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Un attento controllo al traforo stradale del Frejus

Le attività di monitoraggio eseguite nel traforo stradale del Frejus esistente durante la costruzione della seconda canna monodirezionale

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Il traforo del Frejus collega Bardonecchia (Piemonte) con Modane (Savoia) e rappresenta un importante elemento viario di raccordo tra l’Italia e la Francia lungo l’asse Torino-Lione.

Immagini

  • L’ingresso lato Italia
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    L’ingresso lato Italia
  • La ripartizione prevista per il lato italiano e francese
* Nella centrale di ventilazione C è collocata la quinta stazione tecnica
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    La ripartizione prevista per il lato italiano e francese * Nella centrale di ventilazione C è collocata la quinta stazione tecnica
  • La sezione di monitoraggio del traforo esistente
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    La sezione di monitoraggio del traforo esistente
  • La sezione di monitoraggio del traforo esistente
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    La sezione di monitoraggio del traforo esistente
  • Le celle di pressione con trasduttore e valvola di ripressurizzazione
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    Le celle di pressione con trasduttore e valvola di ripressurizzazione
  • Le barrette estensimetriche a corda vibrante
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    Le barrette estensimetriche a corda vibrante
  • L’estensimetro miniaturizzato Mexid
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    L’estensimetro miniaturizzato Mexid
  • L’unità di acquisizione OMNIAlog
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    L’unità di acquisizione OMNIAlog
  • Il taglio del rivestimento in cls per l’inserimento delle celle di pressione
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    Il taglio del rivestimento in cls per l’inserimento delle celle di pressione
  • L’esecuzione della prova di martinetto piatto
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    L’esecuzione della prova di martinetto piatto
  • Il Datalogger OMNIAlog installato in galleria
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    Il Datalogger OMNIAlog installato in galleria
  • L’installazione e il test dell’estensimetro multibase
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    L’installazione e il test dell’estensimetro multibase
  • L’installazione e il test dell’estensimetro multibase
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    L’installazione e il test dell’estensimetro multibase
  • L’andamento delle letture di un estensimetro multibase
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    L’andamento delle letture di un estensimetro multibase

L’imbocco attuale del traforo, sul lato italiano, è situato poco a Nord di Bardonecchia a circa 200 m ad Est dalla linea ferroviaria. Il progetto della nuova galleria ha previsto lo scavo di un tunnel parallelo a quello attuale, collegato a Est rispetto ad esso.

Le sue caratteristiche, nella nuova configurazione di galleria di transito, possono così essere riassunte:

  • lunghezza: 12.878 m a un interasse medio di 50 m dal traforo;
  • diametro interno: 8,00 m;
  • pendenza media: 0,54% (Francia-Italia);
  • sagoma libera: 6×4,60 m;
  • rifugi: 34 con interasse medio di 367 m e superficie per utenti di 110 m2;
  • stazioni tecniche: dieci, con interasse medio 1.430 m;
  • by-pass: nove, con interasse medio 1.288 m, indipendenti da rifugi e da stazioni tecniche;
  • ventilazione: longitudinale con acceleratori in volta e centrali supplementari in corrispondenza delle centrali B e C per garantire in caso di evento un’estrazione massiccia;
  • nuovi edifici: multifunzionali ai portali, adattati alle esigenze dei servizi di soccorso, di gestione e di manutenzione;
  • gestione integrata: del traforo e della galleria in un unico sistema di gestione di un’opera.

Per quanto concerne le opere di Genio Civile, sono stati individuati due lotti:

  • Lotto 1, per le opere insistenti sul versante francese;
  • Lotto 2, per le corrispondenti opere lato Italia.

Successivamente alla pubblicazione della Delibera CIPE, nel Febbraio 2010 la Società Sitaf SpA ha dato seguito all’indizione della procedura di gara di tipo ristretto a livello europeo per l’affidamento della progettazione esecutiva e dell’esecuzione dei lavori relativi all’opera denominata “T4 Traforo autostradale del Frejus: galleria di sicurezza – Lotto 2 – Opere Civili lato Italia”.

