Condividi, , Google Plus, LinkedIn,

Stampa

Pubblicato in:

Consolidamento per la Linea 2 della metropolitana di Varsavia

Un'applicazione "estrema" della tecnologia di perforazione guidata HDD per il consolidamento del quartiere Praga di Varsavia, propedeutico allo scavo con TBM

I lavori di costruzione della Linea 2 della metropolitana di Varsavia, aggiudicati al Consorzio AGP Metro Polska (Capogruppo Astaldi SpA) hanno previsto la realizzazione di sette stazioni di metropolitana collegate tra loro da una linea a doppia canna parallela, da eseguirsi con scavo meccanizzato.

Immagini

  • Una veduta aerea dell’area di intervento
    article_3788-img_280
    Una veduta aerea dell’area di intervento
  • La pianta dell’intervento con la sezione trasversale del consolidamento
    article_3788-img_281
    La pianta dell’intervento con la sezione trasversale del consolidamento
  • I capannoni coibentati e riscaldati all’interno dell’area di cantiere
    article_3788-img_282
    I capannoni coibentati e riscaldati all’interno dell’area di cantiere
  • L’esecuzione delle iniezioni di consolidamento ripetute e selettive
    article_3788-img_283
    L’esecuzione delle iniezioni di consolidamento ripetute e selettive
  • L’intervento a presidio del fabbricato Zamojskiego 29
    article_3788-img_284
    L’intervento a presidio del fabbricato Zamojskiego 29
  • L’area oggetto del sistema di monitoraggio
    article_3788-img_285
    L’area oggetto del sistema di monitoraggio
  • TM30 su basamento in calcestruzzo e pilasto corto
    article_3788-img_286
    TM30 su basamento in calcestruzzo e pilasto corto
  • Le centraline di trasmissione dati “omnialog” e l’ADK-100
    article_3788-img_287
    Le centraline di trasmissione dati “omnialog” e l’ADK-100
  • L’edificio 146: nel dettaglio, prismi GPR 112, fessurimetro potenziometrico ed elettrolivella
    article_3788-img_288
    L’edificio 146: nel dettaglio, prismi GPR 112, fessurimetro potenziometrico ed elettrolivella
  • La rappresentazione di cedimenti/tempo dell’edifico 130, Zamoyskiego 29
    article_3788-img_289
    La rappresentazione di cedimenti/tempo dell’edifico 130, Zamoyskiego 29

In virtù della struttura del tracciato, si è resa necessaria la realizzazione di un intervento di consolidamento preventivo, a mitigazione delle possibili subsidenze ingenerate dagli scavi.

Le soluzioni progettuali classiche

L’indicazione progettuale originaria prevedeva uno schema esecutivo di tipo “classico” e cioè con un intervento di consolidamento dei terreni conseguito mediante iniezioni, da realizzarsi da una serie di pozzi disposti lungo il tracciato: dal loro interno, sarebbero state eseguite delle perforazioni a ventaglio, sub-orizzontali, attrezzate con canne valvolate e dalle quali, successivamente, realizzare l’iniezione di consolidamento vera e propria.

L’applicazione di una soluzione di questo tipo avrebbe comportato gravose problematiche, quali, in primo luogo, la difficoltà di ubicare all’interno del contesto urbano tutti i pozzi necessari a realizzare l’intervento.

La soluzione progettuale alternativa

Per ovviare alle suddette problematiche, si pervenne allo studio di una soluzione totalmente differente, basata sull’applicazione della tecnologia di perforazione guidata HDD (Horizontal Directional Drilling).

In questo modo, l’installazione delle canne valvolate sarebbe avvenuta grazie a perforazioni di tipo “cieco”. Inoltre, l’applicazione della tecnologia HDD avrebbe consentito di rivedere le modalità con cui un intervento di questo tipo viene usualmente studiato con un approccio classico, stravolgendone di fatto la concezione e apportando significative ottimizzazioni.

Le criticità

La principale criticità era costituita dalla eccezionale lunghezza prevista per i fori, compresa tra 220,5 e 261,0 m. Questa condizione geometrica, infatti, rendeva particolarmente delicate sia la fase di installazione delle canne valvolate, sia quella di iniezione ripetuta e selettiva, vista l’inusuale lunghezza entro la quale movimentare i packer di iniezione. Oltre a ciò, per consentire di raggiungere il piano del trattamento e di seguire il tracciato delle due gallerie, la geometria da realizzare avrebbe previsto una doppia curvatura con fortissime sollecitazioni tenso-deformative. Inoltre, a pochi metri di distanza dall’origine delle perforazioni, una condotta fognaria attraversava la direzione dei fori, costituendo un vincolo geometrico molto importante, nonché un punto molto critico da attraversare con un franco di sicurezza di pochi centimetri.

Le condizioni climatiche molto rigide nel periodo di esecuzione dei lavori avrebbero presupposto particolari attrezzaggi sotto appositi tendoni coibentati e riscaldati, per consentire l’esecuzione delle lavorazioni secondo turnistiche serrate di 24 ore al giorno, per sette giorni alla settimana, imprescindibili per poter rispettare il cronoprogramma generale.

