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Il Tratto Badia Nuova-Aglio della Variante di Valico sull’Autostrada A1

25/02/2008
Il Tratto Badia Nuova-Aglio della Variante di Valico sull’Autostrada A1

Il progetto della Variante di Valico nel tratto di attraversamento appenninico della Autostrada A1 (lotti 9-10-11), comprende la realizzazione di due nuove gallerie autostradali denominate galleria di base (8.685 m/8.697 m, di cui 180 m/166 m in artificiale) e Poggio Civitella (266 m/328 m), le cui opere civili sono in corso di esecuzione da parte dell’impresa Todini, e la centrale di ventilazione della galleria di base.
La Variante di Valico costituisce l’alternativa al tratto appenninico dell’Autostrada del Sole Milano-Napoli. Si snoda per 62,5 km tra Sasso Marconi e Barberino del Mugello ed è un intervento prioritario per il miglioramento della viabilità e la riduzione dei tempi di percorrenza tra Bologna e Firenze. Questo tratto della A1 è infatti caratterizzato da picchi di traffico di 90.000 veicoli al giorno con punte di circa 24.000 mezzi pesanti: valori che rendono l'infrastruttura inadeguata alle attuali esigenze di trasporto. Il nuovo progetto di miglioramento della percorribilità autostradale tra Firenze e Bologna permetterà di superare la dorsale appenninica a una quota più bassa del tracciato precedente con un percorso ardito ricco di viadotti e gallerie che renderà la nuova autostrada più moderna ed efficiente.

Per la prima macro-tratta Sasso Marconi-La Quercia, di cui il 9 Giugno 2007 è stata completata l'apertura al traffico con l’entrata in esercizio della galleria Gardelletta (840 m) in direzione nord in regime di esercizio provvisorio, cliccare qui, qui, qui e it/21.
La seconda macro-tratta La Quercia-Barberino di Mugello, lunga 43,1 km, è attualmente in costruzione. Il suo tracciato, il cui primo progetto risale al 1985, è stato definitivamente approvato dal Consiglio dei Ministri ad Agosto 2001. I primi cantieri sono stati aperti a Marzo 2004. Questa tratta presenta la maggiore difficoltà realizzativa a causa della particolare morfologia del territorio appenninico italiano. La variante infatti poggia su aree geologiche instabili e ricche di sacche di gas, che rendono alquanto complicati gli scavi in sotterraneo e le fondazioni delle opere d’arte principali. In direzione sud, la tratta ha inizio all'altezza dell'attuale galleria La Quercia. Qui gli automobilisti potranno scegliere se percorrere la nuova autostrada (variante) o la vecchia. La variante sarà composta di 3 corsie per senso di marcia e proseguirà in direzione sud per circa 37 km, quasi interamente in galleria. E’ prevista la realizzazione di due nuovi svincoli: Badia e Poggiolino. All'altezza dell'area di servizio Aglio, la nuova e la vecchia autostrada si ricongiungeranno. Da questo punto fino a Barberino, la carreggiata nord sarà costituita dalla autostrada attualmente esistente, quindi a 4 corsie, mentre la carreggiata sud sarà totalmente nuova e composta da 3 corsie. I lavori per il rifacimento dello svincolo di Barberino sono stati completati a Maggio 2007.
Il tratto Badia Nuova-Aglio
Nell’ambito della tratta La Quercia-Barberino di Mugello, l’impresa Todini Costruzioni si è aggiudicata l’esecuzione dei lavori dei lotti 9-11 (già lotti 9-10-11). La lunghezza totale dei tre lotti è di 33,2 km. Collegarsi a www.todini.it
Il lotto 9
La nuova sede autostradale, interamente nel territorio del comune di Castiglione de’ Pepoli (BO), si configura come raddoppio dell'infrastruttura esistente. Il lotto in argomento ha origine ad una quota di 440 m s.l.m. circa e, per quanto riguarda le opere in sotterraneo, si sviluppa per circa 266 m in carreggiata nord e 328 m in quella sud attraverso la galleria Poggio Civitella e per circa 4.707 m in carreggiata nord e 4.730 m in quella sud attraverso la galleria di base.
Il lotto 10
Gli interventi previsti nel lotto 10 interessano il comune di Castiglione de’ Pepoli (BO) e riguardano la realizzazione delle seguenti opere in sotterraneo:
• discenderia della galleria di base;
• scavi della galleria di base: canna nord (tra le pk 5+849 e pk 6+091) e canna sud (tra le pk 5+900 e pk 6+140); questo tunnel permetterà di ridurre la tortuosità del tracciato e di non superare la quota a circa 450 m s.l.m. in esterno, a fronte degli attuali 750 m s.l.m., con evidente vantaggio per la percorribilità, soprattutto invernale, in una zona caratterizzata da abbondanti precipitazioni nevose.
