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Le nuove gallerie di Novilara sulla A14

Progettazione in corso d'opera e realizzazione - SECONDA PARTE -

Le nuove gallerie di Novilara sulla A14

Gli interventi in superficie hanno riguardato la “cucitura armata” del terreno portato a rottura dai fenomeni sopra descritti, mediante l’esecuzione di micropali opportunamente inclinati solidarizzati in testa da un solettone in cls armato. Tale intervento ha avuto contemporaneamente la funzione di consolidamento definitivo delle porzioni superficiali del terreno e di riomogeneizzazione delle porzioni di ammasso detensionate con quelle rimaste in assetto tensionale naturale, di modo da evitare ulteriori fenomeni di detensionamento che avrebbero provocato un incremento dei carichi agenti sul fronte di scavo e sui rivestimenti.

La presenza su buona parte della sezione di scavo dei limi argillosi (dt) e la loro persistenza nei successivi metri di avanzamento delineata dalle indagini integrative hanno portato a proporre una variazione tecnologica a livello del cavo che eliminasse la problematica riscontrata, anche in funzione del successivo sottoattraversamento dell’ultimo edificio della tratta.

Quanto proposto si è concentrato su un aumento di prestazionalità degli interventi al contorno e nello specifico si sono suggeriti elementi metallici autoperforanti jet-iniettati a medio-alta pressione (40 bar) con miscela cementizia espansiva. L’impiego di tale metodo ad alta prestazionalità ha permesso di ottenere a livello di presostegno un volume di terreno ricompresso e cementato con buone caratteristiche meccaniche, eliminando direttamente ogni problematica di perdita di volume per chiusura dei fori di perforazione.

Tale intervento ha permesso di eliminare completamente il preconsolidamento al contorno del cavo eseguito mediante VTR, riducendo di molto le tempistiche di esecuzione di ogni singolo campo di consolidamento. La variazione tecnologica sopra descritta è risultata l’elemento chiave che ha garantito la sicurezza in avanzamento e la velocizzazione delle attività in un contesto di criticità geotecnica.

Le litologie presenti e la presenza di preesistenze ha imposto una veloce chiusura della sezione, nonostante livelli di convergenza mai superiori ai 4 cm. Il vincolo di getto dell’arco rovescio è stato pertanto portato al massimo a 18 m dal fronte mentre la calotta è stata gettata entro i 3D dal fronte (54 m).

Presso questo imbocco quindi i principali adeguamenti progettuali hanno riguardato il cambio tecnologico a livello di presostegno, con l’eliminazione definitiva del preconsolidamento al contorno, e un allungamento del campo di scavo da 6 a 10 m. 

In virtù di tali variazioni i rate produttivi della sezione sono saliti da 0,40 m/g sino a 0,70 m/g con punte sino a 0,75 m/g. La nuova sezione ha inoltre garantito una riduzione della permeabilità. Durante il prosieguo degli avanzamenti non si sono più registrate problematiche deformative in superficie (con livelli entro le previsioni progettuali), con convergenze sempre contenute entro i 3 cm ed estrusioni massime di 3 cm.

La modifica della via d’esodo

Il progetto esecutivo prevedeva l’esecuzione al di sotto del piano viabile di una via d’esodo gettata interamente in opera. Nello specifico, la struttura è costituita da quattro pilastrate continue, armate e gettate in opera con successiva posa di predalles autoportanti in fase di getto della soletta superiore su cui si appoggia il pacchetto stradale del piano viabile.

Nel rispetto delle Normative nazionali sulla sicurezza (DM 05/06/2001 e D.Lgs. n° 264 del 05/10/2006) sono previsti quattro accessi al cunicolo di fuga posti a un’interdistanza massima non superiore a 300 m oltre agli ulteriori adempimenti sulla sicurezza al fuoco corredati da idonei dispositivi atti ad impedire la propagazione dei fumi e dell’energia termica all’interno delle vie di fuga. L’intera struttura presenta un grado di compartimentazione REI120.

I materiali utilizzati in p.e. prevedono l’uso di calcestruzzo con Rck minima 40 MPa e classe di esposizione XC4, con barre in acciaio ad aderenza migliorata FeB44k e copriferro 2,5 cm. Lo spessore della soletta superiore è pari mediamente a 0,50 m.

La porzione sottostante il piano viabile comprende inoltre due cunicoli di servizio esterni alla via d’esodo utilizzabili a scopo di controllo/deposito o alloggiamento di alcuni cavidotti secondari.

