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Caduta di diaframma per il Tunnel di Arrowhead

13/10/2008
Caduta di diaframma per il Tunnel di Arrowhead

Il 20 Agosto 2008 la TBM, che per 5 anni ha scavato sino a 460 m di profondità sotto la catena montuosa del San Bernardino, in California, ha terminato il tunnel ovest di Arrowhead, lungo 6,1 km, tra i canyon di Waterman e Devil. Si tratta della più importante tratta dell'acquedotto di Inland Feeder, lungo 71 km e dal valore di 1,2 miliardi di Dollari, destinato ad aumentare l'approvvigionamento degli abitanti della California del Sud.
L'Inland Feeder, costruito dal Metropolitan Water District (MWD) della California Meridionale è un sistema di approvvigionamento per gravità, di grande capacità, che si estende dalle colline che precedono i monti del San Bernardino sino all'acquedotto del fiume Colorado, a San Jacinto nella contea di Riverside. Nel periodo delle piogge porterà l'acqua dal delta del Sacramento-San Joaquin sino al bacino della Diamond Valley, nella contea di Riverside. L'acqua sarà distribuita tra il nord della contea di Los Angeles e la frontiera messicana.
L'Inland Feeder è composto da 41,8 km di tubazioni interrate e da tre tunnel lunghi complessivamente oltre 30 km, già realizzati per la maggior parte. Lo scavo del tunnel est di Arrowhead (6,9 km) e del tunnel di Badlands (12,9 km) è stato infatti completato a Maggio e a Luglio 2001. Il tunnel ovest di Arrowhead è l'ultimo dei tre facenti parte del progetto.
La tubazione fornirà 28,3 m3/sec e porterà un quantitativo aggiuntivo di 2,46 miliardi di litri al giorno ai 19 milioni di abitanti della California del Sud. Una volta completato, nel 2010, l'Inland Feeder triplicherà la quantità di acqua trasportabile sino al bacino di Diamond Valley.
Scavo con TBM
Il tunnel ovest è stato realizzato con una TBM da 820 t, lunga 122 m e ad azionamento idraulico. I suoi dischi hanno raggiunto una velocità di 13 cm/min. Lo smarino è stato evacuato tramite le benne della testa. Lo scavo dei tunnel di Arrowhead è stato effettuato con due TBM da roccia dura di Herrenknecht, costate 9 milioni di Dollari Usa l'una e progettate per scavare 3,05-24,4 m/gg in qualsiasi tipo di terreno.Collegarsi a www.herrenknecht.com
La TBM avanza grazie ad un sistema GPS e laser, ma è sempre un operatore a decidere la pressione necessaria per mantenere la TBM e quindi lo scavo, sul tracciato corretto.
Il diametro di scavo è pari a 5,8 m. Dopo l'applicazione del rivestimento in conci di calcestruzzo, il diametro interno si riduce a 3,66 m. I conci, fabbricati in uno stabilimento di Traylor/Shea/Ghazi, sono fissati con bulloni e un sistema di guarnizioni sigillanti Phoenix. Collegarsi a www.phoenix-dt.de
La realizzazione del progetto ha dovuto affrontare incendi, inondazioni, problemi legali, geologia complessa, problemi di iniezione, rischi sismici, un cambio di appaltatore e diversi responsabili dei bacini idrografici. Vedere qui le immagini. Cliccare us/23.
Fenomeni naturali
La costruzione dei tunnel est e ovest di Arrowhead è stata complicata non solo dalla complessa geologia e dalla grande vicinanza a diverse faglie attive sismicamente, ma anche a causa di caratteristiche specifiche della California del Sud come gli incendi boschivi e le improvvise inondazioni.
Ad Ottobre 2003, un violento incendio sviluppatosi nel portale del tunnel ovest di Arrowhead nel Waterman Canyon, sopra il San Bernardino, distrusse diverse attrezzature di costruzione. Due mesi dopo a Natale 2003, un'improvvisa e violenta tempesta invernale si abbattè sulla zona montuosa, formando un torrente di fango, acqua e rocce che attraversò il canyon, allagò il portale e la TBM trascinando via gli altri macchinari. I lavori di riparazione e di pulizia durarono circa 5 mesi. Una serie di faglie attive, rendeva difficile lo scavo. Esisteva il rischio di crolli che avrebbero sepolto macchinari e operai.
Preoccupazioni per l'acqua
Il primo contratto era stato aggiudicato a Gennaio 1997 a Shank and Balfour Beatty per 88,4 milioni di Dollari Usa. Le forti infiltrazioni e le frane di roccia avevano bloccato l'avanzamento della TBM, rivelando condizioni di terreno diverse da quelle illustrate nel progetto. Nel 2000, dopo lo scavo di circa 2,4 km del tunnel est di Arrowhead, l'ingresso di una grande quantità d'acqua con pressione sino a 17 bar costrinse a sospendere tutti i lavori di costruzione. II contratto si concluse ad Aprile 2001.
Dopo aver realizzato un nuovo progetto e indetto una nuova gara, MWD ha portato un altro appaltatore nel progetto ad Aprile 2002. Il nuovo appaltatore, l'ATI Shea/Kenny, è entrato nel progetto per 242,2 milioni di Dollari Usa e ha commissionato ad Herrenknecht le due TBM da roccia dura. I servizi di direzione dei lavori sono stati assegnati a Hatch Mott MacDonald a Maggio 2002. Collegarsi a www.hatchmott.com
MWD ha adottato nuove tecniche per impedire le infiltrazioni nel tunnel, come l'iniezione della malta per stabilizzare il terreno prima di procedere allo scavo con la TBM. Quattro perforatrici sono state dedicate ad un controllo sistematico delle infiltrazioni e a migliorare le condizioni di scavo.
Il back-up di ogni TBM è stato dotato di un dispositivo Häny per la mescola e il pompaggio della malta. Wiggert ha fornito per ogni portale un impianto di dosatura per la malta utilizzata per sigillare lo spazio dell'estradosso. Collegarsi a www.haeny.com e a www.wiggert.com/en
Inoltre, sono stati accumulati due anni di ritardo a fine degli anni '90 a causa dei timori dell'organizzazione della Foresta Nazionale del San Bernardino e della missione di Indios di San Manuel, per i lavori che avrebbero interessato la loro falda freatica. C'era preoccupazione per possibili infiltrazioni nelle sorgenti dei torrenti che attraversano il canyon. Il monitoraggio delle sorgenti dei torrenti da parte delle guardie forestali e della MWD ha dimostrato la validità della tecnica di scavo.
Cambiamento climatico
Il Metropolitan Water District della California Meridionale è una cooperativa di 26 città e agenzie dell'acqua, al servizio dei circa 19 milioni di abitanti delle sei contee (Los Angeles, Orange, San Diego, San Bernardino, Riverside e Ventura). Il distretto importa acqua dal fiume Colorado e dalla California Settentrionale per soddisfare la domanda locale. Collegarsi a www.mwdh2o.com
Progetti come l'Inland Feeder aiuteranno a contrastare gli inevitabili cambiamenti di clima e tempo tipici della California del Sud, che potrà così far fronte alle future incertezze del tempo e ai lunghi periodi di siccità. In presenza di temperature alte, la pioggia scorre più velocemente della neve che si scioglie, rendendo più difficile la raccolta dell'acqua nei bacini idrici. Come da progetto di fine anni '80, l'impianto trasporterà l'acqua da immagazzinare nei bacini di superficie come quello di Diamont Valley e nelle conche idroeologiche, per un successivo utilizzo. 42/08.


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