• opere di completamento del lotto 10 (da realizzarsi in seconda fase rispetto agli scavi) rappresentate dai rivestimenti della discenderia e dei due tratti di galleria di base che si estendono per circa 90 m lato Bologna e 150 m lato Firenze;
La discenderia della galleria di base sarà utilizzata in fase di esercizio quale imbocco intermedio per lo smaltimento dei fumi della galleria, lunga circa 8,5 km. A tal fine all’imbocco della discenderia sarà realizzata una centrale di ventilazione (che sarà oggetto di altro appalto).
La galleria di discenderia ha una lunghezza complessiva di 823 m, misurata dall’imbocco in naturale all’asse della canna autostradale sud (direzione Firenze). Il tracciato planimetrico è rettilineo per circa 681 m con orientazione ENE-WSW, quindi a seguito di un tratto curvo verso sud della lunghezza di 20 m, prosegue in rettilineo per 122 m ortogonalmente al tracciato delle gallerie autostradali, il cui asse viene intersecato rispettivamente alle progressive assolute 810 m (canna nord) e 882 m (canna sud). Altimetricamente, il tracciato è in discesa con pendenza dell’8,4%, con raccordi altimetrici nella zona d’imbocco e in quella di intersezione con le due canne autostradali, dove il tracciato risulta orizzontale.
In una prima fase, la discenderia sarà utilizzata come accesso intermedio ai fronti di scavo della galleria di base.
Il presente progetto ha per oggetto la realizzazione degli interventi di scavo e sostegno, dei rivestimenti finali e dell’impermeabilizzazione.
Le opere di imbocco sono quelle strettamente necessarie per lo scavo della discenderia e dovranno essere ampliate per l’esecuzione della centrale di ventilazione.
Le opere di completamento della discenderia (strutture interne in calcestruzzo necessarie alla suddivisione in settori della sezione trasversale) non costituiscono oggetto del presente appalto in quanto saranno realizzate contestualmente alle opere della centrale di ventilazione.
Il lotto 11
Gli interventi previsti nel lotto 11 interessano il comune di Barberino di Mugello (FI) e solo marginalmente il comune di Firenzuola (FI) e riguardano in particolare il tratto autostradale compreso tra le pk 6+140,00 e pk 11+220,00 in carreggiata sud e tra le pk 6+091,50 e pk 11+183,98 in carreggiata nord in cui sono compresi scavi, opere di rivestimento, e opere civili a servizio degli impianti della galleria di base tra le pk 6+140,00 e pk 10+114,00 in canna sud e tra le pk 6+091,50 e pk 10+077,26 in canna nord.
La stabilizzazione dei versanti, incisi agli imbocchi della galleria di Valico dal nastro autostradale e dalle nuove viabilità di servizio, costituisce un importante capitolo che comprende rilevanti opere di ingegneria geotecnica in terreni difficili, caratterizzati da una geologia particolarmente complessa, tipica di gran parte dei rilievi appenninici tosco-emiliani.
La varietà delle opere da realizzare, la loro ragguardevole estensione, la difficoltà costituita dalla presenza di gas e acqua di drenaggio nei cunicoli esplorativi esistenti, nonché l’esigenza di caratterizzare e gestire in modo adeguato alla vigente normativa ambientale i materiali di risulta dagli scavi, sono stati determinanti nella impostazione dell’organizzazione del cantiere. Cliccare qui per la tabella contenente i principali dati tecnici delle gallerie.
I fronti di scavo
Le attività produttive sono state suddivise in quattro aree operative per ogni canna, prevedendo in totale l’esecuzione di otto fronti di scavo. Per ogni canna si avrà:
• un fronte di avanzamento e rivestimento in galleria dall’imbocco di Badia Nuova (lato Bologna)
• un fronte di avanzamento e rivestimento in galleria dalla discenderia verso Bologna
• un fronte di avanzamento e rivestimento in galleria dalla discenderia verso Firenze
• un fronte di avanzamento e rivestimento in galleria dall’imbocco di Poggiolino (lato Firenze)
Le altre opere in sotterraneo
La galleria di base misura complessivamente 8.500 m circa in carreggiata nord e 8.528 m circa in carreggiata sud, con un interasse fra i due fornici variabile tra 30 e 80 m. Sono previsti inoltre by-pass carrabili, affiancati da by-pass pedonali, mediamente ogni 800 m, in corrispondenza delle piazzole di emergenza. Altri collegamenti carrabili sono previsti intervallati ogni 300 m circa.
I by-pass pedonali sono destinati a luoghi sicuri per utenti che in caso di incendio dovessero abbandonare un fornice della galleria di base. La sezione di scavo dei by-pass pedonali è di 16,67 m2, mentre per quelli carrabili è di 65,45 m2.
