Prossima alla conclusione la realizzazione del tunnel di Sentvid in Slovenia
Il tunnel di Sentvid, attualmente in costruzione a Lubiana ( Slovenia) sulla futura autostrada tra il Karavanken tunnel e Obrezje, farà parte del collegamento tra la Slovenia nordoccidentale e quella sud-orientale. Collega la tangenziale di Lubiana all'autostrada verso l'Austria (vedere la cartina). Il progetto della galleria a doppia canna è composto da un tunnel principale, con sezioni in cut&cover, sezioni naturali con una, due e tre corsie e due sezioni maggiorate in corrispondenza della rampe di accesso con la Celovska Road. La geologia è caratterizzata da limi altamente tettonizzati, arenarie e detriti di faglia, spesso in disposizione caotica. Ulteriori sfide sono uno spazio molto ridotto per le due canne al portale nord e una zona di smottamento fossile al portale sud.
Introduzione
Il tunnel di Sentvid è composto da tre strutture separate, di cui le prime due sono un tunnel già esistente e una sezione in cut&cover recentemente costruita. La terza struttura consiste nel tunnel naturale, attualmente in costruzione. Anche se relativamente corta (1.060 m), la sezione in tunnel naturale presenta una varietà di complessità che la rendono uno dei principali progetti di tunnelling nell'Europa orientale.
Il progetto del tunnel, iniziato nel 2003, è diviso in due fasi. La prima fase ha incluso il prolungamento dell'attuale galleria di Sentvid sotto la Celovska Road sino a Sentvid. Questo ha richiesto la costruzione, ora completata, delle prime due parti del tunnel, con una lunghezza totale di 420 m. (250 m. del tunnel attuale e 170 m. della nuova sezione in cut&cover).
Nella seconda fase, la galleria successiva verso il portale sud era stata prevista a doppia canna con due corsie ognuna ed era stata progettata di conseguenza. Quando però fu annunciata la costruzione di nuove unità residenziali nella zona di Sentvid, fu commissionato uno studio del traffico, che evidenziò la necessità di un collegamento dalla Celovska Road verso il nuovo tunnel. Di conseguenza è stata presa in considerazione la soluzione che prevedeva la sezione maggiorata in corrispondenza dell'intersezione delle canne principali con le rampe di accesso.
Per individuare il posizionamento ottimale delle due caverne, nel 2004 è stato realizzato un tunnel pilota per entrambe le canne, conclusosi dopo circa 500 m a Gennaio 2005. Sulla base dei risultati del foro pilota, è stato effettuato uno studio di fattibilità di entrambe le caverne compresa un'analisi tridimensionale del relativo scavo. Inoltre, su richiesta di DARS, il gestore sloveno delle strade, è stata effettuata un'analisi di rischio considerante gli aspetti finanziari e la tempistica. Al termine, si è deciso di optare per la nuova soluzione con i tunnel di accesso, le caverne in corrispondenza dell'intersezione e le canne delle gallerie a tre corsie tra gli svincoli e il portale sud. La costruzione è iniziata a Dicembre 2004.
Protagonisti del progetto
Il contratto per la costruzione del tunnel di Sentvid è stato firmato il 4 Novembre 2004 fra DARS e SCT, l'appaltatore principale, e il suo socio Primorje. La costruzione del tunnel a tre corsie con
le caverne e le rampe di accesso in galleria è una grande sfida per SCT, per la realizzazione di una struttura così particolare per di più da costruirsi in rocce permo-carbonifere altamente tettonizzate. Collegarsi a www.dars.si, www.sct.si e a www.primorje.si
I progettisti sono IC Consulenten e la sua filiale slovena Elea. Collegarsi a www.ic-vienna.at, www.ic-salzburg.at e a www.elea.si. Il follow-up geologico e geotecnico durante la costruzione è stato affidato a IRGO. Collegarsi a www.irgo.si. I servizi di ingegneria sono stati affidati all'ATI ZPC composta da ZIL Inzeniring, Projekt e Slovenska cestna podjetja. Collegarsi a www.zilinzeniring.si e a www.scp.si
Descrizione del sistema di tunnel
A nord, il tunnel a doppia canna inizia alla p.k. 0+660 a partire dallo svincolo di Brod con un tratto in cut&cover lungo circa 420 m. Il tracciato entra nel tunnel naturale alla p.k. 1+800 ed esce dopo 1.060 m al portale Sud a Przanj approssimativamente alla p.k. 2+140, che porta ad una lunghezza complessiva della canna del tunnel principale di circa 1.480 m.
