Descrizione

La tecnologia del Tunnel Boring Machine (TBM) - compresa nella fa- miglia trenchless delle Nuove Installazioni - dalla quale è derivato il Microtunneling per applicazioni di dimensioni inferiori, consente di realizzare tunnel di grandi dimensioni, di notevole lunghezza e in qualsiasi tipo di terreno, con l’uso di frese, eventualmente seguite da rivestimenti o sostegni del tunnel che si realizza.

Il ricorso a questa metodologia consente di realizzare percorsi di posa più brevi rispetto a tracciati esterni, il superamento in sicurezza di aree ad alta densità abitativa e la riduzione al minimo di opere di ripristino ambientale.

Il sistema è basato sull’avanzamento di una testa di perforazione a piena sezione e della relativa struttura portante. Le tecnologie TBM possono essere suddivise in:

• TBM aperte (open gripper), impiegate generalmente in roccia dura o quantomeno di media autoportanza, anche in presenza di limitate quantità d’acqua;
• TBM scudate (shield) o doppio scudate (double shield), impiegate quando la roccia diventa più tenera o fratturata.

Per le TBM aperte, l’azione di avanzamento è esercitata da una trave portante corredata di pistoni idraulici, mentre l’azione di contrasto è esercitata da una serie di martinetti idraulici solidali con il corpo mac- china (non meno di due coppie), che garantiscono l’aderenza della macchina alla roccia circostante.

La TBM scudata o doppio scudata consente il montaggio di un rivestimento in conci. La spinta viene in questi casi esercitata direttamente sull’anello di conci montato o con sistema misto (gripper e conci) per le TBM doppio scudo.

Per lo scavo con rocce “terrigene” o in presenza di strutture sensibili è pos- sibile esercitare una contropressione al fronte con sistemi di schiume e poli- meri (TBM EPB - Earth Pressure Balanced) o fanghi bentonitici (Slurry TBM).

Le fasi operative per l’esecuzione di un tunnel con TBM sono essen- zialmente quattro:

• realizzazione degli imbocchi e montaggio della TBM;
• scavo del tunnel;
• realizzazione di consolidamenti e/o rivestimenti del cavo;
• posa degli eventuali servizi.

In generale, come tutti gli scavi in sotterraneo, il progetto di un tunnel risulta notevolmente influenzato dalle condizioni geotecniche del ter- reno. La conoscenza dei parametri geotecnici è essenziale in ordine ai seguenti punti:

• definizione del progetto e in particolare del profilo del tunnel; è preferibile scegliere un profilo che resti il più possibile confinato all’interno di uno strato geologicamente omogeneo;
• scelta del metodo di perforazione; esso dipende dalle carat- teristiche della roccia, dalla presenza di acqua, dalla presenza di rocce rigonfianti e/o spingenti, dalla possibile instabilità del fronte scavo;
• scelta della metodologia di rivestimento; in funzione delle carat- teristiche della roccia e delle macchine a disposizione, si deciderà se procedere con il rivestimento tradizionale o con il rivestimento continuo in avanzamento. Quest’ultimo garantisce una maggiore sicurezza in fase esecutiva.

L’utilizzo di frese e/o di utensili adeguati al tipo di terreno da attraversare garantisce il buon esito della perforazione.

Campi di applicazione

Le applicazioni con questa metodologia, a prescindere dalle caratteristiche geologiche delle rocce da attraversare, sono relative alla realizzazione di fori pilota per tunnel stradali, ferroviari, a uso idroelettrico e/o cunicoli per servizi.

La gamma di impiego di queste macchine va da circa 2,5 m a oltre 12 m di diametro del tunnel. In funzione del contesto geologico e del futuro impiego del tunnel.