GEOLSA

La barra dell’impermeabilità

Per il risanamento di una galleria della Metropolitana di Milano interessata dalla risalita della falda, l’implementazione della tecnica basata sull’impiego di barre autoperforanti e di resina ibrida è risultata decisiva nella riduzione drastica delle venute d’acqua e nella ricostituzione dell’arco rovescio

Nella rete infrastrutturale che riguarda la Metropolitana di Milano, a partire dal 1999, la galleria a binario dispari della tratta Piola-Lambrate della linea M2 è stata interessata da problemi di infiltrazione d’acqua legati all’innalzamento della falda. Nel 2011 è stato dato corso al progetto di consolidamento e impermeabilizzazione definitivo, quando la portata drenata era di circa 200 m3/h. Nel 2015, a inizio lavori, la portata era aumentata a 600 m3/h (Figura 1). La fase I del proget-

to - conclusa nel 2016 - aveva il duplice scopo di ridurre in modo drastico le venute d’acqua in galleria e di ricostruire al meglio l’arco rovescio, pesantemente ammalorato, assicurando al contempo la stabilità della galleria tramite tirantature. Gli interventi effettuati in questa prima fase hanno riguardato diverse operatività che riportiamo di seguito. Innanzitutto, l’esecuzione di barre di ancoraggio autoperforanti Arco (R32x5,2, L=6 m) sui piedritti e in arco rovescio. In secondo luogo, l’esecuzione di iniezioni

Sintesi degli elementi utilizzati

Rinforzo del piedritto - barra autoperforante R32. Funzione e vantaggi di utilizzo: • Contrasto alla chiusura del cavo • Alleggerimento degli sforzi sull’arco rovescio • Perforazione sotto ballente idraulico senza l’ausilio del preventer

Iniezioni in arco rovescio sotto battente idraulico - barra autoperforante valvolata R38. Funzione e vantaggi di utilizzo: • Esecuzione dell’iniezione selettva ed anche ripetuta a differenti profondità • Perforazione sotto battente idraulico senza l’ausilio del preventer

Iniezioni in arco rovescio sotto battente idraulico - Webac, miscela ibrida HIS (Hybrid Injection System). Funzione e vantaggi dell’utilizzo di resina ibrida: intasamento delle fessure di manufatti sotto battente idraulico, in presenza di abbondanti flussi d’acqua; regolazione del tempo di presa della miscela cementizia, dosando opportunamente il rapporto tra la resina e la miscela cementizia; utilizzo di un solo tubo per l’iniezione combinata nel terreno di miscela cementizia e resina, previa miscelazione dei prodotti mediante un connettore a V.

con miscela cementizia c/a=2, mediante tubo monovalvola in PVC con otturatore in gomma. Constatato l’abbondante flusso d’acqua in fase di perforazione (Figura 2) e la difficoltà nell’utilizzare il preventer, l’impresa ha modificato il progetto, che prevedeva l’uso di tre tubi monovalvola tra loro collegati, riducendo il diametro di perforazione da 100 mm a 51 mm, al fine di ridurre l’afflusso d’acqua. Questa variante ha comportato maggiori difficoltà nel controllare il tempo di presa della miscela (che spesso rientrava attraverso le fessure tra arco rovescio e piedritti, in assenza di sigillazione. In terzo luogo, si è proceduto alla realizzazione di barre autoperforanti (R32x6, L= 1 m) di collegamento tra arco rovescio e getto di regolamento. La fase II ha contemplato iniezioni sul consolidamento del terreno intorno alla galleria, con lo scopo di creare un guscio continuo che assicurasse l’impermeabilità e la statica della galleria stessa (Figura 3). Il progetto prevedeva di realizzare i consolidamenti in arco rovescio dall’interno della galleria, ipotizzando la chiusura totale della linea per due mesi. Per entrambi gli interventi, da piano strada e da galleria, era previsto l’utilizzo di tubi a manchette in PVC e l’iniezione di miscele cementizie e silicatiche. A seguito della pandemia da Covid-19 le condizioni

Figura 3 Figura 1

Figura 2

operative, tuttavia, sono variate, consentendo lo svolgimento dei lavori soltanto in sessione notturna.Questo fatto ha reso difficile poter operare con la tecnologia tradizionale che prevede l’esecuzione di perforazioni rivestite, l’inserimento dei tubi a manchette e la realizzazione della guaina. Quindi, la proposta è stata quella di utilizzare barre autoperforanti valvola del tipo R38x5,2. Inoltre, a causa dei rientri ancora presenti in arco rovescio, sono state eseguite delle iniezioni di “confinamento” con miscela ibrida HIS; questa, facendo presa più rapidamente della miscela cementizia da sola, ha intasato le riprese di getto (Figura 4). Le iniezioni da strada sono state portate a termine secondo le specifiche di progetto, permeando il terreno al contorno di piedritti e calotta.

Figura 4

Ing. Antonella Antonelli di MM Ingg. Antonio Romano e Pietro Antonacci di ATM “Permeation grouting and consolidation works to solve flooding” presentato al WTC 2019 a Napoli

The waterproof bar

Since 1999, the uneven track tunnel of the M2 line (Milan Underground) between Piola and Lambrate stations, has been affected by water inflows, related to the water table raising. In 2011, the final consolidation and waterproofing project was launched, when the inflow was about 200 m3/h. In 2015, while starting the works, it had increased to 600 m3/h. Phase I, ended in 2016, had the dual purpose of drastically reducing the water inflow and of restoring the heavily damaged inverted arch in the best possible way while ensuring the stability of the tunnel by means of tie rods. The interventions carried out in this first phase were as follows: 1) Execution of self-drilling anchor bars Arco (R32x5,2, L=6 m), on the side walls and in the inverted arch; 2) Execution of cement grouting with cement mix c/w=2, using single valve pipes with rubber obturator. Verified the copious water inflow during the drilling phase and the difficulty of using the preventer device, the Company modified the project that entailed the use of three interconnected single valve hoses, decreasing the drilling diameter from 100 mm to 51 mm in order to reduce the water inflow. This variant, however, entailed greater difficulties in controlling the setting time of the mixture that often seeped through the gaps between the inverted arch and the side walls, without sealing them; 3) Execution of R32x6 self-drilling bars, L=1 m to connect the inverted arch and the regulation casting. Phase II, now almost completed, entailed soil consolidation grouting around the tunnel, with the aim of creating a continuous shell that would ensure the water tightness and statics of the tunnel itself in the long term. The project entailed executing the reinforcements in the inverted arch from inside the tunnel, assuming the total closure of the line for two months. For both operations, from the surface e from the inside of the tunnel, the use of T.A.M. and permeation grouting with cement and silicate mixtures were considered. Due to the Covid-19 pandemic, however, the operative conditions changed so that it was only possible to carry out the work at night. This limit made it difficult to operate with the traditional technology because there was not enough time to execute the drilling with casing, the subsequent insertion of the sleeved pipes and the realization of the sheath. Therefore, the use of valved self-drilling bars R38x5,2 type was proposed. Furthermore, due to abundant inflow still present in the inverted arch, “confinement” grouting was carried out, by injecting a hybrid cement and resin mixture (HIS) that sets more rapidly than the sole cement grouting, thus clogging up the casting joints. External grouting was carried out according to the project specifications regularly permeating the ground around the slide walls and crown.