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La versatilità entra in galleria

I casseri Volto Doka impiegati con successo da Pavimental nella realizzazione delle piazzole di allargamento della galleria Santa Lucia sulla A1 Milano-Roma

La versatilità entra in galleria

I lavori di ampliamento alla terza corsia sull’Autostrada A1 Milano-Napoli, che includono la realizzazione di una galleria, sono un tassello fondamentale e cruciale nel più generale progetto di potenziamento della rete infrastrutturale italiana.

Il progetto, infatti, consentirà di ridurre i tempi di percorrenza, generando contemporaneamente notevoli benefici in fatto di sicurezza stradale e di riduzione dell’incidentalità sul tratto considerato.

La realizzazione della terza corsia nel segmento Barberino di Mugello-Firenze Nord si articola tra la p.k. 261+503 (svincolo di Barberino di Mugello) e la p.k. 279+000 (700 m a Sud dello svincolo di Calenzano/Sesto Fiorentino) dell’attuale Autostrada A1 Milano-Napoli, rientrando nel progetto di potenziamento dell’autostrada tra Sasso Marconi e Incisa Valdarno.

Si tratta complessivamente di 17,5 km, con la costruzione di una nuova carreggiata a tre corsie di marcia più una di emergenza in direzione Sud e la realizzazione di una galleria di 7,7 km (Lotto 2) Santa Lucia, funzionale a garantire un flusso monodirezionale alla tratta autostradale, con conseguenti e evidenti vantaggi in fatto di sicurezza per gli automobilisti.

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1. Il cassero Volto in opera per la realizzazione di una delle tre piazzole di allargo della galleria Santa Lucia

La galleria naturale

Il Lotto 2, di cui fa parte la galleria, inizia, nella direzione di marcia da Firenze a Bologna, dal congiungimento con il Lotto 1 e precisamente dal viadotto Marinella, con la realizzazione del corpo stradale denotato con il codice CS10 nei documenti di progetto.

Il manufatto di gran lunga più importante del lotto è, ovviamente, la galleria Santa Lucia, che si sviluppa per 7,5 km realizzati con scavo con TBM-EPB (fresa scudata a contropressione di terra), completandosi con due gallerie artificiali (una all’imbocco Sud e una a quello Nord) per circa 200 m complessivi (160 imbocco Sud e 30 all’imbocco Nord, con i relativi becchi di flauto all’ingresso).

Costituita da un unico fornice la cui parte in scavo naturale inizia alla p.k. 3+423,00 e termina alla p.k. 10+971,00, la galleria prevede una piattaforma composta da tre corsie di 3,75 m di larghezza e da due elementi marginali costituiti da un profilo redirettivo.

Lo spessore dei rivestimenti dei conci in calcestruzzo posati dalla TBM è di 55 cm, mentre la galleria ha una sezione che raggiunge un diametro 15,40 m; per consentirne la realizzazione, la sezione di scavo e della testa della fresa ha diametro pari a 15,935 m e un’area di scavo pari a circa 200 m2.

La TBM impiegata è attualmente la seconda più grande d’Europa e ha un valore di 54 milioni di Euro, con una lunghezza che, complessivamente, arriva a 230 m.

Lo scavo in sotterraneo è seguito della posa di una serie di anelli di rivestimento costituiti da nove elementi prefabbricati in calcestruzzo armato, di lunghezza 2,2 m, spessore 55 cm che pesano ognuno 16 t.

2. Una delle piazzole di allargo con in evidenza ancora una sezione della calotta da gettare

Il materiale scavato, per un volume totale previsto di 1.480.000 m3, è stato gestito con trasportatori a nastro ed è stato messo a dimora temporanea nell’adiacente area di Bellosguardo, in una serie di vasche di stoccaggio in calcestruzzo.

In queste vasche, il materiale di smarino è stato stoccato secondo ben precise e determinate logiche, in modo da consentire di svolgere tutti i test di sicurezza necessari prima di trasferire definitivamente il materiale alle discariche individuate.

Le vasche, una volta rimosso il materiale, sono state demolite, al fine di ridare l’area nel rispetto delle Norme ambientali.

