GALLERIE IN ROCCIA
Metodologie realizzative
Breve resoconto sulla visita tecnica del 23/24 novembre 2012
Galleria di base del Brennero (BBT)
Condotta forzata centrale idroelettrica Kaunertal
ing. Laura Sattolo
COMMISSIONE GEOTECNICA
ORDINE DEGLI INGEGNERI DELLA PROVINCIA DI UDINE
DICEMBRE 2012
VISITA TECNICA
PREMESSE
Alla fine del mese di novembre, i membri della Commissione Geotecnica
hanno avuto l’occasione di visitare due cantieri in cui vengono realizzate
gallerie in roccia.
Nello specifico:
23 novembre - galleria di base del Brennero (realizzata dalla BBT SE);
cunicolo Aica - Mules;
finestra di Mules;
cantiere di Wolf e deposito di Padastertal.
24 novembre - condotta forzata centrale idroelettrica Kaunertal (realizzata dalla TIWAG).
centrale idroelettrica Kaunertal;
gallerie di accesso realizzate con metodo tradizionale;
imbocco galleria della condotta forzata da realizzare con TBM.
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VISITA TECNICA
PREMESSE
Inoltre, c’è stata la possibilità di vedere alcune applicazioni di traverse
realizzate con tubolari elastomerici riempiti d’acqua.
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METODOLOGIE REALIZZATIVE
METODO TRADIZIONALE
Realizzazione dello scavo mediante l’utilizzo di esplosivo.
Ogni esplosione (volata) viene eseguita con la tecnica dei micro-ritardi,
facendo brillare le mine partendo dal centro verso l’esterno.
Preparazione automatizzata dei fori destinati ad
accogliere le cariche di esplosivo, con l'ausilio di
un carro jumbo.
http://www.ltf-sas.com/pages/articles.php?art_id=570
La scelta degli schemi delle volate (fori paralleli o fori inclinati) ed il
quantitativo di esplosivo da utilizzare influiscono enormemente sulla
produzione.
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METODOLOGIE REALIZZATIVE
METODO TRADIZIONALE
Prima di ogni esplosione, se necessario, si può consolidare l’area da scavare
(ad es. ombrello di infilaggi se il terreno è incoerente).
Dopo l’esplosione, una volta ripulito il fronte di scavo dai detriti, si procede
alla messa in sicurezza e stabilizzazione dell’area utilizzando, ad esempio:
chiodature e tiranti;
rete e betoncino;
centine;
etc.
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METODOLOGIE REALIZZATIVE
METODO MECCANICIZZATO
Realizzazione dello scavo mediante l’utilizzo di macchine dotate di frese (TBM
– Tunnel Boring Machine).
Le TBM possono essere:
aperte (scavo e avanzamento tramite gripper che spingono in direzione
ortogonale alla macchina);
scudate (scavo e avanzamento tramite martinetti longitudinali che
spingono su conci in c.a. precedentemente posati);
doppio scudate (entrambi i sistemi).
TBM doppio scudata
1 Scudo protettivo
2 Testa di scavo (dischi)
3 Gripper
4 Martinetti longitudinali
5 Conci
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METODOLOGIE REALIZZATIVE
METODO MECCANICIZZATO
In questo modo:
si evita, nella maggior parte dei casi, il consolidamento preventivo
dell’area da scavare;
la fasi di scavo e di rivestimento avvengono in contemporanea.
Vantaggi
Svantaggi
maggior produttività
tempistiche
(montaggio, manutenzione, fermo macchina, …)
maggior sicurezza per i lavoratori
necessità di ampi spazi per il montaggio
allontanamento immediato del materiale costi
(nolo, manutenzione, …)
di scavo (smarino)
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GALLERIA DI BASE DEL BRENNERO
IL PROGETTO
Galleria ferroviaria che collegherà Fortezza
(Italia) e Innsbruck (Austria), in sostituzione
alla linea esistente, che risale al 1867.
Caratteristiche geometriche
Lunghezza: 64 km (di cui 9 km esistenti)
Pendenza: 4,0÷6,7‰
Carico litostatico massimo: circa 1.800 m
Esecuzione: 30% in tradizionale, 70% frese
L’opera è finanziata con la partecipazione
dell’Unione Europea attraverso il bilancio delle
reti di trasporto transeuropee.
