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LO SCAVO DELLA GALLERIA STRADALE DI MARTIGNANO (Trento) - The excavation for the Martignano road tunnel

LO SCAVO DELLA GALLERIA STRADALE DI MARTIGNANO (Trento): PREVISIONI E RISCONTRI: IL RUOLO DELLE INDAGINI GEOFISICHE

Baldi A. M. S.G.G. (Studio di Geologia e Geofisica s.r.l.) – Siena Italy

Fuoco S.

Cucino P. SWS Engineering S.p.A. – Trento Italy

Nucolussi Paolaz P. P.A.T. Provincia autonoma di Trento – Trento Italy

SOMMARIO Durante le indagini per la progettazione della galleria stradale di Martignano, in variante alla S.S. 47 della Valsugana,

alla periferia orientale di Trento, furono condotte delle indagini sismiche che consentirono di formulare l’ipotesi del

profilo geomeccanico che le gallerie avrebbero incontrato durante lo scavo. In tale ambito fu eseguita una prospezione

sismica mediante il ricorso alla sismica a riflessione ed al carotaggio sismico tra fori di sondaggio con metodologia

cross-hole tomografica.

Sebbene la superficie risultasse in buona parte antropizzata le indagini sismiche hanno permesso di ricostruire tutto il

profilo geologico ed il successivo scavo della galleria, effettuato con fresa TBM scudata di grande diametro, ha

confermato il modello proposto sia in ordine alla litologia che alle discontinuità tettoniche.

Nella nota si illustrano le metodologie di indagine, i risultati conseguiti in fase di indagine progettuale e si illustreranno

altresì i riscontri che si sono avuti durante la fase di scavo della galleria.

PAROLE CHIAVE: geofisica, tbm

1. INQUADRAMENTO GENERALE DELL’OPERA

La costruzione della variante di Martignano fa parte

dell’ampio quadro di infrastrutture stradali che la

Provincia Autonoma di Trento sta progettando e

realizzando al fine di migliorare i collegamenti tra il

centro e la periferia del territorio. A questo proposito

l’opera di raddoppio della Strada Statale n. 47 della

Valsugana, nel tratto fra Trento Nord e Ponte Alto, si è

resa necessaria per snellire i flussi di traffico tra il

capoluogo e gli abitati lungo la Valsugana. La lunghezza

complessiva dell’asta principale è di 4.295 m e si sviluppa

per la maggior parte in galleria, al di sotto della collina

situata a Nord Est di Trento, sulla quale sorgono i

sobborghi di Martignano e Cognola. (fig. 1)

E’ prevista infatti la realizzazione di una galleria

naturale a doppia canna della lunghezza di circa 2.750 m

con metodo meccanizzato e di una galleria di svincolo di

280 m in località Ponte Alto con la Tecnica “Drill &

Blast”; oltre che alla costruzione di un tratto di galleria

artificiale di 162 m di lunghezza. La galleria è

caratterizzata da coperture massime dell'ordine di 140 m

(fig.2). I collegamenti con la viabilità esistente che

completano la variante includono una serie di altre opere

tra le quali una rotatoria a sbalzo ed un sovrappasso.

Fig.1: Planimetria della zona interessata dai lavori con indicato il

tracciato della galleria

2. INQUADRAMENTO GEOLOGICO

Ad eccezione del tratto iniziale in cui la strada attuale

si snoda sulle alluvioni del fiume Adige, il tracciato

dell’asta principale della Variante alla S.S n 47 della

Valsugana si sviluppa quasi per intero nelle formazioni

rocciose che caratterizzano la collina di Martignano,

Cognola e Tavernaro. In particolare le due gallerie

attraversano un ammasso roccioso costituito da:

•Calcari Grigi;

•Calcare Rosso Ammonitico;

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•Formazioni scagliose calcareo: marnose. Scaglia

Variegata, Scaglia Rossa.

Il versante entro il quale si apre l’imbocco nord della

galleria è caratterizzato in parte da roccia affiorante e in

parte da depositi sciolti di origine morenica.

Nella zona dell’imbocco est le due gallerie interessano

invece un’area in cui si sovrappongono alluvioni antiche e

depositi fluvio-lacustri che riempiono un’antica insenatura

del substrato roccioso. In particolare si tratta di depositi

limoso argillosi stratificati orizzontalmente intercalati a

livelli sabbiosi. Questa formazione è interessata dallo

scavo delle due gallerie per circa 50 m, poco prima

dell’imbocco est.

