Sensori e trattamento del suolo per il collettore fognario di Pantai a Kuala Lumpur A Dicembre 2003, il Sewerage Services Department alle dipendenze del Ministero dell'Energia, Acqua e Comunicazione aveva aggiudicato all'ATI composta da Shimizu-Road Builder-Hitachi Plant il contratto per realizzare la Fase 1, Lotto 1, del progetto relativo all'impianto di trattamento delle acque di Kuala Lumpur (KL). Il contratto prevede la costruzione di una nuova rete fognaria (cliccare qui) e l'ammodernamento dei cinque impianti fognari esistenti a Kuala Lumpur e dintorni. Il collettore fognario di Pantai costituisce la conduttura principale per convogliare i flussi provenienti dalla rete,verso il principale impianto di trattamento ubicato a Pantai Dalam. Collegarsi a www.shimz.co.jp/english/index.html, www.rb.com.my e a www.hitachi-pt.com

Il tracciato era stato deciso in funzione degli impianti fognari esistenti e il progetto era stato realizzato da Nippon Jogesuido Sekkei (NJS) Consultants. Il progetto dettagliato dell'intero tracciato e dei raccordi era stato effettuato dai progettisti di Shimizu. Collegarsi a www.njs.co.jp Due TBM EPB della Kawasaki hanno scavato, in contemporanea, circa 5.365 m. Il tracciato comprende sei pozzi (1, 2, 3, 4, 5 e Pantai). Le TBM avevano iniziato a lavorare dal Pozzo 4 e dal pozzo di Pantai. La TBM 2 ha scavato da Pantai verso il pozzo 5 e il pozzo 4 (lunghezza 2.430 m, diametro interno 2,8 m). La TBM 1 ha scavato dal pozzo 4 verso il pozzo 3, poi il 2 e poi l'1 (lunghezza 2.935 m, diametro interno 2,5 m). La TBM 1 ha lavorato dal 9 Agosto 2004 al 27 Ottobre 2005, la TBM 2 dal 1° Settembre 2004 al 22 Luglio 2005. Ogni scudo è lungo 7 m (circa 100 m back-up compreso) e pesa 85 t. La testa fresante della TBM 1 ha un diametro di 3,45 m per conci di 3,38 m, mentre quella della TBM 2 ha un diametro di 3,75 m per conci di 3,68 m. Collegarsi a www.khi.co.jp/index_e.html Ogni anello è composto da quattro conci universali e una chiave. I conci sono di SPC Industries (Johor Bahru, Malaysia), che hanno inoltre fabbricato gli spingitubo per la rete fognaria di Pantai e gli spingitubo e le tubazioni del rivestimento secondario per i tunnel di raccordo del progetto DTSS a Singapore. I progettisti dell'impianto hanno scelto di realizzare il rivestimento del segmento di tunnel con le tubazioni, come per il DTSS, invece di applicare in situ il rivestimento in calcestruzzo-HDPE.

Abbattimento del diaframma ad opera della TBM 1

Abbattimento del diaframma ad opera della TBM 2

Lo smaltimento dello smarino è effettuato con un traportatore a coclea prima e con un nastro trasportatore poi verso il treno. Una gru a cavalletto, pesante 30 t, solleva attraverso un pozzo lo smarino fino a una discarica in superficie. In superficie intervengono quindi gli escavatori e i dumper a pianale ribassato. Le operazioni di scavo e il rivestimento sono terminati. Il pozzo 1 è ancora in attesa di un collegamento, la costruzione dei pozzi 1, 2, 3 e 4 è in corso mentre quella del pozzo 5 è completata. Il pozzo di Pantai è stato riempito. Le operazioni di scavo previste dal progetto hanno un costo previsto di 34,6 milioni di Dollari Usa. Quando si utilizza uno scudo EPB si esercita una pressione nella camera di scavo della TBM idonea a bilanciare la pressione della terra. Questo è molto importante per evitare l'eccesso di scavo intorno al tunnel. Il terreno scavato nelle camere di scavo è smaltito da un trasportatore a coclea. Una delle operazioni critiche del metodo PEB è come il terreno scavato viene trasportato uniformemente e in sicurezza dalla camera, mentre si esercita una pressione. In base ai risultati ottenuti dai sondaggi del suolo, le TBM dovrebbero incontrare una resistenza alla compressione semplice (UCS) pari a 30 MPa nell'arenaria esposta agli eventi atmosferici. Le teste sono state progettate considerando una UCS massima di 30 MPa. Basandosi sull'esperienza acquisita in terreni simili e conoscendo la durata delle punte del cutter, sono stati scelti come cutter principali, doppi rulli da taglio con punte-inserto con 425 mm di diametro. Geologia La zona del colletore fognario di Pantai si trova in un'area di formazione geologica nota come formazione Kenny Hill, che si formò tra il Carbonifero e il Triassico. E' composta da rocce sedimentarie come limi, scisti, filliti e arenarie. Queste roccie sono esposte agli agenti atmosferici solitamente in terreni sciolti a varie profondità, composti da limi, argille, sabbie; la loro miscela è influenzata dall'azione degli agenti atmosferici e dal tipo di roccia iniziale. I depositi del Quaternario sono in genere composti di argille, limi e sabbie sciolte con ghiaia. Il materiale di scarto delle precedenti operazioni di scavo è scaricato lungo il tracciato del tunnel specialmente nella zona di Pantai Dalam.

