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Il prolungamento della Linea 1 della metro di Torino – prima parte

L’inquadramento generale dei due lotti di metropolitana che a Torino rappresentano l’estensione della Linea 1 verso Cascine Vica (in direzione Ovest)

Lavori per la metro M1 di Torino

La seconda parte dell’articolo sul prolungamento della Linea 1 della metro di Torino è pubblicata sul fascicolo n° 151 Gennaio/Febbraio 2022 e online su https://www.stradeeautostrade.it/ferrovie-e-metropolitane/il-prolungamento-della-linea-1-della-metro-di-torino-seconda-parte/.

Foto in primo piano: Il primo tratto del tunnel verso la stazione Certosa (photo credit: Renzo Miglio)

La linea metropolitana M1 di Torino è attualmente in una fase di espansione con lavori di prolungamento in direzione Ovest (verso Rivoli) lungo la direttrice di Corso Francia (si veda “Strade & Autostrade” n° 133 Gennaio/Febbraio 2019 a pag. 101 con https://www.stradeeautostrade.it/ferrovie-e-metropolitane/la-tratta-fermi-collegno-centro-della-metro-di-torino/).

Il progetto ne prevede l’attuazione attraverso due lotti funzionali, dalla stazione Fermi (attuale capolinea) sino a Cascine Vica, in prossimità dello svincolo Corso Francia della Tangenziale Ovest di Torino.

prolungamento della Linea 1
1. Il tracciato dell’attuale Linea 1 e del proprio prolungamento Ovest

L’intervento comprende le stazioni di Certosa, Collegno Centro (Lotto 1), Leumann e Cascine Vica (Lotto 2), una galleria artificiale (Lotto 1), la galleria naturale di linea scavata a foro cieco, quattro manufatti di intertratta (denominati pozzi PC1, PC2, PC3 e PC4) e il parcheggio di interscambio interrato di Cascine Vica (Lotto 2).

Tale prolungamento segue, in ordine di tempo, quello da poco ultimato (Aprile 2021) verso Piazza Bengasi [1 e 2].

Gli appalti di costruzione dei Lotti 1 e 2 sono stati aggiudicati rispettivamente nel 2019 e 2020 all’RTI Italiana Costruzioni Infrastrutture SpA (Mandataria) e Gimac Holding SpA (Impresa specializzata per bonifica da ordigni bellici).

La ICI si è avvalsa dello Studio Lombardi Ingegneria per lo sviluppo del progetto costruttivo avendo questa esperienza in ambito underground e attività in contesto urbano.

prolungamento della Linea 1
2. Lo schema sinottico dei lotti di intervento

Infatti, l’intero tracciato si sviluppa lungo aree fortemente antropizzate, con edifici residenziali e commerciali, che costituiscono un tessuto urbano denso e connesso da una rete stradale piuttosto fitta e trafficata, come Corso Francia, da sempre asse principale di accesso e uscita dalla città di Torino.

Tra le condizioni brevemente descritte si segnalano i sotto attraversamenti:

  • della ferrovia Torino-Modane, in prossimità della stazione Certosa (Lotto 1), mantenuta in esercizio con l’ausilio di due ponti Essen tipo “gemellato” affiancati e di un adeguato metodo di scavo a foro cieco;
  • del fabbricato storico dismesso Ex-CTREA (Consorzio Torino Rivoli Esercizi Autofiloviari), un’area attualmente in carico alla Città Metropolitana di Torino particolarmente vulnerabile che sarà oggetto di futura trasformazione;
  • delle Scuole Marconi di Via Risorgimento anch’essa collocate in edifici sensibili, nonché, in generale, delle strade soggette a traffico veicolare come per esempio il sottopasso San Massimo.
prolungamento della Linea 1
3. La planimetria schematica di inquadramento

Il particolare contesto geotecnico e la specificità del tessuto urbano in cui si articola il tracciato hanno richiesto soluzioni costruttive sicure e “robuste” associate a un sistema di monitoraggio tale da consentire la puntuale verifica di cedimenti e deformate, da confrontare in tempo reale con previsioni e soglie di riferimento. 

