Quale controllo giornaliero previene lo scavo eccessivo su una macchina di spinta tubolare con bilanciamento della pressione del terreno?

Lo scavo eccessivo è uno dei rischi più gravi nel tunneling meccanizzato ed è particolarmente pericoloso quando si opera con un’ macchina per il sollevamento di tubi con bilanciamento della pressione del terreno . Quando il volume di terreno estratto supera il profilo di scavo progettato, possono verificarsi rapidamente abbassamenti della superficie, cavità e danni strutturali. Una routine quotidiana disciplinata di ispezione rappresenta il metodo più affidabile per rilevare tempestivamente le condizioni che portano a uno scavo eccessivo, già prima del primo colpo di spinta della giornata. Comprendere esattamente quali parametri controllare — e il motivo per cui — permette agli operatori di avere il controllo del terreno, anziché reagire passivamente ad esso.

La macchina per la posa di tubazioni con bilanciamento della pressione del terreno è progettata per mantenere l'equilibrio tra il terreno scavato all'interno della camera del disco di taglio e la pressione del terreno circostante. Quando tale equilibrio viene alterato — ad esempio a causa di una velocità non corretta del coclea di estrazione, di sensori di pressione difettosi o di utensili di taglio usurati — può verificarsi uno scavo eccessivo senza segnali evidenti in superficie. Un controllo giornaliero strutturato per la macchina per la posa di tubazioni con bilanciamento della pressione del terreno verifica ogni sottosistema critico prima che lo scavo riprenda, creando una linea di riferimento costante che operatori e ingegneri possono monitorare turno dopo turno.

Controlli del sistema di monitoraggio della pressione del terreno

Calibrazione dei sensori e verifica del punto zero

La macchina per la spinta di tubazioni a bilanciamento della pressione del terreno si basa su sensori di pressione installati nella paratia per rilevare in tempo reale la pressione nella camera. Prima di ogni turno operativo, gli operatori devono verificare che tutti i sensori di pressione sulla paratia della macchina per la spinta di tubazioni a bilanciamento della pressione del terreno forniscano letture comprese nell’intervallo calibrato. Un sensore che abbia subito una deriva rispetto al proprio punto zero visualizzerà valori falsi della pressione nella camera, inducendo il sistema di controllo a consentire al coclea di scaricare più materiale di quanto richiesto dal terreno. Le verifiche giornaliere di calibrazione della macchina per la spinta di tubazioni a bilanciamento della pressione del terreno devono includere un azzeramento del punto zero, un confronto con l’ultimo valore registrato del turno precedente e un’ispezione fisica dei fori dei sensori per verificare eventuali ostruzioni o infiltrazioni di umidità.

Quando la macchina per il tubo a spinta con bilanciamento della pressione del terreno registra valori di pressione che sembrano incoerenti con il profilo geologico previsto per quel tratto di avanzamento, gli operatori devono considerare tale situazione un avviso immediato. Le fluttuazioni di pressione sulla macchina per il tubo a spinta con bilanciamento della pressione del terreno che superano di oltre il dieci percento l’intervallo di riferimento progettato prima dell’inizio dello scavo indicano un potenziale guasto del sensore o un cambiamento delle condizioni del terreno verificatosi durante la notte. Entrambe le situazioni richiedono un’indagine preliminare prima che la macchina per il tubo a spinta con bilanciamento della pressione del terreno riprenda la spinta.

Verifica dell’allarme e del display del pannello di controllo

Ogni macchina per spinta tubi con bilanciamento della pressione del terreno è dotata di un pannello di controllo centrale che raccoglie i dati relativi alla pressione, alla coppia, alla velocità di avanzamento e alla rotazione del coclea. Il controllo giornaliero deve verificare che tutti gli schermi di visualizzazione della macchina per spinta tubi con bilanciamento della pressione del terreno funzionino correttamente e che non siano presenti allarmi non confermati provenienti dal turno precedente. Gli allarmi silenziati ma non risolti sulla macchina per spinta tubi con bilanciamento della pressione del terreno costituiscono una delle principali cause di mancata rilevazione di eventi di sovrascavo, poiché gli operatori presumono erroneamente che la condizione sia stata risolta, mentre in realtà non lo è.

Ispezione del tagliente e del coclea

Valutazione dell'usura del tagliente e della resistenza alla rotazione

Gli utensili da taglio usurati sulla macchina per il tubo a spinta con bilanciamento della pressione del terreno modificano gradualmente e in modo imprevedibile la geometria dello scavo. Un utensile che ha perso il suo spigolo crea una superficie di taglio irregolare, che può aumentare il volume di terreno allentato che entra nella camera della macchina per il tubo a spinta con bilanciamento della pressione del terreno oltre la portata progettata. Ogni ispezione giornaliera deve includere la revisione dell’andamento del momento torcente: se, verso la fine del turno precedente, la macchina per il tubo a spinta con bilanciamento della pressione del terreno ha richiesto un momento torcente sul disco di taglio sensibilmente più elevato, è probabile che gli utensili usurati ne siano la causa. Quando accessibile, l’ispezione visiva diretta dei bordi del disco di taglio sulla macchina per il tubo a spinta con bilanciamento della pressione del terreno fornisce la valutazione dell’usura più affidabile.

