Soluzioni ingegneristiche introdotte dalle NIR 41 e 43 e loro applicabilità

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1 Soluzioni ingegneristiche introdotte dalle NIR 41 e 43 e loro applicabilità DICAM Università di Bologna 4 Luglio 2013 Scuola di Ingegneria e Architettura Università di Bologna

2 Cause di gravi incidenti durante la costruzione di gallerie (OSHA) i più numerosi e i più gravi sono dovuti a crolli di elementi di roccia

3 Lavori a ridosso del fronte Pericolo (rilasci e crolli di cunei, frammenti di roccia, masse di terreno incoerente) connessi alla permanenza di operatori in prossimità di vaste superfici appena scavate. Il problema è presente nelle gallerie di piccola sezione e maggiormente in quelle di grande sezione.

4 Operazioni con elevato rischio di incidente Messa in opera della centina

5 Raccomandazioni organizzative e procedurali per ridurre il pericolo di infortunio a) Adozione delle più recenti soluzioni organizzative, tecniche e tecnologiche; b) Disgaggio attento e puntuale con mezzi e procedure idonee eseguito da personale esperto; c) Soluzioni progettuali che tutelino al massimo livello la sicurezza dei lavori al fronte d) Adozione di piattaforme elevabili montate su braccio con FOPS e) Presenza del Responsabile dei lavori al fronte

6 f) Assicurare l agile e rapida fuga dalla zona soggetta a caduta di gravi dall alto (il piano di calpestio deve essere sgombero da ostacoli) g) Evitare lavori che impediscono l agile e rapida fuga degli operatori dalla zona soggetta a caduta di gravi dall alto h) Vietare la contemporaneità di più azioni elementari (perforazione, disgaggio, smarino) i) Il numero di lavoratori deve essere ridotto al minimo indispensabile per eseguire in massima sicurezza la singola azione elementare j) Il tempo di permanenza degli operatori al fronte deve essere limitato al minimo indispensabile per eseguire l azione elementare in condizioni di massima sicurezza

7 DISGAGGIO La letteratura scientifica e tecnica internazionale sconsiglia l uso di martelli demolitori o di perforatrici per realizzare il disgaggio. Per contro, consiglia di eseguire il disgaggio manualmente anche nelle gallerie di grande sezione. Il disgaggio meccanico deve essere limitato ad azioni di scalzamento delle porzioni instabili e non si devono esercitare urti di potenza tale da produrre o estendere la rottura di elementi di roccia. L urto provoca la rottura dell elemento instabile ma anche la rottura o il detensionamento di porzioni di roccia limitrofe. Il disgaggio deve essere supervisionato da tecnico esperto.

8 Esempio n 1: crollo al fronte, in galleria scavata con D&B, dopo disgaggio con martello demolitore.

9 Esempio n 1: crollo al fronte, in galleria scavata con D&B, dopo disgaggio con martello demolitore.

10 Esempio n 1: crollo al fronte, in galleria scavata con D&B, dopo disgaggio con martello demolitore. Profilo dei sovrascavi determinato con laser scanner

11 Esempio n 2: crollo dalla porzione destra del fronte. Avanzamento e disgaggio eseguiti con escavatore (benna rovescia). Il crollo si è verificato dopo il rivestimento del fronte con spritz beton

12 Esempio n 2: dimensioni del materiale caduto dal fronte.

13 Esempio n 2: risultato del disgaggio accurato del fronte. Il volume di materiale potenzialmente instabile rimossa dal disgaggio è uguale a quella del distacco mostrato nelle immagini precedenti

14 Tipiche punte delle barre per il disgaggio manuale (ARAMINE)

15 Apparato per il disgaggio meccanizzato (US Patent No: 7,207,633, Oct 7, 2004) Abstract A scaling apparatus comprises a hammer component and a pick component which includes a tooth. The apparatus also includes a mechanism for moving the pick component with respect to the hammer component to thereby impart a scaling force to and through the tooth. In a preferred embodiment of the invention, the pick component includes a pick body comprising a first pivot having a pivot axis and a tooth mounted on the pick body. In this embodiment of the invention, the hammer component includes a hammer housing and a second pivot mounted within the housing and adapted to pivotally engage the first pivot of the pick body. This embodiment of the invention also includes a mechanism for rotating the pick body relative to the hammer component so as to impart a scaling force.

16 Apparato per il disgaggio meccanizzato (US Patent No: 7,207,633, Oct 7, 2004)

17 Disgaggiatore Scamec 2000S (NORMET) Energia di Impatto 450 J, 315 kg. Massima estensione verticale operativa 8,4 m, massima estensione orizzontale operativa 11 m

18 Disgaggiatore DS30RB High Production DUX DS series Scalers (Dux Machinery Corp). Operativa da oltre 15 anni. Disgaggia altezze superiori a 9 m

19 Il disgaggio nelle linee guida per la prevenzione degli incidenti durante lo scavo di gallerie curate dalla International Tunnelling Association (ITA), 1989 e 2004

20 Disgaggio manuale con operatore portato in quota (guidelines ITA). L operatore è su una piattaforma di lavoro elevabile dotata di struttura protettiva FOPS. La piattaforma opera in zona bullonata e rivestita da rete elettrosaldata e spritz-beton

21 Disgaggio con escavatore. L operatore è nella cabina che lo protegge contro caduta di gravi ed in zona bullonata e rivestita da rete elettrosaldata e spritz-beton.

