Il CSM - Cutter Soil Mixing - di Bauer nelle nuove infrastrutture con riferimento alla stazione AV/AC di Bologna

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1 CONGRESSO SOCIETA ITALIANA GALLERIE GALLERIE E SPAZIO SOTTERRANEO NELLO SVILUPPO DELL EUROPA Bologna, 17, 18 e 19 ottobre 2013 Il CSM - Cutter Soil Mixing - di Bauer nelle nuove infrastrutture con riferimento alla stazione AV/AC di Bologna Massimiliano Bringiotti (1), Davide Nicastro (1), Alberto Dalle Coste (2) (1) GeoTunnel S.r.l., Genoa, Italia (1) Bauer Macchine Italia S.r.l., Mordano, Italia ABSTRACT: La realizzazione di nuove infrastrutture ferroviarie come la realizzazione dell attraversamento urbano delle linee AV/AC (Alta Velocità/Alta Capacità) a Bologna e l ammodernamento di quelle esistenti, passa anche attraverso l impiego di tecnologie di scavo consolidate ma che hanno continuato ad evolversi nel tempo divenendo più che mai attuali. Il CSM, Cutter Soil Mixing, rappresenta una risposta concreta alle esigenze di qualità, sicurezza ed economicità necessarie alle opere di ingegneria a carattere strategico che si stanno sviluppando in Italia e di cui non si può fare a meno. Il Cutter Soil Mixing (taglio e miscelazione del terreno) è una recente tecnologia ideata da Bauer Maschinen per la realizzazione di pannelli rettangolari consolidando in posto il terreno con un legante, al fine di realizzare strutture portanti o diaframmi idraulici; è un efficace metodo per realizzare paratie di ritenuta e/o sostegno, diaframmi impermeabili e per il miglioramento delle caratteristiche meccaniche dei terreni, nelle gallerie artificiali, nei parcheggi sotterranei, nelle discariche, ecc.. Tale sistema è stato studiato e realizzato unendo le conoscenze del trattamento dei terreni, noto come Deep Mixing Method DMM - e lo scavo di pannelli con la tecnologia delle Idrofrese. Per la realizzazione della Stazione di Bologna Astaldi S.p.A. ha gestito la costruzione di quasi m 2 di paratie tramite tale tecnologia. 1 Il Cutter Soil Mixing Questa metodologia di scavo abbina la tecnica del Deep Mixing a quella dell Idrofresa; si realizza uno scavo a sezione rettangolare attraverso l uso di teste fresanti equipaggiate con denti taglianti. L idea di abbinare i due sistemi ha portato allo sviluppo della tecnologia CSM (Cutter Soil Mixing); l intervento di consolidamento eseguito tramite questo sistema può essere finalizzato alla realizzazione di strutture portanti o diaframmi a scopo idraulico: pannelli isolati possono essere utilizzati come pali e pannelli secanti tra loro possono formare una paratia continua strutturale oppure, a seconda delle necessità, un diaframma plastico ai soli fini idraulici. Per la realizzazione di opere strutturali si può prevedere l introduzione di tubi, palancole o putrelle di rinforzo all interno dei pannelli stessi. I metodi DMM (Deep Mixing Method) sono utilizzati principalmente per il trattamento di terreni teneri (coesivi e non-coesivi). Il metodo CSM estende l utilizzo del DMM anche ai terreni più consistenti ed alle rocce tenere. I principali vantaggi sono: l alta produttività; l utilizzo del terreno stesso come materiale da costruzione; la produzione di materiale di risulta contenuta (importante nelle zone di terreni contaminati); il metodo non genera vibrazioni; la possibilità di raggiungere profondità elevate con le attrezzature sospese su fune. 2 La tecnologia La tecnologia CSM fa uso di due set di ruote fresanti che girano su di un asse orizzontale per produrre pannelli rettangolari: due sistemi di trasmissione sono connessi ad uno speciale supporto il quale, a sua volta, viene collegato ad una prolunga Kelly. Il Kelly è montato sul mast principale della 942

2 macchina di scavo per mezzo di due slitte che guidano ed estraggono l utensile e, se necessario, lo ruotano. In alternativa al Kelly può essere utilizzato il sistema sospeso a fune che permette di raggiungere profondità maggiori. In Fig. 1 sono visibili, nello stesso cantiere, in primo piano un CSM su Kelly ed a destra un modello sospeso. Figura 1. Stazione AV di Bologna (ASTALDI S.p.A.) Durante la fase di discesa delle teste fresanti il terreno viene frantumato e disgregato dalle ruote mentre al contempo la miscela cementizia viene iniettata tramite un apposito ugello tra le teste stesse; in fase di estrazione le teste fresanti ruotano in maniera tale da mescolare il legante con il terreno e formare un pannello rettangolare (Fig.2). Figura 2. Pannello di terreno dopo trattamento CSM 943