La prova di resistenza alla rotazione viene eseguita facendo ruotare la testa di taglio della macchina per il tubo a spinta con bilanciamento della pressione del terreno a bassa velocità e senza spinta in avanti, osservando i valori di coppia. Un improvviso picco di coppia in assenza di resistenza del terreno indica la presenza di detriti incastrati tra la testa di taglio e il corpo scudo della macchina per il tubo a spinta con bilanciamento della pressione del terreno, che devono essere rimossi prima dell’inizio dello scavo. Lasciare i detriti in posizione potrebbe causare una deviazione della testa di taglio, allargando l’inviluppo di scavo della macchina per il tubo a spinta con bilanciamento della pressione del terreno oltre le tolleranze specificate.

Controllo della saracinesca del trasportatore a vite e della portata di scarico

Il coclea della macchina per la spinta tubolare a bilanciamento della pressione del terreno è il meccanismo primario che regola la velocità con cui il materiale scavato esce dalla camera. Se la valvola a farfalla della coclea della macchina per la spinta tubolare a bilanciamento della pressione del terreno rimane parzialmente incastrata in posizione aperta, lo scarico avviene più rapidamente del previsto, riducendo la pressione nella camera e causando una sovrascavatura. Il controllo giornaliero deve includere una prova manuale di ciclo della valvola a farfalla sulla macchina per la spinta tubolare a bilanciamento della pressione del terreno per verificare che le posizioni di apertura completa e chiusura completa rispondano correttamente. Qualsiasi resistenza, ritardo o corsa parziale riscontrati durante la prova della valvola a farfalla sulla macchina per la spinta tubolare a bilanciamento della pressione del terreno devono essere corretti prima dell’inizio delle operazioni.

Sistema di spinta e verifica preliminare della velocità di avanzamento

Pressione idraulica e sincronizzazione dei cilindri

Il sistema di spinta della macchina per il tubo a spinta con bilanciamento della pressione del terreno regola la velocità con cui la macchina avanza per ogni rivoluzione del tagliente. Se i cilindri idraulici della macchina per il tubo a spinta con bilanciamento della pressione del terreno non sono sincronizzati, un lato della macchina avanza più velocemente dell'altro, generando un profilo di scavo irregolare che può portare a sovrascavi localizzati. Prima di ogni turno, gli operatori devono verificare che tutti i cilindri di spinta della macchina per il tubo a spinta con bilanciamento della pressione del terreno si estendano e si ritraggano in modo uniforme durante una prova a vuoto. Anche le letture della temperatura e della pressione dell’olio idraulico sulla macchina per il tubo a spinta con bilanciamento della pressione del terreno devono essere registrate nell’ambito del controllo giornaliero per individuare eventuali perdite in via di sviluppo o inefficienze della pompa che potrebbero influenzare il controllo della velocità di avanzamento.

Conferma delle impostazioni dei limiti della velocità di avanzamento

La maggior parte delle moderne macchine per la spinta di tubazioni a bilanciamento della pressione del terreno consente agli ingegneri di programmare limiti massimi di velocità di avanzamento legati a soglie di pressione nella camera. Prima dell'inizio dello scavo, l'ingegnere di turno deve verificare che queste impostazioni di interblocco sulla macchina per la spinta di tubazioni a bilanciamento della pressione del terreno siano attive e correttamente adattate alla zona geologica giornaliera. Una macchina per la spinta di tubazioni a bilanciamento della pressione del terreno che opera in terreni alluvionali morbidi richiede limiti di velocità di avanzamento più stringenti rispetto a una che opera in argille rigide. Non aggiornare tali impostazioni in caso di variazioni delle condizioni geologiche è una causa frequente di eventi di sovrascavo sulla macchina per la spinta di tubazioni a bilanciamento della pressione del terreno.

Domande frequenti

Con quale frequenza devono essere ricalibrati i sensori di pressione su una macchina per la spinta di tubazioni a bilanciamento della pressione del terreno?

I sensori di pressione su una macchina per la spinta tubolare a bilanciamento della pressione del terreno devono essere verificati a zero all'inizio di ogni turno e completamente ricalibrati secondo il programma del produttore, generalmente ogni 250-500 ore di funzionamento. Se uno qualsiasi dei valori rilevati dai sensori sulla macchina per la spinta tubolare a bilanciamento della pressione del terreno presenta un'alterazione imprevista, la ricalibrazione deve essere eseguita immediatamente, indipendentemente dall'intervallo programmato.

Qual è la causa più comune di sovrascavo su una macchina per la spinta tubolare a bilanciamento della pressione del terreno?

La causa più comune è una velocità di scarico non controllata del coclea. Quando la valvola a saracinesca o la velocità di rotazione del coclea sulla macchina per la spinta tubolare a bilanciamento della pressione del terreno non è adeguatamente regolata in base al valore di pressione obiettivo nella camera, viene rimosso più terreno di quanto il terreno circostante possa sostenere, generando vuoti e abbassamenti superficiali lungo la linea di avanzamento della macchina per la spinta tubolare a bilanciamento della pressione del terreno.

I controlli giornalieri su una macchina per la spinta tubolare a bilanciamento della pressione del terreno possono essere eseguiti autonomamente dall’operatore della macchina?

La maggior parte dei controlli giornalieri su una macchina per la spinta tubolare a bilanciamento della pressione del terreno può essere avviata da un operatore qualificato, ma operazioni quali la convalida della taratura dei sensori, la registrazione della pressione del sistema idraulico e la verifica dell’interblocco della velocità di avanzamento richiedono generalmente la revisione da parte di un ingegnere di cantiere qualificato. Un protocollo di verifica a due persone per il controllo giornaliero della macchina per la spinta tubolare a bilanciamento della pressione del terreno riduce in modo significativo la probabilità di difetti non rilevati prima dell’inizio dello scavo.