Inoltre, due rampe d'accesso in galleria, progettate come tunnel a singola e doppia corsia, collegheranno la Celovska Road con le canne principali. La rampa di uscita è lunga 360 m e quella d'entrata 255 m. All'intersezione delle gallerie principali con le rampe di accesso e di uscita, sono state realizzate due caverne sotterranee. Le caverne separano le sezioni a due e tre corsie delle canne principali (a nord della caverna con due corsie; a sud della caverna con tre corsie). Per vedere lo schema (fig. 1) e le lunghezze delle diverse sezioni della canna principale e delle relative sezioni trasversali (fig. 2), cliccare qui.
Le sezioni nel tunnel a due corsie sono di 75-100 m2, nel tunnel a tre corsie sono di 180-360 m2 nelle caverne e di 70-95 m2 nelle rampe in galleria.
Tra le altre strutture sotterranee sono previsti un passaggio trasversale per i veicoli di emergenza e sei bypass per i pedoni. Cinque di questi bypass collegano le canne principali e uno si trova tra la canna principale e la rampa di uscita.

Sentvid Tunnel Nears Completion in Slovenia

Geologia
Il tracciato della galleria attraversa i meta-sedimenti permo-carboniferi e si trova a sud del massiccio alpino meridionale e tra le faglie di Stricna e di Idrija. Per comprendere meglio la geologia, soprattutto nelle zone delle caverne di collegamento, è stato effettuato un foro pilota lungo 500 m che, cominciando dal lato occidentale della canna di sinistra, è prima entrato nella canna di destra ed ha seguito il tracciato per circa 300 m, è quindi passato alla canna di sinistra attraverso un bypass ed ha proseguito lungo il tracciato per circa 150 m.
Poichè la zona è stata oggetto di un'intensa deformazione tettonica in fasi successive, la distribuzione dei diversi materiali appare spesso caotica, con una conseguente mancanza di continuità laterale degli strati e delle giaciture causata dagli spostamenti lungo le faglie a bassa e alta angolazione.
La massa rocciosa è stata classificata nelle seguenti quattro tipologie (RMT= rock mass types): RMT1: alternanza di meta-arenarie e di meta-siltiti (con prevalenza di meta-arenarie); RMT2: meta-siltiti con lenti/strati di meta-arenarie, localmente con strati di ardesie; RMT3: ardesie, localmente con strati di meta-siltiti e di meta-arenarie; e RMT4: argilla tettonica.
Scavo
La caduta del diaframma della canna destra è prevista per il 21 Dicembre 2006, mancano infatti solo 2 m. La caduta del diaframma della canna sinistra è prevista tra circa tre mesi e mezzo, quando saranno stati scavati i 90 m residui. Le rampe in galleria sono ancora da realizzare.
Portali
Il tunnel di Sentvid ha sei fronti di attacco per le sezioni realizzate con esplosivi. I portali del tunnel esistente e i portali meridionali a Przan sono i portali permanenti delle canne principali. A Sentvid, i quattro portali provvisori sono i punti di inizio dello scavo delle canne principali e dei tunnel di accesso.
A Sentvid, il portale nord è caratterizzato da una limitata interdistanza tra gli assi delle canne all'inizio della sezione realizzata con esplosivo (vedere qui le figg. 3 e 4). La fossa di costruzione si trova in una zona molto piccola fra i ripidi pendii della collina di Sentvid. I versanti sono sostenuti da muri ancorati precompressi, alti sino a 9 m, appena sopra il portale e sotto la trafficata strada di Celovska. La fossa di costruzione è stata realizzata con pile in grouting e solette in calcestruzzo per la copertura come strutture permanenti. Lo scavo è iniziato nella canna sinistra e dopo circa 80 m anche nella canna destra. Per ovviare alla scarsità di spazio, la parete in calcestruzzo di entrambe le canne, progettata assimetricamente, è stata tenuta insieme da barre leggermente precompresse. Inoltre è stato effettuato il grouting per la parete centrale, al fine di migliorare la rigidità e la capacità di carico. Durante tutte le fasi della costruzione è stato adottato un rigoroso sistema di controllo del muro di sostegno.
Il portale di Prsan a sud è situato nella zona di uno smottamento fossile che, secondo l'indagine geologica, potrebbe essere riattivata durante lo scavo dei portali. L'idea era quella di spostare i portali provvisori il più lontano possibile verso sud per evitare scavi voluminosi ai portali. Lungo la zona dello smottamento fossile (circa 150 m), sono stati installati su entrambi i lati di ogni tunnel delle pile in grouting di rinforzo per impedire le deformazioni laterali.
