Gallerie IL CUNICOLO DI AICA: Il progetto è articolato in tre fasi: la prima fase riguarda l elaborazione IL PRIMO PASSO VERSO MONACO

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1 La Galleria di Base del Brennero costituisce la parte centrale e sicuramente più impegnativa dell asse ferroviario Monaco di Baviera-Verona, facente parte del collegamento TEN n 1 Berlino-Palermo Ferrovie & Metropolitane IL CUNICOLO DI AICA: IL PRIMO PASSO VERSO MONACO Angelo Lombardi* Francesco Franzè** Stefano Fuoco*** Federico Pasquali**** Luigi Rausa**** Enrico Maria Pizzarotti***** La realizzazione della galleria, congiuntamente alle linee di accesso Sud e Nord, è di fondamentale rilevanza trasportistica, economica e ambientale, in quanto costituisce la premessa infrastrutturale indispensabile per trasferire su ferrovia importanti quote di traffico merci che oggi utilizzano la strada. Il progetto può quindi determinare le condizioni per una riduzione dell inquinamento atmosferico e acustico creando i presupposti per una migliore vivibilità di un territorio sensibile come quello alpino. Il promotore dell opera è la BBT SE amministrata da Konrad Bergmeister ed Ezio Facchin. Il progetto è articolato in tre fasi: la prima fase riguarda l elaborazione del progetto preliminare, la seconda fase riguarda l approfondimento del progetto a livello definitivo, la terza fase la realizzazione dell opera. La seconda fase, in corso di completamento, prevede, tra le altre attività, lo sviluppo del progetto tecnico della galleria, comprensivo di tutti gli impianti di attrezzaggio ferroviario, di sicurezza e di tutte le opere accessorie necessarie nonché l approfondimento delle indagini geologiche e idrogeologiche. Particolare impulso allo sviluppo del progetto è stato dato dalla decisione assunta dai Governi italiano e austriaco, a Maggio 2005, di anticipare il programma di realizzazione dei cunicoli esplorativi. Figura 1 - Corografia generale 106

2 Da allora sono stati raggiunti fondamentali risultati che hanno consentito di ottenere le autorizzazioni per la realizzazione dei cunicoli in territorio italiano, di appaltare e di ultimare la preparazione di tre aree di cantiere in Italia e in Austria nonché di avviare, ad Agosto 2007, il primo lotto di lavori attinenti alla realizzazione del cunicolo Aica Mules (10,5 km) e della finestra di Mules (1,8 km). La sezione circolare di ciascuna galleria ha un raggio di 4,05 m. La scelta della sezione trasversale scaturisce dalle dimensioni della sagoma cinematica dei treni, dalla sezione libera minima necessaria per ridurre la resistenza all avanzamento di convogli veloci, dallo spazio occupato dai vani per gli impianti tecnici e relativi cablaggi, dal tipo di sovrastruttura ferroviaria. La sezione della galleria è conforme alle sagome UIC-GC e STI-TAV e consente di rispettare i requisiti richiesti per la circolazione della massima sagoma ferroviaria. Figura 3 - Vista prospettica del sistema galleria Una peculiarità specifica del sistema prescelto, degna di particolare menzione, è rappresentata dalla realizzazione di un cunicolo in posizione sottostante alle due gallerie ferroviarie, avente diametro di circa 6 m. La collocazione prescelta per il cunicolo pilota è tra le sezioni delle due gallerie principali, a una quota di circa 12 m inferiore, tale quindi da non interferire con la realizzazione delle opere connesse alle gallerie principali (per esempio, i cunicoli trasversali di collegamento) (Figura 4). Figura 2 - Profilo delle pendenze L inquadramento generale La Galleria di Base del Brennero si sviluppa per una lunghezza di circa 55 km (Figura 3); i portali del tunnel sono ubicati nei pressi delle stazioni di Innsbruck e di Fortezza. La galleria è inoltre interconnessa con l esistente galleria di circonvallazione merci di Innsbruck. Il programma di esercizio stabilito per la configurazione finale è di almeno 400 treni/giorno, di cui oltre 300 merci. La pendenza massima della galleria è inferiore all 8, in direzione Nord-Sud, e del 5 in direzione Sud-Nord, quindi nettamente al di sotto del 12,5, valore determinato dalla Direttiva europea relativa alle STI (Specifiche Tecniche di Interoperabilità). Ciò consentirà, con l entrata in esercizio della galleria, una forte riduzione della pendenza rispetto all esistente linea di valico, permettendo così un transito attraverso il Brennero di treni merci più pesanti e veloci. Infatti, il tracciato attuale sulle due rampe del valico ha pendenze del 26 che limitano in modo determinante velocità e massimali di carico dei treni circolanti e non consentono un efficiente movimentazione secondo i moderni standard ferroviari (Figura 2). La galleria permetterà inoltre una riduzione del percorso complessivo tra Fortezza e Innsbruck di circa 20 km e una drastica riduzione del tempo di percorrenza, che passerà dagli attuali 80 minuti circa della linea esistente ai 20 minuti circa della nuova linea. La configurazione del tunnel prevede due gallerie principali a singolo binario collegate tra loro ogni 333 m tramite cunicoli trasversali di collegamento. L interasse tra le gallerie è compreso tra i 40 e i 70 m, in dipendenza delle caratteristiche geomeccaniche dell ammasso roccioso attraversato. Figura 4 - Vista prospettica della sezione trasversale 107

