Perforazioni Orizzontali Guidate


TRIVELLAZIONE ORIZZONTALE GUIDATA (Horizontal Directional Drilling)


E’ una tecnologia che consente la posa di tubazioni in polietilene o acciaio, atte alla fornitura di tutti i tipi di sottoservizi (compresi gli impianti petrolchimici), del diametro di 40 / 1.600 mm.
La posa avviene mediante una trivellazione, guidata elettronicamente dal punto di ingresso a quello di arrivo, e che permette di evitare scavi a cielo aperto.
Questo sistema di posa può essere effettuato “a secco” oppure “ad umido” (con avanzamento coadiuvato da getto fluido costituito da acqua e bentonite), e prevede varie fasi di lavorazione:

  • nel corso della prima fase, viene realizzato un foro pilota mediante l’introduzione nel punto di ingresso di una colonna di aste, con un utensile di perforazione posto in testa; tali aste sono guidate alla quota e nella direzione voluta;
  • successivamente, raggiunto il punto di uscita, sulla testa di perforazione viene montato un opportuno alesatore che permette di allargare il diametro del foro fino a raggiungere le dimensioni utili alla posa dei tubi previsti;
  • infine, completata la posa, l’area di lavoro viene restituita allo status quo ante, mediante il ripristino dei punti di ingresso e di uscita.

In caso di posa di piccole condotte, la fase di alesatura del foro può essere evitata, riducendo quindi, oltre i tempi di lavorazione, anche le dimensione delle macchine impiegate e, quindi, l’area di cantiere.
Il Directional Drilling è particolarmente adatto per il superamento di ostacoli, quali fiumi, canali, strade di grande comunicazione, aree pubbliche, e trova impiego anche nel consolidamento di versanti franosi e nel risanamento e contenimento di siti inquinati.
L’impiego di questa tecnologia può essere condizionato dalla presenza di pietre o rocce di dimensioni notevoli o in terreni sciolti, quali ghiaia o sabbia. Inoltre, a seconda del diametro della condotta da posare e della lunghezza dell’impianto da realizzare, le dimensioni dell’area di cantiere possono essere tali da impedirne l’apertura in area urbana.

  •  SCUDO DIREZIONALE APERTO

La macchina di perforazione nella tecnica “Scudo Direzionale Aperto” è costituita da una testa articolata, incernierata su tre oppure quattro cilindri oleodinamici che ne consentono la direzionabilità , e dal corpo principale che contiene la maggior parte degli equipaggiamenti di scavo e raccolta dello smarino nonchè la consolle di controllo e pilotaggio. Il corpo principale può essere dotato di cilindri di spinta autonoma. Nel primo caso la perforazione avviene per escavazione del terreno tramite una benna montata su braccio idraulico che convoglia il materiale su un nastro trasportatore e quindi in vagoncini da miniera. Nel secondo caso il terreno lapideo viene demolito da una fresa puntuale e successivamente allontanato da un sistema di smarino idraulico. Nello “Scudo direzionale aperto” il fronte di scavo non è sostenuto artificialmente con una pressione di bilanciamento. Nel caso di perforazioni in terreni sciolti o debolmente coesivi il fronte di scavo viene fatto franare all’ interno della camera anteriore dello scudo e lo smarino si dispone all’ interno della camera anteriore secondo il naturale angolo di riposo.

 

  •  SCUDO DIREZIONALE CHIUSO

Lo scudo direzionale chiuso è caratterizzato dall’ avere al fronte di scavo, sulla testa articolata, un disco rotante, con aperture regolabili per consentire l’ ingresso del terreno nella camera di raccolta, anche questa contenuta nella testa articolata. Il disco rotante è dotato di utensili di scavo atti a disgregare e raccogliere/convogliare il terreno verso la camera di raccolta. Si distinguono tre tipi di teste fresanti: per terreni sciolti, per terreni misti e da roccia. Queste ultime hanno anche un frantoio interno alla camera di raccolta per ridurre le rocce incamerate a dimensioni tali da poterle trasportare con un sistema di smarino idraulico.Il sostentamento del fronte è di tipo meccanico oppure a bilanciamento della pressione del terreno EPB.