L’ammasso attraversato è poi caratterizzato dalla

presenza di una stratificazione da sub-orizzontale a poco

inclinata (20°) in cui lo spessore degli strati varia da pochi

centimetri (Scaglia Rossa) a qualche metro (Calcare Rosso

Ammonitico e Calcari Grigi).

In generale le condizioni di bassa permeabilità che

caratterizzano le rocce interessate da gran parte dello

scavo in sotterraneo hanno dato fino ad oggi solo stillicidi

diffusi in accordo con le previsioni iniziali.

3 INDAGINE GEOFISICA

3.1 Rilievo sismico a riflessione

Il rilievo sismico a riflessione è consistito

nell’acquisizione di un profilo ubicato lungo il tracciato

della galleria, nel tratto compreso tra i sondaggi S9 ed S6

per una lunghezza di circa 700 m

che risulta fortemente urbanizzato e quindi non rilevabile

in superficie con le consuete tecniche di prospezione (fig.

3). In tale situazione si è fatto ricorso ad una tecnica di

acquisizione non convenzionale in pratica si sono

utilizzate le uniche zone accessibili per

posizionare le serie dei gruppi di geofoni in linea ed

aventi interdistanza di 10 m. La posizione dei tiri è stata

quindi ubicate nei tratti occupati dai geofoni ed in una

serie di posizioni esterne in modo da "illuminare", in

sotto-superficie, i tratti intensamente urbanizzati.

Si sono ottenute CDP con copertura assai variabile e

range di offset differente: nei tratti con acquisizione

convenzionale, ossia con tiri e geofoni posizionati nella

stessa tratta, si ha un range di offset più corto, mentre nei

tratti in "undershooting" ovviamente gli offset corti

mancano e si ha un range di offset spostato verso valori

maggiori.

La normale sequenza di elaborazione dati si divide in

tre fasi:

1) Pre-processing, per la preparazione dei dati ove

questi vengono trasformati dal formato creato dal

sismografo in formato standard SEGY e successivamente

con: creazione header con informazioni sulla geometria di

acquisizione; muting dei primi arrivi e calcolo correzioni

statiche (statica aerato + riduzione al datum) .

2) Processing nel dominio dei tiri, per la riduzione dei

disturbi tendendo ad elevare la qualità delle singole tracce

ed operando per passi successivi le seguenti elaborazioni:

analisi spettrale, filtraggio passabanda 35-150 Hz,

ricampionamento a 2 msec , bilanciamento delle tracce

con tecnica A.G.C. 100 msec, filtraggio

Fig. 2: Profilo longitudinale delle gallerie con indicata l’ubicazione dei sondaggi

S9

S7

S8

Stringa di gruppi di geofoni& punti di scoppio in linea

Tratto in sottosuperficieacquisito in modo convenzionale

Tratto in sottosuperficieacquisito in “Undershooting”

+

43 42 41 40 3960 59 58 57 56 55 54 52 51 50 49 48 47 46 45 4453

S6

S10

Tratto urbanizzato

Tratto urbanizzato

Punti di scoppio esterni per acquisizione tratto in "Undershooting"

Fig.3 - Esempio di acquisizione mista applicata per acquisizione in undershooting in offend.

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dominio F-K (ove necessario), deconvoluzione predittiva e

trasformazione dati da dominio dei tiri a dominio delle

C.D.P. (sorting).

3) Processing nel dominio delle C.D.P. , per arrivare ad

una sola traccia per famiglia operando secondo la seguente

successione: correzioni statiche automatiche; analisi di

velocità ogni 7-9 C.D.P.; correzione Normal Move-Out;

muting; sommatoria C.D.P. (Stack); correzione statiche

residuali ed infine la migrazione. Il risultato finale è

costituito da una sezione sismica tempi-distanze, riportato

in fig. 4.

Fig. 4: Profilo sismico a riflessione sull’asse della galleria: in

alto diagramma tempi / profondità e sotto la sezione in scala

reale delle profondità.

