La redazione del progetto esecutivo e delle sezioni di scavo
Acquisito lo studio geologico, si procederà alla redazione del progetto esecutivo. Conoscendo la geologia del tracciato e rilevato, mediante una poligonale, il tracciato stesso, definite le curve, i rettilinei e fissata la livelletta di fondo, verranno poi definite le sezioni di scavo da eseguire in funzione delle rocce o delle terre che si andranno a incontrare. Queste sezioni di scavo comprenderanno anche il pre-consolidamento, in modo da permettere il consolidamento del cavo, tale che il rivestimento definitivo in calcestruzzo possa seguire a una buona distanza dal fronte (normalmente 200/300 m). Le sezioni di scavo e pre-consolidamento sono in genere le seguenti:
- tipo A/1: in rocce sane, che permettono “sfondi” da 5/6 m, mediante sparo con esplosivo; scavo e pre-consolidamento in spritz-beton di 10 cm; nei punti dove si rinverranno faglie, spaccature e massi pericolanti si potrà intervenire con una chiodatura sistematica, con chiodi da roccia (l’ultima innovazione in materia sono i chiodi swellex che hanno la capacità di stabilizzare immediatamente la roccia circostante). I chiodi potranno avere lunghezze variabili da 3,00 fino a 6,00 m. Eseguita la volata e asportato il materiale abbattuto detto marino, si eseguirà il “disgaggio” del volto e del fronte con un escavatore dotato di martellone. Poi, constatata o meno la mancanza di pericoli, si interverrà con i chiodi, se necessario, e quindi si provvederà a lanciare uno strato di 10 cm di spritz-beton, avendo cura di “sprizzare” anche il fronte, per metterlo in sicurezza;
- tipo B/1: in rocce fratturate, poco stabili, che permettono sfondi da 2/4 m mediante sparo con esplosivo, scavo e preconsolidamento con centine metalliche in profilato di acciaio, poste a distanza variabile secondo la roccia rinvenuta (mediamente da 1,00 a 1,50 m) e successivo strato di spritz-beton da 20/25 cm. Anche in questo caso: eseguita la volata, asportato il materiale abbattuto marino come sopra e completato il disgaggio, si procederà a collocare le centine metalliche con una apposita macchina denominata posacentine e, successivamente, si procederà alla posa dello spritz-beton dello spessore di 20/25 cm, avendo cura di “sprizzare” anche il fronte, per metterlo in sicurezza;
- tipo C/1: in rocce sfatte, argille, sabbie, materiali incoerenti. In questi casi bisogna intervenire, precedentemente allo scavo, con un pre-consolidamento pesante così strutturato: sul volto della galleria, con apposita macchina chiamata posizionatore, verranno infilati a raggiera tubi in acciaio del diametro di 140 mm, spessore 10 mm, della lunghezza di 15/18 m, posti a una distanza radiale in calotta di 50 cm e inclinati verso l’alto del 30%, in modo da formare un ombrello protettivo. Normalmente si tratta di 30-40 tubi, forati ogni 50 cm, con due fori dal diametro 15 mm per poter essere iniettati. Infilati i tubi necessari, si procederà quindi a iniettare attraverso la testa del tubo – munito di apposita valvola, chiamata parker – una boiacca di acqua e cemento ad alta pressione, per formare una zona in calotta totalmente consolidata. Si procederà, inoltre, a consolidare anche il fronte di avanzamento per evitare un eventuale “scucchiaiamento”.
Sul fronte verranno eseguite 30/40 perforazioni dal diametro 100 mm, della lunghezza di 15/18 m e vi saranno infilati i tubi di vetroresina dal diametro 60 mm, spessore 10 mm. Anche questi tubi sono micro-fessurati e atti a ricevere iniezione di boiacca (acqua e cemento) come i tubi in acciaio. Completato il consolidamento, si procederà allo scavo a mezzo escavatore munito di martellone e si creerà lo spazio per montare una centina per volta (sfondo di scavo è mediamente di 1,00/1,50 m). Posata la centina, che sarà scampanata, in quanto la calotta della centina dovrà combaciare con i tubi in acciaio che hanno un inclinazione del 30%, si procederà alla posa di 20/25 cm di spritz-beton fibrorinforzato (uno spritz-beton cui vengono aggiunti 25 kg/m3 di fibre di acciaio, che costituiscono un’armatura metallica allo spritz-beton, atta a sostitute la rete metallica elettrosaldata). Normalmente, su un tratto consolidato di 15/18 m vengono scavati e centinati solo 10/12 m di avanzamento, lasciando un tratto di 5/8 m consolidato in avanzamento di sicurezza. Completato un campo di 10/12 m si riprenderà di nuovo, fino a passare il tratto pericoloso. Redatto il progetto, si passa alla costruzione. Tuttavia, prima di procedere allo scavo occorre allestire il cantiere. È bene precisare che tutte le gallerie, sia quelle lunghe 500 m che 5.000 m, richiedono un medesimo cantiere, efficiente, e soprattutto lo stesso macchinario e lo stesso Personale specializzato.