Gli elementi di completamento

Una volta terminato lo scavo della galleria con la TBM, Pavimental ha iniziato la costruzione di una serie di elementi di completamento, anch’essi estremamente importanti per dimensione e requisiti tecnologici; sono state quindi scavate con metodo tradizionale 30 nicchie tecniche (scavo, centinatura, spritz beton, casseratura e getto con cassero metallico) e tre piazzole di allargo della lunghezza di 60 m l’una che vengono realizzate con il sistema di casseratura Volto di Doka (www.doka.com/it), un sistema interamente progettato e sviluppato in Italia di cui la multinazionale austriaca detiene i diritti d’uso mondiali (si veda “Strade & Autostrade” n° a pag. 62 con https://www.stradeeautostrade.it/gallerie-e-tunnelling/gallerie-policentriche-semplice-con-volto/).

All’estradosso dell’arco rovescio della galleria è stato realizzato un elemento scatolare (495 cm di larghezza, altezza 250 cm), con sezione binata (diviso da un setto in calcestruzzo), che funge sia da via di fuga di emergenza sia da cunicolo tecnologico per tutti gli impianti necessari alla gestione dell’opera.

3. Gli elementi del cassero Volto, utilizzati da Pavimental per la realizzazione dei piedritti, completamente assemblati

All’imbocco Nord della galleria è stata costruita una centrale di ventilazione e il tracciato continua con un viadotto di 160 m, composto da quattro pile, che collega i restanti corpi stradali che definiscono il Lotto 2.

Gli interventi di completamento di gran lunga più importanti sono le tre piazzole di allargo (distanziate di circa 2 km una dall’altra) che sono state realizzate tagliando e demolendo i conci posati dalla TBM, per poi scavare con macchine operatrici fino a raggiungere prescrizioni di progetto, procedendo successivamente alla posa delle nuove centine, all’allestimento dell’arco rovescio e alla proiezione dello spritz beton.

Tale procedura, realizzata per sezioni di avanzamento di 6 m lungo l’asse, era fondamentale per garantire la massima sicurezza in cantiere e viene sviluppata lungo tutta la lunghezza complessiva della piazzola.

Il cantiere continua, quindi, con la casseratura e il getto delle murette laterali, per poi passare alla casseratura dei piedritti, alla posa delle impermeabilizzazioni e alla casseratura della calotta; queste ultime due fasi di getto (piedritti e calotte) sono state realizzate con due set completi del sistema di casseratura Volto di Doka, di cui Pavimental si è dotata a noleggio, proprio per rendere più efficiente possibile l’avanzamento dell’opera (il lavoro avviene in contemporanea su due delle tre calotte).

Concluse le operazioni di allargo, uno dei due set di casseri Volto (grazie alla sua notevole versatilità di impiego) verrà utilizzato per il getto della galleria artificiale, becco di flauto compreso, all’imbocco Nord.

Salvatore Bordonaro, Direttore di cantiere Pavimental, U.O. Barberino Infrastrutture, commenta così la scelta di Pavimental di impiegare per le piazzole il sistema Volto di Doka: “Abbiamo scelto questa soluzione per due ordini di motivi: si trattava di interventi estremamente importanti e complessi (sia per geometrie sia per diametri complessivi di galleria una volta completato l’allargo) e volevamo essere certi di avere sempre la massima sicurezza in cantiere. Inoltre, avevamo l’esigenza di mantenere inalterata la produttività del cantiere, senza per questo fare nessuna concessione in fatto di qualità del getto realizzato.

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4. Salvatore Bordonaro, Direttore di Cantiere Pavimental, U.O. Barberino Infrastrutture

Il cassero Volto, muovendosi su binari propri, si sposta velocemente dall’area di getto terminata a quella successiva, minimizzando i tempi tra un getto e l’altro. Le caratteristiche tecnologiche del sistema ci hanno garantito di poter realizzare una copertura di 6 m di getto per ogni sezione di calotta, fondamentale per il rispetto del cronoprogramma.

Ogni ciclo di 6 m, che inizia non appena sono terminate le opere di impermeabilizzazione e la posa dell’armatura, dura circa quattro giorni, proprio per consentire al getto di raggiungere i requisiti di maturazione (sono necessarie minimo 48 ore dal getto) previsti da progetto.

Per ogni getto della calotta impieghiamo circa 90 m3 di calcestruzzo (lo spessore è di 55 cm), mentre per i piedritti il getto arriva a 40 m3; siamo particolarmente soddisfatti di come tali importanti quantità non abbiano avuto impatto sulla qualità del getto, sulla sua regolarità geometrica e sulla tessitura superficiale.