Sentvid Tunnel Nears Completion in Slovenia
Il portale provvisorio scavato con una sezione di oltre 150 m2, per ospitare tre corsie, si trova in una zona caratterizzata originariamente da una copertura di soli 0-1,5 m. Lo strato sopra il tunnel è stato in parte incrementato sino ad un minimo di 3 m con l'impiego di calcestruzzo per stabilizzare i terreni di copertura. Lo scavo sotto la copertura è stato eseguito senza l'impiego di infilaggi, utilizzati nel prosieguo.
Tunnel naturali
Tra il portale provvisorio a nord e le caverne è stato progettato un tunnel a due corsie con una carreggiata larga 2 x 3,5 m. Fra le caverne e il portale a Sud, la carreggiata ospita tre corsie larghe 3,5 m. I tunnel di accesso sono progettati a senso unico con una corsia larga 5 m. La larghezza totale dei tunnel a due, a tre corsie e di accesso - comprese le banchine e i marciapiedi - è di circa 9,2 m., 12,7 m. e 7,2 m. Il franco libero è pari a 4.7 m
Tutti i tunnel avranno un rivestimento drenante e in generale non è previsto alcun rinforzo per la maggior parte del rivestimento interno, tranne alle intersezioni con le nicchie, i bypass e nelle zone con scarsa copertura rocciosa o nelle sezioni con profili maggiorati, come le caverne. Lo spessore minimo del rivestimento interno è di 30 cm nelle galleria di accesso a senso unico e di 40 cm altrove. Il tunnel principale è stato scavato con escavatori Liebherr (modelli R932T e R934T). Per le perforazioni, la bullonatura e gli infilaggi sono stati utiizzati due jumbo a due braccia dell’Atlas Copco (modelli L2C e H352). L’esplosivo è stato impiegato solo dove le condizioni geologiche lo hanno consentito.
Il sostegno è effettuato con bulloni da roccia IBO e IBI, forniti da AtlasCopco; tubi per ancoraggi SN (Soil Nailing) fabbricati in Slovenia o all’estero e completati da Marguc in Slovenia; tubi per infilaggi con tubi IBO dell’Atlas Copco; tubi per infilaggi SN fabbricati in Slovenia o all’estero e completati da Marguc in Slovenia; sistema di infilaggi con tubi della Mittal, completati da Marguc; centine metalliche TH-21 nel tunnel a due corsie e TH-29 nel tunnel a tre corsie e nelle caverne, prodotte da Mittal; reti metalliche elettrosaldate Q-189 (tunnel a due corsie) e Q-283 (tunnel a tre corsie e caverne), prodotte da Ironworks Jesenice, Slovenia; shotcrete con o senza fibre, prodotto da SCT; applicazione dello shotcrete con pompe della Meyco Potenza; e additivi Mapei 2500B per shotcrete. Per il rivestimento finale, SCT installerà pannelli in calcestruzzo e acciaio.
L'impermeabilizzazione è realizzata con una membrana impermeabilizzante, uno strato protettivo e del calcestruzzo lisciante, fornita da Mapei oppure da Sika. L'acqua della montagna sarà drenata con alcune tubazioni, posizionate lateralmente sulle pareti sotto il livello della soletta. Collegarsi a www.mapei.com e a www.sika.com/cc-waterproofing
Per lo smaltimento dello smarino, SCT sta utilizzando caricatori Cat 950G e Volvo L120E insieme a dumper della Volvo (A25 e A30). Collegarsi a www.cat.com e a www.volvo.com/constructionequipment
Caverne di connessione
All'intersezione con le due rampe in galleria, che collegano la Celovska Rroad alle canne del tunnel principale, sono state realizzate due caverne sotterranee. La caverna di destra si collega alla rampa di entrata, è lunga circa 56 m. e si trova tra le p.k.1+318,8 e 1+374,95. La caverna di sinistra si collega alla rampa di uscita, è lunga circa 68 m. e si trova tra le p.k. 1+449 e 1+517,15. Le lunghezze delle sezioni della caverna di destra sono 20,4 m, 18 m. e 17,75 m.. Per la caverna di sinistra, le lunghezze sono di 20,4 m, 24 m e 23,75 m. Entrambe le caverne sono suddivise in tre parti con un graduale ampliamento della larghezza (sezioni da 1 a 3 della caverna), con una sezione massima di circa 365 m2 (sezione1 della caverna) e di 220 m2 (sezione 3 della caverna).
