TOTO COSTRUZIONI GENERALI

Una Margherita in galleria

La TBM sarà impiegata per lo scavo e il rivestimento dei 13,4 km della galleria Cefalù. La complessità geologica sarà risolta dalla capacità della macchina di operare alternativamente in modalità “aperta” o EPB (Earth Pressure Balance)

Sono iniziati nella mattina del 3 marzo scorso, con una cerimonia nel cantiere Toto Costruzioni Generali di Ogliastrillo, i lavori per lo scavo della Galleria Cefalù, la più estesa delle tre gallerie per il raddoppio del tratto ferroviario Cefalù/ Ogliastrillo-Castelbuono, sulla linea Palermo-Messina. L’opera rappresenta uno snodo cruciale sulla linea Palermo-Messina, voluto da Rete Ferroviaria Italiana (RFI) su progetto di Italferr per liberare la costa di Cefalù dalla presenza del tracciato ferroviario in superficie. Si tratta di un tratto di ferrovia da 12,3 km in variante su doppio binario e quasi interamente sotterraneo, con due fermate di cui una sotterranea, per un valore di oltre 374 milioni e appaltato ad un’ATI che vede come capogruppo Toto Costruzioni Generali.

Il tratto in variante Cefalù/Ogliastrillo-Castelbuono prevede lavori per la realizzazione di tre gallerie naturali di linea: la più lunga è la galleria Cefalù, a doppia canna a singolo binario dello sviluppo di circa 6,7 km per canna, realizzata con la tecnica dello scavo meccanizzato. Seguono la galleria Sant’Ambrogio, a singola canna a doppio binario lunga circa 4 km, e la galleria Malpertugio a singola canna a doppio binario lunga 180 m circa, entrambe scavate con metodo tradizionale. Tra la galleria Cefalù e la galleria Sant’Ambrogio, la nuova linea esce allo scoperto e scavalca due corsi d’acqua (torrenti Mazzatore e Carbone) per mezzo del viadotto Carbone 1 e del viadotto Carbone 2, per poi entrare di nuovo nella galleria a doppio binario Sant’Ambrogio fino alla zona di Castelbuono. Superata la galleria Sant’Ambrogio, la linea esce allo scoperto in corrispondenza del viadotto Malpertugio, rientra nella galleria Malpertugio, per poi riuscire definitivamente allo scoperto in corrispondenza della stazione di Castelbuono.

Testa d’Ariete per le Madonie

Lunga 140 metri, con un peso di 1.650 tonnellate e una potenza totale di 5,6 MW, pari a circa 8 motori di Formula 1, la TBM (Tunnel Boring Machine) Margherita è provvista di una testa rotante di 10 metri di diametro, equipaggiata con oltre 60 utensili da scavo. avanzamento medio giornaliero di 16 metri, con punte che potranno superare i 20 metri di galleria scavata e rivestita. A questo ritmo si prevede che i lavori nella galleria si concluderanno entro novembre 2024, mentre la fine dei lavori di raddoppio della linea ferroviaria è programmata nel 2025. Per affrontare la complessa geologia delle Madonie, la TBM è stata progettata con un doppio assetto (dual mode), capace cioè di operare sia in modalità “aperta” sui fronti rocciosi, che in modalità EPB (Earth Pressure Balance) per consolidare il fronte di scavo nei terreni più cedevoli. Oltre ad abbattere i tempi di realizzazione, lo scavo meccanizzato ha il vantaggio di ridurre drasticamente i rischi per le maestranze all’interno della macchina, che operano sempre in un contesto protetto, dallo scudo della TBM o dal rivestimento già messo in opera.

Descrizione dell’opera con scavo TBM

La galleria Cefalù, composta da due tunnel di 6,7 km, costituisce la principale opera del tratto ferroviario. Rappresenta l’unica galleria del lotto che sarà realizzata mediante scavo meccanizzato con l’ausilio di una TBM (Tunnel Boring Machine) per 13,4 km complessivi di scavo e rivestimento. La Tunnel Boring Machine Margherita è stata progettata per scavare e rivestire gli oltre 13 km dei due tunnel, risolvendo la complessità geologica grazie alla capacità di operare alternativamente in modalità “aperta” o EPB (Earth Pressure Balance). Una squadra altamente specializzata di circa 100 unità lavorerà allo scavo, per lo più all’interno della TBM, in turni da 24 ore, sette giorni su sette. Il rivestimento della galleria è prodotto in un apposito impianto di prefabbricazione, costruito da Toto Costruzioni Generali in prossimità dell’imbocco della galleria lato Palermo, in località Ogliastrillo.