Il progetto non prevede l’esecuzione di pozzi di aerazione, bensì due soli tratti di ventilazione per ogni canna, una discenderia per il trasporto dell’aria da scambiare nelle due canne (4 canali), una sola centrale di ventilazione situata alla testa della discenderia e ventilatori jet di supporto in galleria per casi di traffico con insufficiente effetto pistone.
La geologia
Il tracciato in oggetto si sviluppa in un contesto geologico complesso, ascrivibile alla catena orogenica dell’Appennino Settentrionale. Tale catena è il prodotto del corrugamento di unità riferibili a due distinti domini paleogeografici:
• Domini Oceanici liguri-piemontesi, situati ad ovest e depositi su substrato oceanico;
• Domini Continentali toscani Umbro-Marchigiani, situati ad est e depositi su substrato continentale.
L’orogenesi deriva dalla chiusura dell’Oceano Ligure Piemontese e dalla conseguente collisione fra la placca continentale Sardo Corsa e la placca continentale Adriatica.
La successione temporale degli eventi è riassumibile in una prima fase con la sovrapposizione da ovest verso est dei domini liguri e successivamente con la formazione di falde di ricoprimento che determinano il sovrascorrimento delle falde liguri sulle Unità Toscane, sovrascorse a loro volta sui terreni della Serie Umbro-Marchigiana.
Gli ammassi rocciosi interessati dal tracciato sono attribuibili sia al dominio toscano (Unità di M. Cervarola), che a quello ligure (Argille Scagliose).
La metodologia di scavo della galleria
Lo scavo è eseguito con l’impiego di esplosivo a piena sezione con sfondi medi di 4-5 m (nel caso di rocce di resistenza medio-alta) o mediante escavatori con martello demolitore (nel caso di rocce di resistenza medio-bassa). La scelta del metodo di avanzamento è determinata sulla base dei seguenti parametri:
• classificazione dello scavo e dei relativi interventi di consolidamento;
• sezione, lunghezza e pendenza della galleria di base;
• resistenza e abrasività della roccia;
• condizioni idrogeologiche.
Lo scavo con l’impiego di esplosivo, con protezione realizzata mediante spritz-beton, ancoraggi e centine di rivestimento, è effettuato con il sistema dello sparo controllato, adottando opportuni microritardi e un adeguato numero di fori di corona, per ridurre l’entità dei fuorisagoma e il disturbo alla massa rocciosa al contorno dello scavo. Per l’avanzamento sono utilizzati jumbo computerizzati, con cui è possibile impostare lo schema di volata progettato e controllarne, quindi, i parametri di perforazione.
L’abbattimento con l’impiego del martellone è eseguito nei terreni, in cui , ove previsto dalle sezioni tipo di scavo, sono stati in precedenza effettuati i preconsolidamenti, cioè tutti quegli interventi necessari atti a migliorare le caratteristiche fisico-meccaniche dei terreni, affinché all’apertura del cavo non si abbia un riversamento del materiale nello stesso.
Per lo scavo sono stati utilizzati tre jumbo Sandvik Tamrock Axera T12 computerizzati a 3 bracci, in assetto AD (uno a Badia, uno in discenderia e uno a Poggiolino) e un jumbo Sandvik Tamrock TITAN 316 a Badia. Collegarsi a www.miningandconstruction.sandvik.com
Per l’abbattimento meccanico sono stati impiegati tre martelloni Rammer (G90 CITYJET, G100 TUNNEL, G130 CITYJET) montati su escavatori Caterpillar 345B LME di 2° serie (uno a Badia e due in discenderia), posizionatori Soilmec bibraccio e posizionatori Ellettari bibraccio. Collegarsi a www.soilmec.it e a www.ellettari.it
Le fasi esecutive
Lo scavo, sempre a piena sezione, è realizzato mediante mezzi meccanici o esplosivo, con sfondi di profondità massima di 4,50 m sagomando il fronte a forma concava. La procedura dopo ogni sfondo consiste in:
• posa della centina:
• posa in opera di uno strato di 20 cm di betoncino proiettato fibrorinforzato o armato con rete elettrosaldata
• consolidamento del contorno mediante bulloni radiali tipo Super Swellex. Collegarsi a www.swellex.com
• successiva posa in opera di uno strato di completamento di betoncino proiettato (5 cm) a distanza max dal fronte non vincolata
• a distanza dal fronte di max 5 diametri, getto delle murette, previa posa dell’impermeabilizzazione a tergo di queste, quindi scavo e getto dell’arco rovescio.
• a distanza dal fronte di max 9 diametri, posa dell’impermeabilizzazione e del rivestimento definitivo di calotta.