3 3 Le attrezzature La macchina CSM è costituita dai seguenti componenti principali: Il gruppo fresante BCM con quattro ruote dentate. Un sistema di guida e di collegamento del gruppo fresante alla macchina base. La macchina base. Il sistema è modulare ed i vari elementi possono venire intercambiati per adattare le attrezzature alle condizioni diverse dei cantieri (terreni, profondità, dimensioni dei pannelli). Il gruppo fresante BCM è basato sulle tecnologie delle idrofrese, con analoghe motorizzazioni e riduttori. Due gruppi fresanti sono disponibili per coprire un ampia gamma di applicazioni: BCM 5, per applicazioni di media entità e terreni facili. BCM 10, progettato per i pannelli di dimensioni più grandi e per elevate profondità di trattamento; l alta coppia disponibile ed il maggior peso di questa macchina la rendono ideale per i terreni più difficili. Le principali caratteristiche del gruppo fresante BCM vengono riportate in Tab. 1. BCM 5 BCM 10 Coppia knm Velocità di rotazione rpm Altezza m 2,35 2,8 Lunghezza pannello m 2,4 2,8 Larghezza pannello m 0,50-1 0,65 1,2 Peso kg Tabella 1. Dati tecnici di sintesi dei moduli fresanti CSM La natura del terreno determina se sia necessario favorire la capacità delle ruote di rompere il terreno stesso oppure di miscelarlo. Per coprire la necessità di lavorare efficacemente in materiali diversi, sono disponibili ruote con differenti dentature e geometrie, Fig. 3. La massima profondità raggiunta con un asta monoblocco è di ca. 35 m, mentre la massima profondità eseguita con il gruppo fresante sospeso su funi è stata superiore agli 80 m. Figura 3. Ruote dentate del gruppo fresante BCM 944

4 4 Procedure di esecuzione Un prescavo viene normalmente realizzato lungo il diaframma per raccogliere lo spurgo; non è necessaria la costruzione di muretti guida però è consigliabile adottare un sistema di riferimento per il posizionamento della fresa (Fig. 4). Il gruppo fresante viene infisso nel terreno ad una velocità costante. Le ruote dentate frantumano il terreno e contemporaneamente un fluido è iniettato attraverso gli ugelli situati fra le ruote; tale fluido viene miscelato omogeneamente con il terreno stesso. La direzione di rotazione delle ruote è preferibilmente verso l esterno (per favorire la miscelazione) ma in ogni sito può essere variata, assieme alla velocità di rotazione delle stesse, per favorire l efficienza della macchina. Figura 4. Spurgo durante la lavorazione (ASTALDI S.p.A.) Tutto il terreno tagliato dalle ruote dentate viene fatto passare attraverso le lame fisse dove viene obbligatoriamente rifrantumato e mescolato con la miscela. La velocità di penetrazione ed il volume del fluido iniettato sono regolati costantemente dall operatore per ottimizzare l assorbimento di potenza e per garantire una miscela terreno/fluido omogenea e sufficientemente liquida per permettere il facile passaggio della fresa sia in fase di penetrazione che in fase di estrazione. Oltre alla miscelazione del terreno con il composto legante, in taluni casi, utilizzando il metodo Bi-fase (cioè quando la fase di penetrazione e taglio del terreno viene effettuata utilizzando solo acqua o bentonite), come elemento veicolante può essere utilizzata in aggiunta anche dell aria compressa, utile per migliorare l effetto di liquefazione e miscelazione del terreno e per migliorare la risalita dell utensile. I cicli di scavo e miscelazione possono essere eseguiti in due modi. Nel sistema Monofase la miscela cementizia è iniettata nel terreno in fase di penetrazione-taglio ed anche in fase di estrazione-miscelazione; normalmente viene pompata circa il 70% del totale della miscela in fase di penetrazione. Lo spurgo raccolto nel prescavo può essere