Complessivamente sono stati individuati 5 orizzonti,

uno superficiale, due intermedi denominati: A e B, due

profondi denominati C e D. L'orizzonte superficiale è

stato riconosciuto solo nella zona sommitale della collina

di Martignano con un andamento debolmente arcuato, in

modo discordante con gli orizzonti sottostanti. Gli

orizzonti A e B sono agganciati alle stratigrafie dei

sondaggi, ed hanno quindi una pertinente attribuzione

stratigrafica. Gli orizzonti C e D sono livelli profondi

derivanti dal solo dato sismico. L’interpretazione ha

altresì evidenziato la presenza di numerose faglie normali

al profilo con rigetti generalmente limitati.

3.2 Misure di velocità sismica con tecnica tomografica

La sezione sismica tomografica è il risultato di una

serie di misure di velocità sismica eseguite tra fori di

sondaggi e tra questi e la superficie. Tali misure di

velocità sismica sono state eseguite in riferimento a

diverse configurazioni, tenendo conto che il lato della

maglia tomografica è stato inizialmente predefinito in 5 x

5 metri e in particolare sono state investigate le coppie di

sondaggi energizzando e registrando a varie quote lungo

il tubo di rivestimento. Inoltre si è proceduto, dove era

possibile in riferimento all'abitato di Martignano, ad

effettuare delle energizzazione dalla superficie, a distanze

crescenti e registrazione nel sondaggio per tutta la parte

profonda.

Lo schema di energizzazione e registrazione tra foro e

foro risultava il seguente:

� registrazione con la catene di 12 geofoni interdistanti

5,0 m con registrazione a partire dal fondo con passo

di campionamento di 2,5 m ;

� energizzazione rispettivamente all’estremità, ad 1/4, al

1/2, a 3/4 ed all’altra estremità della zona coperta con

la catena.

Lo schema di energizzazione dalla superficie con

registrazione in foro risultava il seguente:

� registrazione a mezzo di una catena di 12 geofoni con

passo di campionamento di 1 m .

Prima di procedere all’interpretazione delle

dromocrone è stata effettuata la lettura dei tempi sismici

registrati delle onde P ed i tempi misurati sono stati

interpretati con lo specifico programma di tomografia

sismica “SeisOpt@Depth”. La metodologia tomografica

prevede la suddivisione dello spazio bidimensionale in

celle secondo una maglia prefissata; l’attribuzione ad ogni

cella di un determinato valore di velocità sismica;

successivamente il programma torna a calcolare il tempo

di transito dell’onda sismica attraverso le maglie del

modello e si confronta tale valore con quello

sperimentale. Per l’elaborazione viene utilizzato il metodo

di inversione controllato “Monte Carlo” basato su una

modellizzazione avanzata in rete neurale, con criterio

esclusivamente statistico. Per successive iterazioni si

perviene a dei valori di velocità sismica per le diverse

celle che soddisfino contemporaneamente più raggi

sismici.

La definizione della maglia tomografica deriva da

calcoli matematici eseguiti dal programma di

interpretazione che tiene conto della distanza tra i

sondaggi e l’interdistanza dei geofoni. Dopo numerosi

tentativi si è raggiunto come condizione ottimale, tra

coperture della maglia tomografica e dettaglio sulla

sezione, una dimensione della cella quadrata con lato 4,8

m; tale valore risulta assai prossimo a quello prefissato

originario e si è ritenuto tale differenza come

sostanzialmente insignificante.

I rilievi sismici eseguiti nei sondaggi geognostici hanno

permesso altresì di definire le velocità di propagazione

delle onde sismiche Vp e Vs per i vari litotipi che come è

noto consentono altresì di calcolare i moduli elastici delle

rocce (tab. 1)

4. CLASSIFICAZIONE GEOMECCANICA

Le analisi geotecniche di laboratorio sono state eseguite

su campioni di carota provenienti dai sondaggi S2, S4, S5,

S6 e S7 e hanno permesso di determinare le principali

caratteristiche meccaniche delle varie formazioni. Per

quanto riguarda i valori di resistenza a compressione

monoassiale delle formazioni attraversate, per la scaglia

rossa e la scaglia variegata il valore rappresentativo è di 60

MPa, mentre per il Rosso Ammonitico e i Calcari Grigi le

prove hanno fornito i risultati riportati nei grafici di figura

6.

