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Scavo di gallerie di grande diametro in terreni difficili

Le soluzioni progettuali adottate per la realizzazione di una galleria in un contesto reso complesso dalla concomitanza di situazioni geologico-strutturali, litostratigrafiche, idrogeologiche e antropiche

È noto che lo sviluppo della progettazione del miglioramento del terreno a monte del fronte di scavo, frutto di una ricerca continua e minuziosa fatta da prove di laboratorio, simulazioni numeriche e prove sperimentali in situ condotte nel corso degli ultimi 20 anni, siano andati di pari passo con l’esigenza di industrializzare le operazioni di costruzione di gallerie, come già avvenuto in altri settori dell’ingegneria.

Grazie a una corretta gestione della progettazione sia in fase di pianificazione che in fase di esecuzione delle diverse operazioni, sono ormai prassi consolidata:

  • la definizione di rapporti adeguati tra la rigidezza del nucleo d’avanzamento (naturale o aumentata dal miglioramento delle caratteristiche del terreno) e la rigidezza del rivestimento preliminare e quella del rivestimento definitivo;
  • la definizione completa e inequivocabile di ogni componente strutturale di una galleria, con indicazione delle variabilità per adattarsi alle reali condizioni incontrate durante gli scavi;
  • la definizione di tutti i processi di costruzione previsti dal progetto;
  • il monitoraggio di tali processi di costruzione e della risposta del cavo in termini di tensioni sulle opere di contenimento e di deformazioni del cavo;
  • la pianificazione delle operazioni nel rispetto delle Norme di sicurezza.

  • L’allargo delle gallerie esistenti
    L’allargo delle gallerie esistenti
    L’allargo delle gallerie esistenti
  • Il range dei parametri geotecnici per galleria di riferimento
    Il range dei parametri geotecnici per galleria di riferimento
    Il range dei parametri geotecnici per galleria di riferimento
  • Il confronto delle argille: l’argilla alterata
    Il confronto delle argille: l’argilla alterata
    Il confronto delle argille: l’argilla alterata
  • Il confronto delle argille: l’argilla soffice
    Il confronto delle argille: l’argilla soffice
    Il confronto delle argille: l’argilla soffice
  • Il confronto delle argille: l’argilla compatta
    Il confronto delle argille: l’argilla compatta
    Il confronto delle argille: l’argilla compatta
  • La sezione tipo C2p
    La sezione tipo C2p
    La sezione tipo C2p
  • La sezione tipo C2p
    La sezione tipo C2p
    La sezione tipo C2p
  • La sezione tipo B2
    La sezione tipo B2
    La sezione tipo B2
  • La sezione tipo B2
    La sezione tipo B2
    La sezione tipo B2
  • La sezione tipo C3
    La sezione tipo C3
    La sezione tipo C3
  • La sezione tipo C3
    La sezione tipo C3
    La sezione tipo C3
  • La sezione tipo C2
    La sezione tipo C2
    La sezione tipo C2
  • La sezione tipo C2
    La sezione tipo C2
    La sezione tipo C2
  • Gli interventi di consolidamento
    Gli interventi di consolidamento lungo il profilo di scavo da entrambi gli imbocchi
    Gli interventi di consolidamento lungo il profilo di scavo da entrambi gli imbocchi
  • Gli interventi di consolidamento
    Gli interventi di consolidamento lungo il profilo di scavo da entrambi gli imbocchi
    Gli interventi di consolidamento lungo il profilo di scavo da entrambi gli imbocchi
  • La sezione tipo C1
    La sezione tipo C1 (fronte di scavo, argilla alterata)
    La sezione tipo C1 (fronte di scavo, argilla alterata)
  • La sezione tipo C1 B2
    La sezione tipo C1 B2 (fronte di scavo, argilla compatta)
    La sezione tipo C1 B2 (fronte di scavo, argilla compatta)
  • La centina di puntone
    La centina di puntone
    La centina di puntone
  • La velocità di avanzamento dai due imbocchi
    La velocità di avanzamento dai due imbocchi
    La velocità di avanzamento dai due imbocchi
  • La velocità di avanzamento dai due imbocchi
    La velocità di avanzamento dai due imbocchi
    La velocità di avanzamento dai due imbocchi
  • Il ciclo di lavorazione per le sezioni tipo C2p
    Il ciclo di lavorazione per le sezioni tipo C2p
    Il ciclo di lavorazione per le sezioni tipo C2p
  • Il ciclo di lavorazione per le sezioni tipo B2
    Il ciclo di lavorazione per le sezioni tipo B2
    Il ciclo di lavorazione per le sezioni tipo B2

La successione delle operazioni e la loro corretta esecuzione sono elementi fondamentali per un metodo basato sul controllo e sulla regolamentazione dei fenomeni deformativi. Se la conoscenza di questi aspetti non è adeguata, le conseguenze possono essere disastrose in termini operativi ed economici, il cantiere diventa improduttivo e possono verificarsi fenomeni deformativi totalmente inaspettati – a volte incontrollabili – fino a raggiungere situazioni in cui i livelli di sicurezza non sono accettabili. Nel presente articolo si illustrerà un caso significativo di realizzazione di una galleria in cui l’industrializzazione delle operazioni di costruzione ha consentito l’utilizzo del metodo di scavo a piena sezione con miglioramento del terreno a monte del fronte – anche in un contesto particolarmente difficile in cui la concomitanza di diverse situazioni geologico-strutturali, litostratigrafiche, idrogeologiche, il particolare contesto antropico nonché la funzionalità dell’opera – ha richiesto il rispetto di stabilite fasi di realizzazione, rendendo complessa tutta la fase di progettazione e la successiva fase di esecuzione della galleria.

Il contesto geologico e geotecnico nel quale è stata realizzata la galleria campione, caratterizzato dalla prevalenza di terreni di natura argillosa, è rappresentativo di condizioni frequentemente riscontrabili sia in Italia che in Europa. La gestione progettuale dei preconsolidamenti ha permesso l’industrializzazione delle operazioni di costruzione della galleria la cui corretta esecuzione è stata condizione necessaria per assicurare la stabilità del cavo non solo a breve termine, ma anche a lungo termine. Una cattiva esecuzione del consolidamento, eccessivi spessori di extrascavo, una non corretta posa delle centine e dello spritz beton al contorno, soste e rallentamenti, sono difatti tutti eventi che influenzano negativamente la riposta deformativa del cavo, con possibili instabilità nel breve periodo e con conseguenti maggiori carichi sul rivestimento definitivo nel lungo periodo. Inoltre in particolare in terreni con un comportamento reologico, quali tutti i terreni che presentano una componente argillosa, va evidenziato che la risposta di una cavità migliora marcatamente con l’aumentare dei tassi medi di produzione giornaliera, in quanto velocità di avanzamento più elevate fanno scontare minori deformazioni nell’ammasso. Di conseguenza, per la messa a punto del progetto, la valutazione dei tempi impiegati è stata fondamentale per poter bilanciare al meglio gli interventi e la successione delle fasi costruttive, in modo da conseguire tanto maggiori produzioni, quanto un più efficace controllo delle deformazioni.