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Il progetto
Il comune di Villeneuve-la-Garenne, facente parte della banlieue parigina, ha promosso un intervento per l’interramento di 15 km di linee elettriche aeree (MESIL – Mise En Souterrain d’Initiative Locale).
Questo progetto permetterà di demolire 27 tralicci metallici che si trovano nel territorio comunale liberando 80 ettari di superficie che verranno resi disponibili per un successivo sviluppo urbanistico.
Per perseguire questo obiettivo, RTE (Ente francese gestore del trasporto di elettricità) ha deciso di realizzare una galleria di 2,4 km di lunghezza, scavata con una TBM di 4 m di diametro a quasi 50 m di profondità, lungo un tracciato parallelo al corso della Senna nel territorio di Saint-Denis (www.enser.fr).
I lavori sono stati eseguiti da Spie Batignolles Génie Civil, tra le più importanti Compagnie di costruzione francesi.
Le opere
Il progetto consta di tre opere maggiori:
- il pozzo di ingresso (pozzo Seine);
- il pozzo di uscita (pozzo Briche);
- il tunnel.
Il pozzo di ingresso (pozzo Seine)
Il pozzo di ingresso per la TBM è di forma ellittica (dimensioni interne: asse maggiore 16,5 m; asse minore 13,5 m). La profondità del pozzo è di 49,4 m. A regime, all’interno di questo pozzo i cavi provenienti dalla centrale esistente scenderanno in profondità per entrare nel tunnel.
La cavita ospiterà anche i locali tecnici di ventilazione necessari per l’aerazione e lo smaltimento dei fumi in caso di incendio all’interno del tunnel. Il perimetro del pozzo è realizzato con diaframmi in calcestruzzo armato di 104 cm di spessore è 62 m di profondità, fino a innestarsi nello strato di Calcaire Grossier.
Delle iniezioni su uno spessore di 5 m sono state realizzate per l’impermeabilizzazione del fondo scavo. Lo spessore della soletta in fondo al pozzo è di 1,8 m, inghisata sulle paratie e dimensionata per riprendere, a lungo termine, la sottospinta idraulica (battente idraulico in condizioni eccezionali pari a 46,8 m).
La copertura del pozzo è realizzata con una soletta di 50 cm di spessore in calcestruzzo armato, con un estradosso a una profondità di 1 m.
Questa struttura avrà tre fori:
- il foro per permettere la ventilazione del pozzo;
- il foro per poter calare dall’altro materiale ingombrante all’interno del pozzo;
- il foro per il vano scale di accesso.
Il vano scale (realizzato per rispettare un REI 120) è stato realizzato con moduli prefabbricati a forma di C. Le sue dimensioni interne sono 3×5,88 m e sono state definite per poter permettere il passaggio di una barella in caso di emergenza.
Ogni rampa di scale (26 in tutto) copre un dislivello di 176 cm. I pianerottoli sono stati gettati in opera. La posizione del vano scale è eccentrica rispetto al centro geometrico dell’ellisse.
Il pozzo Seine è caratterizzato dalla presenza di tre livelli: S1, S2 ed S3. Ognuno di questi livelli è portato da un sistema di due travi principali gettate in opera (parallele all’asse minore dell’ellisse e inghisate sui diaframmi) e tre o quattro travi secondarie prefabbricate ortogonali agli elementi principali.
Il vano scale è stato concepito per essere desolidarizzato rispetto a questi tre livelli, per evitare la trasmissione di sforzi parassiti provenienti dal vano scale. Quest’ultimo, infatti, scarica il suo peso solamente sulla fondazione da 1,8 m di spessore.
I muri dei vari livelli sono costituiti da premuri, ovvero muri prefabbricati posati sulle travi e riempiti in opera con un getto di completamento. I muri del livello S3 sono alti 6 m, quelli del livello S2 8,2 m e quelli del livello S1 3,2 m.
Le travi del livello S3 sono state concepite per portare esclusivamente gli elementi afferenti a questo livello. Analogamente, le travi del livello S2. Gli elementi del livello S1 invece sono stati dimensionati per riprendere anche il peso della copertura, beneficiando per quest’ultima dell’appoggio fornito dai muri intermedi presenti a questo piano.
Il pozzo di uscita (pozzo Briche)
Il pozzo di uscita della TBM è di forma circolare (diametro interno: 15,2 m) ed è meno profondo rispetto al pozzo di partenza (17,5 m di profondità).
Da questo pozzo i cavi dell’alta tensione risalgono per poi collocarsi all’interno di due gallerie superficiali fino a riallacciarsi a due tralicci aerei.
Anche questo pozzo è stato realizzato con diaframmi in calcestruzzo armato (spessore 62 cm) profondi 26 m, ed ospiterà un vano scale con le medesime caratteristiche del pozzo Seine.