Per il sollevamento e il posizionamento delle centine sono utilizzate quattro pinze di tipo Morin M7. Collegarsi a www.geotunnel.it

La metodologia per lo smarino
Attualmente lo smarino dai fronti della discenderia e della galleria di base, sia lato Bologna che Firenze (canna nord e sud), è effettuato utilizzando pale e camion dumper; in particolare sono utilizzate tre pale gommate Caterpillar 966, tre dumper Astra HD764-38, tre dumper Astra HD764-34, e due dumper Astra BM64-30 (a cassone ribaltabile). Collegarsi a www.cat.com e a www.astraspa.com
Essendo ormai terminata la costruzione della discenderia ed essendo a breve operativi tutti e quattro i fronti di scavo, che procedono dalla discenderia verso Bologna e verso Firenze (nord e sud), recentemente è stato attivato un nastro trasportatore per il convogliamento del materiale scavato in galleria all’area esterna di deposito provvisorio (AD10). E’ infatti necessario limitare l’impatto dei lavori su un ambiente caratterizzato da insediamenti residenziali stabili e di natura turistica nella stagione estiva. L’installazione all’interno della galleria non è ancora iniziata.
In esterno, il nastro si sviluppa per circa 1.200 m raggiungendo l’area di deposito temporaneo AD10, azionato da una motorizzazione elettrica alimentata dalla cabina di trasformazione del cantiere. Per evitare cadute accidentali di materiale, il nastro è protetto da una carenatura superiore avente anche la funzione di impedire il sollevamento di polvere lungo il percorso.
Dopo un primo tratto di circa 80 m a mezza costa in corrispondenza del cantiere di imbocco della galleria, il nastro attraversa con una campata aerea di circa 24 m la SP 8, sostenuto da una struttura reticolare che garantisce i franchi di sicurezza per il traffico sottostante. Fino alla p.k. 0+400, costeggia in banchina la strada provinciale lato torrente Gambellato, impostato su fondazioni dirette in calcestruzzo armato. Ove il tracciato lo richiede, quindi per gran parte della tratta, il nastro è posizionato a sbalzo, sostenuto da mensole ancorate a micropali in acciaio.
Alla p.k. 0+400 circa, il nastro supera in aerea l’incrocio della SP 8 con la strada comunale del casello autostradale in corrispondenza del ponte sul torrente Gambellato con una campata di circa 36 m. Anche qui sono garantiti i franchi stradali di legge.
Per la tratta finale il percorso segue il tracciato della viabilità di servizio VS 18 già realizzata e pertanto nell’ambito del cantiere: qui le strutture del nastro sono ancorate direttamente alla pavimentazione stradale, salvo un ulteriore passaggio sopraelevato sopra una pista di cantiere.
Rilevando l’esiguità dei movimenti terra necessari, si conferma il carattere temporaneo dell’opera, che sarà smantellata al termine dei lavori di scavo in galleria, con il conseguente ripristino dei luoghi allo stato attuale.
Il nastro, fornito e installato dalla Marti Technik, è lungo 2.030 m e largo 800 mm. Il trasportatore ha un raggio di curva di 215 m. Può trasportare 500 tonnellate di materiali ogni ora, ad una potenza di 450 kW. Trasporterà in totale circa 2 milioni di tonnellate di smarino. Collegarsi a www.martitechnik.ch
Descrizione dell’impianto di trasporto-frantumazione-vagliatura
Lo smarino, quindi, sarà effettuato mediante un impianto di trasporto, frantumazione, e vagliatura fornito e installato dalla società Marti Technik.
Un primo impianto di frantumazione SBM sarà posizionato all’intersezione della galleria di base con la discenderia; in particolare sarà collocato nel by-pass carrabile di collegamento fra le due canne in corrispondenza della discenderia, alla p.k. 5+985,78 (canna sud). Il materiale roccioso scavato in galleria sarà recapitato all’impianto di frantumazione dai suddetti quattro fronti di avanzamento utilizzando dumper gommati. Ridotto in pezzatura idonea, il materiale sarà successivamente convogliato da un primo tratto di nastro trasportatore, largo circa un metro, ancorato al rivestimento in calcestruzzo della discenderia, fino al piazzale esterno della discenderia, dove sarà collocato un secondo impianto di frantumazione di Brown Lennox. Da qui il nastro procederà in esterno fino all’area di deposito dove sarà collocato il gruppo mobile di vagliatura di Metso Minerals. L’impianto di frantumazione SBM non è ancora stato montato all’interno del tunnel, mentre è in fase di installazione all’esterno. Collegarsi a www.sbm-mp.at e a www.metsominerals.com
Le tecniche di sostegno e di rivestimento primario
• I preconsolidamenti
La soluzione progettuale individuata per la realizzazione della galleria di base è di elevata difficoltà tecnica. I lavori si svolgono, infatti, in uno dei territori morfologicamente e geologicamente più complessi d'Europa per la presenza di gas e formazioni geologiche instabili negli scavi in sotterraneo.
