Microtunnel e direct pipe

1427 –Sansepolcro

Lavori:
Esecuzione di parte dei lavori civili necessari alla realizzazione dei microtunnel in c.a., nell’ambito dei lavori di posa del costruendo metanodotto Rimini Sansepolcro. Lotto 2 DN 650/750 (26/30''), DP 75 bar, lunghezza 32,510 km e opere connesse.

Ente:
Snam Rete Gas S.P.A.

Acquirente:
Max Streicher S.p.A.

Periodo di esecuzione:
Agosto 2020 – Gennaio 2022

Importo Lavori:
€ 11.856.000,00

Descrizione

Il progetto denominato “Rifacimento Metanodotto Rimini – Sansepolcro DN 650/750 (26″/30”), DP 75 bar ed opere connesse”, ha come scopo principale la realizzazione di un nuovo gasdotto, in sostituzione dell’esistente metanodotto “Rimini – Sansepolcro DN 650 (26”), MOP 70 bar” in dismissione. I.CO.P. S.p.A. si è occupata della realizzazione di n. 3 attraversamenti lungo il tracciato del Lotto 2, eseguiti con tecnologia trenchless del tipo microtunnelling, le cui caratteristiche principali sono riassunte di seguito:

TrattoLunghezza [mm]Diametro Interno [mm]Dimetro esterno [mm]Range Copertura [m]Dislivello arrivo/partenza [m]Tipologia attraversamento
Monte pozzale810.81200025004,7÷90,15+32Rilievo montuoso
Monte Loggio980200025002,5÷101+122Rilievo montuoso
Poggio della Travaia1256200025003,8÷105+71Rilievo montuoso

 

Caratteristiche dell’intervento
MT POZZALE
Durante la fase di studio e preparazione dell’attraversamento, si sono identificati i seguenti aspetti degni di particolare attenzione:

  • natura dei terreni: roccia con sezioni potenzialmente instabili/degradate, in corrispondenza delle zone con potenziale faglia;
  • geometria dell’attraversamento: rilevante lunghezza del microtunnel, in combinazione alle caratteristiche geo-litologiche sopra evidenziate.

Alla luce di tali potenziali criticità, sono state individuate e messe in atto delle misure di mitigazione del rischio costruttivo, principalmente indirizzate alla gestione della forza di spinta necessaria all’avanzamento:

  • adozione di un sistema innovativo per la gestione della lubrificazione del sovra-scavo, di tipo automatico ed a controllo remoto;
  • impiego di conci in c.a. con un elevato valore di forza di spinta ammissibile, aventi spessore maggiorato (sp=25cm) e realizzati con calcestruzzo ad alta resistenza (C50/60);
  • in corso di perforazione, monitoraggio dell’andamento della forza di spinta necessaria per l’avanzamento lungo lo sviluppo del microtunnel, mediante verifica del valore di tale forza in corrispondenza delle stazioni di spinta intermedie installate.

In aggiunta a tali misure, è stato predisposto un piano di emergenza, per permettere il completamento dell’attraversamento anche nell’eventualità di un blocco dell’avanzamento causato dalla presenza di attriti estremamente elevati lungo il tunnel. Il piano è consistito nel dotare la macchina di scavo di uno speciale elemento denominato push-module, che consente la transizione dal sistema di avanzamento a tubo spinto (pipe-jacking) a quello a segmenti (segmental lining) tipico delle gallerie di grande diametro. Nel caso in esame, in considerazione del ridotto diametro interno del tunnel, il modulo è stato progettato ad-hoc per la taglia del microtunnel; inoltre, si è previsto di realizzare – in caso di necessità – i segmenti con pannelli metallici imbullonati, anziché utilizzare quelli standard in calcestruzzo armato.
Grazie a un’attenta gestione della lubrificazione e dei parametri di scavo, l’attraversamento è stato completato senza necessità di impiegare il push-module, né di attivare le stazioni di spinta intermedie per frazionare la spinta.