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La classificazione geomeccanica dell’ammasso

rocciosa condotta in fase di progetto è stata eseguita

utilizzando gli indici Q di Barton, GSI di Hoek e RMR di

Bieniawki. Per quanto riguarda quest’ultima

classificazione sono stati individuati valori di RMR

compresi tra 30 e 78 che corrispondono ad un ammasso di

classe II e IV; le zone di ammasso in classe IV

corrispondono a zone di faglia nelle quali le caratteristiche

di resistenza decadono rapidamente.

5. DESCRIZIONE DEL PROGETTO DELLA

GALLERIA

A partire dall’imbocco Nord il tracciato della galleria

naturale è formato da due rettilinei, rispettivamente di

1.290 m e 590 m, collegati da un tratto curvilineo di 580

m di sviluppo e raggio di curvatura di 1000 m; l’ultimo

tratto è ancora in curva

con raggio di 550 m e sviluppo di 280 m.

Dal punto di vista altimetrico, lo scavo della galleria

viene affrontato in salita, con pendenza praticamente

costante e pari al 4,8%, procedendo da Nord in direzione

dell’imbocco Est. La copertura media sovrastante il

tracciato del tunnel è di circa 70 m e la copertura massima

supera di poco i 125 m.

Come accennato in precedenza la scelta del sistema di

scavo da utilizzare, operata dalla Provincia Autonoma di

Trento, è ricaduta sulla tecnica dello scavo meccanizzato.

E’ stato deciso di puntare su questa opzione basandosi,

oltre che su considerazioni di carattere tecnico ed

economico, anche sul fatto che i lavori devono svolgersi in

prossimità del tessuto urbano della città; gli imbocchi sono

ad esempio limitrofi alla viabilità esistente e alle abitazioni

civili.

litotipo Valore densità Vp Vs coeff. Modulo Modulo Modulo

Poisson taglio dinam. Young bulk (kN/m

3) (m/sec) (m/sec) (kN/m

2) (kN/m

2) (kN/m

2)

Scaglia massimo 24 3.600 2.300 0,16 12.941896 29.899.661 14.450561

Rosata minino 24 1.800 1.000 0,28 2.446.483 6.247.270 4.664.628

significativo 24 2.800 1.700 0,21 7.070.336 17.083.075 9.753.313

Scaglia massimo 24 4.200 2.700 0,15 17.834.862 40.942.641 19.376.147

Variegata minino 24 2.000 1.200 0,22 3.522.936 8.587.156 5.088.685

significativo 24 4.000 2.500 0,18 15.290.520 36.069.944 18.756.371

massimo 26 5.400 3.500 0,14 32.466.871 73.880.850 33.995.243

minino 26 2.000 1.200 0,22 3.816.514 9.302.752 5.512.742

Calcare Rosso Ammonitico significativo

zone compatte 26 5.000 3.200 0,15 27.139.653 62.59.366 30.072.715

significativo

zone alterate 25 3.000 1.900 0,17 9.199.796 21.437.744 10.669.385

Tabella 1 : valori di velocità sismica Vp e Vs attribuiti alle varie rocce e conseguenti moduli elastici calcolati

Fig. 5: Sezione sismica tomografica ove i valori crescenti di velocità sismica sono rappresentati con scala colorimetrica.

Fig. 6: Valori resistenza a compressione monoassiale delle formazioni attraversate

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La macchina di scavo impiegata è una TBM scudata di

grande diametro. La sezione della galleria è quindi

circolare (fig. 7) con diametro esterno di 12 m, il che

consente la realizzazione di una carreggiata larga 9,70 m

comprendente due corsie di marcia larghe 3,75 m e due

marciapiedi laterali di 0,85 m. Le due canne sono dotate di

due piazzole di sosta ciascuna e sono collegate fra loro da

cunicoli by-pass ogni 250 m. Inoltre, ogni due gallerie di

collegamento, una è stata predisposta in modo da

permettere la comunicazione tra i cunicoli di servizio

sottostanti la piattaforma stradale.