steso in cantiere per creare i piani di lavoro o viene convogliato in una vasca dove è lasciato indurire prima di essere rimosso. Con questo sistema la velocità di estrazione è elevata in quanto la maggior parte della miscela cementizia viene iniettata nel terreno nella fase di penetrazione e taglio. I maggior vantaggi del sistema mono-fase sono: non servono impianti ausiliari per dissabbiare, alta velocità di estrazione, maggior semplicità operativa e maggior produttività rispetto al sistema bi-fluido è preferito per terreni facili, per profondità < 20 m e per la costruzione di paratie di sostegno. Nel sistema Bi-fase, durante la fase di penetrazione, il taglio, la miscelazione e la fluidificazione del terreno vengono eseguiti iniettando solamente un fango bentonitico. Lo spurgo che risulta può essere 945

5 condotto ad un dissabbiatore dove sono separati i solidi dalla parte fluida che viene quindi rimessa in circolo. Quando lo spurgo risulta troppo denso per essere pompato, lo stesso può essere rimosso meccanicamente e fatto passare attraverso un vibrovaglio e la parte liquida inviata al dissabbiatore. Al raggiungimento della profondità di progetto il fango bentonitico viene sostituito dalla miscela cementizia e, generalmente, viene invertito il senso di rotazione delle ruote fresanti. Inizia quindi la fase di estrazione della macchina e la mescolazione del terreno con la miscela. La velocità di estrazione ed il volume di miscela iniettata sono regolati per garantire il giusto rapporto miscela cementizia/terreno e per esercitare il necessario costipamento del volume trattato. La fase di estrazione risulta molto importante perché da essa dipende l entità della compattazione conferita al terreno. I principali vantaggi del sistema Bi-fase sono: maggiore sicurezza quando si lavora ad elevate profondità o quando il lavoro viene interrotto, minor consumo delle ruote fresanti e dei denti, è il sistema preferito nei terreni difficili, alle profondità elevate e per i diaframmi plastici. 5 Realizzazione di una paratia Una paratia continua è formata eseguendo una serie di pannelli primari che sono quindi intersecati da pannelli secondari di chiusura (Fig. 5). Figura 5. Fasi di esecuzione (Dolomiti Rocce Ing. Mantovani S.p.A. - Ccantieri vari) Se i pannelli secondari vengono eseguiti quando i primari sono ancora in uno stato fluido il metodo si chiama fresco-su-fresco, viceversa se i secondari vengono eseguiti una volta che i primari sono induriti il metodo si chiama fresco su duro (ad esempio quando vi sono interruzioni nella continuità del lavoro). A seconda del metodo utilizzato si adottano sovrapposizioni diverse in relazione alla maggiore o minore fluidità dei primari. Infatti, con il metodo fresco su duro è possibile realizzare paratie continue con sovrapposizioni minori tra gli elementi essendo la fresatura all estremità del pannello indurito più precisa di quella sul fresco. La tecnica CSM consente di realizzare anche tratti in curva. 6 Vantaggi della tecnica Una peculiarità del Cutter Soil Mixing è quella di consentire il trattamento non solo dei terreni teneri (coesivi e granulari), ma anche di quelli più consistenti e delle rocce tenere. Il metodo offre una serie di vantaggi rispetto alle tradizionali tecnologie in uso fra cui l utilizzo dello stesso terreno trattato come materiale di realizzazione dell opera. In condizioni stratigrafiche omogenee, il sistema CSM conduce alla realizzazione di pannelli di terreno consolidato con caratteristiche costanti. In condizioni stratigrafiche eterogenee, i pannelli potranno ottenere caratteristiche meccaniche similari variando i parametri volumetrici di immissione nel terreno della miscela legante. 946