A questo scopo intervengono le tecniche di preconsolidamento per la riqualificazione dei terreni che hanno la funzione di dare migliori caratteristiche fisico-meccaniche ai terreni entro cui si andrà a scavare, in particolare in termini di resistenza al taglio. I preconsolidamenti sono differenti a seconda del terreno, in particolare in termini di granulometria e quindi di penetrabilità delle miscele da iniettare. Il preconsolidamento avviene tramite miscele cementizie, che differiscono nel contenuto d’acqua e quindi nella loro fluidità a seconda del terreno. Terreni più fini e quindi poco permeabili (limi e argille) avranno bisogno di soluzioni più fluide, terreni più grossolani e quindi con una permeabilità maggiore avranno bisogno di soluzioni più pastose, con una quantità minore di acqua.
Per via della presenza di terreni fortemente fratturati, con elevata possibilità di sfornellamenti, sono previsti consolidamenti della calotta con un ombrello protettivo realizzato con infilaggi in preavanzamento (tubi VTR o tubi in acciaio), al di sotto del quale sono eseguite le operazioni di scavo meccanico e di consolidamento.
Il preconsolidamento del fronte è realizzato con tubi in vetroresina inseriti in perforazione e iniettati ed è previsto solo nel caso di scavo con martellone (terreni con resistenze medio-basse). In fase di scavo, i tubi in vetroresina sono asportati e quindi non costituiscono un problema all'avanzamento e nel contempo permettono la realizzazione dello scavo senza pericolo di franamenti.
• Il rivestimento di prima fase
Dopo l’abbattimento, si procede allo smaltimento dei detriti, al disgaggio dei blocchi e dei detriti lapidei.
Poiché la galleria di base è scavata in una roccia instabile con insufficiente tempo di autosostegno, è richiesta l’adozione di interventi di sostegno per supportare e migliorare la resistenza propria della roccia. A seconda delle caratteristiche della roccia si provvede, perciò, a diverse tipologie di intervento durante la prima fase di scavo, che consiste nel controllo e nel contenimento della deformazione del foro scavato (la seconda fase è quella del rivestimento definitivo). Si realizza, quindi, un primo manto di betoncino proiettato, spesso pochi centimetri, per impedire il distacco di piccoli detriti e il deterioramento dei parametri di resistenza meccanica della roccia al contorno. Infine l’anello interno di betoncino proiettato viene portato allo spessore richiesto, conguagliando e regolarizzando inoltre tutte le cavità, fuori sezione rispetto allo scavo teorico; queste ultime infatti sono sede di pericolose concentrazioni di sforzi e conseguentemente di potenziali distacchi e crolli di elementi lapidei.
Le tipologie di intervento di stabilizzazione dello scavo previste nella prima fase, nel corso dell’avanzamento della galleria di base, sono rappresentate da un primo rivestimento dello scavo con spritz-beton, armato con rete elettrosaldata o fibre metalliche, che consiste nel lancio violento contro le pareti dello scavo di una miscela a base di cemento e acqua con additivi chimici atti ad accelerarne la presa, avente lo scopo di confinare lo scavo; in un secondo tempo, si esegue un altro rivestimento di calcestruzzo proiettato, dopo aver posto in opera, in funzione delle condizioni geomeccaniche dell’ammasso attraversato, centine metalliche o bulloni tipo Super Swellex, allo scopo di contenere i rilasci dovuti alla decompressione del materiale e minimizzare le deformazioni indotte sul getto di rivestimento finale.
Prima di effettuare lo spritz, si pone sulla volta degli scavi una rete elettrosaldata chiodata alle pareti e si associa alle miscele cementizie una certa quantità di fibre metalliche atte a costituire una specie di betoncino armato, per scoraggiare eventuali distacchi di materiale non perfettamente agganciato al corpo dell’ammasso roccioso.
L’impiego congiunto del superfluidificante, per il confezionamento della miscela base e dell’accelerante senza alcali permette di ottenere uno spritz-beton caratterizzato da elevatissima durabilità e resistenza. I vantaggi derivanti dall’utilizzo di calcestruzzi proiettati ad elevatissime prestazioni di resistenze meccaniche, di impermeabilità e di durabilità sono legati all’impiego congiunto degli additivi ed acceleranti suddetti.
