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Scavo di gallerie di grande diametro in terreni difficili

Le soluzioni progettuali adottate per la realizzazione di una galleria in un contesto reso complesso dalla concomitanza di situazioni geologico-strutturali, litostratigrafiche, idrogeologiche e antropiche

La taratura delle diverse tecnologie di progetto sulla base della risposta tenso-deformativa dell’ammasso, conseguente anche all’analisi dei dati di monitoraggio degli edifici e delle fasi operative al fronte, ha permesso di mantenere costanti sia le deformazioni del cavo che del nucleo di avanzamento. Nell’esecuzione della galleria sono quindi state adottate le tecnologie e gli interventi a disposizione nell’ambito delle alternative previste nel progetto esecutivo e le relative variabilità, secondo quanto specificato dalle Linee Guida per l’applicazione delle sezioni tipo. Le particolari condizioni morfologiche e geotecniche delle zone di imbocco della galleria hanno richiesto la protezione dell’attacco della galleria mediante interventi strutturali, opere di sostegno quali paratie di pali tali da consentire lo svolgimento in sicurezza delle lavorazioni e contrastare efficacemente le deformazioni occorse. Inoltre, per la salvaguardia degli edifici civili presenti nella parte centrale della galleria e all’interno del suo bacino di subsidenza, gli interventi sono stati tarati in modo da contenere le deformazioni in fase di realizzazione e a lungo termine; sono quindi state utilizzate la centina puntone in arco rovescio, il getto dell’arco rovescio e delle murette; è stato realizzato a ridosso del fronte e messo in campo uno strettissimo sistema di monitoraggio degli edifici e delle fasi operative al fronte.

L’inquadramento geologico-geotecnico

In generale, la morfologia del territorio interessato dall’adeguamento è di tipo collinare, con brevi tratti pianeggianti. Il tracciato autostradale si imposta sui depositi Plio-Pleistocenici. La caratterizzazione geologica dei terreni interessati dallo scavo della galleria ha evidenziato la presenza di un quadro geologico ed idrogeologico pressoché omogeneo, in cui i terreni attraversati sono costituiti essenzialmente da limi argillosi e argille limose debolmente sabbiose, sovraconsolidati e caratterizzati da uno strato di alterazione superficiale.

Da un punto di vista qualitativo è stato possibile riconoscere tre gradi diversi di consistenza dei materiali argillosi:

  • a partire dall’attacco della galleria naturale, su entrambi gli imbocchi è presente uno strato di argilla color nocciola, quindi alterata;
  • procedendo verso le alte coperture è possibile apprezzare delle argille soffici plastiche;
  • in corrispondenza del tratto centrale sono presenti delle argille compatte di color grigio scuro.

I dati a disposizione del progetto esecutivo, riguardanti la galleria naturale, sono stati integrati da una seconda campagna geognostica del 2011 che ha permesso di caratterizzare meglio le condizioni geomeccaniche dell’ammasso e di interpretare e tarare in modo più opportuno i risultati delle indagini condotte in fase di progettazione definitiva, che avevano già individuato una variazione delle caratteristiche dell’ammasso in funzione della profondità; infatti, i nuovi sondaggi effettuati ed i dati degli inclinometri posti in opera hanno in gran parte confermato le risultanze delle indagini già condotte in fase di progetto definitivo, mettendo però in evidenza che l’imbocco Sud si imposta su un versante interessato da estesi dissesti franosi delle coltri, di tipo soliflusso o creep per uno spessore di circa 15 m per la gran parte all’interno delle argille alterate di color nocciola, e che anche il versante dell’imbocco Nord è interessato da fenomeni di evoluzione gravitativa. Gli approfondimenti conoscitivi derivanti da questa seconda campagna di indagini hanno quindi evidenziato la necessità di introdurre nuove sezioni tipo agli imbocchi, caratterizzate dalla presenza di un arco di presostegno e di consolidamento al contorno, che permettono di affrontare una situazione geotecnica non prevedibile in fase di progetto definitivo.

Il progetto degli interventi di consolidamento e di prerivestimento

L’approccio progettuale adottato è basato sul metodo ADECO-RS. Accettare che l’ammasso subisca una deformazione di entità significativa, e che quindi si detensioni, non è applicabile in situazioni geologiche difficili, nelle quali a un detensionamento dell’ammasso segue un’importante caduta delle caratteristiche geomeccaniche dello stesso (deformabilità e resistenza), con conseguenti deformazioni e spinte sempre maggiori. Procedendo con le tecniche di scavo a piena sezione, il rivestimento di prima fase (centine e spritz beton fibrorinforzato) opera in stretta congiunzione con gli interventi conservativi a monte del fronte di scavo: questi hanno il compito di prevenire e regimare le deformazioni del nucleo di avanzamento, e il prerivestimento contiene le deformazioni che avvengono a valle del fronte. Interventi conservativi e prerivestimento si combinano così senza soluzione di continuità nel controllo dei fenomeni deformativi del terreno. L’intera sequenza delle operazioni di scavo viene elaborata al fine di produrre il minimo disturbo possibile sull’ammasso. Data la presenza di frequenti inclusi litici all’interno del deposito argilloso, lo scavo è stato eseguito con il martellone, che viene utilizzato senza percussione per scavare la matrice argillosa e a percussione invece quando si incontrano trovanti lapidei.