Una doppia modalità di perforazione

La tecnologia di scavo meccanizzato tramite TBM presenta, nel caso della tratta ferroviaria oggetto dell’opera, due differenti modalità procedurali. Per la realizzazione della galleria naturale Cefalù è previsto l’impiego della TBM Margherita con fresa “dual mode”. Questa tipologia di impiego permette - con interventi di conversione che verranno apportati in corso d’opera - di lavorare sia in modalità EPB, in caso di fronti instabili (modalità chiusa, Earth Pressure Balance), dove la stabilità è garantita dallo stesso materiale scavato e condizionato mediante opportuni additivi, mantenuto in pressione nella camera di scavo), sia in modalità aperta, in corrispondenza di formazioni a fronte stabile. La modalità di scavo in EPB è prevista anche nella tratta di attraversamento in sotterraneo del centro abitato di Cefalù. In questo caso, questa modalità di scavo è finalizzata a contenere entro limiti adeguatamente cautelativi l’entità dei cedimenti superficiali, a salvaguardia dell’integrità e della sicurezza dei fabbricati sovrastanti le aree interessate dallo scavo. Contestualmente all’avanzamento dello scavo, si procederà alla posa del rivestimento definitivo della galleria realizzato in anelli di calcestruzzo composti

da conci prefabbricati muniti di idonei dispositivi di connessione meccanica e di guarnizioni di tenuta all’acqua e all’intasamento (backfilling) dello spazio anulare tra estradosso del rivestimento e superficie di scavo. Lo scavo in modalità chiusa (EPB) è caratterizzato dalla circostanza che il materiale di scavo, opportunamente condizionato, contenuto nella cosiddetta camera di scavo (zona della macchina compresa

tra la testa fresante e la parete metallica retrostante), sia mantenuto in pressione, attraverso la regolazione coordinata dei vari parametri di funzionamento della macchina, in modo da controbilanciare la pressione esercitata dall’ammasso sul fronte di scavo. Lo scavo viene eseguito da una fresa che è progettata in funzione delle caratteristiche litostratigrafiche e di tracciato della galleria. La testa fresante è legata alle caratteristiche geomeccaniche degli ammassi attraversati nello scavo e il materiale di smarino viene estratto attraverso una coclea (scavo in modalità EPB) o attraverso nastro (scavo in modalità aperta); entrambi prelevano il materiale dalla camera di scavo appena dietro la testa fresante - nella parte inferiore, se si utilizza la coclea, nella parte centrale in caso di utilizzo del nastro. L’allontanamento, lungo il back up della macchina, del materiale scavato, avviene mediante un nastro trasportatore dotato di sistemi per la pesatura che verificano la congruità tra il quantitativo teorico di materiale scavato corrispondente all’avanzamento dello scavo e il volume effettivamente evacuato. Il nastro trasportatore, installato sul back-up trasferisce il materiale, per l’allontanamento

attraverso la galleria già scavata, fino a un secondo sistema di nastri installato lungo il paramento della galleria. Per garantire la funzionalità del sistema di guida della testa rotante, il cuscinetto che realizza l’accoppiamento della testa rotante con il resto della macchina deve essere costantemente lubrificato e protetto, sia in modalità di scavo “aperta” sia in caso di modalità di scavo EPB, dal rischio di ingresso di materiali scavati. Un risultato che si ottiene attraverso l’opportuna configurazione della guarnizione di tenuta del cuscinetto e attraverso l’iniezione in pressione, nelle apposite camere al suo interno, del grasso lubrificante e del grasso di tenuta; entrambi vengono costantemente rilasciati dalla macchina, anche se in quantità modeste, all’interno della camera di scavo, miscelandosi con il terreno scavato. Lo spazio anulare tra il profilo dello scavo e l’estradosso degli anelli di rivestimento deve essere riempito durante la fase di avanzamento con miscele cementizie con o senza previo intasamento con inerti granulari (pea gravel). Nel caso di semplice intasamento con miscele cementizie (malte o boiacche bicomponenti), l’intasamento avviene per iniezione da appositi ugelli opportunamente collocati all’estremità posteriore della coda della macchina. Per lo scavo in modalità EPB, è necessario conferire al materiale scavato una consistenza che lo renda idoneo al trasferimento della pressione di bilanciamento al fronte. Questo obiettivo si raggiunge trattando il materiale con appositi additivi - immessi, attraverso opportuni impianti di distribuzione che terminano in ugelli distribuiti strategicamente in più punti della macchina (sulla testa fresante, nella camera di scavo, lungo la coclea) - miscelati all’ammasso, normalmente con aggiunta di acqua, per conferire al materiale quelle caratteristiche meccaniche e reologiche che ottimizzano i parametri dello scavo. Gli additivi di uso più generalizzato sono costituiti da composti schiumogeni a base di tensioattivi e polimeri ma può essere opportuno o necessario l’impiego di polimeri con varie funzioni in relazione alle caratteristiche dell’ammasso (esiste al giorno d’oggi un’ampia gamma di prodotti “specializzati”) piuttosto che di bentonite. La prima iniezione di additivi (normalmente sotto forma di schiuma) avviene attraverso gli ugelli collocati sulla testa fresante che ruotando provoca il mescolamento del fluido all’interno del terreno e forma sul fronte uno strato di terreno parzialmente trattato (cake). Il materiale fresato passa attraverso le aperture della testa e cade all’interno della camera di scavo detta “camera in pressione”, nella cui parte inferiore è installata la coclea. La camera di scavo è dotata di ugelli per continuare il condizionamento del terreno e di barre fisse per il mescolamento ed omogeneizzazione dell’impasto. I martinetti di avanzamento che agiscono sul rivestimento prefabbricato, attraverso il diaframma in pressione, scaricano la spinta sul materiale fluidificato, posto all’interno della camera, che reagirà in modo idrostatico trasferendo la pressione sul fronte di scavo. Una serie di sensori di pressione controlla che la pressione della camera di scavo rimanga entro limiti predeterminati e calcolati sulla base del carico del terreno sul fronte. Il materiale della camera di scavo viene estratto da una coclea a vite a velocità regolabile in modo che il volume sia equivalente a quello che entra attraverso la testa fresante con la conseguenza, quindi, di mantenere costante la pressione nella camera di scavo.