Nello specifico, vengono utilizzati gli acceleranti senza alcali Meyco SA 162W produzione BASF (imbocco lato Firenze) e Mapequick AF1000 produzione MAPEI (impiegato presso l’imbocco lato Bologna, presso la finestra denominata “discenderia” ed i rispettivi fronti di scavo aperti attraverso quest’ultima), mentre, per il confezionamento delle miscele di betoncino, vengono impiegati additivi superfluidificanti Sky 527 produzione BASF e Dynamon SR3 di produzione MAPEI. Collegarsi a www.basf-cc.it e www.mapei.it
Le miscele sono prodotte in tre distinte centrali di betonaggio, dislocate in prossimità degli imbocchi delle gallerie. Attrezzati con doppio punto di carico sono corredati di impianti automatici di pesatura per la produzione di calcestruzzi di qualità, secondo mix precedentemente studiati e approvati dalla Direzione Lavori.
Per il preconsolidamento e il rivestimento primario, sono state impiegate sei pompe spritzbeton CIFA CSS2 PAS307 equipaggiate per l’impiego di acceleranti senza alcali e una pompa Putzmeister KK139 montata su dumper; le fibre sono di Maccaferri. Collegarsi a www.cifa.com, www.putzmeister.com e a www.maccaferri.com
• Gli scavi e i consolidamenti della galleria di base - lato Bologna
Per quanto riguarda l’avanzamento della galleria di base dall’imbocco nord (lotto 9), le formazioni attraversate sono le arenarie di Monte Cervola, con alternanza di tratti in argille scagliose.
La variabilità delle caratteristiche geomeccaniche, valori di GSI compresi nel range 35-75, in una gamma di terreni che spazia dal macigno prevalentemente arenaceo, dotato di buone caratteristiche geomeccaniche e di elevata resistenza, all’argilla scagliosa rigonfiante a struttura scistosa, in corrispondenza a coperture che si spingono fino ad oltre 350 m, con convergenze diametrali attese fra i 2 ed i 16 cm, richiede presostegni differenziati in fase di avanzamento.
Si passerà quindi da sezioni “leggere” con sfondi a piena sezione di profondità di 4-5 m realizzati con impiego di esplosivo, presostegno costituito da centinatura metallica e/o chiodatura costituita da 13/14 bulloni Super Swellex lunghi 5,50 m e posa in opera di betoncino proiettato di 20 cm con fibre metalliche e additivi, a sezioni “pesanti” in cui al consolidamento del contorno mediante 41 tubi in acciaio ø 88,9 sp. 10 mm, di lunghezza 18 m e con sovrapposizione di 6 m, seguiranno sfondi a piena sezione con demolitore idraulico limitati a un metro di profondità, posa di centine composte da doppio profilato INP 180 e betoncino proiettato fibrorinforzato di 25 cm.
• Gli scavi e i consolidamenti della galleria di base - lato Firenze
Per quanto riguarda l’avanzamento della galleria di base dall’imbocco Sud, l’ammasso attraversato è costituito, invece, da argille scagliose di caratteristiche geomeccaniche molto scadenti; solo nella parte terminale, nella sezione centrale della galleria di base si incontreranno arenarie riferibili alle formazioni di Monte Modino e di Monte Cervarola. Le sezioni tipiche adottate in avanzamento saranno quelle descritte per l’imbocco nord, con preponderanza di impiego di quelle “pesanti”.
La presenza di materiali spingenti richiede nella prima tratta l’utilizzo di rilevanti opere di preconsolidamento: consolidamento del fronte di scavo con 60/80 VTR lunghi 24 m e consolidamento al contorno con ulteriori 41 VTR valvolati. Il prerivestimento prevede centine costituite da doppi profilati INP 240, integrate da puntoni nell’arco rovescio, di caratteristiche analoghe alle centine di calotta. In questo caso, il betoncino proiettato fibrorinforzato avrà uno spessore di 25 cm e la realizzazione dell’arco rovescio seguirà ravvicinata (1,5 diametri).
L’impermeabilizzazione e il rivestimento definitivo
• L’impermeabilizzazione della galleria

Prima di effettuare il rivestimento definitivo della galleria, si pone a contatto delle pareti, rivestite con betoncino, un manto impermeabile in PVC e di geotessile atto a impedire infiltrazioni di acqua nel calcestruzzo, che ne potrebbero rapidamente compromettere le caratteristiche di resistenza meccanica e che creano fastidiosi gocciolamenti in fase di esercizio sui mezzi transitanti (oppure al fine di evitare forme di ammaloramento del calcestruzzo e il drenaggio delle acque di infiltrazione).
La presenza di apprezzabili portate d’acqua nei cunicoli esplorativi della galleria di base ha determinato la scelta progettuale di dotare il manto impermeabile delle gallerie naturali di un sistema di compartimentazione che permetta di intervenire in tempi successivi con iniezioni impermeabilizzanti attraverso tubi valvolati, all’evidenziarsi di eventuali trasudamenti attraverso il rivestimento in calcestruzzo armato. La soluzione adottata è estesa a tutta la galleria di base.
