Edilizia

Titolo: Scavo meccanizzato. Opere sotterranee e gallerie
Autore: Maurizio Tanzini
Editore: Dario Flaccovio Editore s.r.l.
Pagine: 230
Anno: 2008
Prezzo (di copertina): 38,00 Euro

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La necessità di adeguare le infrastrutture alle future esigenze, in modo particolare per quanto concerne la rete ferroviaria, fa sì che le gallerie e le opere sotterranee avranno sempre maggiore importanza nello sviluppo di tali infrastrutture sia nei centri urbani, per rendere compatibile lo sviluppo con la qualità della vita, sia nei lunghi tracciati stradali e ferroviari, dove la costruzione di gallerie di valico molto più lunghe può facilitare i percorsi di accesso, riducendo i tempi di percorrenza e incrementando la capacità di trasporto.
Nell'ambito delle gallerie lo scavo meccanizzato, particolarmente ideale e competitivo rispetto allo scavo in tradizionale per gallerie di lunghezza superiore ai 2-3 km, ha compiuto prodigiosi progressi per quanto riguarda lo scavo sia nei terreni sia nelle rocce con la messa a punto di una vera e propria nuova generazione di TBM che permettono di adattarsi a condizioni di terreno e di roccia assai variabili presenti lungo il tracciato della galleria.

La presente pubblicazione si prefigge di illustrare tutte le diverse TBM oggi disponibili per lo scavo sia in roccia sia in terreni, illustrando gli aspetti fondamentali per la loro corretta scelta, sulla base delle condizioni geologiche, idrogeologiche e delle proprietà geotecniche dei materiali.
Sono inoltre analizzati tutti gli aspetti critici per la progettazione di una TBM in ammassi rocciosi, incluse le formazioni spingenti, e nei terreni con particolare riferimento agli scavi nelle aree metropolitane caratterizzate da basse coperture e dalla necessità di non arrecare alcun danno strutturale agli edifici e ai manufatti presenti in superficie.

Il volume riporta alcuni interessanti esempi di opere realizzate mediante fresatrici a piena selezione e, in appendice, è riportata una descrizione dei lavori di realizzazione della galleria di base del San Gottardo che, con i suoi 57 km, una volta terminata la costruzione, sarà la galleria ferroviaria più lunga al mondo. Tale costruzione costituisce un esempio di come deve essere impostato l'iter progettuale di un'opera in sotterraneo per ottenere il necessario consenso delle comunità locali, per la corretta gestione dell'appalto e della costruzione da parte del committente, e per il conseguente rispetto dei tempi e dei costi di costruzione. Nelle altre appendici sono discussi alcuni aspetti particolari che hanno comunque rilevanza nella progettazione di uno scavo in sotterraneo.


INDICE
PREFAZIONE

1. INTRODUZIONE

2. SCAVO MECCANIZZATO CON TBM A PIENA SEZIONE IN AMMASSI ROCCIOSI
TBM aperta a semplice schema di grippers  - TBM aperta a doppio schema di grippers - TBM monoscudo - TBM a doppio scudo - Le TBM della Robbins - TBM della Herrenknecht per rocce dure - Sistema di backup - Utensili di scavo - Terminologia

3. SCAVO MECCANIZZATO CON TBM A PIENA SEZIONE NEI TERRENI
Tipi di macchine - Scelta fra scudi a contropressione di fango (STMS) e a contropressione di terra (EPBS)

4. PROGETTAZIONE DELLE TBM IN AMMASSI ROCCIOSI
Modelli di previsione della prestazione di frese a piena sezione - Sistemi di sostegno e rinforzo - Indagini in corso d'opera

5. PROGETTAZIONE DELLE TBM IN TERRENI

6. PROGETTAZIONE DELLE TBM IN ROCCE SPINGENTI E COLLASSANTI
Schematizzazione del fenomeno del rilascio di materiale (loosening) - Schematizzazione del comportamento spingente (squeezing) dei terreni e delle rocce

7. ESEMPI DI SCAVI CON TBM
Lo scavo della galleria di Evinos-Mornos - La galleria idraulica della Val Viola - La galleria ferroviaria di Abdalasjis

8. SCAVI MECCANIZZATI PER SOTTOSERVIZI (TECNOLOGIE TRENCHLESS O NODIG)
Perforazione guidata (HDD = Horizontal Directional Drilling) - Microtunneling, spingitubo