La spinta fornita dai martinetti della TBM per

permettere l’avanzamento è assorbita dal rivestimento

della galleria, il quale è costituito da conci prefabbricati di

calcestruzzo armato dello spessore di 40 cm e della

lunghezza di 1,50 m. Per la realizzazione di un intero

anello di rivestimento sono necessari 6 conci più uno in

chiave, di dimensioni inferiori e che chiude l’anello. Una

volta posti in opera, i conci sono imbullonati sia in senso

longitudinale sia circonferenziale con circa 30

bulloni/anello. Per intasare lo spazio anulare tra

l'estradosso dei conci e l’ammasso roccioso, nei conci

sono predisposti dei fori che consentono di eseguire

un’iniezione di p-gravel che si sostituisce fisicamente al

terreno mancante tra il prefabbricato e la superficie di

scavo. In una fase successiva il ghiaietto viene poi

iniettato con boiacca cementizia.

6. DESCRIZIONE DELLA TBM

La fresa a piena sezione utilizzata per lo scavo è una

TBM monoscudo del diametro di 12,055 m (misura

riferita allo scudo) progettata e costruita dalla ditta

Herrenknecht. Avvicinata solo dalla macchina che ha

scavato il tunnel di S. Pellegrino, la TBM S-251 operante

a Martignano è la fresa da roccia più grande che abbia

mai scavato in Italia. Le sue dimensioni imponenti (160 m

di lunghezza e 19.500 kN di peso) e gli oltre 3 milioni di

pezzi di cui è composta, hanno

reso necessari per il trasporto l’utilizzo di una trentina di

mezzi eccezionali.

La testa rotante della TBM, del peso complessivo di

circa 2.650 kN e dalla lunghezza di 1,92 m, è composta da

4 segmenti esteriori e un segmento centrale di forma

quadrata con lato di 6 m, ed è stata assemblata in cantiere

con l’ausilio di una speciale gru. Il diametro di scavo così

raggiunto (con utensili nuovi) è di 12,11 m.

L’abbattimento del fronte è prodotto dall’azione di 62

cutter singoli e 8 cutter doppi del diametro di 432mm i

quali producono solchi mediamente spaziati di 90 mm. Il

materiale abbattuto è raccolto da 8 pale, convogliato

all’interno della testa e da qui allontanato all’esterno della

galleria mediante nastro trasportatore, il che consente una

capacità di estrazione del materiale di 11.000 kN/h.

Calcari Rossi ( Ammonitico e Scaglia ) Coltre superficiale

Classe di roccia II - III IV

Descrizione ammasso poco – medio fratturato fortemente fratturato coltre ghiaiosa deb. limosa

γ [ kN/m3 ] 26 24 18

φ [ ° ] 35 30 32

c’ [ MPa ] 0,35 0,175 0

E [ MPa ] 6000 - 3000 1000 15

Classe di ammasso RMR Lunghezza complessiva Percentuale di scavo

II 70 - 78 415 15%

III 50 - 58 1640 60%

IV 30 - 40 605 22%

Tabella 2: Parametri geotecnici di interesse desunti in fase di progetto

Tabella 3: Previsione in fase di progetto delle classi di ammasso roccioso attraversate dallo scavo

Fig. 7 : Sezione tipo della galleria

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L’azionamento della testa è garantito da 9 motori

idraulici ciascuno dei quali eroga una potenza massima di

400 kW per un totale di 3.600 kW. Ciò consente alla

macchina di esercitare un momento torcente massimo di

13300 kNm alla pressione di 250 bar. Per contro, il

grande diametro della macchina non consente alla testa di

raggiungere un’elevata velocità di rotazione, la quale non

può superare i 4,5 giri al minuto. La spinta contro il

rivestimento prefabbricato è fornita da 19 coppie di

cilindri di spinta del diametro di 260 mm e con corsa

massima pari a 2,3 m. La forza massima esercitata dai

cilindri è di 1.858 kN a 350 bar di pressione per un totale

di 70.613 kN e una spinta alla testa massima di 33.780

kN.

Lo scudo della TBM S-251 è composto da diversi

elementi, ha un diametro di 12,055 m, uno spessore di 50

mm ed una lunghezza totale di 8,45 m. Gli ultimi 2,55 m

dello scudo sono la cosiddetta “coda” all’interno della

quale viene montato l’anello di rivestimento, posto in

opera dall’erettore dei conci. Il back – up, di lunghezza di

110 m, è costituito da quattro carri dove sono alloggiati:

la cabina di comando, il nastro trasportatore, le cabine

elettriche di trasformazione, le pompe idrauliche, le

pompe per le iniezioni, i carroponti di sollevamento e

trasporto dei conci prefabbricati e tutti i servizi.