L’inquadramento geotecnico

Dal punto di vista geotecnico il progetto identifica, dall’alto verso il basso, le seguenti tre formazioni litostratigrafiche, con la falda non interferente con le opere in progetto:

  • terreno superficiale costituito prevalentemente da riporti e depositi di natura antropica;
  • depositi fluvioglaciali (Pleistocene Superiore) composti da ghiaie, ciottoli e livelli di sabbie con matrice sabbioso-limosa;
  • depositi eolici (loess) (Pleistocene medio-Olocene) composti da limi sabbiosi e sabbie fini.

I parametri geotecnici di ciascun strato sono riportati in Figura 4, con riferimento ai differenti sottogruppi rilevati con il significato dei simboli riportato a seguire.

prolungamento della Linea 1
4. I parametri geotecnici di progetto
γsat = peso di volume saturo
E = modulo elastico
f’ = angolo di attrito interno
c’ = coesione
n = coefficiente di Poisson

Per quanto riguarda l’opera di fine tratta del Lotto 2, segnatamente il parcheggio interrato Cascine Vica, una specifica campagna di indagine integrativa, realizzata in corso d’opera, ha consentito di identificare la presenza di uno strato costituito da ciottoli in matrice sabbiosa caratterizzato da cementazioni elevate.

I sondaggi effettuati hanno consentito di identificare la formazione nota nell’area del Torinese con il termine di “puddinga”, per la quale si è impiegata la parametrizzazione sintetizzata in Figura 5.

prolungamento della Linea 1
5. I parametri geotecnici di progetto “puddinga”

L’inquadramento delle opere in sotterraneo

I due lotti della metropolitana, attualmente ancora in fase di costruzione, prevedono una galleria a singola canna che, dal manufatto interrato adiacente alla stazione Fermi (al confine con la linea in esercizio), si estende fino alla stazione Cascine Vica attraversando le fermate Certosa, Collegno Centro e Leumann.

L’opera in linea prevede una prima parte in artificiale scavata tra diaframmi (L = 464 m) e una seconda tratta a foro cieco con sezione policentrica (L = 2.705 cm). 

Le stazioni e i manufatti

I due lotti in oggetto comprendono una serie di opere interrate costituite da stazioni e manufatti; tali elementi sono state progettati, in virtù del contesto ambientale in cui si inseriscono altamente urbanizzato, con sistemi di contenimento degli scavi di diverso genere; in particolare, sono stati impiegati pali in c.a. per le stazioni, micropali per i manufatti e diaframmi per il parcheggio Cascine Vica.

Nelle prime due tipologie d’opera, le strutture sono completate da solettone di fondo, impalcati, copertura e contropareti, nel parcheggio, unicamente dagli orizzontamenti, non sono previste contropareti, vista la presenza dei diaframmi e un contesto ove la falda non interferisce con la funzionalità delle opere.

  • prolungamento della Linea 1
    6A Le caratteristiche dei pali
    6A. Le caratteristiche dei pali
  • prolungamento della Linea 1
    6B Le caratteristiche dei micropali
    6B. Le caratteristiche dei micropali
  • prolungamento della Linea 1
    6C Le caratteristiche dei diaframmi
    6C. Le caratteristiche dei diaframmi delle opere in progetto

Le soluzioni proposte per i sistemi di sostegno, variate rispetto al Progetto Esecutivo (PE), sono state messe a punto con l’Impresa Appaltatrice e di concerto con la Direzione Lavori, al fine di ottimizzare i processi produttivi garantendo qualità, rapidità esecutiva, efficacie ed efficienza (robustezza) strutturale, quindi sicurezza. In questo senso:

  • per le stazioni, i pali di grande diametro con interasse di 1,30 m, hanno sostituito la soluzione di PE in diaframmi;
  • per i manufatti, i micropali hanno sostituito la soluzione di PE in diaframmi, ricorrendo a un sistema top-down con mezzanino opportunamente asolato provvisoriamente (a costituire un adeguato elemento di contrasto di piano) appeso temporaneamente alla copertura mediante barre in acciaio ad alta resistenza (soluzione sperimentata con successo dagli autori già in altri contesti);
  • per il parcheggio Cascine Vica, i diaframmi rettangolari (standard) hanno sostituito la soluzione di PE (diaframmi a “T” e tiranti in presenza di diaframmi rettangolari) anticipando la realizzazione parziale dell’impalcato previsto al piano −1, nella fascia aderente ai diaframmi, al fine di generare un contrasto di piano membranale al sistema di spinte perimetrali.

Nelle Figure 6A, 6B e 6C sopra sono raccolti i principali elementi che definiscono le opere descritte. Le Figure 7, 8, 9, 10 e 11 mostrano varie fasi di realizzazione di manufatti e stazioni. 

  • prolungamento della Linea 1
    7 La stazione Certosa
    7. La stazione Certosa in fase di scavo (photo credit: Renzo Miglio)
  • prolungamento della Linea 1
    8 Le strutture interne della stazione
    8. La realizzazione delle strutture interne della stazione
  • prolungamento della Linea 1
    9 I rivestimenti del manufatto PC2
    9. I rivestimenti definitivi presso il manufatto PC2, con attacco alla galleria naturale (photo credit: Renzo Miglio)
  • prolungamento della Linea 1
    10 La stazione Collegno-Centro
    10. Vista dalla stazione Collegno-Centro (photo credit: Renzo Miglio)
  • La paratia di micropali
    11 La paratia di micropali
    11. PC2: la paratia di micropali contrasta, con soletta intermedia appesa alla copertura

La galleria artificiale

Nell’ambito del Lotto 1 è prevista la realizzazione di una galleria artificiale tra diaframmi in c.a. con metodo top-down, in cui la copertura, eseguita in prima fase (metodo Milano), costituisce l’elemento di contrasto.

Tale opera, è ubicata a inizio del lotto, al confine con la stazione Fermi (attuale capolinea) ed è completata dal solettone di fondazione (elemento di completamento del sistema strutturale); al suo interno troverà alloggiamento l’armamento delle vie di corsa dei treni che proseguiranno anche attraverso la galleria naturale.

In Figura 12 sono raccolti i principali elementi che definiscono la galleria artificiale in oggetto. 

Le caratteristiche della galleria artificiale
12. Le caratteristiche della galleria artificiale di progetto (Lotto 1)

L’opera a foro cieco

La galleria naturale a singola canna (doppio binario), prevista con metodo tradizionale, è scavata, salvo situazioni locali, al disotto di un preventivo consolidamento in jet-grouting [3] eseguito dalla superficie.

La soluzione proposta in sede costruttiva (PED), messa a punto con il coinvolgimento di Direzione Lavori e Impresa esecutrice, ha visto una variazione rispetto a quanto originariamente previsto dal progetto esecutivo.

  • La sezione tipologica
    13 La sezione tipologica
    13. La sezione tipologica della galleria artificiale
  • La galleria artificiale
    14 La galleria artificiale
    14. Vista della galleria artificiale
  • Le caratteristiche delle gallerie naturali
    15 Le caratteristiche delle gallerie naturali
    15. Le caratteristiche delle gallerie naturali di progetto (Lotti 1 e 2)

Quest’ultimo infatti prevedeva un consolidamento costituito da iniezioni cementizie (rivelatesi poco efficaci in sede di test), anche se non escludeva l’eventuale ricorso alla tecnica del jet grouting da testare attraverso specifico campo prove.