6 Il sistema CSM consente di ottenere una geometria dei pannelli regolare (rettangolari) e predeterminata attraverso la dimensione e la posizione delle ruote fresanti. La metodologia non genera significative vibrazioni (importante quando si lavora nei terreni teneri vicino a strutture e servizi esistenti). Nel suolo ghiaioso sabbioso, anche impiegando grossi volumi di miscela, si verificano fenomeni di refluimento assai limitati. La lavorazione, in questo tipo di terreno, può dunque essere considerata pulita. Operando in materiali limoso argillosi, si generano refluimenti variabili dal 20 al 60% (in funzione della geologia e della metodologia operativa) rispetto al volume di terreno trattato. L iniezione dei materiali impiegati durante le fasi di perforazione e trattamento avviene senza asportazione di terreno; questo consente di operare anche in prossimità di manufatti, scongiurando potenziali fenomeni di cedimento del terreno circostante. Poiché il volume di materiale immesso nel terreno è ridotto e le pressioni di iniezione sono estremamente basse, i possibili fenomeni di sollevamento diventano nulli o trascurabili. Esiste un sistema di controllo di dettaglio della fase di scavo e mixing con Software dedicato. Con le attrezzature sospese su fune si possono raggiungere grandi profondità (superiori agli 80 m). Sono state realizzate metodologie di lavoro che ne garantiscono l impiego in situazioni particolari (ad esempio in presenza di sottoservizi). 7 Alcuni case histories 7.1 Progetto Mose - Bocca di Lido, Treporti a Venezia La realizzazione del porto rifugio di Treporti ha previsto la costruzione di riempimenti a terra e a mare, la risagomatura della linea di costa e la costruzione di due dighe frangiflutti. Inoltre i bacini lato nord e sud sono collegati da un sistema di chiuse per consentire il passaggio delle imbarcazioni. In fase provvisionale, il bacino nord è confinato lato mare da una tura al fine di rendere agibile un area di cantiere per la costruzione dei moduli delle dighe mobili. L area di cantiere ha quindi un piano-base alla quota - 8,50 m s.l.m.; l agibilità a questo piano viene garantita mediante un sistema di dewatering che è rimasto attivo per tutta la durata dei lavori di realizzazione dei moduli delle dighe mobili. Il porto rifugio (Fig. 6) è stato così opportunamente adeguato a tura di prefabbricazione dei cassoni di soglia di spalla e della conca di navigazione. Il sistema per l aggottamento della tura è composto da: diaframma perimetrale fino ad una profondità tale da garantire un sicuro ammorsamento nello strato impermeabile (fino a - 25,0 26 m s.l.m.) ed un sistema di pompaggio Il diaframma perimetrale di cinturazione è stato realizzato con palancole metalliche nella sponda lato mare e con la tecnologia Cutter Soil Mixing (CSM) nella sponda lato terraferma. I diaframmi hanno una superficie equivalente pari a m 2 con uno spessore di 640 mm e raggiungono una profondità max di 28 m. Figura 6. Porto rifugio in fase di realizzazione ed il bacino in fase terminale 947

7 7.2 Il viadotto Alaska Way Il viadotto a due piani Alaskan Way è un elemento viario di passaggio a fronte mare nel centro di Seattle. E un opera di estrema importanza per la realizzazione della quale la Malcolm Drilling Company ha acquisito il contratto per installare una cella di isolamento per le fondazioni del nuovo ponte, in modo da mitigare l effetto di liquefazione del terreno e resistere alle forze laterali degli eventi sismici. Il volume di terreno trattato, consistente in sabbia, sabbia limosa, limo sabbioso sino a 27 m ed al disotto del quale vi è ghiaia sabbiosa e limosa molto addensata, è stato di circa m 3. Sono stati realizzati 350 pannelli alla profondità massima di 32 m e con overcut dai 15 ai 30 cm, con larghezza dei pannelli stessi di 1,5 m (Fig. 7). Figura 7. Ruote di taglio da mm! 7.3 La Stazione Hongquilu della Linea 2 di Tianjin Per la realizzazione della Stazione Hongquilu della Linea 2 di Tianjin sono stati realizzati circa m 2 di paratie in CSM, spessore 800 mm ad una profondità variabile di 38/43 m con sovrapposizione dei pannelli di circa 30 cm. La stratigrafia del luogo evidenzia strati densi di limo e sabbia limosa con valori di SPT tra 30 e 50 ed il tipico limo argilloso ed argilla limosa di Tianjin con SPT < 15. I diaframmi sono stati realizzati con un asta mono Kelly da 43m di lunghezza (Fig. 8) in soli 15 giorni. Figura 8. BG40 con asta mono Kelly da 43 m 948