In relazione all’ottenimento di una maggiore facilità di esecuzione tesa al raggiungimento di un risultato maggiormente omogeneo in termini prestazionali, si è proposta una diversa soluzione per l’esecuzione del piano viabile in galleria. Sostanzialmente, la proposta ha riguardato l’utilizzo intensivo della prefabbricazione, che genera nel contempo un aumento di prestazionalità e una maggiore omogeneizzazione del risultato, con una maggiore velocità di esecuzione e posa in opera. Le carpenterie e le geometrie sono rimaste invariate.

La struttura di sostegno del piano viabile è composta da due pilastri centrali innestati con tirafondi precedentemente annegati nel getto dell’arco rovescio. I supporti laterali sono invece gettati in opera ed innestati in arco rovescio mediante elementi “stabox”. Lo spessore della soletta superiore è pari mediamente a 0,4 m.

A livello di materiali utilizzati i calcestruzzi delle porzioni prefabbricati presentano una classe di resistenza C40/50 mentre i ferri di armatura sono del tipo B450C: pertanto, la porzione prefabbricata risulta complessivamente più performante di quanto previsto in p.e..

Nella sostanza, il risultato finale garantisce le performance previste dal p.e. in parte migliorandole e facilita le attività di costruzione contribuendo a una maggiore omogeneizzazione del risultato, limitando notevolmente le imperfezioni derivanti dalla costruzione in opera.

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Le nuove gallerie di Novilara sulla A14

Progettazione in corso d'opera e realizzazione - PRIMA PARTE -

Le nuove gallerie di Novilara sulla A14

La principale variazione progettuale studiata in questa tratta, applicata successivamente anche presso l’imbocco Sud, ha riguardato l’eliminazione delle iniezioni valvolate previste per i vtr al contorno, a seguito di alcune criticità emerse. Durante il campo prova previsto per tarare i volumi e le pressioni di iniezione è infatti emersa la scarsa iniettabilità del deposito, derivante principalmente da una scarsa permeabilità.

La granulometria del deposito era infatti ascrivibile ad una sabbia fine con rilevante percentuale di limo. La diretta conseguenza della scarsa iniettabilità del deposito si è concretamente evidenziata con fenomeni di claquage in fase di iniezione e conseguenti distribuzioni disomogenee della miscela, nonostante l’utilizzo di basse pressioni e portate.

Per approfondire la questione è stato effettuato un ulteriore campo prova minimizzando pressioni e portate di iniezione, valutando successivamente, mediante prove in sito (DMT, prove con dilatometro Marchetti), i risultati ottenuti.

Constatato che il raggiungimento dei parametri di progetto era raggiungibile solo mediante un forte incremento del numero di passate di iniezione, collegato ad un allungamento delle tempistiche contrattuali, e che comunque si otteneva un consolidamento disomogeneo del terreno, si è approntata una diversa soluzione progettuale.

Nello specifico, preso atto dell’impossibilità di creare un’omogeneità di trattamento al contorno del cavo con l’intervento di preconsolidamento, si è optato per un aumento della prestazionalità degli elementi di presostegno (infilaggi metallici) iniettandoli con miscele poliuretaniche bicomponenti espansive atte alla creazione di un ponte continuo tra gli infilaggi.

Tale intervento ha permesso di ottenere una certa omogeneità di trattamento nell’area del presostegno demandando in parte la funzione di preconsolidamento delle sabbie agli effetti della stabilità della volta indotta dagli infilaggi metallici iniettati con le miscele bicomponenti. I tubi metallici scelti hanno diametro 139,70 mm, con spessore 10 mm.

Per garantire, invece, il necessario miglioramento delle caratteristiche meccaniche a una porzione maggiormente significativa al contorno del cavo si è scelto di intervenire sul miglioramento della connessione tra elemento in vtr e terreno utilizzando una malta espansiva con espansione volumetrica pari al 70%. Si è così garantita l’interconnessione ottimale tra terreno ed elemento andando a migliorare l’aderenza malta-terreno che di fatto poteva risultare compromessa dalle variabili intrinseche dell’intervento valvolato.

L’utilizzo di miscele fortemente espansive ha inoltre contribuito alla ricompressione del volume di terreno nelle vicinanze del foro di perforazione, fatto che è risultato significativamente importante alla luce del grande numero di fori previsto.