La galleria di base è inoltre utilizzata come campo prove da MAPEI e BASF, ognuno con tecnologie proprie, in accordo con Todini e SPEA, per determinare e ottimizzare il procedimento di realizzazione di un sistema impermeabile drenato, basato sull’uso di una membrana spray-on. Cliccare qui per i dettagli.
• Il rivestimento definitivo della galleria
L’ultimo passaggio è il getto dell’anello di rivestimento interno, che ha il compito di alzare il grado di sicurezza e rendere la superficie del vano liscia, pulita ed eventualmente lavabile. Il rivestimento definitivo della galleria di base, che consiste in un getto di calcestruzzo eventualmente armato lungo le pareti della cavità, di spessore in chiave variabile in funzione delle condizioni geomeccaniche esistenti compreso tra 60 cm (situazioni particolarmente buone) e 120 cm (situazioni eccezionalmente scadenti) con resistenza caratteristica Rck30, sarà realizzato a una distanza dal fronte variabile, definita dal progetto in funzione delle caratteristiche geomeccaniche dell’ammasso attraversato, utilizzando carri di getto, uno per carreggiata, semoventi su binario. Saranno equipaggiati con casseri metallici di lunghezza utile di 12 m, serviti da carrelli di distribuzione per il getto di calcestruzzo. Per la movimentazione dei casseri di rivestimento dei by-pass (manti metallici lunghi 6 m), saranno utilizzati carrelloni gommati CIFA.
I calcestruzzi sono additivati con fibre in polipropilene sia per incrementare la resistenza al fuoco sia per controllare la fessurazione dovuta al calore d'idratazione del cemento.
Tutte le attrezzature e i macchinari utilizzati, compresi quelli adibiti al trasporto del personale e di soccorso, sono allestiti in assetto antideflagrante per la presenza accertata del gas in galleria.
I macchinari impiegati nel rivestimento definitivo sono casseri CIFA, in particolare 8 casseri per getto murette, 2 casseri per getto allargo su carrello, 2 casseri per by-pass carrabili, 4 casseri per getto nicchia tipo “a” e “b” e 6 casseri per getto calotta (2 a Badia, 2 in discenderia e 2 a Poggiolino).

L’avanzamento dei lavori
La data di inizio scavo si colloca nell’Aprile del 2006 per la canna nord lato Bologna. Al 31 Dicembre 2007 l’avanzamento dei lavori (canna nord e sud) era pari a circa 3.259 m sui 17.047 m complessivi , che corrisponde al 19% del totale. La caduta dell’ultimo diaframma per la canna nord è attesa a Maggio del 2010, mentre per la canna sud la data è Agosto 2010.
Il costo del progetto dopo la terza perizia è di 580 milioni di Euro.
Il circuito di ventilazione durante gli scavi
Un efficiente ricambio d’aria nei tunnel in costruzione è di estrema importanza, tanto che la sua mancanza o un’avaria nel sistema di ventilazione rendono di fatto impossibile lo svolgimento dei lavori, dal momento che si rischierebbe l’intossicazione degli addetti a causa delle polveri e degli inquinanti presenti in galleria. Durante lo scavo di tutte le nuove gallerie autostradali sulla Variante di Valico, è stato inoltre necessario un costante monitoraggio del gas metano naturale (grisou).
Per fronteggiare queste situazioni, Fläkt Woods ha applicato degli inverter ABB ai motori dei ventilatori. L’inverter, su retroazione dei sensori di gas posizionati nello scavo della galleria, è in grado di intervenire escludendo il comando manuale e portando immediatamente alla massima potenza i ventilatori per diluire ed evacuare nel minor tempo possibile i gas pericolosi e altamente esplosivi.
Il risultato di questa cooperazione tecnica tra Fläkt Woods e ABB Sace, che garantisce, tra l’altro, tempestivi interventi d’assistenza in caso di necessità, è una tipologia di impianto adatta per qualsiasi scavo di galleria (stradale, ferroviario, idrico, minerario) con le potenze dei ventilatori che devono essere regolate tra 110 e 250 kW. Collegarsi a www.flaktwoods.com e a www.abb.it
L’intero progetto dei sistemi, che prevedono l’utilizzo di inverter ACS800 in tecnologia DTC (Direct Torque Control), viene interamente sviluppato per ciascuna applicazione da Fläkt Woods, dimensionando la ventilazione in base alla quantità dei mezzi diesel secondo un fattore di contemporaneità di presenza nel tunnel.
