Nella costruzione di gallerie si differenziano due tipi di avanzamento: lo scavo tradizionale e quello meccanizzato con frese, dette anche TBM (Tunnel Boring Machine). La scelta del metodo di avanzamento dipende da diversi fattori – ad esempio la lunghezza del tratto da scavare (valutazioni economiche logistiche), il tipo di roccia che si incontra, le possibilità economiche, nonché le tempistiche di costruzione.

Giganti dell’high-tech scavano la roccia

Le TBM a sezione piena sono delle vere e proprie fabbriche mobili: scavano la roccia con una testa fresante rotante, rimuovono il materiale di scavo e mettono in sicurezza il cavo appena realizzato – con l’applicazione di ancoraggi, reti e spritzbeton, oppure con la posa di conci prefabbricati – a seconda del metodo di scavo utilizzato. Le TBM consentono un profilo di scavo preciso e offrono una maggiore protezione agli operai. L’avanzamento di una fresa può raggiungere i 40 m al giorno.

Circa il 50% della Galleria di Base del Brennero viene scavato con metodo meccanizzato. Dal 2019 saranno impiegate quattro TBM contemporaneamente.

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I metodi di scavo utilizzati per la costruzione della Galleria di base del Brennero sono di due tipi: tradizionale e meccanizzato. Ca. il 50% dell'opera viene scavato con metodo tradizionale, ovvero utilizzando esplosivi e il restante 50% viene scavato con il metodo meccanizzato, ovvero impiegando le frese.

Lo scavo tradizionale

Lo scavo tradizionale, con successivo consolidamento in calcestruzzo proiettato, rappresenta un metodo di scavo flessibile, che si rivela molto efficace in presenza di ammassi rocciosi instabili e mutevoli e in caso di geometrie delle sezioni di dimensioni variabili e complesse.

Nel caso di scavo tradizionale, le fasi lavorative e la loro successione sono consequenziali e cioè: la predisposizione dei fori, il riempimento degli stessi con esplosivo ed il successivo brillamento. Dopo l’asporto del materiale così abbattuto, si procede con il consolidamento del cavo con calcestruzzo proiettato, ancoraggi, centine metalliche e reti di armatura. Conclusa questa fase, si ricomincia con un nuovo ciclo di brillamento. A seconda delle condizioni del tratto da scavare, durante la realizzazione della Galleria di Base del Brennero, sono previsti intervalli di tempo tra le tre e le sei ore fra un brillamento e l’altro.

1. Perforazione
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1. Perforazione

Prima del brillamento delle cariche esplosive, il Jumbo esegue i fori sul fronte dello scavo, secondo uno schema prestabilito in precedenza. Più la roccia è dura, più esplosivi sono necessari.

2. Caricamento e brillamento
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2. Caricamento e brillamento

Una volta ultimati, i fori vengono riempiti di esplosivo, le micce vengono applicate sulle cariche esplosive e collegate. Le cariche non devono esplodere tutte contemporaneamente ma in successione a determinati intervalli (microritardi). Solo quando il fuochino ha appurato che in zona non vi siano persone, il brillamento viene attivato tramite il detonatore.

3. Ventilazione
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3. Ventilazione

Con il brillamento, si genera una notevole quantità di polvere mista a gas prodotti dalla combustione dell’esplosivo. Per consentire ai minatori di riprendere il lavoro nella galleria, viene pompata dall’esterno aria fresca fino al fronte, attraverso condotte di ventilazione, ovvero lunghi tubi d’acciaio o plastica, fissati sulla volta della galleria. Si crea così una sovrappressione e l’aria viziata viene spinta in direzione del portale e fuoriesce dalla galleria.

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