La sequenza dello scavo è divisa in un tunnel laterale (parte A) e in una parte restante (parte B) per il profilo finale. Vedere qui Figg. 7 e 8. Entrambe le fasi di scavo si suddividono ulteriormente nella realizzazione della calotta, dei piedritti e dell'arco rovescio. Lo scavo della parte restante del profilo (parte B) comincerà dopo il completamento del tunnel laterale.
Il sostegno progettato prevede 50 cm di calcestruzzo armato, centine d'acciaio, bulloni IBI lunghi sino a 15 m e bulloni IBO lunghi sino a 12 m, forniti da Alwag Techmo. In caso di necessità, a causa dell'alta pressione, i bulloni IBI permettono l'iniezione ripetuta di calcestruzzo. Per compensare le deformazioni previste, nelle coperture finali di calcestruzzo saranno installati quattro regolatori di tensione del rivestimento (elementi LSC). Collegarsi a www.alwag.at
A causa delle caratteristiche geotecniche, il sostegno delle due caverne è leggermente diverso in termini di applicazione asimmetrica dei bulloni IBI.
Per controllare la stabilità della caverna si è predisposto un vasto programma di controllo con un massimo di 19 traguardi e uno spaziamento di 5 m al massimo per sezione. Saranno effettuate misurazioni supplementari delle sezioni grazie agli estensimetri e ai bulloni per la misurazione. I movimenti di superficie nella zona della caverna sono controllati con la misurazione dei profili con una tolleranza massima di 5 m e un numero totale di 10 traguardi per profilo.
Le sezioni in caverna saranno inoltre dotate di un rivestimento finale armato e drenante. Lo spessore minimo del rivestimento interno è di 65 cm per le sezioni 1 e 2 della caverna e di 50 cm per la sezione 3. Il sistema d'impermeabilizzazione è composto da una membrana impermeabilizzante, uno strato protettivo e calcestruzzo lisciante L'acqua della montagna sarà drenata con alcune tubazioni, posizionate lateralmente sulle pareti sotto il livello della soletta.
Supporti tecnici
A causa delle complesse circostanze geologiche è stato necessario un continuo adattamento del metodo di costruzione e dei supporti tecnici. È stato necessario rinforzare il sistema di infilaggi e stabilizzare sistematicamente il fronte di lavoro con una grande quantità di bulloni da roccia, anche sotto la calotta ad ombrello. E’ stato aumentato il numero delle fasi di scavo della calotta. A fine Maggio 2006, la lunghezza dell’arco rovescio era stata ridotta di circa 1,3 - 1,7 m. rispetto a quella riportata nei documenti di gara. Per fine Maggio sono state ridotte anche le lunghezze fra la calotta e l’arco rovescio nel 96% del tunnel scavato.
Impianti di manutenzione e sicurezza
Durante il periodo di progettazione, sono stati messi in discussione i principali criteri di sicurezza delle gallerie e sono state presentate nuove proposte. Il proprietario ha scelto di adottare le più recenti linee guida austriache. Vedere qui Fig. 10. La soluzione adottata farà del tunnel di Sentvid una delle prime gallerie stradali nell'Europa dell'Est totalmente conforme ai nuovi standard europei.
Conclusioni
Per la progettazione di un'importante infrastruttura come il tunnel di Sentvid, soprattutto con una esigente geologia e con strutture complesse, è di importanza fondamentale la stretta collaborazione tra tutte le figure coinvolte nel progetto e nella costruzione. L'ampia indagine preliminare, compreso il tunnel esplorativo, e un uso appropriato dei dati raccolti risultano essere di beneficio all'intero progetto. Il sistema delle brevi riunioni quotidiane in situ, dove si chiariscono gli aspetti tecnici pratici (ad esempio l'adattamento del sostegno in funzione dei risultati del monitoraggio geotecnico) tra il cliente, l'appaltatore, il geologo ed il progettista, è un ulteriore strumento per completare l'opera con successo. Sino ad oggi queste misure di controllo sono risultate efficaci, anche se occorre una certa flessibilità da parte di tutti.
Collegarsi a sl.drustvo-dpgk.si/sitedata/383/upload/File/Tema_Topic_3.pdf per leggere i seguenti documenti sulla galleria presentati all'8a Conferenza Internazionale sulla Costruzione dei tunnel e delle strutture in sotterraneo svoltasi a Lubiana a Novembre 2006: "Deformation monitoring and back analysis at Sentvid motorway tunnel - Lessons learned" e "Geodetic measurements in the exploration gallery of the Sentvid tunnel". Cliccare si/16. 51-52/06.

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