La ventilazione è realizzata tramite due circuiti funzionalmente distinti, ma idraulicamente collegati:
• il principale, per la galleria di linea, è di tipo premente, realizzato con motori di ventilazione posti all'esterno e un condotto floscio che segue con continuità il fronte di avanzamento e deve garantire un adeguato apporto di aria in galleria, un adeguato lavaggio del fronte d'avanzamento e una velocità dell'aria in riflusso superiore ai 0,3 m/s;
• il secondario, dedicato ai cunicoli pilota (realizzati precedentemente ai lavori in oggetto), è realizzato per assicurare una velocità dell'aria costantemente superiore a 0,3 m/s all'interno di entrambi i cunicoli stessi, un'adeguata movimentazione dei volumi d'aria negli ultimi 50 m dei cunicoli e a ridosso dei fronti e per evitare che l'aria, proveniente dai cunicoli, investa o attraversi la zona di lavoro al fronte della galleria a grande sezione. Il circuito secondario è di tipo misto, aspirante e premente, realizzato con tubazioni, in parte rigide e in parte flosce e setti di sbarramento. Rispetta totalmente i seguenti vincoli: la zona di lavoro al fronte di allargo non è attraversata da utenze e/o attrezzature (cavi, condotte, tubazioni, ecc.), è completamente ispezionabile (anche per permetterne la manutenzione) e non è condizionata dalle lavorazioni al fronte.
Entrambi i circuiti di ventilazione sono progettati per il funzionamento in atmosfere potenzialmente esplosive.
L’equipaggiamento del tunnel
Si evidenzia che sul tratto autostradale Badia Nuova-Aglio, mentre le opere civili afferiscono ai lotti corrispondenti ai decreti ANAS, i lavori impiantistici e parte delle opere civili e strutturali sono stati accorpati dalla Committente in un unico appalto, al fine di mantenere la migliore omogeneità possibile dei componenti impiantistici, a vantaggio di un migliore standard di sicurezza per gli utenti che transiteranno lungo la Variante di Valico, oltre a permettere un miglior coordinamento tra le varie fasi realizzative.
Il progetto della Variante di Valico nel tratto di attraversamento appenninico della Autostrada A1 (lotti 9-10-11), comprende la realizzazione di due nuove gallerie autostradali denominate galleria di base e Poggio Civitella (le cui opere civili sono, appunto, in corso di esecuzione da parte dell’impresa Todini) e la centrale di ventilazione della galleria di base, detta centrale di Roncobilaccio. Per queste gallerie è necessaria la realizzazione di impianti tecnologici per il corretto esercizio in sicurezza del traffico veicolare e per assicurare un buon livello di comfort di guida agli utenti. Le gallerie in oggetto appartengono a una serie di gallerie tra Sasso Marconi e Barberino del Mugello, che costituiranno un unico blocco a livello di telegestione e sorveglianza traffico. Gli impianti tecnologici previsti per le gallerie in oggetto sono essenzialmente: alimentazione elettrica, illuminazione, ventilazione, rilevazione incendio, videosorveglianza, trasmissione radio, armadi SOS, comunicazione telefonica, diffusione audio, comando traffico, segnali luminosi, telecontrollo-automazione, supervisione locale, reti di trasmissione dati e rete antincendio.
Le opere civili e le infrastrutture, strettamente connesse alla parte impiantistica, che costituiscono una indispensabile predisposizione per gli impianti previsti, sono a cura della stessa impresa Todini. I lotti relativi al presente progetto prevedono le opere e gli impianti all'interno delle gallerie in oggetto, delle relative centrali elettriche, della centrale di Roncobilaccio e della discenderia.
Si precisa che la Committente provvederà a proprio carico alla fornitura di alcuni materiali, per i quali l’Appaltatore dovrà effettuare l’installazione.
Questi materiali sono:
• gli apparecchi illuminanti per l’illuminazione del vano traffico delle gallerie mentre tutti gli altri corpi illuminanti sono a carico dell’Appaltatore;
• gli acceleratori jet-fan per le gallerie e i ventilatori per la centrale di Roncobilaccio;
• gli armadi SOS.
Il concetto globale di supervisione remota da una centrale operativa competente per l'intera tratta Sasso Marconi-Barberino del Mugello, non costituisce oggetto del presente progetto ed è pertanto escluso dall’appalto, ma devono essere previste già nella fase di scavo delle gallerie tutte le predisposizioni atte a permetterne la futura realizzazione, senza interruzioni alla funzionalità del sistema in appalto e senza apportare alcuna modifica allo stesso. Per ulteriori immagini, cliccare qui. Collegarsi a www.autostrade.it e a www.osservatoriovariantedivalico.it 09/08

Si ringraziano per le informazioni la Todini Spa, nelle persone del Geom. Felice Rossi, dell’Ing. Roberto Romero, dell’Ing. Lavinia Spano, del Dr. Enrico Bianco e la BASF Construction Chemicals Italia Spa, nella persona dell’Ingegner Marco Bacchelli.


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