Sollevamento | Trasporti Eccezionali | Movimentazione Industriale e Portuale

Sollevamento | Trasporti Eccezionali | Movimentazione Industriale e Portuale

è la più importante e diffusa rivista italiana dedicata a gli operatori del vasto e articolato comparto del sollevamento, della movimentazione industriale e portuale e dei trasporti eccezionali.

Visitate www.sollevare.it, il Portale Italiano per il Sollevamento, la Movimentazione Industriale e Portuale e il Trasporto Pesante The Leading Italian Magazine and Website for the Lifting, Industrial & Port Handling and Heavy Transport Markets

La Rivista “Sollevare” è edita da Mediapoint & Exhibitions s.r.l. di Genova

Anno 7 - Giugno/Luglio 2021

Sollevamento | Trasporti Eccezionali | Movimentazione Industriale e Portuale

COMPACT DESIGN POWERFUL PERFORMANCE

Visitate www.sollevare.it, il Portale Italiano per il Sollevamento, la Movimentazione Industriale e Portuale e il Trasporto Pesante The Leading Italian Magazine and Website for the Lifting, Industrial & Port Handling and Heavy Transport Markets

La Rivista “Sollevare” è edita da Mediapoint & Exhibitions s.r.l. di Genova

Anno 7 - Agosto/Settembre 2021

Sollevamento | Trasporti Eccezionali | Movimentazione Industriale e Portuale

Visitate www.sollevare.it, il Portale Italiano per il Sollevamento, la Movimentazione Industriale e Portuale e il Trasporto Pesante The Leading Italian Magazine and Website for the Lifting, Industrial & Port Handling and Heavy Transport Markets

Anno 7 - Ottobre 2021

Exhibitions s.r.l. di Genova La Rivista “Sollevare” è edita da Mediapoint &

Sollevamento | Trasporti Eccezionali | Movimentazione Industriale e Portuale

Numero speciale

Piacenza, Italy

Visitate www.sollevare.it, il Portale Italiano per il Sollevamento, la Movimentazione Industriale e Portuale e il Trasporto Pesante The Leading Italian Magazine and Website for the Lifting, Industrial & Port Handling and Heavy Transport Markets

Anno 7 - Novembre 2021

La Rivista “Sollevare” è edita da Mediapoint & Exhibitions s.r.l. di Genova

Sollevamento | Trasporti Eccezionali | Movimentazione Industriale e Portuale

by

Visitate www.sollevare.it, il Portale Italiano per il Sollevamento, la Movimentazione Industriale e Portuale e il Trasporto Pesante The Leading Italian Magazine and Website for the Lifting, Industrial & Port Handling and Heavy Transport Markets

Anno 7 - Dicembre/Gennaio 2022

La Rivista “Sollevare” è edita da Mediapoint & Exhibitions s.r.l. di Genova

Sollevamento | Trasporti Eccezionali | Movimentazione Industriale e Portuale Cranes & Access | Heavy Transport | Industrial & Port Handling

THE UTILITY CONSTRUCTION SHOW

www.pgexpo.eu

8-10 Giugno 2022 Piacenza

www.hydrogen-expo.it

Per informazioni sulla Vostra pubblicità info@sollevare.it Fondazioni, Perforazione Pozzi, Gallerie, Geotecnica, Industria Estrattiva-Mineraria

Visitate www.sollevare.it, il Portale Italiano per il Sollevamento, la Movimentazione Industriale e Portuale e il Trasporto Pesante The Leading Italian Magazine and Website for the Lifting, Industrial & Port Handling and Heavy Transport Markets

Anno 8 - Febbraio/Marzo 2022

Cranes & Access | Heavy Transport | Industrial & Port Handling Sollevamento | Trasporti Eccezionali | Movimentazione Industriale e Portuale

La Rivista “Sollevare” è edita da Mediapoint & Exhibitions s.r.l. di Genova