Infine, ognuna delle fasi realizzative sarebbe stata condotta dalla stessa area di lavoro, con una ben precisa sequenza, da rispettare sistematicamente in modo rigoroso, al fine di non rallentare o addirittura fermare il processo esecutivo.

La definizione progettuale esecutiva

Nell’ultimo decennio, la tecnologia delle perforazioni guidate HDD applicata a lavorazioni di consolidamento (congelamento artificiale dei terreni, iniezioni, compensation grouting), ha visto un forte sviluppo supportato dal crescente del numero di esperienze e da applicazioni di sempre maggiore sistematicità e confidenza tecnologica, pur rimanendo con lunghezze di perforazione comunque limitate entro un massimo di circa 140 m. Nel caso in esame, invece, l’estensione dell’intervento avrebbe portato a spingersi oltre i 260 m e con ridottissimi margini di errore e il contesto complessivo rendeva l’intervento decisamente delicato.

La realizzazione degli interventi di consolidamento

La presenza di Personale tecnico e operativo altamente qualificato, quindi, ha consentito di portare a compimento e con successo un intervento di consolidamento dei terreni di difficile realizzazione, con l’impiego di soluzioni tecniche, tecnologiche ed esecutive applicate in forma “estrema” in un contesto decisamente complesso. In tale modo, è stato possibile consentire il successivo scavo delle due gallerie, mantenendo i cedimenti entro i limiti attesi e preservando le preesistenze, senza alcun danno di tipo estetico, funzionale o strutturale.

La preparazione allo scavo delle TBM

Con la mirata finalità di ottenere il migliore approccio ad affrontare a breve scadenza i difficili passaggi che sono l’oggetto della presente dissertazione, il cantiere TBM – contemporaneamente già impegnato con le altre due frese sul lato opposto del fiume Vistola a sottoattraversare i tunnel della esistente Linea 1 della Metropolitana, peraltro con copertura in calotta minore di mezzo diametro – ha approfonditamente analizzato ogni possibile evenienza tecnica, preparandosi nella maniera più completa a mitigare qualsiasi rischio interferente.

Più in dettaglio, con congruo anticipo sono stati analizzati tutti i parametri in gioco, focalizzando l’attenzione sullo studio delle fattibili soluzioni poi realmente applicate, nel rispetto delle indicazioni progettuali e con la previsione di eliminare anche le più corte interruzioni nell’avanzamento.

Il passaggio delle TBM

Il primo dei due sottoattraversamenti è iniziato il 29 Aprile 2013 e ha riguardato la TBM S646 chiamata Krystina, la quale ha scavato lungo la galleria Nord in direzione della stazione C14-Stadion, ultimando il 6 Maggio 2013 le criticità in esame; successivamente, con identico esito, è stata la volta della TBM S760, battezzata Elisabetta, che ha percorso il medesimo tragitto tra l’8 e il 15 Giugno 2013.

L’inquadramento del sistema di monitoraggio

Il monitoraggio della area in esame è iniziato nel Novembre 2011 con la funzione di controllare tutti i fabbricati presenti, sia durante la realizzazione dell’opera di presidio sia nel corso del sottoattraversamento delle due TBM, mediante un flusso di dati adeguato su cedimenti e deformazioni. La Società incaricata della gestione è stata la IMG Monitoring Sp.z o.o..

L’analisi dei dati di monitoraggio

L’analisi dei dati si concentra sulla risposta dei fabbricati e sul relativo comportamento registrato sui 19 edifici presenti in una finestra temporale che va dal Novembre 2011 al Luglio 2013.

I consolidamenti HDD

Durante la realizzazione dell’opera di presidio si sono manifestate tre differenti risposte dei fabbricati.

Il passaggio delle frese 646 e 760

Durante il passaggio delle frese tutti i fabbricati hanno subito cedimenti:  il quadro fessurativo non è peggiorato né si sono verificati crolli o distacchi.

Considerazioni finali sul monitoraggio

La realizzazione dei consolidamenti a bassa pressione HDD ha generato una casistica di risposte estremamente varia, che va dal cedimento generalizzato al sollevamento fino alla totale assenza di effetti sui fabbricati. Anche le deformazioni di lungo termine, dopo la realizzazione dell’intervento, sono state diverse sui vari fabbricati. L’Unità di Crisi che si riuniva giornalmente ha dichiarato formalmente chiuso lo stato di allerta nei primi giorni di Luglio 2013.

Conclusioni

Le criticità riscontrate sono state brillantemente superate, grazie ad un approfondito studio preliminare e all’ottima esecuzione di tutte le attività programmate, che hanno consentito la realizzazione dei due tunnel gemelli con rapidità esecutiva e senza impatto alcuno sulle strutture soprastanti, il cui stato deformativo è stato tenuto sempre sotto controllo, per mezzo di uno specifico sistema di monitoraggio multiconnesso.