Costi preventivati1: 8.585 milioni di euro
1
inclusi rischi supposti, ma non quantificabili
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http://www.bbt-se.com/it/progetto/
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GALLERIA DI BASE DEL BRENNERO
ITER PROGETTUALE E COSTRUTTIVO
1999-2003
2003-2010
2007-2013
2011-2025
Fase I: progetto preliminare e prospezione
Fase II: progetto definitivo e valutazione dell'impatto ambientale
Fase IIa: tratti del cunicolo esplorativo
Fase III: gallerie principali
INDAGINI GEOLOGICHE ED IDROGEOLOGICHE
circa 27
circa 1.350
i chilometri complessivi dei 200 sondaggi geognostici realizzati in fase
progettuale
i piezometri all’interno dell’area di progetto monitorati ed analizzati ogni
mese
SENSIBILITÀ AMBIENTALE
Sia in fase progettuale sia in fase realizzativa si è cercato di tenere alta l’attenzione su diversi
problemi ambientali limitando il più possibile l’inquinamento idrico, atmosferico ed acustico e la
produzione di polveri, nonché tutelando la fauna e la flora autoctoni.
ORGANI DI CONTROLLO SEVERI E RIGOROSI.
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GALLERIA DI BASE DEL BRENNERO
IL PROGETTO
2 canne singolo binario e senso unico in cui si svolgerà il trasporto
ferroviario di merci e passeggeri – diametro 8,1 m – collegate
trasversalmente ogni 333 m;
1 canna (cunicolo esplorativo) - diametro 5,6 m –
posto 12 m al di sotto delle gallerie principali;
4 gallerie di accesso laterale.
http://www.bbt-se.com/fileadmin/
broschueren/2012-08/
http://www.bbt-se.com/it/home/
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GALLERIA DI BASE DEL BRENNERO
IL PROGETTO
Funzione del cunicolo esplorativo – in fase realizzativa
raccolta dati ed informazioni sulla roccia per ottimizzare i metodi di
costruzione; sul fronte di scavo vengono condotti sondaggi (φ = 14 cm;
L = 80 m) ed indagini geofisiche;
allontanamento dal cantiere del materiale
di scavo (nastro trasportatore che collega
Mules ad Aica – 10 km, per poi proseguire oltre);
drenaggio dell’acqua ipogea che si accumula
all’interno della galleria, trattata e depurata
prima dell’immissione nell’Isarco;
http://www.bbt-se.com/fileadmin/
Funzione del cunicolo esplorativo – in fase di esercizio
broschueren/2012-05/
ispezione e manutenzione, senza interferire sul traffico ferroviario;
passaggio cavi ad alta ed altissima tensione e fibra ottica.
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GALLERIA DI BASE DEL BRENNERO
LA GEOLOGIA
Rocce metamorfiche
FILLADI GNEIS
Rocce magmatiche
SCISTI GRANITO
http://www.bbt-se.com/fileadmin/
broschueren/2012-05/
http://www.bbt-se.com/fileadmin/broschueren/2012-08/
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LA GEOLOGIA
Rocce metamorfiche
FILLADI GNEIS
Rocce magmatiche
SCISTI GRANITO
LINEAMENTO PERIADRIATICO
Faglia di 700 km intersecata
dalla BBT per più di 1.000 m
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broschueren/2012-05/
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GALLERIA DI BASE DEL BRENNERO
TRATTO AICA - MULES
1°Lotto (12/2007-11/2010)
cunicolo di interconnessione eseguito con metodo tradizionale (L = 150
m);
cunicolo esplorativo Aica - Mules (φ = 6,3 m; L = 10,5 km) eseguito con
fresa TBM doppio scudata (lunghezza 134 m):
Vmed = 15-20 m/giorno; Vmax > 40 m/giorno;
accesso di Mules (φ = 11 m; L = 1.800 km; i = 10%) con metodo
tradizionale:
Vmed = 8 m/giorno (due volate).