I portali del back – up avanzano in maniera solidale,

trascinati dallo scudo e scorrendo sulle ruote su un binario

posato su putrelle d’acciaio.

7. RISULTATI IN FASE DI SCAVO

Nel corso dello scavo delle gallerie non si sono

incontrati particolari problemi di carattere geologico tali

da provocare rilevanti inefficienze della TBM, anche

poiché l’ammasso attraversato ha presentato

caratteristiche di resistenza piuttosto simili a quelle

previste in fase di progetto. In tal senso si evidenzia come

le poche differenze registrate non sono state causa di

problemi e come, durante l’attraversamento dei calcari

grigi (circa 350m), l’ammasso ha prodotto una resistenza

all’avanzamento minore di quella prevista, consentendo

elevate velocità d’avanzamento istantanee. In linea

generale le formazioni attraversate nel corso dello scavo

non hanno influenzato in maniera rilevante le produzioni

ottenute dalla TBM.

Nel grafico di figura 8 si riportano gli avanzamenti

giornalieri della TBM con l’indicazione dei fermi

principali incontrati durante la fase di scavo. La prima

parte del grafico corrisponde alla fase di avvio della

macchina in cui il materiale abbattuto era trasportato

all’esterno della galleria per mezzo di camion e non su

nastro trasportatore. In aggiunta si sottolinea come in

questa prima fase si sono verificati alcuni guasti tecnici,

soprattutto alle attrezzature di trasporto dei conci, che

hanno prodotto dei fermi e dei rallentamenti.

Per questo motivo durante le due settimane di fermo per

il montaggio del nastro trasportatore si è provveduto anche

Fig. 8 : Istogramma avanzamenti giornalieri e curva avanzamento progressivo

Fig. 09 : Confronto fra le produzioni mensili della TBM e alcuni casi presenti in letteratura

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alla sostituzione di una parte del sistema di

movimentazione dei conci. Cinque giornate di fermo sono

inoltre dovute alle festività pasquali.

La seconda parte del grafico può essere ricondotta al

periodo di tempo, di circa 80 giorni, che va dalla fine del

montaggio del nastro fino alla chiusura estiva del cantiere.

In questa fase, soprattutto in seguito al cambio del sistema

di smarino, gli avanzamenti giornalieri sono decisamente

aumentati con conseguente aumento delle produzioni. In

questo periodo non si hanno avuto fermi di particolare

entità se non di qualche giorno nella terza settimana di

Luglio per guasti sulla TBM e nella terza settimana di

Agosto per la chiusura estiva del cantiere.

Da qui in poi la TBM ha lavorato con ottima regolarità

sfruttando praticamente a pieno le proprie potenzialità,

facilitata anche da una geologia particolarmente

favorevole. A tale proposito si segnala come nei mesi di

Settembre, Ottobre e Novembre 2004 la macchina abbia

prodotto rispettivamente 355, 338 e 482 m di scavo con

una produzione giornaliera media di 16 m/g e un picco di

produzione giornaliera di 26 m/g.

La curva dell’avanzamento progressivo mette inoltre in

evidenza come la variazione di pendenza della curva tra il

periodo immediatamente prima (15 giorni) e

immediatamente dopo il montaggio del nastro

trasportatore, con il relativo aumento di produzione media

giornaliera di quasi il 30%, sia da imputare

esclusivamente al cambio del sistema di smarino.

In particolare la produzione della TBM è risultata la

seguente:

• produzione giornaliera media globale (metri di scavo

prodotto diviso i giorni totali trascorsi) = 8,38 m/g

• produzione giornaliera media effettiva (metri di scavo

prodotto diviso i giorni lavorativi) = 11,28 m/g

• e produzione giornaliera media reale (metri di scavo

prodotto diviso i giorni di scavo reali) = 12,84 m/g

L’efficienza media della TBM dall’inizio dello scavo,

definita come il rapporto percentuale tra il tempo dedicato

all’avanzamento e il tempo totale di disponibilità operativa

della TBM, è stato di circa il 30%. Nel caso in cui si

voglia comprendere nel primo termine il tempo di

montaggio dell’anello (necessario per produrre il

successivo avanzamento) l’efficienza del sistema di scavo

aumenta fino al 65%.