8 7.4 La Stazione AV/AC di Bologna il cantiere CSM più esteso al mondo La realizzazione dell attraversamento urbano delle linee AV/AC (Alta Velocità/Alta Capacità) a Bologna ha rappresentato l occasione per riorganizzare l intero assetto del nodo ferroviario grazie alla costruzione della nuova stazione sotterranea e di importanti opere ingegneristiche, come i nuovi ponti sul Reno e le gallerie che attraversano la città in sotterranea per oltre 10 km. Il nuovo assetto permette di potenziare la capacità di trasporto dell intero nodo ferroviario passando dai circa 780 treni/giorno (circa passeggeri al giorno) nella configurazione attuale a circa treni/giorno al completamento del sistema AV/AC e di quello del trasporto regionale (circa passeggeri previsti, di cui per l Alta Velocità). La nuova fermata dei treni AV è stata progettata interrata, per una estensione di circa 640 m di lunghezza e 56 m di larghezza nel suo punto di maggior estensione (Fig. 9); consentirà un aumento dei servizi, migliorando la mobilità dei cittadini senza sottrarre ulteriore spazio alla città in superficie, limitando l impatto ambientale del passaggio dei nuovi treni veloci sulla città. Figura 9. Ubicazione e dimensioni della nuova Stazione AV Il sottosuolo bolognese è caratterizzato dalla presenza di numerosi strati aventi composizione granulometrica variabile dalle argille limose di alta plasticità alle sabbie limose e alle sabbie con ghiaie. Nella zona della stazione AV prevalgono i materiali argilloso-limosi; i corpi a granulometria più grossolana, di forma lenticolare, costituiscono le digitazioni terminali dei conoidi dei torrenti minori e sono costituiti principalmente da sabbie, sabbie limose e sabbie con ghiaia. In sintesi sono stati rilevati 3 acquiferi: il primo superficiale, costituito da sabbie e sabbie limose, ad una profondità variabili comprese tra 0 e 8 m dal p.c. (falda freatica). Il secondo, costituito da sabbie e ghiaie, compreso tra le profondità di 15 e 20 m dal piano campagna (falda intermedia). Il terzo, costituito, sostanzialmente, da sabbie e sabbie limose, compreso tra le profondità di 25 e 38 m dal piano campagna (falda profonda). Vista la complessità emersa dalle prime indagini è stato ricostruito un modello litologico tridimensionale per mezzo di indagini geofisiche (microtremori e tomografia elettrica) e integrato con tutti i sondaggi geognostici eseguiti nelle diverse fasi di progettazione e realizzazione delle opere. (Fig. 10). Figura 10. Visualizzazione 3D dei corpi permeabili 949

9 La trattazione specifica delle peculiarità di tale Opera viene rimandata all articolo preparato da AstaldiItalferr presentato in concomitanza del presente Congresso; seguiranno solo alcune considerazioni e dati di sintesi. L impianto strutturale della stazione AV comprende le opere di sostegno degli scavi (paratie perimetrali e relativi elementi di contrasto), le opere di fondazione (solettone di fondo e relativi elementi di ancoraggio) e le strutture in elevazione necessarie al sostegno dei piani posti alle diverse quote (telai, solai e nuclei scala e ascensore). Le paratie perimetrali del camerone AV rappresentano il principale elemento innovativo di questa opera, in quanto costituite da elementi strutturali aventi particolari conformazione e funzionamento statico e realizzati con l ausilio di modalità e tecnologie esecutive innovative: le Voltine e gli Speroni (Fig. 11). Figura 11. Stralcio planimetrico degli speroni e delle voltine (tratteggiato l intervento in CSM) Le Voltine sono paratie in c.a. conformate ad arco per conferire alle pareti interne del camerone un effetto grotta, secondo le indicazioni del progetto architettonico originario della stazione AV. Gli Speroni sono paratie a T in c.a. (Fig. 12) costituenti gli elementi di sostegno principale atti ad assorbire le azioni di spinta trasmesse dalle Voltine attraverso un comportamento principalmente flessionale. Figura 12. Fase di posa dell armatura degli speroni all interno dei diaframmi L opera di consolidamento del terreno delle pareti di scavo delle paratie è stato effettuato mediante la tecnologia innovativa del CSM. Tale lavorazione è stata la prima in Italia come