La sfida della costruzione sotterranea
Immagina di dover installare un tunnel di servizio ampio e robusto, magari per cavi elettrici, condutture dell'acqua o persino un sottopassaggio pedonale, proprio sotto una trafficata strada cittadina o un delicato ambiente naturale. Scavare una tradizionale trincea aperta, o “taglia e copri”, è spesso impossibile. Interromperebbe il traffico, richiederebbe molto tempo e potrebbe destabilizzare gli edifici vicini.
Gli ingegneri avevano bisogno di una soluzione più intelligente e meno invasiva: un modo per perforare orizzontalmente, spingere un tubo in posizione e fare tutto senza che nessuno in superficie sapesse che era in funzione un'enorme macchina. Questo è dove tecnologia senza scavo arriva e uno dei suoi strumenti più innovativi è il Macchina per il sollevamento di tubi rettangolari con bilanciamento della pressione terrestre .
Cos'è il pipe jacking?
Il pipe jacking è un metodo per l'installazione di condotte sotterranee. Invece di scavare un enorme buco dall’alto, uno speciale scudo o una macchina da taglio viene lanciato da un pozzo profondo (il “pozzo di lancio”) e si fa strada verso un pozzo ricevente. Mentre la macchina scava, sezioni di tubo, lunghe talvolta centinaia di metri, vengono spinte in avanti dietro di essa da potenti martinetti idraulici.
Il problema dei tubi tondi
Per alcune applicazioni, come corridoi di servizio o grandi sottopassi veicolari, a circolare il tunnel è inefficiente Un tunnel circolare occupa più volume sotterraneo dello spazio utilizzabile che fornisce. A rettangolare oppure la sezione scatolare offre un utilizzo dello spazio molto migliore, massimizzando l'area disponibile per cavi o traffico entro la stessa altezza di scavo. Il problema è che scavare un rettangolo è meccanicamente molto più complesso che scavare un cerchio.
La macchina per il sollevamento di tubi rettangolari con bilanciamento della pressione terrestre
Il nome completo della macchina descrive le sue complesse capacità:
1. Sollevamento di tubi rettangolari:
Questo si riferisce alla forma e alla funzione primaria della macchina. Scava un foro a forma di scatola e spinge in sezioni di tubo di cemento rettangolari prefabbricate. Questa geometria è fondamentale per l'installazione di servizi ad alta densità e tunnel pedonali.
2. Bilancio della pressione terrestre (EPB):
Questa è la genialità dietro l'operazione. Durante lo scavo di gallerie, soprattutto su terreni morbidi, bagnati o instabili (come argilla o sabbia), la pressione al suolo deve essere continuamente bilanciata per evitare il collasso del fronte del tunnel e per impedire all'acqua o al terreno di allagare la macchina.
La macchina EPB ottiene questo risultato trasformando il terreno scavato in una pasta o materiale “condizionante”. Questo materiale viene mantenuto sotto una pressione precisa all’interno della camera di scavo chiusa della macchina, agendo come un tappo pressurizzato. Questa contropressione si adatta perfettamente alla pressione del terreno circostante e dell'acqua, garantendo la stabilità del terreno proprio sopra la macchina. È come avere un muro di terra temporaneo e pressurizzato che tiene tutto al suo posto finché il tubo non viene spinto in avanti.
3. Componenti della macchina:
La macchina è essenzialmente una fabbrica mobile all'avanguardia. Include:
- Una testa di taglio rettangolare: Questa è la parte anteriore, costellata di utensili da taglio rotanti che macinano via il terreno. Essendo rettangolare, le frese devono essere disposte in modo da coprire efficacemente tutta l’area.
- Il sistema di mucking: Questo sposta il terreno condizionato dalla camera di taglio a un sistema di smaltimento, spesso tramite un nastro trasportatore, fino alla superficie.
- Il sistema di sterzo: A causa della forma rettangolare, la sterzata è più difficile che con una macchina circolare. Sono necessari sistemi di controllo e giunti di articolazione altamente precisi per mantenere la macchina sul suo esatto percorso lineare e verticale.
- Martinetti idraulici: La vera forza del sistema. Questi martinetti si trovano nel pozzo di lancio e forniscono l'enorme forza necessaria per spingere l'intero gasdotto, che può pesare migliaia di tonnellate, in avanti nel terreno.
Perché questa tecnologia è importante
Il Macchina per il sollevamento di tubi rettangolari con bilanciamento della pressione terrestre rappresenta un progresso cruciale nello sviluppo delle infrastrutture urbane.
Disturbi della superficie ridotti al minimo
La sua natura senza scavi fa sì che i progetti possano essere completati con un impatto minimo sulla vita cittadina. Le strade restano aperte, le attività commerciali continuano a funzionare e il pubblico è a malapena consapevole dei massicci lavori di costruzione che si svolgono sotto i loro piedi.
Maggiore sicurezza ed efficienza
Mantenendo l'equilibrio della pressione terrestre, il rischio di doline o cedimenti del terreno, uno dei principali rischi nei lavori sotterranei, viene drasticamente ridotto. Questa stabilità consente di scavare tunnel molto più vicino alle strutture esistenti di quanto consentirebbero i metodi tradizionali.
Infrastrutture sostenibili
I tunnel rettangolari sono a prova di futuro. Offrono una maggiore capacità per i servizi pubblici e possono facilmente accogliere aggiornamenti o manutenzioni, rendendoli uno strumento essenziale per costruire città moderne e sostenibili progettate per gestire la crescita della popolazione e le richieste tecnologiche senza devastare le strade.
