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Soluzioni innovative per il tunnel di Stans

Trevi ha messo a punto una tecnica innovativa, e brevettata, per gli interventi che richiedono la costruzione di gallerie posizionate al di sotto della falda dei corsi d'acqua

Soluzioni innovative per il tunnel di Stans

Le 9.000 perforazioni hanno permesso la realizzazione di 6.300 colonne poste nella parte superiore del tunnel di Stans, altrettante poste nella parte inferiore del tunnel e 2.700 ai lati; portando così il numero totale di colonne a 15.300. Le colonne hanno raggiunto una profondità massima di 35 metri ed hanno consolidato 120.000 metri cubi di terreno, iniettando 210.000 metri cubi di miscela cementizia. La maggior parte delle colonne è stata realizzata con jet grouting bifluido utilizzando aria compressa ad alta pressione in modo da migliorare l’azione della miscela cementizia iniettata. Questo tipo di jetting è particolarmente adatto a terreni caratterizzati da sabbie e ghiaie, quali quelli interessati alla costruzione del tunnel di Stans.

La realizzazione del Tunnel di Stans è stata particolarmente complessa, sia per quanto attiene al trattamento del terreno con jet grouting, sia per la realizzazione dello scavo, avvenuta interamente in ambiente leggermente pressurizzato. Prima dell’inizio dei lavori sono stati realizzati campi prova in cui sono state eseguite sia colonne verticali e inclinate indipendenti con sistema monofluido e bifluido, sia colonne verticali e inclinate sovrapposte. Si è quindi provveduto alla misurazione dei diametri ottenuti e alla valutazione della resistenza delle colonne mediante l’asportazione del terreno circostante.

È stata infine condotta l’analisi della sovrapposizione con quelle adiacenti e della loro generale rispondenza alle esigenze di progetto. Per verificare poi la rispondenza di ciascun compartimento ai criteri di impermeabilità richiesti, sono state eseguite prove d’acqua per ogni compartimento. I test hanno infatti accertato che l’involucro costituito dal rivestimento tubolare e dai tamponi in jetting fosse del livello di impermeabilità richiesto (5 lt/sec. per compartimento).

In fase di esecuzione del tunnel di Stans, per maggiore stabilità complessiva e per evitare l’entrata di venute d’acqua residua, è stata utilizzata l’aria compressa. La pressione è stata adeguata in funzione della profondità sotto il livello della falda del particolare segmento in cui veniva eseguito lo scavo. Il sistema ha fatto sì che uomini e mezzi passassero attraverso una camera di decompressione, così da permettere loro di adeguarsi all’atmosfera esterna.

Come già sottolineato, l’organizzazione del cantiere e della logistica, così come l’esecuzione di tutta l’opera sono risultate particolarmente complesse. In alcuni punti le perforatrici hanno dovuto realizzare le colonne ad un solo metro di distanza dal rilevato autostradale; una condizione operativa che ha chiaramente richiesto adeguate considerazioni sul piano dell’operatività e della sicurezza. Il jetting è stato realizzato da perforatrici Soilmec CM 40, ma in corrispondenza del viadotto autostradale si sono dovute impiegare perforatrici di piccole dimensioni, in grado di operare al di sotto dell’impalcato. La grande quantità di miscela cementizia utilizzata (fino a 800 tonnellate al giorno) ha inoltre richiesto l’approntamento di un impianto di produzione di adeguate dimensioni e capacità produttive.

Il controllo qualità è stato un altro aspetto cui è stata rivolta particolare attenzione, sia in fase di progetto, sia in fase di realizzazione della maglia di jet grouting. Prima dell’inizio di lavori Trevi ha messo a punto un sistema di modellazione tridimensionale definito Trevi 3D Stans che ha permesso di valutare la sovrapposizione di ciascuna colonna con quelle circostanti. Durante le fasi esecutive l’asse delle colonne è stato invece definito all’atto del piazzamento con sistema intermetrico e monitorato nel suo andamento reale con l’ausilio del sistema Tigor. Tutti i dati sono confluiti all’ufficio tecnico e al controllo qualità. Grazie all’adozione del sistema Lutz, tutti i dati relativi ai parametri di perforazione e jetting sono stati rilevati e raccolti in un data base che è servito per la rappresentazione del lavoro eseguito.