Descrizione

La tecnologia dello Scudo Direzionale Aperto - compreso nella famiglia trenchless delle Nuove Installazioni - consiste nell’utilizzare una macchina di perforazione costituita da uno scudo articolato, incernierato su tre oppure quattro cilindri oleodinamici che ne consentono la direzionalità, e dal corpo principale che contiene la maggior parte degli equipaggiamenti di scavo e raccolta dello smarino nonché la consolle di controllo e pilotaggio. Il corpo principale può essere dotato di cilindri di spinta autonoma.

Sezioni di tubazioni vengono calate nel pozzo di spinta e fatte avanzare utilizzando opportuni martinetti.

La rilevante peculiarità di questo sistema di perforazione è quello di avere sempre il fronte di avanzamento “a vista” per poter agire ed intervenire in qualsiasi momento nel modo più efficiente ed efficace, anche per superare eventuali ostacoli ed interferenze imprevisti.

Esistono due tipologie di macchine da utilizzare in funzione del terreno:

• Scudo per terreni sciolti granulari, fino ad una resistenza a compressio- ne di circa 4 Mpa, dove la perforazione avviene per escavazione del ter- reno tramite una benna montata su braccio idraulico brandeggiabile;
• Scudo per terreni rocciosi, con resistenza a compressione comprese tra 4 e 40 Mpa circa, dove il fronte lapideo viene disgregato da una fresa puntuale, anch’essa brandeggiabile.

In entrambi i casi, lo smarino viene convogliato dall’utensile di scavo su un nastro trasportatore e quindi in vagoncini da miniera che lo traspor- tano a giorno.

Non essendo il fronte di scavo sostenuto da una pressione di bilanciamento applicata artificialmente, lo scudo, nella sua sezione anteriore, per garantire la massima sicurezza all’operatore e la stabilità del terreno, è conformato con un certo angolo di inclinazione (becco di flauto), tale da garantire una costante protezione operativa e un angolo di sicurezza per lo scavo del fronte in relazione all’angolo di attrito del terreno. Per favorire ciò, possono inoltre essere installate lame orizzontali, anche estendibili, e/o lamiere trasversali parzializzatrici. Infine, anche dal punto di vista della se- quenza operativa, prima lo scudo viene infisso nel terreno per una quantità di centimetri adeguata alla resistenza al penetramento dello scudo stesso nel terreno, e solo successivamente viene asportato il terreno che è “en- trato” all’interno dello scudo. In tal modo, viene mantenuta in equilibrio la stabilità del terreno sul fronte di avanzamento in termini geotecnici grazie al mantenimento costante sia dell’angolo di attrito sia dei volumi di terreno asportati. Il problema del sostentamento del fronte non si pone nel caso di terreni rocciosi. Il controllo visivo dell’operatore è essenziale per garantire la stabilità del fronte di scavo.

Con opportuni accorgimenti è possibile l’utilizzo di questa tecnologia an- che in presenza di falda a quota inferiore della mezzeria del tubo.

Per la navigazione sono utilizzabili sistemi con guida a raggio laser per trat- te rettilinee oppure con teodolite o giroscopici per tratte curvilinee.

Al fine di ridurre gli attriti è possibile utilizzare sistemi di lubrificazione, iniet- tando fluidi bentonitici e/o polimerici biodegradabili nell’intercapedine tra tubo e terreno.

Per tratte particolarmente lunghe con diametri superiori a 1.200 mm è pos- sibile utilizzare stazioni di spinta intermedie con le quali parzializzare il tron- co di tunnel in sezioni più corte sulle quali ridistribuire gli sforzi.

Campi di applicazione

Grazie alla flessibilità del sistema, che permette il monitoraggio continuo del fronte e degli utensili di scavo, la tecnologia dello scudo direzionale
aperto consente di affrontare quasi tutti i tipi di terreno. È utilizzabile per costruzione di infrastrutture idrauliche, fognarie, gasdotti, come tubazione portante o tubo camicia.

Fino al diametro 1.200 mm, si raccomandano tratte non superiori a poche decine di metri, in funzione anche delle caratteristiche dei terreni. Per dia- metri superiori si possono valutare anche tratte di lunghezza maggiore, utilizzando stazioni di spinta intermedie con le quali è possibile percorrere distanze anche di circa 1.000 metri.

Riferimenti

La tecnologia è descritta nella UNI/PdR 26.2:2017 - “Tecnologia di realiz- zazione delle infrastrutture interrate a basso impatto ambientale - Posa di tubazioni a spinta mediante perforazioni orizzontali” (scaricabile gratuita- mente dal sito dell’UNI).