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Mar 19, 2024

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Ci sono alcune caratteristiche intrinseche a un'operazione di tunneling di liquami che sembrano comportare un livello di rischio inferiore: l'intera operazione è sigillata; il liquame stesso viene convogliato in superficie attraverso a

Ci sono alcune caratteristiche intrinseche a un'operazione di tunneling di liquami che sembrano comportare un livello di rischio inferiore: l'intera operazione è sigillata; il liquame stesso viene convogliato in superficie attraverso un sistema di tubazioni. Ma è davvero così?

In recenti progetti in tutto il mondo, altri due metodi si sono dimostrati validi nella roccia dura sotto la pressione dell'acqua: scavo con TBM schermato e non continuo pressurizzato (NCP) nella roccia con un programma completo di iniezione o avanzamento sequenziale in modalità EPB. Entrambi i tipi di operazioni di tunneling si sono dimostrati sicuri ed economici in progetti negli Stati Uniti e in tutto il mondo.

Il tunneling NCP, definito come tunneling pressurizzato non continuo, può utilizzare una macchina di tipo Hard Rock o Crossover (Hybrid Rock/EPB) a scudo singolo. Queste TBM sono in grado di isolarsi da pressioni dell'acqua superiori a 20 bar utilizzando una paratia di pressione quando necessario. Dipende dai requisiti del progetto se la macchina è progettata per mantenere staticamente la pressione dell'acqua utilizzando uno scivolo sigillabile o per perforare sotto pressione utilizzando un trasportatore a coclea.

Le ispezioni delle teste di taglio nella roccia devono essere viste con una mentalità diversa rispetto allo scavo di gallerie su terreni morbidi. Quando si scava tunnel nella roccia con qualsiasi tipo di macchina, le ispezioni dovrebbero essere eseguite regolarmente, una volta per turno può essere un requisito. Ciò è in contrasto con lo scavo di tunnel in terreni morbidi, dove le macchine Slurry Shield sono più comunemente utilizzate, poiché questo è il tipo di geologia per cui erano state originariamente progettate di scavare. In condizioni di terreno soffice, le ispezioni delle teste di taglio sono spesso pianificate e basate su un numero prestabilito di metri, ad esempio ogni 100 m. Gli appaltatori abituati a scavare tunnel su terreni morbidi potrebbero non rendersi conto che quando si utilizza una TBM per liquami nella roccia, le ispezioni devono essere frequenti a causa del maggiore consumo della fresa.

Spesso, queste ispezioni nelle TBM per liquami richiedono interventi iperbarici, operazioni ad alto rischio, in particolare quando la pressione dell'acqua aumenta. Con pressioni dell'acqua superiori a 6,5 ​​bar, ai subacquei spesso non è consentito entrare nella testa di taglio, quindi è necessario utilizzare malta o un piano alternativo per abbassare l'alta pressione. Sono stati eseguiti con successo interventi iperbarici a pressione più elevata fino a circa 12 bar, ma con quale rischio? Le pressioni in alcuni tunnel hanno superato di gran lunga i 12 bar e renderebbero gli interventi iperbarici ancora più costosi, rischiosi e dispendiosi in termini di tempo o addirittura impossibili.

Abbiamo visto ciò confermato in progetti recenti, compreso l’uso di una grande TBM Robbins Slurry da 13,7 m di diametro che ha scavato la roccia granitica in Giappone. L'appaltatore ha optato per una macchina per liquami perché quella era la sua esperienza storica e si aspettava una pressione dell'acqua fino a 13 bar. Questa zona d'acqua ad alta pressione si trovava solo in una piccola sezione della lunghezza complessiva del tunnel, circa il 5%.

L'appaltatore di Hiroshima aveva ricavato dalla superficie una zona sicura pianificata in cui ispezionare la testa di taglio senza richiedere un intervento iperbarico, ma questa strategia non è andata secondo i piani. La roccia abrasiva ha danneggiato le frese e la testa di taglio prima che potessero raggiungere la zona sicura, provocando ritardi non pianificati.

Di gran lunga il vantaggio più grande derivante dall’utilizzo dello scavo di tunnel NCP con TBM schermate nella roccia, piuttosto che con TBM per liquame, è la facilità delle ispezioni della fresa e della testa di taglio. In aree prive di pressione e con stuccatura frequente o continua, la testa di taglio può essere ispezionata regolarmente e senza la necessità di interventi pressurizzati costosi, dispendiosi in termini di tempo e spesso rischiosi o procedure complicate per rimuovere i liquami dalla testa di taglio. Ispezioni frequenti fanno sì che i danni alla taglierina e alla testa di taglio possano essere rilevati tempestivamente prima che causino tempi di fermo significativi.

L'usura abrasiva in qualsiasi tipo di TBM può essere elevata a seconda dell'abrasività del materiale, che si tratti di roccia, sabbia o altro. Tuttavia, nelle macchine per liquame, che frantumano la roccia e inviano i frammenti di roccia attraverso un sistema di tubi, l'usura abrasiva è ancora più preoccupante rispetto alle macchine per roccia dura. Il materiale scavato da una TBM per liquame è costantemente in contatto con la testa di taglio e gli utensili da taglio, aumentando il tempo in cui può verificarsi usura abrasiva. Anche con tubazioni per liquami durevoli, i punti di trasferimento e i gomiti dei tubi richiederanno tassi di sostituzione più elevati, causando maggiori ritardi associati alla rimozione del letame rispetto a una tipica operazione di tunneling NCP utilizzando un nastro trasportatore.