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TBM a densità variabile: combinazione di due tecnologie per terreni incoerenti

Le TBM multimodali consentono di adattare la tecnologia di scavo in galleria alle effettive condizioni del terreno scambiando le modalità operative EPB e Slurry in modo continuo e regolando continuamente la pressione del fronte

I passaggi e lo sviluppo della generazione di TBM multimodali per terreni incoerenti

La prima TBM multimodale è stata progettata negli anni Ottanta per un progetto di tunnelling realizzato in condizioni di suolo variabili, comprendenti terreni stabili e roccia tenera, terreni misti e terreni acquiferi. Da allora la tecnologia è stata continuamente perfezionata e aggiornata fino a raggiungere l’elevato grado di maturità dell’attuale design della TBM a densità variabile.

Nel 2000 una TBM multimodale è stata utilizzata con successo per il progetto della galleria stradale della Socatop (Société de Construction de l’Autoroute de traversée de l’ovest parisien) a Parigi. L’opera prevedeva la costruzione della galleria occidentale A86 che costituisce il collegamento finale di 80 km della Tangenziale A86 intorno all’area metropolitana (Grand Paris).

La galleria è stata realizzata per snellire la congestione del traffico e migliorare i collegamenti tra i sobborghi di Parigi. La TBM multimodale impiegata aveva un diametro di 11,56 m e a quel tempo fu la prima TBM innovativa a supportare le modalità di scavo EPB e Slurry.

La galleria è stata realizzata da tre delle più grandi Imprese di costruzioni stradali francesi: Vinci, Eiffage Construction e Colas. Per giustificare l’importante investimento in una macchina in grado di passare dalla modalità EPB alla modalità Slurry in galleria, devono sussistere condizioni progettuali speciali. Il progetto Socatop a Parigi si trovava in tali condizioni.

La galleria ha una lunghezza di 10 km e circa il 60% del sottosuolo è costituito da terreni adatti all’uso di una TBM EPB scudata. Il restante 40% presentava le condizioni ottimali per l’impiego di una TBM in modalità Slurry.

La scelta della TBM e della modalità di tunnelling ha preso in considerazione soprattutto il fatto che le varie formazioni geologiche si presentavano in lunghe sezioni collegate. Gli scudi per le modalità Slurry ed EPB vengono azionati con una camera di scavo riempita e una pressione di sostegno controllata per il fronte della galleria. Le principali differenze tra le due modalità operative riguardano le proprietà di riempimento della camera, quali viscosità, resistenza al taglio, densità e controllo della pressione del fronte.

Nel caso degli scudi con fango bentonitico, la pressione del fronte viene controllata tramite un cuscino d’aria pressurizzata a distanza che nella maggior parte dei casi viene fornito separando la camera di scavo in due compartimenti mediante una parete sommersa.