A conferma del buon comportamento della TBM nello

scavo della prima delle due canne della galleria si riporta

nel grafico di figura 10 il confronto tra le produzioni

mensili ottenute dalla TBM operante a Martignano e le

produzioni mensili ottenute da altre TBM di grande

diametro operanti in ammassi rocciosi con caratteristiche

simili. Da qui si evince come, in linea di massima, le

produzioni ottenute dalla TBM siano ben rapportabili con i

dati disponibili in letteratura riguardanti macchine di

grosso diametro operanti in ammassi con caratteristiche

simili a quello attraversato dalle gallerie di Martignano.

Inoltre, dall’analisi di alcuni dei parametri della TBM

(spinta, momento torcente, penetrazione ecc.) si è potuto

rilevare un’evidente ed interessante correlazione tra i

risultati evidenziati dall’indagine sismica tomografica, e

l’andamento dei suddetti parametri. A tal proposito si

evidenzia come (fig 11), i valori più elevati di spinta alla

testa, si siano registrati durante l’attraversamento di

porzioni di ammasso roccioso caratterizzati da velocità di

propagazione delle onde di compressione elevate (5.000-

6.000 m/s). Al contrario, nelle zone di ammasso in cui le

velocità di propagazione delle onde di compressione

evidenziate dall’indagine sismica tomografica sono state

inferiori (2.000-3.000 m/s), si sono registrati i valori di

spinta alla testa e momento torcente minori.

8. CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE

Sulla base delle informazioni raccolte durante lo scavo

della prima delle due gallerie è emerso come la TBM

monoscudo si sia rivelato un sistema di scavo

particolarmente efficace nell’attraversare gli ammassi

rocciosi sedimentari caratterizzanti la collina di

Martignano. Infatti, dopo un’ impegnativa fase di avvio in

cui le prestazioni della macchina sono state limitate, la

TBM ha prodotto avanzamenti giornalieri notevoli con

valori a volte superiori ai 20 m/g.

In tal senso di fondamentale importanza si è rilevata la

scelta di effettuare l’evacuazione del materiale di scavo

all’esterno della galleria mediante nastro trasportatore. I

fermi macchina dovuti al montaggio e all’allungamento

del nastro (quest’ultima operazione necessità dalle 10 alle

8 ore di lavoro) sono stati ampiamente giustificati dal

Fig 10 : Confronto fra andamento della spinta alla testa e la sezione sismica tomografica

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notevole aumento delle produzioni rispetto alla fase di

smarino per mezzo di camion.

Inoltre, a fronte di quanto osservato in cantiere, si

sottolinea come la sezione sismica tomografica sia stata

un ottimo indicatore delle caratteristiche dell’ammasso

roccioso attraversato e possa essere presa in

considerazione come base per prevedere l’andamento dei

principali parametri di funzionamento della TBM.

Bibliografia

Baldi A.M., Bianchi F., Boerio V., Francia S., Giorgi F.,

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ABSTRACT

THE EXCAVATION FOR THE MARTIGNANO ROAD TUNNEL:

FORECASTS AND VERIFICATIONS: THE ROLE OF GEOPHYSIC

SURVEYS.

Keywords : geophysics, TBM

The Martignano Tunnel, at the eastern part of the city of

Trento, is a very important link between the periphery and

the administrative and economic center of Trentino. Some

seismic surveys were done during its design, to investigate

the underground geological structure and to predict which

different rock types would have been excavated during the

excavation. The seismic surveys were based on the cross-

hole tomographic methodology. The results obtained with

this kind of surveys were useful and they allowed to

forecast in a quite precise way the rocks distribution along

the whole tunnel. In this way the excavation of the tunnel,

by means of a big-diameter TBM, the biggest hard rock

TBM ever used in Italy so far, was relatively fast, also

because of the goodness of the rocks encountered. The

speed of the TBM during the excavation was very high

and it increased after the use of a conveyor-belt to move

the excavated material out of the tunnel, instead of using

trucks.

In the next note the geological survey methodologies

used, the results obtained during the design of the tunnel

and the data collected during the excavation are

illustrated.

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