quantitativi e come importanza per opere strategiche nel campo delle infrastrutture ed è stato gestito e diretto interamente da ASTALDI S.p.A (Fig.13) e, a quanto ci è dato sapere, rappresenta l intervento massivo più esteso al mondo. Il lavoro è stato esteso fino alla profondità massima della base delle voltine (23m), per cui non ha interessato l ultimo tratto di 5 metri degli speroni, dove peraltro le caratteristiche del terreno e la maggiore densità dei fanghi garantivano una sufficiente stabilità delle pareti di scavo. La lunghezza dei pannelli è stata di 2,4 e 2,8 m con spessori medi pari ad 800 mm. Figura 13. ASTALDI 950

10 Prima di iniziare la vera e propria realizzazione dei pannelli lungo le pareti di scavo, è stato predisposto un campo prova nello stesso cantiere costituito da 4 coppie di pannelli, 7 dei quali realizzati con diversi orientamenti in una stessa area, e l ultimo realizzato in prossimità di una lente di sabbia per verificare poi in laboratorio il comportamento del mix ottenuto. I carotaggi sono stati eseguiti a coppie sui lati corti del pannello a 40 cm dal bordo e per tutta la sua lunghezza, successivamente sono stati presi i campioni più significativi a diverse profondità. In terreni limo-argillosi ed argillo-limosi tipici del sito della Stazione, caratterizzati dai seguenti parametri: - γt = 18,0 KN/m 3, peso di volume - c = 0 KPa, coesione - = 26, angolo di attrito adottando un dosaggio di 400 Kg/mc di terreno trattato si sono ottenuti valori di resistenza a compressione monoassiale superiori a 1,6 MPa mediamente già intorno ai 10 giorni di maturazione, ed un modulo elastico di circa MPa. A tal proposito la scelta della miscela ha comportato uno studio abbastanza severo al fine di ottimizzare i rapporti acqua/cemento e le conseguenti portate dei flussi di iniezione. Il sistema di miscelazione adottato per la lavorazione CSM è stato di tipo bifase (Fig. 14), con stadio di discesa utilizzando una miscela bentonitica (con un flusso di l/min e pressione di iniezione di 6-10 bar) ed aria compressa e risalita con iniezione di miscela cementizia (con una quantità di cemento di kg/mc ed un flusso attorno ai l/min). Figura 14. Lay out del doppio impianto di miscelazione e pompaggio della miscela bifase Uno dei motivi principali per i quali si è preferito adottare questa tecnica piuttosto che altre, è stata la certezza del risultato, ovvero la sicurezza di realizzare un pannello reale e non ipotetico come può avvenire per il jet grouting, e soprattutto per la tenuta idraulica che un pannello di questo tipo offre, (minor numero di giunti, superficie interamente trattata senza presenza di coni d ombra, ). Un ulteriore motivo che ha portato alla realizzazione del CSM è dovuto al fatto che la struttura a grotta è già quella definitiva, ovvero è visibile al termine dei lavori, quindi era necessario garantire una superficie liscia per non dover effettuare ulteriori trattamenti in seguito. Le principali macchine utilizzate per tali lavorazioni sono state: - Bauer BG 28H con BCM 5 (usata per i pannelli da mm) - Bauer RTG RG 255 con BCM 10 (usata per i pannelli da mm) - Bauer BG 28V con BCM 10 - Impianto di miscelazione ed iniezione MAT Interessante è stata la metodologica di apprestamento delle corree di guida; sono state realizzate dime opportunamente sagomate in CLS amovibili e posizionabili secondo le necessarie geometrie di scavo (Fig. 15). Tramite tale sistema si è potuto ottimizzare sia la costruzione di questi elementi a perdere che le procedure lavorative. 951