Il passaggio al jet-grouting ha garantito una ottima efficienza e una adeguata robustezza del sistema. Il campo prova, sviluppato all’avvio delle attività e descritto brevemente nel seguito con riferimento alle colonne in jet-grouting, ha visto un confronto preliminare delle due soluzioni di consolidamento (set corrispondenti di pattern colonnari di trattamento); gli esiti delle prove hanno indirizzato la scelta verso il jet grouting.

  • La sezione tipo JG1
    16A La sezione tipo JG1
    16A. La sezione tipo JG1
  • La sezione tipo JG2
    16B La sezione tipo JG2
    16B. La sezione tipo JG2

In funzione delle preesistenze e dei sottoservizi presenti, sono stati messi a punto diversi schemi di disposizione delle colonne secondo le seguenti macro-geometrie:

  • tipo JG1: trattamento al contorno del perimetro di scavo attuato mediante colonne disposte simmetricamente rispetto all’asse del tunnel con inclinazioni ≤ 5°;
  • tipo JG2: trattamento simile al precedente con estensione delle colonne all’asse dei centri;
  • tipo JG3*: trattamento al contorno del perimetro di scavo attuato mediante colonne disposte asimmetricamente rispetto all’asse del tunnel e con inclinazioni > 5°;
  • tipi JG1* e JG2*: trattamenti simili ai corrispondenti JG1 e JG2, ma con adeguamenti legati alle interferenze.

Il getto del rivestimento definitivo delle gallerie naturali è stato programmato in funzione dei dati di monitoraggio, in modo da garantire la continuità della fase di scavo e, allo stesso tempo, la sicurezza.

L’avanzamento a foro cieco
17. L’avanzamento a foro cieco (photo credit: Renzo Miglio)

Per i limitati tratti in cui non è stato possibile procedere con i consolidamenti da piano strada (incroci, zone dalla particolare densità di sottoservizi o interferenze, sottopassaggio della linea Torino-Modane, passaggio sotto costruzioni) l’avanzamento dello scavo è avvenuto con l’ausilio di sezioni consolidate dal fronte.

In Figura 17 è rappresentata la galleria scavata e pre-rivestita mediante un sistema statico costituito da centine metalliche accoppiate e connesse tra loro tramite catene e calcestruzzo fibrorinforzato (spritz-beton).

In Figura 18 è visibile la disposizione dell’impermeabilizzazione, azione preventiva al completamento del rivestimento definitivo di calotta.

La galleria impermeabilizzata
18. La galleria impermeabilizzata in attesa del completamento del rivestimento definitivo

Dati tecnici

  • Stazione Appaltante: Infratrasporti.To Srl (Infra.To)
  • Progetto esecutivo: Geodata SpA
  • Progetto esecutivo di dettaglio (progetto costruttivo):
  • Lombardi Ingegneria Srl
  • Direzione dei Lavori: Infratrasporti.To Srl (Infra.To)
  • Direttore dei Lavori: Ing. Emilio Avitabile
  • Responsabile del Procedimento: Arch. Fabio Bolognesi
  • Importo dei lavori Lotto 1: 63.900.000 Euro
  • Importo dei lavori Lotto 2: 75.300.000 Euro 

Bibliografia

[1]. A. Damiani, R. Crova, L. Mancinelli, E. Avitabile – “I lavori di prolungamento della Linea 1 della metropolitana di Torino verso Bengasi”, “Strade & Autostrade” n° 128 Marzo/Aprile 2018.

[2]. A. Damiani, L. Mancinelli, R. Crova, E. Avitabile – “Torino Metro Line 1 extension: working solutions”, Proceedings of ITA-WTC Congress, Naples, May 03-09, 2019.

[3]. C.S. Covil, A.E. Skinner – “Jet-grouting: a review of some of the operating parameters that form the basis of the jet-grouting process”, Proc. of the conf. organized by the Institution of Civil Engineers, Thomas Telford, London, UK, 605-627, 1994.

La seconda parte dell’articolo è pubblicata sul fascicolo n° 151 Gennaio/Febbraio 2022 e sarà online a partire da mercoledì 16 Marzo 2022.

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