22 Esempio dei risultati di Studi e Ricerche sullo stato di sollecitazione indotto e sullo stato di fratturazione generato dalla penetrazione di una punta nell ammasso roccioso. Il modello non considera la presenza di giunti e gli effetti legati a sollecitazioni dinamiche.

23 Abaco che mostra la relazione tra resistenza a compressione di campioni di roccia (MPa), produzione per turno (m 3 in 8 ore) e l energia per colpo (J)

24 Effetti indotti dall utilizzazione del martello demolitore Nell abbattimento della piastra di calcare sovrastante una condotta forzata, le vibrazioni indotte dal martello hanno raggiunto livelli tanto elevati (vedere diapositiva successiva) da imporre l adozione di microcariche di esplosivo in luogo del martello.

25 Effetti indotti dall utilizzazione del martello demolitore Vibrazioni indotte dal martello demolitore sulla condotta forzata (diapositiva precedente). In ordinata il vettore velocità delle particelle, in ascissa distanza del colpo indotto dalla punta del martello e l intradosso della condotta.

26 Livello di vibrazioni indotte dai colpi di un martello demolitore in funzione della distanza di colpo

27 RUOLO DEL PROGETTO Il Progetto deve considerare le potenziali instabilità locali che si possono manifestare con l avanzamento del fronte e deve determinare le soluzioni tecniche ed organizzative più efficaci per impedire che si concretizzino. Come esempio del ruolo del progetto e del vincolo che le soluzioni devono considerare la tutela della sicurezza, si riportano i seguenti stralci.

28 Consiglio Federale Svizzero Ordinanza sulla sicurezza e la protezione della salute dei lavoratori nei lavori di costruzione (OLCostr 29 giugno 2009) Art. 71 Sicurezza scavo e cavità Art. 3 Pianificazione dei lavori di costruzione

29 CONFEDERAZIONE SVIZZERA Commissione federale di coordinamento per la sicurezza sul lavoro (CFSL) Direttiva CFSL n 6514 Lavori sotterranei ed. ottobre Scelta del metodo d'avanzamento Il metodo d'avanzamento, il tipo di macchine per scavo di gallerie, la ripartizione delle sezioni, la lunghezza d'abbattimento nonché il tipo di consolidamento della roccia e il momento di applicarlo devono essere determinati tenendo conto degli aspetti della sicurezza sul lavoro.

30 CONFEDERAZIONE SVIZZERA Direttiva CFSL n 6514 Lavori sotterranei ed. ottobre Misure di protezione (stralcio) I requisiti di cui all'art. 71 dell'olcostr RS sono considerati soddisfatti se sono applicate le seguenti misure di protezione (stralci dei punti elencati): nei settori senza rivestimento si adottano per principio subito dopo il fronte di avanzamento, ossia il settore L1* misure di sicurezza contro la caduta di pietre (stralcio); nei pozzi vengono adottate in continuazione e su tutta la profondità misure di protezione contro la caduta di pietre dalla parete del pozzo (stralcio); negli avanzamenti in materiale instabile, in materiale sciolto o in rocce fortemente fratturate, contro il distacco di materiale o i franamenti si esaminano e, se del caso, si adottano soluzioni tecniche adeguate (stralcio)

31 CONFEDERAZIONE SVIZZERA Direttiva CFSL n 6514 Lavori sotterranei ed. ottobre Scelta delle installazioni tecniche per consolidare lo scavo La scelta delle installazioni tecniche per consolidare lo scavo deve avvenire in modo che le persone incaricate di svolgere questi lavori siano protette nella misura del possibile contro il distacco di materiale, ad esempio utilizzando: dispositivi di ancoraggio manipolatori per rivestimenti di calcestruzzo spruzzato apparecchi per la posa di centine metalliche posa di conci prefabbricati (elementi Tübbing). Le altre disposizioni, considerate dalle NIR 41 e 43, riguardano macchine operatrici per lo scavo (10.4), disgaggio (10.5), piattaforme di lavoro elevabili (10.6), requisiti dei responsabili sul posto (10.7).

32 Le piattaforme elevabili devono essere dotate di struttura protettiva FOPS (Norma ISO 3449) così come è previsto per le piattaforme dei jumbo (punti e della norma UNI EN 791, maggio 1997). La NIR indica anche dimensioni e morfologia.

33 Piattaforma elevabile dei Jumbo: è dotata di struttura protettiva FOPS Soluzioni ingegneristiche introdotte dalle NIR 41 e 43 e loro applicabilità

34 Piattaforma elevabile, molto ampia, a ridosso del fronte durante la fase di caricamento della volata eseguito da numerosi minatori. Soluzioni ingegneristiche introdotte dalle NIR 41 e 43 e loro applicabilità

35 Piattaforma elevabile progettata e realizzata in conformità alle indicazioni della NIR 41 Soluzioni ingegneristiche introdotte dalle NIR 41 e 43 e loro applicabilità

36 Piattaforma elevabile progettata e realizzata in conformità alle indicazioni della NIR 41 Soluzioni ingegneristiche introdotte dalle NIR 41 e 43 e loro applicabilità

37 Con riferimento alla figura tecnica del «Responsabile dei lavori al fronte», introdotta dalla NIR 41, si citano, a titolo di esempio, alcune delle numerose normative estere che prevedono e definiscono i compiti e le competenze di questo tecnico.

38 RESPONSABILE DEI LAVORI AL FRONTE Direttiva CFSL n 6514 Lavori sotterranei ed. ottobre 2005

39 La normativa di sicurezza dell OREGON (USA) impone la presenza al fronte della «Competent Person»

40 Australia. New South Wales La normativa di sicurezza impone la presenza al fronte della «Competent Person»