MT MONTE LOGGIO
Data la geometria e la collocazione dell’attraversamento di Monte Loggio, che presentava un elevato dislivello (122 m ca.), si sono rese necessarie alcune soluzioni per ottimizzare le lavorazioni:

  • è stata prevista l’installazione di un freno fissato al muro di intestazione della postazione di spinta. Al termine di un ciclo di spinta/avanzamento, i martinetti della stazione di spinta principale vengono ritratti per creare lo spazio necessario a calare un nuovo tubo nel pozzo; in questa fase entra in funzione il dispositivo installato che blocca qualsiasi possibile arretramento della colonna di tubi verso il pozzo.
  • la collocazione dell’area cantiere, a quota +975 m s.l.m.m., ha comportato notevoli difficoltà logistiche. Si è resa necessaria la progettazione di una nuova pista per accedere al sito ed uno studio approfondito per limitare gli spazi e gestire i trasporti sia dei tubi che del materiale scavato. A tal proposito sono stati sfruttati dei piazzali intermedi, posti a valle della pista di accesso, dai quali il materiale è stato movimentato mediante motrici a lunghezza ridotta e mezzi d’opera.
  • sono state installate n. 10 stazioni di spinta intermedie, predisposte per suddividere l’avanzamento della colonna di tubi in tratte di lunghezza massima compresa tra 90-100m.

La corretta gestione dello scavo e della lubrificazione nei i terreni intercettati durante l’avanzamento (prevalentemente marna fessurata e roccia «soil-like») ha consentito il completamento della tratta mediante la sola spinta del carrello installato nella postazione di avanzamento.

MT POGGIO DELLA TRAVAIA
L’attraversamento di Monte della Travaia presentava diverse criticità, che sono state analizzate dalla Scrivente per ottimizzare al meglio la perforazione. Si elencano di seguito le principali:

  • Elevata copertura, fino a più di 110m al disotto del p.c., e profilo a corda molla con pendenza finale al 9% circa. La presenza di un torrente con alveo incassato nei pressi della postazione di spinta, ha richiesto l’esecuzione di un pozzo di spinta piuttosto profondo (circa 10m) scavato in roccia. Tale soluzione si è resa necessaria per superare lo strato permeabile e garantire la necessaria copertura al disopra delle tubazioni del microtunnel.
  • Considerevole dislivello tra la postazione di partenza e di arrivo (circa 70m);
  • Considerevole lunghezza dell’attraversamento (1250m circa);
  • La zona di lavoro era sita ad 800m circa di quota. I lavori di perforazione sono stati realizzati in periodo invernale con condizioni climatiche avverse: ciò ha comportato difficoltà di gestione dei trasporti e degli impianti a causa della presenza di neve e temperature rigide e, a seguire, problemi di gestione delle acque durante lo scavo dovuto al carico idrico importante generato
    dallo scioglimento delle nevi.

Date le caratteristiche geometriche del tracciato e la natura dei terreni, come misura di mitigazione
dei rischi legati ad un possibile blocco dell’avanzamento a spinta, è stato deciso di progettare ed installare sin dall’inizio delle attività di perforazione, l’elemento addizionale denominato «pushmodul». Tale elemento, posto in coda ai moduli che compongono la TBM, consente la transizione dal sistema di avanzamento «pipe jacking» a quello dell’avanzamento di tipo «segment lining».

Data la ridotta dimensione del microtunnel in progetto, ICOP ha provveduto a studiare assieme al costruttore del modulo un sistema compatto in grado di funzionare con conci metallici e non, come avviene nelle usuali gallerie a conci, con il sistema standard in calcestruzzo. I terreni che hanno interessato l’attraversamento (essenzialmente marne e marne alterate e fessurate), uniti alla presenza di zona localizzate nell’ammasso roccioso con abbondante flusso d’acqua in pressione, ha comportato infine l’esigenza di uno studio approfondito della miscela di lubrificazione del sovrascavo.

Nel corso dell’avanzamento, la presenza di acqua in movimento derivante dal ruscellamento lungo le fratture della roccia, ha causato notevoli problematiche nel mantenimento del fluido nel sovrascavo ed il conseguente incremento della frizione laterale e delle spinte dovute al parziale dilavamento. Modificando i parametri di composizione della miscela e gestendo in maniera ottimale i dati di perforazione la Scrivente è riuscita ad ultimare l’attraversamento nel rispetto delle tempistiche contrattuali previste e senza incorrere nell’utilizzo del push-modul.