, fognature, gasdotti, cunicoli tecnologici, etc
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Vantaggi:
• minima occupazione della superficie
• impatto minimo: riduzione del movimento terra, ridotto disturbo al traffico e assenza di rumore
• guida a distanza in remoto: nessun lavoratore in galleria durante le normali operazioni
• tunnel sempre libero e asciutto: nessun rischio di allagamento
• tempi di costruzione brevi
• nessun disturbo della falda freatica
• alta precisione (deviazione di pochi cm)
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Limiti:
• pressione idraulica interna e/o esterna fino a circa 3 bar
(eccezionalmente 5 bar collaudo)
• Raggio di curvatura minore di 300 m
• lunghezza massima della singola tratta fino a 1.200 m
• Distanza minima dai sottoservizi esistenti
• Perforazione della roccia con resistenza a compressione fino
a max 250 MPa (necessari utensili speciali)
• Ingresso
• Profondità di posa (a meno di interventi addizionali)
• Aree non compattate, grotte (area carsica), ostacoli (blocchi,
acciaio e altri materiali soprattutto in aree industriali, esplosivi,
ecc.)
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Peculiarità:
Macchina a fronte non ispezionabile: DN300-DN1000 mm lunghezze max 50 - 200 m
Macchina a fronte ispezionabile: DN1200-DN2600 mm lunghezze max 300 – 1200 m
• pendenza fino al +32% e -16%
• elevata precisione
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centrifuga Vertical
Clarifier
Unità di
flocculazione
separatore
cabina di
comando
Gruppo di
spinta
macchina perforatrice
Tubi
Parete di
reazione
Sedimentation
tank
pompe
Schema funzionale
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Macchina
La testa di scavo, alimentata da un motore posto all’interno della stessa, è uno scudo munito di fresa rotante
che permette la disgregazione del materiale durante l’avanzamento, la rimozione dei detriti e il controllo di
quota e direzione.
In base alle diverse condizioni litologiche esistono diverse teste fresanti che ne permettono lo scavo.
E’ importante, parlando di diametri e macchine effettuare la distinzione tra microtunnelling (300-1000 mm) e
minitunnelling (1200-3000 mm).
Le macchine per minitunnelling hanno la possibilità di accesso del personale al fronte di scavo.
Testa non ispezionabile
Testa ispezionabile
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A ciascuna condizione geologica corrisponde una
configurazione della testa di scavo adatta allo scavo e
alla frantumazione del materiale scavato.
Principio di funzionamento dello scavo e la raccolta del
materiale scavato che viene poi convogliato in superficie
per essere trattato.
Testa
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Il monitoraggio e il controllo dello scavo vengono fatti da un container posto in superficie che rileva e
memorizza i dati relativi a tutti i componenti del sistema ed è il luogo da cui partono tutti i comandi che
servono a far funzionare l’impianto.
Consolle di comando
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La rimozione e il trasporto all’esterno del materiale scavato avviene
secondo un sistema idraulico (slurry), miscelando il materiale rimosso
con la miscela bentonitica utilizzata attraverso per la perforazione.
Questo mix viene trasportato da un circuito idraulico all’esterno, dove è
scaricato, dopo essere stato vagliato e centrifugato, in vasche di
decantazione e di separazione, in modo da poter recuperare, almeno
parzialmente, il fango di perforazione che viene reimmesso nel circuito
e smaltire i materiali di risulta non riutilizzabili.
Separatore
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Un sistema di guida laser permette di verificare in continuo il corretto allineamento dell’avanzamento
della macchina.
Esistono sistemi di guida per tunnel in rettilineo e anche sistemi sviluppati per poter controllare la
trivellazione anche in curva (oppure per tratte rettilinee oltre i 300 m).
Sistema di guida
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Il fango bentonitico è utilizzato:
✓ per sostenere il terreno in corrispondenza del
fronte di scavo consentendo all'operatore di
prevenire o almeno controllare problemi di
stabilità.
✓ per ridurre le forze di spinta riducendo al
minimo l'attrito nello spazio anulare tra tubi e
terreno.
Talvolta, al fluido di perforazione bentonitico di
base vengono aggiunti ulteriori prodotti
polimerici
Lubrificazione
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Tutti i fluidi di perforazione devono essere analizzati
regolarmente e attentamente tramite appositi strumenti che
devono essere disponibili in cantiere.
Un monitoraggio continuo delle proprietà del fluido di
perforazione è particolarmente importante per quanto riguarda
il fluido di supporto nella camera di scavo. Tuttavia, anche il
fluido di lubrificazione dovrebbe essere controllato con la stessa
frequenza.
Oltre a fornire informazioni sulle prestazioni e sulla qualità del
fluido di perforazione, il monitoraggio continuo consente di
adattare i singoli parametri in modo ottimale alle esigenze
specifiche di un determinato progetto.
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Le stazioni di spinta intermedia permettono di allungare la
tratta di perforazione utilizzando una sola coppia di pozzi
(spinta e arrivo) e ripartiscono la spinta lungo la linea;
l’effetto che ne deriva è una suddivisione della spinta in
sezioni separate della tratta.
Nonostante l’utilizzo di bentonite aumenta la lunghezza
praticabile, dopo una certa distanza l’attrito supera le forze si
spinta assiali che possono essere sopportate dai tubi.
L’utilizzo di un giunto ricomprimibile permette di garantire
sempre la tenuta nonostante il normale logorio dovuto alle
azioni successive di apertura/chiusira della stazione.
Questo metodo assicura una frammentazione dell’attrito
totale perchè l’attrito da superare riguarderà solamente la
tratta attiva e in movimento, non c’è attrito nelle zone ferme.
Stazione di spinta intermedia
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Metanodotto: Tortona – Alessandria – Asti – Torino DN550
MICROTUNNELL ATTRAVERSAMENTO FERROVIARIO DN1600
L=183 m
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Profilo

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Planimetria palificata

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Pozzo di spinta

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Pozzo di arrivo

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CENTRALE IDROELETTRICA - ANGOLO TERME
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• Roccia metamorfica
• Bassi ricoprimenti laterali del versante
• Livelletta inferiore allo 0,3%

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Grazie per l’attenzione!
Elena Albini
Impresa La Falce S.r.l.
Via della Chiusa, 15 – Milano
albini@lafalce.it
Impresa Ing. La Falce S.r.l.
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