Ogni getto viene gestito da una squadra di cinque persone a cui si aggiungono gli autisti delle betoniere di supporto. La parola chiave che ci ha fatto scegliere Volto è stata senza dubbio duttilità, una duttilità impossibile con un sistema tradizionale di cassero di linea.

È snello e fluido anche il processo di manutenzione e pulizia di tutti gli elementi del cassero tra un getto e l’altro e durante le fasi di manutenzione generali. Non ci sono stati problemi di sedimentazione durante i getti eseguiti fino ad ora.

Altro dettaglio importante: i montaggi del cassero Volto vengono tutti effettuati all’esterno della galleria, dove sono anche gestiti i collaudi e le varie verifiche di sicurezza; i conci montati (sezione di 3 m), vengono traslati fino al fronte di getto con una normale motrice stradale con pianale ribassato, in modo molto più semplice rispetto a quello che potrebbe avvenire con i casseri di linea tradizionali. E questo ci consente davvero di aumentare la sicurezza delle lavorazioni all’interno della galleria, oltre che di incrementare la produttività complessiva del cantiere.

Sicurezza che viene ulteriormente garantita da un passaggio di 3,5 m a fianco del cassero pensato per il transito dei mezzi di emergenza, in modo da evitare il completo sezionamento della galleria anche in fase di getto. I Tecnici Doka hanno anche previsto un passaggio pedonale, separato da quello dei mezzi da cantiere”.

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5. Volto si adatta a un amplissimo range di raggi di curvatura da un minimo di 170 cm, fino ad arrivare alla posizione orizzontale

La sicurezza in primo piano

Sicurezza che è davvero il fattore primario per il cantiere gestito da Bordonaro che sottolinea come: “Attualmente la forza lavoro di Pavimental in questo cantiere è di 280 persone a cui si affiancano circa 120 maestranze dei subappaltatori per un totale che in cantiere può superare le 400 unità; proprio per questo poniamo estrema attenzione a tutte le procedure di sicurezza, impegnando costantemente uno staff di nove persone che monitorano il cantiere, 24 ore su 24, sette giorni su sette.

Ogni aspetto è attentamente normato dalle relative Norme del Piano di Sicurezza e veicolato a tutti i protagonisti con riunioni periodiche. Il rispetto delle procedure di sicurezza è per noi una priorità indifferibile. Sicurezza, in questi anni vuol dire anche prevenzione dalle infezioni da Covid-19: realizziamo 250 tamponi settimanali sulla nostra forza lavoro, riservando aree di contenimento dedicate all’interno del cantiere.

Ogni giorno viene eseguita la sanificazione di tutti i locali degli uffici e abbiamo una squadra dedicata che opera anche per la sanificazione del cantiere. Naturalmente l’accesso ai locali e all’area di cantiere è consentito solo dopo un’attenta procedura di verifica della temperatura corporea e dopo la compilazione da parte di chi vuole accedere di un questionario in materia di Covid-19”.

Versatilità e sicurezza per progetti speciali: il sistema Volto di Doka

Il caso della galleria Santa Lucia è un paradigma delle possibilità che il sistema Volto di Doka garantisce alle Imprese: Pavimental, infatti, era alla ricerca di un sistema versatile ed efficiente che mantenesse l’assoluta sicurezza operativa del Personale addetto al getto.

Il sistema Volto di Doka, oltre a poter gestire un ventaglio estremamente ampio di raggi di curvatura, permette di variare in modo semplice e veloce il raggio, adattando il cassero virtualmente a ogni geometria di galleria, anche e soprattutto, in presenza di modifiche costanti della curvatura lungo il tracciato.

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6. Gli elementi del cassero sono semplici da movimentare e vengono assemblati all’esterno della galleria per poi essere portati con un bilico sul punto di getto

Inoltre, la soluzione studiata e brevettata consente di superare le tradizionali rigidezze applicative dei classici casseri di linea (antieconomici su tratti brevi come quello delle piazzole di allargamento della galleria Santa Lucia), permettendo di adeguare, all’interno di una ben precisa filosofia costruttiva, il cassero alle esigenze di progetto.