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GALLERIA DI BASE DEL BRENNERO
TRATTO AICA - MULES
2°Lotto – Linea Periadriatica (10/2011-03/2014)
Cunicolo esplorativo
Numero: 1
Lunghezza: 1.325 m
Sezione: 27 m2
Avanzamento: 827 m (62,4%)
Galleria di collegamento
Numero: 1
Lunghezza: 419 m
Sezione: 60 m2
Avanzamento: 100%
Gallerie principali
Numero: 2
Lunghezza: 1.200 m
Sezione: 60 m2
Avanzamento: 180 m (7,5%)
Cameroni Montaggio TBM
Numero: 2
Lunghezza: 180 m
Sezione: 350 m2
Avanzamento: 100%
Ramo logistico con camerone
e altre opere
Numero: 1
Lunghezza: 647 m
Sezione: 40-160 m2
Avanzamento: 100%
http://www.bbt-se.com/fileadmin/broschueren/2012-05/
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GALLERIA DI BASE DEL BRENNERO
TRATTO AICA - MULES
2°Lotto – Linea Periadriatica (10/2011-03/2014)
Camerone montaggio TBM
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GALLERIA DI BASE DEL BRENNERO
CANTIERE DI WOLF E DEPOSITO PADASTERTAL
1°Lotto – Cantiere di Wolf (2011-2012)
Deposito
Val Padaster
Galleria Padastertal
Lunghezza: 702 m
Sezione: 84 m2
Pendenza: 8%
Avanzamento: 100%
http://www.brennerbahn.eu/uploads/media/Transfer_01_01.pdf
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Galleria Saxen
Lunghezza: 1.003 m
Sezione: 65 m2
Pendenza: 10%
Avanzamento: 100%
Galleria di accesso
Lunghezza: 200 m
Sezione: 104 m2
Pendenza: 10%
Avanzamento: 100%
DICEMBRE 2012
GALLERIA DI BASE DEL BRENNERO
CANTIERE DI WOLF E DEPOSITO PADASTERTAL
Deposito Val Padaster
Lunghezza: 1.400 m
Larghezza max: 300 m
Altezza max: 85 m
Volume: 7,7 mil m3
(45% del volume di deposito
complessivo ≅ 17 mil m3)
scotico dell’area di deposito;
deviazione in galleria di corso d’acqua;
controlli sul materiale di scavo;
stoccaggio del materiale di scavo opportunamente costipato;
ripristino dello strato vegetale e piantumazione con specie locali.
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CENTRALE IDROELETTRICA KAUNERTAL
STATO DI FATTO
La centrale idroelettrica di Kaunertal è stata costruita tra il 1961 e il 1964 ed è
uno dei più grossi impianti di produzione di energia idroelettrica di tutta
l’Austria.
Dati tecnici principali
Bacino di utenza: 279 km2
Portata: 54 m3/s
Salto: 793 - 895 m
Condotta: 13,0 (bassa pendenza)+1,9 km
Turbine: 5 (doppie) Pelton
Produzione media annua: 661 GWh
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CENTRALE IDROELETTRICA KAUNERTAL
IL PROGETTO
E’ prevista la realizzazione di:
una nuova condotta (φ = 5,54 m; L = 1,4 km) all’esterno dell’area di frana;
un nuovo serbatoio piezometrico.
TIWAG
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CENTRALE IDROELETTRICA KAUNERTAL
LA GEOLOGIA
fillade nero grigiastra e fillade cloritica;
materiale di faglia coesivo;
materiale di faglia incoerente.
METODI REALIZZATIVI
metodo tradizionale per il cunicolo di accesso;
metodo meccanicizzato (TBM doppio scudata)
per la galleria della nuova condotta.
Dati caratteristici TBM
Velocità media: 18-20 m/giorno;
Montaggio: 5-6 mesi;
Lunghezza treno: 80 m.
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Cunicolo di accesso
Conci in c.a. per il rivestimento (con TBM)
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CENTRALE IDROELETTRICA KAUNERTAL
MONTAGGIO TBM (T
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IWAG)
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CENTRALE IDROELETTRICA KAUNERTAL
INTERNO DELLE GALLERIE E MESSA IN ESERCIZIO TBM (T
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IWAG)
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CENTRALE IDROELETTRICA KAUNERTAL
FORNITURA E POSA DELLA CONDOTTA (A
RGE KOPS, KOPS II)
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RINGRAZIAMENTI …
… l’ing. Giovanni Puntel
(vice
coordinatore
della
Commissione
Geotecnica)
per l’organizzazione
… gli ingg. Andrea Lussu e
Sergio Marchiori (BBT SE) e
l’ing. Hans Puntel (TIWAG)
per la disponibilità ed il
supporto tecnico fornitoci.
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