Come prevenire il crollo quando si utilizza una trivella a spirale nel deserto?

Nel deserto, caratterizzato da elevata mobilità, il problema più comune riscontrato durante l'utilizzo delle trivelle è il "collasso del foro": non appena la punta viene sollevata, la parete del foro collassa istantaneamente a causa della perdita d'acqua, del peso proprio o delle perturbazioni. Per prevenire questo fenomeno, possiamo partire dalle tre linee principali: "stabilizzazione del foro, consolidamento della parete e riduzione delle perturbazioni". Le misure specifiche sono le seguenti:

Perforazione a spirale umida: l'acqua viene iniettata durante la perforazione
Acqua pulita a bassa pressione viene iniettata al centro della colonna di perforazione. L'acqua fuoriesce uniformemente lungo le lame a spirale, formando una pellicola d'acqua sulla parete del foro e bagnando rapidamente i granelli di sabbia. La sabbia originariamente sciolta viene temporaneamente cementata per capillarità, riducendo significativamente la probabilità di collasso del foro. Il volume d'acqua deve essere controllato "inumidendo senza risciacquare" per evitare un'eccessiva diluizione che potrebbe causare la formazione di sabbie mobili.

La piastra di protezione dell'involucro o del braccio segue in modo sincrono
Un involucro in acciaio sottile staccabile è posizionato dietro la punta del trapano, oppure un trapano elicoidale con una "piastra di protezione". Durante la perforazione di una sezione, il rivestimento si abbassa per una sezione, il che equivale a fornire un "cerchio temporaneo" per la parete del foro, per impedire che l'apertura del foro e la parte superiore crollino per prime.

L'alesatura a stadi riduce i disturbi una tantum
Per prima cosa, forma un "foro guida" con un diametro piccolo trapano elicoidale, e poi espanderlo gradualmente fino al diametro del foro progettato. L'alesatura graduata può ridurre la singola forza di taglio sulla parete del foro, diminuire il rischio di collasso del foro e facilitare la correzione tempestiva dell'inclinazione.

Le operazioni basate sulla piattaforma riducono il calpestio umano
Una piattaforma portante con rulli e colonne di supporto è stata adottata per sollevare l'intera perforatrice dalla superficie sabbiosa, evitando crolli secondari causati dal ripetuto calpestamento della sabbia attorno all'apertura del foro da parte del personale. La piattaforma può anche integrare serbatoi d'acqua, valvole di controllo elettriche e dispositivi di rimozione della polvere per garantire un funzionamento continuo e stabile.

Funzionamento continuo rapido e tempo di esposizione ridotto
Subito dopo aver completato la perforazione, abbassare la gabbia d'acciaio o le piantine e riempirle prontamente con calcestruzzo o sabbia grezza per ridurre al minimo il tempo di esposizione della parete del foro all'aria ed evitare l'attenuazione della resistenza causata dall'evaporazione dell'acqua.

Tempra e marcatura in loco
Per i passaggi di costruzione, è possibile posare temporaneamente piastre in acciaio o gettare un sottile strato di calcestruzzo per aumentare la capacità portante delle fondamenta ed evitare che i binari cedano e che il baricentro si sbilanci quando la perforatrice si sposta. I fori completati devono essere circondati da strisce luminose o bandierine per evitare pressioni accidentali durante la notte.

Attraverso il processo a ciclo chiuso di "iniezione d'acqua per il fissaggio della sabbia - protezione della parete di rivestimento - espansione graduata del foro - riduzione delle perturbazioni della piattaforma - rapida formazione del foro", anche nelle dune di sabbia mobili con un contenuto d'acqua estremamente basso e particelle estremamente fini, la velocità di collasso del foro può essere controllata entro l'intervallo accettabile del progetto, fornendo fori stabili per la successiva rinverdimento e piantumazione di alberi o per la costruzione di fondazioni su pali fotovoltaici.