Si possono quindi, con la stessa attrezzatura provvisionale, realizzare più tunnel di diversa sezione e variazioni di geometria, il tutto con tempi di attrezzamento mai raggiunti in precedenza (sul cantiere del Lotto 2 Pavimental utilizza Volto sia per le piazzole di allargo sia per la galleria artificiale all’imbocco Sud).

Il sistema Volto può essere impiegato con raggi di curvatura che partono da un minimo di 170 cm, fino ad arrivare alla posizione orizzontale; disponibile in tre versioni di pannelli (pannello standard, pannello con bocchetta di getto e pannello con finestra d’ispezione), tutti con misure da 300×150 cm, sostenuti da una struttura completamente in acciaio e resi solidali mediante apposite piastre di collegamento.

Il manto al di sopra dei pannelli è realizzato in lamiera, con spessore 6 e 8 mm, e consente una pressione ammissibile di getto che può arrivare a 100 kN/m2.

Il sistema di traslazione lungo la galleria Santa Lucia è stato particolarmente apprezzato da Pavimental per la velocità di spostamento tra un getto e l’altro; il sistema di casseratura metallica Volto è infatti montato su una struttura portante realizzata con il collaudato sistema SL-1 di Doka.

Questa soluzione tecnica consente di impiegare elementi standard di produzione corrente (tutti noleggiabili), così da ridurre i costi operativi e semplificare le operazioni di movimentazione.

L’SL-1 è composto da travi in acciaio, mensole e tiranti e viene installato su appositi carrelli di traslazione a rulli, progettati per garantire una velocità di spostamento massima di 5 m/min. e predisposti per la movimentazione con l’asse dei rulli in posizione orizzontale.

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7. Il sistema di tiranti e sostegni che gestiscono la geometria di getto della volta, con estrema versatilità e semplicità d’uso

Sui carrelli vengono fissate, tramite una piastra intermedia, delle travi orizzontali di collegamento, mediante un set di viti a testa esagonale correlate dalle relative rosette, aventi in testa trave una mensola per semplificare l’innesto delle guide dei carrelli; sulle travi di basamento si appoggiano quindi i puntelli di sostegno veri e propri, opportunamente controventati.

Solo dopo avere concluso le operazioni di avanzamento e posizionamento della cassaforma, possono essere effettuati i collegamenti ai componenti fissi necessari per il getto quali generatori, compressori e, in particolare, la centralina del sistema idraulico di armo e l’impianto di vibrazione che, sul sistema Volto, vede predisposti gli attacchi per i vibratori a parete, due per ogni pannello da 3,00×1,50 m, ad aria compressa o elettrici, per massimizzare la compattazione del calcestruzzo gettato e ottenere una finitura perfetta.

Concluse le operazioni di posizionamento e di regolazione, è possibile procedere con il getto del calcestruzzo impiegando le bocche di getto presenti sulla cassaforma metallica Volto.

Predisposte da fabbrica anche le finestre di ispezione che permettono il semplice monitoraggio dell’innalzamento del getto fino alla quota prevista, quota che può anche essere controllata da una serie di aperture predisposte sul cassero di fine getto o utilizzando il tubo di sfiato come regolatore di livello (quando il calcestruzzo fuoriesce si ha la certezza che il getto è completamente pieno).

Anche in fase di disarmo, il sistema brevettato Volto mantiene le sue caratteristiche distintive di sicurezza e di semplicità d’uso: vanno prima disarmati i casseri ala, inserendo i puntelli di contrasto interni, smontando quindi i puntoni di chiusura, rimuovendo gli ancoraggi dai piedritti, per poi ruotare i casseri di ala, accorciando i puntoni regolabili inferiori, fino a quando il cassero d’ala non è sufficientemente distante per eseguire l’abbassamento verticale della cassaforma.

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8. Un dettaglio dei punti di vibrazione all’intradosso del cassero per massimizzare l’omogeneità della distribuzione del calcestruzzo

Una volta disarmati i casseri ala, si provvederà al disarmo della cassaforma portando a contrasto, con l’arco rovescio, i quattro cilindri idraulici utilizzati per il sollevamento, rimuovendo i cubi di armo e abbassando la struttura sui carrelli della struttura di sostegno SL-1.

A disarmo terminato, il ciclo può essere ripetuto, garantendo una produttività sul ciclo elevata anche in presenza di forti criticità, come la variabilità della geometria della volta.

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