 

  • MICROTUNNELING

Tale tecnologia consente la posa di tubazioni di diametro di 250 / 2.500 mm in acciaio, in calcestruzzo o in gres ceramico.
La posa avviene mediante la spinta, da un pozzo di partenza fino ad uno di arrivo, di sezioni di tubo della lunghezza variabile da 1 a 3 metri. La sezione più avanzata del tubo è costituita da una fresa o da una trivella con testa orientabile, che disgrega il materiale durante l’avanzamento. Il materiale di risulta viene portato in superficie tramite un sistema chiuso di circolazione d’acqua e bentonite mantenuto in movimento da grosse pompe.
L’orientamento della testa di perforazione è controllato tramite un segnale laser inviato dal pozzo di partenza lungo la direzione della perforazione, che incide su un rivelatore solidale con la testa fresante, la quale può essere guidata da un operatore per mezzo di un sistema di martinetti idraulici.
La tecnologia viene prevalentemente impiegata per la posa di condotte idriche e fognarie, in generale di grandi dimensioni, e può essere utilizzata con buoni risultati su tutti i tipi di terreno.
L’impiego di questa tecnica può essere condizionato, soprattutto in area urbana, dalla necessità di avere a disposizione area estese per l’installazione dei cantieri, oltre cha da considerazioni di convenienza economica legata alle dimensioni dell’opera da realizzare.

 

  • TBM (Tunnel Boring Machine)

La Tecnologia TBM è assai simile a quella del Microtunnel e consente di realizzare tunnel di grandi dimensioni, di notevole lunghezza e in qualsiasi tipo di terreno, con l’uso di frese rotanti, seguite o meno da rivestimenti o rinforzi del tunnel.
La gamma di impiego varia da un minimo di 2,5 m di diametro ad oltre 12 m, quindi si passa dai tunnel per la posa di tubazioni di trasporto a grandi tunnel autostradali.
La macchina TBM è costituita da: Testa fresante, Unità di Guida, Cilindri di spinta, Motori Elettrici, Nastri trasportatori per lo smarino, Elevatori per Conci/Rivestimenti. La Cabina di Guida è prossima al fronte di scavo, all’interno del tunnel, il controllo direzionale avviene tramite puntamento laser.

 

  • ROD PUSHER

Questa tecnologia è caratterizzata da un particolare tipo di trivellazione orizzontale guidata, realizzata esclusivamente a secco, con macchinari di piccole dimensioni e per la posa di tubazioni del diametro di 50 /160 mm.
Poiché necessita di dimensioni ridotte dell’area di cantiere, risulta particolarmente conveniente in ambito urbano e qualora sia possibile utilizzare, come punto di partenza, una cameretta esistente.

 

  •  PILOT SYSTEM

La tecnologia Pilot System è un sistema di perforazione a spinta controllata a mezzo laser e tolleranza garantita attraverso cui si realizzano condotte sotterranee in terreni sciolti di diversa consistenza privi di roccia e trovanti dimensioni tali che impediscano il passaggio delle aste pilota.

Prevalentemente questa tecnologia è utilizzata in assenza di falda, tuttavia esistono accorgimenti tecnologici che in taluni casi consentono di realizzare i lavori anche in presenza d’ acqua nel terreno. La tecnica prevede la realizzazione di un preforo eseguito mediante l’infissione di “aste pilota” e il successivo alesaggio del foro realizzato fino al raggiungimento del diametro necessario. Questa tecnologia consente di realizzare tratti di tubazione con diametro variabile tra DN 200mm e DN 1000mm, in diversi materiali.

 

  •  DIRECT PIPE

Il Direct Pipe è un sistema di posa di tubazioni che combina le caratteristiche delle tecnologie Microtunnelling (MT) e Horizontal Directional Drilling (HDD). Con questo metodo la  tubazione viene posata in un’ unica fase, senza l’ impiego di tubazioni camicia aggiuntive e senza richiedere grossi volumi di fango per il sostegno provvisorio, sfruttando il sistema di scavo e smaltimento dello smarino del sistema Microtunnelling. Ciò grazie all’ utilizzo di una speciale unità  di spinta in opera della tubazione (Pipe Thruster, PT ). A differenza del Microtunnelling dove la forza di spinta viene applicata al singolo elemento di tubo. nel pozzo di partenza, nel Direct Pipe la forza di spinta viene applicata attraverso il Pipe Thurster direttamente sulla tubazione precedentemente assemblata e posizionata sulla via di scorrimento, per tutta la lunghezza completa da installare o in singole stringhe da comporre progressivamente, in modo simile all’ HDD. Il Thruster viene ancorato ad una struttura di idonee caratteristiche di resistenza e trasferisce la sua spinta mediante “clampe” (ammorsamento circonferenziale), per attrito, senza danneggiare il tubo.