11 Figura 15. Corree amovibili posizionate nella zona di lavoro Per via del regolamento ASL di Bologna, particolarmente severo, tutte le macchine sono state dotate di copertura insonorizzante (Fig. 12) al fine di abbattere i rumori prodotti in area urbana a livelli inferiori ai 100 db. Figura 12. Coperture insonorizzanti delle attrezzature Per quanto riguarda il controllo dei parametri di produzione, questi ultimi vengono visualizzati e registrati dal computer della macchina; in generale si possono ottenere le seguenti informazioni: - Profondità Flusso e quantità totale di miscela Pressione del flusso della miscela Pressione della miscela terreno/cemento a vari livelli nel pannello Volume miscela/tempo Volume miscela/profondità Deviazioni assi X + Y (ed eventualmente Z ) Velocità rotazione ruote Altri vari parametri di controllo del funzionamento della macchina In riferimento specifico alla elevate richiesta di garanzia sugli scostamenti planimetrici del pannello eseguito rispetto a quello progettato, il sistema B-Tronic di Bauer è stato in grado di fornire in maniera sistematica la posizione x, y (e z tramite un giroscopio nel caso di attrezzatura sospesa a fune) dell utensile di scavo, garantendo scostamenti sotto soglia di progetto. Infatti, le deviazioni dalla verticale dei pannelli realizzati sono risultate nel complesso particolarmente contenute, con valori massimi di qualche cm. Si sottolinea il fatto che le varie celle di misurazione sono installate all interno del telaio che sorregge le ruote di taglio fresanti, non sull asta di guida, come si può evincere dalla Fig. 13 (si possono notare, ad esempio, i misuratori di pressione esterna installati all interno del coperchio del telaio di protezione dei motori idraulici). Figura 13. Il corpo CSM aperto, si notino i motori idraulici ed i sistemi di misurazione delle pressioni 952

12 Tutti i dati di perforazione ed iniezione di ogni pannello sono visualizzabili in cabina e sono stati registrati dal sistema elettronico, potendo creare e documentare in maniera esatta la storia di ogni pannello eseguito (Fig. 14). Figura 14. L operatore ha sotto controllo tutti i parametri operativi che possono venire restituiti sotto vari formati grafici Il fatto di poter rilevare le deviazioni sui piani x ed y permettono all Utilizzatore ed al Controllore di montare su di un disegno esattamente le geometrie dei prismi in CSM eseguiti, permettendo di verificare (in fase di lavoro di correggere) gli scostamenti dell eseguito sul progettato. La geometria di scavo, essendo perfettamente rettangolare, permetterà pertanto di ricostruire esattamente le impronte dei pannelli; questo aspetto scongiura il pericolo (perché, se riscontrato, l errore può venire corretto) di: 1) eccessivo disallineamento planimetrico dei pannelli e 2) presenza di zone di materiale non trattato. Le squadre hanno lavorato esclusivamente di giorno, con un turno lungo formato dagli operatori delle macchine (n. 3 per macchina) e dagli impiantisti (n. 2 ) per un totale di 7-8 addetti totali. Le produzioni ottenute mediamente sono state di 3 pannelli al giorno per ogni macchina con profondità intorno ai 23 metri in terreno prevalentemente classificato come limo-argilloso di relativa consistenza; l avanzamento varia dai cm/min in terreni sciolti ai cm/min in terreni più compatti. A regime si sono avuti circa 14 mq/h di diaframma CSM finito. La Stazione è stata inaugurata al Pubblico per il traffico AV l 8 Giugno di quest anno. 8 Bibliografia Bringiotti M., Dal Cutter Soil Mix al Triple Auger, Settembre e Dicembre 2004, Quarry& Construction, Ed. PEI, PR Fiorotto R., Bringiotti M., CSM Cutter Soil Mixing; una nuova tecnologia per eseguire il Soil Mixing nel campo della costruzione di gallerie artificiali ed opere varie nel sottosuolo mediante paratie di tenuta e di sostegno, 5/6/ 05, Convegno SIG Gallerie nelle infrastrutture di trasporto Le grandi opere in Italia, Samoter Verona F. Bringiotti M., Recenti Cantieri innovativi in Italia, Ottobre 2006, Quarry & Construction, Edizioni PEI, Parma Bringiotti M., Dossi M., Nicastro M, Miscelazione profonda dei terreni; metodi classici e tecnologie innovative CSM by Bauer, Ottobre 2008, Quarry & Construction, Edizioni PEI, Parma Bringiotti M., Carraro S., Dalle Coste A., Nicastro D., La tecnologia Bauer nel Passante di Mestre, Febbraio 2008, Quarry & Construction, Edizioni PEI, Parma Bringiotti M., Geotecnica e Macchine da Perforazione - Metodologie ed Innovazioni, 2010, Edizioni PEI, Parma Ciufegni S., Sacchi F., Utzeri L., La nuova stazione AV di Bologna. Le opere di sostegno e consolidamento degli scavi e il sistema di monitoraggio, Marzo 2012, N. 3, Ingegneria Ferroviaria 953