La ville de Germantown, dans le Tennessee, était à la recherche d'un procédé de forage directionnel permettant d'obtenir régulièrement des pentes inférieures à 1 % et d'un Tuyaux compatible dont les caractéristiques et les spécifications permettraient de répondre aux besoins d'ingénierie.
La ville de Germantown a commencé à planifier un projet municipal d'un montant total d'environ 350 000 dollars. Le projet comprenait l'installation d'un nouveau système d'évacuation gravitaire afin de soulager une conduite d'égout en béton surchargée dans un lotissement datant des années 1970. Une modification de l'ordonnance de zonage autorisant la construction de bâtiments de cinq étages dans la partie supérieure du bassin d'égout a fait en sorte que l'égout fonctionne presque à pleine capacité tous les jours et qu'il déborde occasionnellement lors de fortes pluies. Le projet présentait un défi supplémentaire, l'installation de remplacement étant située dans un quartier résidentiel bien établi avec des rues courbes.
"Nous ne voulions pas creuser une tranchée de 17 pieds ni fermer des routes, et la gestion de la saleté aurait été un véritable cauchemar", explique Bo Mills, directeur des services publics et directeur de la région III de l'American Public Works Association. "Le forage directionnel était le meilleur moyen de minimiser l'impact résidentiel, mais avec un regard tous les 300 à 400 pieds, nous avons dû trouver une technologie qui maintiendrait l'égout au niveau du sol. Il y avait très peu de pente dans la trajectoire proposée pour le forage"
"Nous voulions améliorer le service pour les clients existants et nous assurer que les développements futurs ne soient pas entravés", a déclaré Mills. "Nous avons décidé de créer une dérivation pour collecter et détourner le flux de ce bassin et le pomper loin de la zone fortement chargée."
Le forage directionnel horizontal (HDD) n'ayant pas toujours eu les meilleurs antécédents en matière de production d'égouts à niveau, l'ingénieur-conseil de la ville pour la conception de la dérivation, Allen & Hoshall, a recommandé ArrowBore, une méthode de HDD à tolérance étroite développée en réponse à l'évolution des attitudes des entrepreneurs en assainissement et en eau, qui cherchaient un moyen plus facile de mener à bien les projets d'infrastructure ainsi qu'une alternative plus écologique et moins invasive que les méthodes d'excavation à ciel ouvert existantes. Trenchless Flowline, Inc. ArrowBore utilise un équipement HDD standard pour installer des pipelines au niveau du sol et en ligne avec l'aide de la technologie laser et des trous de visée verticaux forés le long de la trajectoire de forage. Cette application permettant d'installer les Tuyaux au niveau du rayon de courbure du tracé sans exercer de pression latérale excessive sur les joints des tuyaux, la ville et l'ingénieur ont estimé qu'il s'agissait de l'option d'installation la plus efficace. En outre, l'application de l'installation maintiendrait la pente requise à 0,28 %, ce qui s'est avéré être un autre argument de vente important. La dérivation comprenait 1 900 pieds d'égout gravitaire, utilisant des Tuyaux gravitaires en PVC Certa-Flo® de 12 pouces, menant à une station de pompage et 2 000 pieds supplémentaires de conduite de refoulement allant jusqu'à un égout de déversement.
"J'avais une certaine expérience des égouts à forage dirigé et j'étais sceptique quant à toute méthode nous permettant de maintenir la ligne d'égout au niveau du sol en raison de sa planéité", a déclaré Mills. "Mais je me suis senti plus à l'aise après avoir appris l'existence des trous de dégagement et la façon dont ils sont utilisés pour surveiller et maintenir la pente
Les travaux ont commencé en juin 2012 après deux ans de développement de la conception, Madden Phillips Construction Inc. s'occupant des excavations et des raccordements. En tant qu'entrepreneur général, Madden Phillips Construction a sous-traité le forage directionnel à Trenchless Flowline qui a recommandé l'utilisation de tuyaux Westlake sur la base de son expérience de l'installation de plus de 40 000 pieds de tuyaux de ce type, à des pentes très serrées dans une variété de sols. La ville a approuvé la recommandation du sous-traitant d'utiliser un tuyau d'égout gravitaire en PVC Certa-Flo de 12 pouces fabriqué par Westlake Tuyaux et Raccords. Le Tuyaux Certa-Flo à joint retenu et cloche intégrale (RJIB) fournit un joint retenu en utilisant des rainures usinées avec précision sur le tuyau et dans la cloche intégrale qui, lorsqu'elles sont alignées, permettent à une cannelure d'être insérée, résultant en un joint retenu entièrement circonférentiel, verrouillant les tuyaux ensemble ; un joint élastomère flexible dans la cloche intégrale a fourni un joint hydraulique, qui verrouille les joints de tuyaux ensemble. Les Tuyaux Certa-Flo sont disponibles en longueurs de 10 pieds et 20 pieds et leur couleur vert clair les rend faciles à voir lors des inspections télévisées des égouts.