Condizionatori del terreno In questo progetto sono state usate diverse tipologie di polimeri come condizionatori di terreno e per lo scavo nella formazione di Kenny Hill sono state utilizzate teste a forma di cupola con punte con doppio cutter su rulli di 43,2 cm. La funzione del condizionatore del terreno è aumentare la quantità di particelle fini per creare un tipo di fanghiglia adatta per le operazioni di tunnellIng con l'EPB. Questi condizionatori del terreno sono necessari per formazioni di sabbia, ghiaia, arenaria e limo. Inoltre, il principale vantaggio del condizionatore è far diminuire l'attrito e l'adesione del terreno originale. Normalmente, il materiale grezzo come la sabbia e la ghiaia è composto da particelle relativamente grandi con molto spazio tra di esse. Di conseguenza ha una permeabilità molto alta e quindi non oppone resistenza all'acqua. Il condizionatore del terreno è applicato per resistere all'acqua e per creare una bassa permeabilità nei terreni sciolti. Una funzione del condizionatore del terreno è convertire l'acqua in particelle fini nel vuoto fra le particelle, creando così una bassa permeabilità del terreno sabbioso e melmoso. E' stato scelto un polimero di grande molecolarità (del tipo acrilico-resina), facilmente diluibile in acqua. Per le TBM EPB in genere si usa il polimero acrilico-resina o una miscela del polimero acrilico-resina e del polimero cellulosa. Una delle ragioni per cui si usa il polimero nelle gallerie realizzate con TBM EPB è che si produce un terreno fangoso adatto riducendo così l'angolo di attrito e aumentando la plasticità e la fluidità del terreno esistente. Sensori Una TBM è equipaggiata con diversi sistemi elettronici, che forniscono dati e informazioni sul terreno della sezione di scavo. I sensori sono installati all'interno delle TBM ed i vari dati ottenuti dai sensori sono visualizzati ed analizzati. Questi dati sono utilizzati per decidere i parametri di scavo. Questi sensori sono molto importanti per controllare lo scavo della TBM, ma tutto dipende dal tipo di suolo e dalle quantità d'acqua. Sulle TBM della Kawasaki sono stati installati diversi tipi di sensori: quello della pressione della testa è il più importante per lo scavo con TBM EPB. La macchina applica la pressione adatta alla camera di scavo per bilanciare la pressione dello scudo rispetto alla pressione della terra, evitando così gli eccessi di scavo. Si sono incontrate diverse tipologie di geologia come la roccia esposta agli agenti atmosferici, la sabbia, l'argilla e i terreni sciolti. Il sensore del motore del cutter determina il corretto funzionamento per lo scavo, e segnala quando la pressione del cutter o la velocità di scavo devono essere aumentate o ridotte. Tutto dipende da questo sensore del cutter. Lo smarino viene portato dalla camera verso il trasportatore a coclea. Per mantenere la pressione ideale del fronte, la velocità di rotazione del trasportatore a coclea e la pressione idraulica dell'olio sono tarate durante lo scavo grazie a un opportuno sensore. Sono inoltre controllate anche la pressione idraulica e il rapporto di apertura dello scarico del trasportatore a coclea. Le TBM utilizzano 12 martinetti per poter avanzare appoggiandosi sui conci installati. La tipologia di terra potrebbe essere individuata dalla spinta totale di questi martinetti monitorati attraverso il sensore installato su di essi, che risulta essere lo strumento principale per il controllo della direzione della TBM. Per il sistema di controllo di guida della TBM, sono stati scelti i seguenti sensori: un giroscopio per il controllo orizzontale e una livella ad acqua per il controllo verticale. Lo smarino è scaricato direttamente dal trasportatore a coclea. Durante questo procedimento fumi nocivi e gas combustibili possono mischiarsi al terreno, creando così un ambiente pericoloso, tenuto sotto controllo con un sistema di allarme, in caso di rilevazione di gas, installato sulle TBM. La percentuale di ossigeno e di gas combustibile nel tunnel è continuamente monitorata. Il pozzo è una zona affollata e pericolosa, infatti vi circolano benne per il carico dello smarino e locomotive per scaricare conci o tubazioni. La zona è tenuta sempre sotto controllo per evitare che vi si svolgano attività pericolose, che possano causare incidenti. La base e la parte alta dei pozzi sono sorvegliati con sistemi TVcc, installati nella zona superiore. Collegarsi a www.nodig06.im.com.au/pdfs/8%20Alex%20Terry.pdf 14/07.