L’appalto del Lotto 2, di competenza italiana, comprendeva la progettazione esecutiva e la realizzazione delle opere di Genio Civile della galleria di sicurezza e relativi collegamenti con il traforo (rifugi, by-pass e stazioni tecniche). All’esito delle procedure di gara, è risultata aggiudicataria dell’appalto l’ATI Itinera SpA – Razel Sas – Mattioda Pierino & Figli SpA e, con ordine di servizio n° 1 del Luglio 2011, il Responsabile del Procedimento ha dato avvio alla redazione della progettazione esecutiva.

La consegna delle opere è intervenuta in data 16 Marzo 2012 con le attività di bonifica bellica e di cantierizzazione.

Gli obiettivi del monitoraggio

Il monitoraggio del traforo stradale esistente viene affidato dall’RTI Itinera SpA, Razel Sas e Mattioda SpA al Consorzio Sintec, partecipato dalle Società Sineco SpA e Tecno Piemonte SpA. Nell’ambito dei lavori per la realizzazione delle opere, è stato necessario strutturare un programma di monitoraggio costituito da una serie di controlli in corso d’opera per verificare sia il comportamento tenso-deformativo degli ammassi che sono stati interessati dagli scavi e dalla realizzazione dei manufatti, sia gli effetti sulle strutture esistenti.

In breve, verranno illustrate le attività di monitoraggio che hanno permesso di controllare gli effetti dello scavo con TBM sul rivestimento dei tunnel stradale esistente. Queste attività hanno inoltre permesso di monitorare gli incrementi di carico sui rivestimenti definitivi dei trafori esistenti nel breve e nel medio periodo derivanti dallo scavo della galleria di sicurezza limitrofa.

Il sistema di monitoraggio

Durante le fasi di avanzamento in sotterraneo, per la realizzazione della seconda canna, dei rifugi e dei by-pass ad esso correlati è stato realizzato un sistema di monitoraggio lungo il traforo stradale esistente – per una lunghezza di oltre 6 km – mediante l’installazione di sezioni di monitoraggio di riferimento che comprendono delle attrezzature. 

Ciascuna sezione è composta dalla seguente strumentazione:

  • tre estensimetri multibase EM installati in calotta e in corrispondenza dei reni (due di lunghezza pari a 5 m e uno di lunghezza pari a 20 m);
  • otto celle di pressione CP installate: su rene rivestimento definitivo, lato cunicolo aria viziata; su rene rivestimento definitivo, lato cunicolo aria fresca; su chiave di calotta rivestimento definitivo, lato cunicolo aria viziata; su soletta; su rene rivestimento definitivo lato galleria di sicurezza; su rene rivestimento definitivo lato opposto galleria di sicurezza;
  • 2 m a monte dell’asse della sagoma di ciascun rifugio;
  • 2 m a valle dell’asse della sagoma di ciascun rifugio;
  • tre barrette estensimetriche BE inghisate sulla parete esterna del rivestimento definitivo.

Queste sezioni di riferimento sono state installate in corrispondenza dell’innesto di ogni rifugio, per un totale quindi di 16 sezioni di monitoraggio. Per ognuna delle sezioni è stato installato un sistema di acquisizione dati centralizzato della strumentazione a sua volta connessi, in serie, alla fibra ottica presente nel Traforo e quindi direttamente connesso a computer dedicato.

In totale vengono gestiti oltre 600 segnali contemporaneamente. Il sistema di monitoraggio prevede inoltre l’installazione di un sensore in grado di registrare il livello del rumore e le vibrazioni indotte dalle attività di scavo dei rifugi mediante l’uso di esplosivo, attività ancora non svolte e quindi non oggetto del presente articolo.

Le celle di pressione con valvola di ripressurizzazione

Le celle di pressione, necessarie per monitorare nel tempo le variazioni di carico agente nel calcestruzzo, sono state attrezzate con un opportuno trasduttore di pressione e quindi installate all’interno del rivestimento definitivo: una è stata installata nella zona di calotta e due in corrispondenza dei piedritti. I trasduttori di pressione sono collegati ad un’unità di acquisizione dati OMNIAlog dotata di scheda tipo Multiplexer con collegamento mediante fibra ottica, che permette l’invio dei dati al punto periferico fisso PPF, dove i dati vengono raccolti e validati.

Le barrette estensimetriche

Le barrette estensimetriche del tipo a corda vibrante hanno il compito di monitorare nel tempo eventuali deformazioni micrometriche longitudinali, nella direzione della barretta stessa e in quella della struttura nella quale vengono installate.

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