La copertura è costituita da una soletta di calcestruzzo armato di 1 m di spessore (estradosso a 1 m di profondità) collegata alle paratie attraverso dei manicotti.
Il tunnel
Il tunnel di sezione circolare (diametro interno: 3,1 m) si sviluppa per 2,4 km ed è stato scavato da una TBM di 3,9 m di diametro, battezzata Ambre e realizzata da Herrenknecht.
L’asse di partenza della galleria si trova a quota ─13,40 m NGF (Nivellement General de la France), quello di uscita a +21,50 m NGF (dislivello in salita: 34,9 m, pendenza media 1,4%). Il rivestimento definitivo è stato realizzato in conci prefabbricati in calcestruzzo armato.
Le fasi di costruzione
Lo scavo dei due pozzi
Lo scavo dei due pozzi è stato realizzato dall’Impresa Capocci. Grazie alla vicinanza della Senna è stato possibile evacuare lo smarino per via fluviale attraverso delle chiatte, con un impatto ambientale ridotto rispetto al trasporto su gomma.
Lo scavo del tunnel
L’avanzamento della TBM è stato accompagnato da un costante monitoraggio dei cedimenti, in quanto il tracciato prevedeva l’attraversamento di importanti arterie di comunicazione, tra cui:
- l’Autostrada A86;
- il canale Saint-Denis;
- un rilevato ferroviario con quattro binari.
Il varo di Ambre è stato realizzato a Maggio 2021. Lo scavo è stato condotto sempre sotto falda, per cui la testa della talpa meccanica si trovava in ambiente iperbarico (a una pressione di 4 atm).
Un intervento straordinario è stato realizzato a Luglio 2021 da una squadra specializzata che ha dovuto sostituire alcune parti danneggiate della fresa. Gli operai hanno dovuto sottoporsi a cicli di camera iperbarica, e tutte le operazioni si sono dovute svolgere in un lasso di tempo molto ridotto (45’).
Per l’arrivo della TBM, il pozzo Briche è stato inondato per poter compensare la spinta idrostatica. L’attività di scavo meccanizzato si è conclusa a Maggio 2022.
La realizzazione delle strutture interne
Al termine delle operazioni di scavo del tunnel è iniziata la realizzazione delle strutture interne. I moduli prefabbricati del vano scale (del peso di circa 10 t l’uno) sono stati montati e solidarizzati tra loro attraverso delle barre di armatura da posare all’interno di tubi corrugati in lamiera riempiti successivamente di betoncino.
Per velocizzare la realizzazione dei pianerottoli, delle scatole di ripresa tipo STABOX sono state predisposte sulle pareti dei moduli del vano scale. Anche la realizzazione dei livelli intermedi è stata molto rapida, grazie ai numerosi elementi prefabbricati (gabbie di armatura, travi, predalles e premuri).
Le sfide tecniche di progettazione
I modelli di calcolo per il progetto
I modelli di calcolo sono stati fatti attraverso il software SOFISTIK.
Le sfide tecniche in questo ambito sono state principalmente legate alla corretta modellazione dei vincoli tra i diversi elementi strutturali e alla gestione dell’interfaccia con i diaframmi, in particolare per la soletta di fondazione e la trave di coronamento del pozzo Seine.
Il BIM
Il modello geometrico delle strutture interne dei pozzi Seine e Briche è stato realizzato in AutoCAD REVIT per permettere l’esportazione del modello in formato ifc. Questo ha permesso di poter definire numerosi dettagli funzionali ai vari impianti da installare all’interno delle strutture, oltre a semplificare la gestione degli elementi prefabbricati, in particolare dei moduli dei vani scale.
Per questi ultimi, infatti, su 66 elementi totali sono stati necessari ben 28 tipologici.
Conclusioni
Per lo sviluppo di questo progetto sono state necessarie significative competenze tecniche in ambiti trasversali. Enser con la sua esperienza ha accompagnato l’Impresa Spie Batignolles Génie Civil durante tutto l’arco temporale dei lavori, garantendo un elevato livello di dettaglio nello sviluppo di modelli di calcolo complessi e nella produzione di elaborati grafici sviluppati in ambiente BIM.
Il servizio di progettazione offerto è stato orientato al soddisfacimento delle esigenze del cliente, soprattutto per rispettare le necessità dettate dal planning generale dei lavori.
Photo credit per le fotografie: Spie Batignolles Génie Civil e Alexandre Soria
Dati tecnici del tunnel scavato sotto la falda
- Stazione Appaltante: RTE
- Impresa Appaltante ed Esecutori dei Lavori: Spie Batignolles Genie Civil
- Progetto preliminare e definitivo e Direzione dei Lavori: Setec
- Progetto esecutivo: Enser France (Succursale di Enser Srl)
- Data di ultimazione: Dicembre 2022
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