Il Tratto Badia Nuova-Aglio della Variante
di Valico sullAutostrada A1 Per la prima macro-tratta Sasso Marconi-La Quercia, di
cui il 9 Giugno 2007 è stata completata l'apertura al traffico
con lentrata in esercizio della galleria Gardelletta (840 m) in
direzione nord in regime di esercizio provvisorio, cliccare qui,
qui, qui
e it/21.
La geologia |
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 dellimpermeabilizzazione a tergo di queste, quindi scavo e getto dellarco rovescio. a distanza dal fronte di max 9 diametri, posa dellimpermeabilizzazione 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 |
![]() Pinze Morin M7 |
La metodologia per lo smarino
Descrizione dellimpianto di trasporto-frantumazione-vagliatura
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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 dacqua 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. |
![]() Preconsolidamento del fronte mediante tubi in VTR (galleria di base - lato FI) |
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 labbattimento, 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 ladozione 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 lanello 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 dellavanzamento 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 dellammasso 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 dellammasso roccioso. Limpiego congiunto del superfluidificante, per il confezionamento della miscela base e dellaccelerante senza alcali permette di ottenere uno spritz-beton caratterizzato da elevatissima durabilità e resistenza. I vantaggi derivanti dallutilizzo di calcestruzzi proiettati ad elevatissime prestazioni di resistenze meccaniche, di impermeabilità e di durabilità sono legati allimpiego 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 limbocco lato Bologna, presso la finestra denominata discenderia ed i rispettivi fronti di scavo aperti attraverso questultima), 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 limpiego 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 lavanzamento della galleria di base dallimbocco 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, allargilla 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 lavanzamento della galleria di base dallimbocco Sud, lammasso 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 limbocco nord, con preponderanza di impiego di quelle pesanti. La presenza di materiali spingenti richiede nella prima tratta lutilizzo 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 nellarco rovescio, di caratteristiche analoghe alle centine di calotta. In questo caso, il betoncino proiettato fibrorinforzato avrà uno spessore di 25 cm e la realizzazione dellarco rovescio seguirà ravvicinata (1,5 diametri). Limpermeabilizzazione e il rivestimento definitivo Limpermeabilizzazione 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 dacqua 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, allevidenziarsi 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 sulluso di una membrana spray-on. Cliccare qui per i dettagli. |
Il rivestimento definitivo della galleria
Lultimo passaggio è il getto dellanello 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 dellammasso 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). |
![]() Cassero di getto del rivestimento definitivo (passaggio tra galleria Poggio Civitella e galleria di base) |
Lavanzamento dei lavori Si ringraziano per le informazioni la Todini Spa, nelle persone del Geom. Felice Rossi, dellIng. Roberto Romero, dellIng. Lavinia Spano, del Dr. Enrico Bianco e la BASF Construction Chemicals Italia Spa, nella persona dellIngegner Marco Bacchelli. |