9. BIBLIOGRAFIA

10. APPENDICE A - LA GALLERIA DI BASE DEL SAN GOTTARDO
Introduzione - L'iter progettuale - Aspetti e problematiche di cantierizzazione - Problematiche di scavo - Organizzazione del lavoro - Soluzioni progettuali - La sicurezza in galleria - Rispetto dell'ambiente - Stato di avanzamento dei lavori

11. APPENDICE B - INTERAZIONE TRA GALLERIE E VERSANTI
Considerazioni generali - Interazione fra gallerie e frane - Riferimenti bibliografici

12. APPENDICE C - SCAVI PROFONDI A CIELO APERTO PER GALLERIE ARTIFICIALI E OPERE IN SOTTERRANEO
Introduzione - Metodi costruttivi - Tecnologie costruttive - Diaframmi continui - Generalità e attrezzature di scavo - Il fango da perforazione - Esecuzione del getto - I giunti - Pareti gettate prefabbricate - Paratie di pali - Paratie di micropali - Paratia in jet-grouting - Paratia con palancole - Controllo della falda - Riferimenti bibliografici

13. APPENDICE D - PROGETTO E VERIFICA DEI RIVESTIMENTI
Introduzione - Determinazione della pressione agente sul rivestimento mediante formule di tipo empirico - Determinazione del carico attivo verticale - Determinazione della forza di sollevamento in arco rovescio - Determinazione del carico attivo orizzontale - Determinazione dello stato di sollecitazione del rivestimento - Soluzioni analitiche in forma chiusa - Metodo delle reazioni iperstatiche - Richiami di scienza e tecnica delle costruzioni - Geometria delle masse, momento statico e momenti del secondo ordine - Flessione semplice, compressione o trazione e flessione - Metodo delle tensioni ammissibili - Stati limite ultimi e di esercizio - Verifiche strutturali delle sezioni - Prerivestimento - Rivestimento definitivo - Analisi del rivestimento in condizioni sismiche - Calcestruzzi e calcestruzzi proiettati per i rivestimenti delle gallerie - Rivestimenti in calcestruzzo - Cementi - Inerti - Acqua, armatura e impasti - Consistenza (slump test) - Caratteristiche di resistenza - Prescrizioni per la durabilità dei calcestruzzi - Classi di esposizione ambientale - Requisiti minimi delle miscele in funzione del loro campo di impiego - Copriferro - Calcestruzzi esposti ad attacco chimico (resistenza al dilavamento) - Attacco chimico da parte dei solfati - Reazioni alcali-aggregato - Esempio di specifica tecnica per rivestimenti in calcestruzzo - Calcestruzzo proiettato - Riferimenti bibliografici


Maurizio Tanzini
Anno di nascita: 1955.
Laueato in Ingegneria Civile, sezione edile, indirizzo strutturista, conseguita presso il Politecnico di Milano il 1° Febbraio 1980.
Ha lavorato in società di ingegneria specializzate nella progettazione di infrastrutture (strade, ferrovie, porti, canali, centrali, gallerie, opere in sotterraneo, ecc.) ed impianti idroelettrici. Project Manager e Responsabile dei Servizi Geotecnici di società di ingegneria. Come ingegnere civile e geotecnico ha partecipato a numerosi studi preliminari e di fattibilità, progetti esecutivi e costruttivi relativamente ad impianti termici, geotermici, idroelettrici, ad opere in sotterraneo, a strade e linee ferroviarie. Nei primi anni 1990 è stato responsabile dei servizi geotecnici di una importante società di ingegneria italiana che operava non solamente in Italia ma in tutto il mondo, occupandosi di progetti di grandi opere nelle quali la componente geologico - geotecnica era prevalente. I seguenti aspetti sono stati più frequentemente sviluppati nell'ambito dei progetti: valutazione di siti, programmazione di indagini in sito e di laboratorio con relative specifiche tecniche, progettazione di dighe in materiale sciolto, progettazione geotecnica delle fondazioni di insediamenti civili ed industriali, progetti di interventi migliorativi delle caratteristiche dei terreni, progettazione geomeccanica di gallerie ed opere in sotterraneo, analisi di stabilità di pendii e scarpate ed interventi di consolidamento degli stessi, progetto di sistemi di strumentazione e monitoraggio del comportamento delle strutture, assistenza specialistica geotecnica alla Direzione Lavori. Nella seconda parte degli anni 1990 si è inoltre occupato degli aspetti geotecnici relativi alla progettazione delle tratte ferroviarie italiane ad Alta Velocità, in modo particolare per le tratte Roma - Napoli,  Bologna - Firenze, Milano - Genova, Milano - Bologna e Novara - Torino, collaborando con la società di ingegneria, delle Ferrovie dello Stato, Italferr S.p.A.