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TBM a densità variabile: combinazione di due tecnologie per terreni incoerenti

Le TBM multimodali consentono di adattare la tecnologia di scavo in galleria alle effettive condizioni del terreno scambiando le modalità operative EPB e Slurry in modo continuo e regolando continuamente la pressione del fronte

Una nuova generazione di TBM

Le condizioni specifiche del progetto in cui sono presenti frequenti cambiamenti di conformazione del terreno e delle rocce e le condizioni miste del fronte della galleria sotto la falda freatica hanno portato a uno sviluppo progettuale – anche per le TBM di piccole e medie dimensioni – che consente di alternare le modalità operative, ad esempio passando da un fronte con supporto a pressione di fango a uno a contropressione di terra, con totale controllo della pressione del fronte, anche durante il cambio di modalità.

Questa nuova generazione di TBM multimodali e TBM a densità variabile combina i singoli vantaggi di ciascun sistema in un’unica macchina. Lo sviluppo della TBM a densità variabile si è focalizzato sull’obiettivo di scambiare le modalità operative chiuse (supporto del fronte a pressione di fango e a contropressione di terra) all’interno della galleria, senza necessità di modifiche meccaniche nella camera di scavo o dietro il carroponte nell’area della galleria.

La TBM a densità variabile può essere utilizzata come TBM in modalità Slurry tradizionale con un sistema a cuscino d’aria per controllare la pressione del fronte e in modalità EPB completa. Il cambio di modalità può essere eseguito gradualmente con il controllo permanente e totale della pressione del fronte della galleria e senza alcun intervento nella camera.

Questa macchina può anche essere azionata applicando l’alta densità nella camera di scavo, che sarebbe troppo densa per il funzionamento Slurry classico ma troppo fluida per il tradizionale funzionamento EPB. Una TBM a densità variabile completamente equipaggiata richiederebbe due sistemi di trasporto del fango all’interno della galleria.

Nella modalità a scudo misto classica (cuscino d’aria per il controllo attivo della pressione del fronte) viene richiesto un circuito del fango chiuso mentre se si opera in modalità EPB completa (sistema a secco) sono necessari veicoli o nastri trasportatori continui. La TBM a densità variabile può essere utilizzata anche con la tradizionale pressione di sostegno della terra nella camera di scavo e il trasporto idraulico in galleria, come ad esempio nel caso di terreni contaminati.

In funzione delle specifiche condizioni del progetto, uno dei due sistemi può essere selezionato come sistema principale ad alte prestazioni e l’altro come sistema secondario a prestazioni ridotte. Per tutte le modalità operative della TBM a densità variabile il fango viene estratto dalla camera di scavo tramite un trasportatore a coclea.

L’ulteriore lavorazione del fango dipende dalla modalità operativa in uso e dalla scelta della logistica per il trasporto del materiale, che può essere di tipo idraulico, attraverso condutture, o tramite automezzi.