"L'option de joints plus courts était un grand avantage", déclare Ted Dimitroff, président de Trenchless Flowline, qui a installé les Tuyaux jusqu'à une profondeur de 42 pieds sur des projets ArrowBore antérieurs. "Nous avons utilisé des joints de 10 pieds parce qu'il était trop coûteux de creuser des fosses profondes à chaque trou d'homme pour installer des joints de 20 pieds. Certa-Flo est le seul Tuyaux en PVC
que nous ayons trouvé qui offre une résistance à l'arrachement et qui résiste à notre méthode de poussée sans se déformer. Tuyaux Westlake ne nous a jamais fait défaut en plus de 13 ans d'installations."
Les trous de 16 pouces ont permis aux ingénieurs de vérifier la précision du niveau pendant, plutôt qu'après, l'installation - une amélioration clé par rapport au forage directionnel traditionnel. La profondeur de la tige pilote a été vérifiée à chaque trou à l'aide d'un viseur laser et d'une tige de mesure introduite dans le trou. Si la tête de forage était hors niveau, elle était instantanément réalignée à l'aide d'une autre tige insérée dans le trou et accrochée à la tige pilote de la foreuse. Les trous de visée servaient également de sorties de boue, toute la boue étant poussée verticalement, et non dans les puits, par les Tuyaux lors de la remontée. Le processus utilise des aléseurs dorsaux pour élargir le trou d'un quart de pouce de plus que le diamètre extérieur du Tuyaux. Cela empêche les Tuyaux de flotter dans l'espace annulaire autour du tuyau, une autre caractéristique qui contribue au maintien d'une installation au niveau du sol.
L'équipe de cinq personnes de Trenchless Flowline a utilisé une foreuse directionnelle standard Ditch Witch JT4020 et une foreuse verticale Ditch Witch JT2720 modifiée pour forer les trous de visibilité le long de la trajectoire de forage et établir les coordonnées de la ligne et du niveau ; ces foreuses, converties au forage vertical pour être utilisées avec les technologies de l'entreprise, sont sur chenilles en caoutchouc, légères et peuvent forer très rapidement un trou vertical de 48 pouces. L'équipe était également assistée par des dispositifs électroniques de localisation et de surveillance.
L'équipe a ensuite utilisé la foreuse JT4020 (40 000 livres de traction ; 4 000 livres de couple) pour réaliser une série de cinq forages à niveau à des profondeurs allant de 10 à 22 pieds dans la vase sèche du fond de la rivière, avec quelques zones de sable sucré et de grès. Les sols durs ont constitué un défi, mais avec l'aide de fluides de forage personnalisés et d'un système de mélange de boue Ditch Witch MM9, l'équipe a surmonté cet obstacle.
Pendant le retrait, les membres de l'équipe ont suivi avec un Vac-Tron Mini Combo 855SDT monté sur remorque pour enlever la boue des trous de décharge. Au total, 1 900 pieds de Tuyaux Certa-Flo ont été descendus dans les fosses de réception à l'aide d'une excavatrice et assemblés, joint par joint, pendant le tirage.
Trenchless Flowline a achevé la ligne d'égout gravitaire en août 2012, en respectant les spécifications de la ligne et de la pente en tranchée ouverte, avec seulement une perturbation minimale du voisinage. "Tout s'est bien passé", a déclaré Mills. "Je ne pense pas que nous aurions pu obtenir un niveau plus élevé avec une autre méthode. Et les Tuyaux (Certa-Flo) étaient formidables, ils ont bien résisté à un traînage difficile dans un sol dense et ne se sont pas détachés ou allongés."