3 Il cunicolo, quindi, oltre ad assolvere l insostituibile funzione di indagine geognostica a scala reale in asse al tracciato delle gallerie principali, durante le fasi di costruzione e di esercizio della Galleria di Base del Brennero svolgerà altre importantissime funzioni, tra le quali: una via di trasporto sotterranea dei materiali di scavo e di approvvigionamento dei materiali di costruzione in alternativa alla viabilità stradale; il preconsolidamento dell ammasso roccioso delle gallerie principali in anticipo allo scavo, ove necessario; il drenaggio selettivo delle acque. Le ricadute ambientali conseguenti sono state decisive per l accettabilità del progetto, tanto da divenire prescrizioni vincolanti nell ambito della procedura di VIA. Logistica di costruzione e aspetti ambientali Premessa Durante la fase realizzativa un opera di queste dimensioni può determinare importanti ripercussioni di carattere ambientale. Proprio per questo motivo tale aspetto è stato oggetto di ampia discussione e concertazione a livello locale prima di maturare una soluzione definitiva del concetto di cantierizzazione. La logistica di costruzione è stata quindi affrontata, sin dai primi approcci progettuali, con particolare attenzione e ha costituito un preciso vincolo che ha volutamente condizionato lo sviluppo progettuale e la scelta del sistema (tracciato, posizione del cunicolo, ubicazione delle finestre e dei depositi, funzioni attribuite ai cantieri, viabilità, ecc.). In fase progettuale è stato mantenuto un continuo contatto tra la Committenza, la parte propositiva e progettuale, le Amministrazioni competenti e le popolazioni coinvolte, con molteplici occasioni di scambio di informazioni e di partecipazione pubblica. Ciò ha consentito di arrivare a scelte anche delicate ma, per quanto possibile, sempre condivise, in particolare con l Amministrazione Provinciale che ha competenza primaria in materia ambientale. Logistica di costruzione e obiettivi della progettazione sotto il profilo costruttivo e ambientale Obiettivo della progettazione è stato quello, tra l altro, di organizzare un concetto di cantierizzazione che consenta uno sviluppo razionale ed economico della complessa attività di costruzione e, parallelamente, individui idonee soluzioni per ridurre il più possibile le ricadute negative di carattere ambientale derivanti dal progetto. Nella definizione complessiva della logistica di costruzione, è stato inoltre considerato, coerentemente alla pianificazione delle attività e alle prescrizioni VIA, la contestuale realizzazione della galleria di base e del lotto prioritario funzionale adiacente tra Fortezza e Ponte Gardena (linea di accesso Sud). Per questo motivo, nella definizione delle aree di cantiere, sono state individuate soluzioni che consentono la realizzazione delle due opere in modo coordinato e sinergico, concentrando le aree principali di cantiere e di deposito in un unica zona. Le prescrizioni relative alla procedura di valutazione di impatto ambientale del progetto preliminare, elaborate della Provincia Autonoma di Bolzano e confermate dal CIPE, per la particolare attenzione ed enfasi attribuita agli aspetti della logistica di costruzione dimostrano in maniera chiara la centralità di questo aspetto della progettazione, aldilà dei temi puramente ingegneristici. La realizzazione di un opera delle dimensioni di questa galleria comporta la necessità di prevedere una serie di accessi laterali (finestre) per consentire la contemporanea esecuzione dei lavori da più fronti (Figura 5). In territorio italiano sono state individuate le seguenti aree di cantiere: zona di imbocco della finestra di accesso laterale di Vizze; zona di imbocco della finestra di accesso laterale di Mules; zona del sottoattraversamento del fiume Isarco; zona stazione di Fortezza; zona di imbocco del cunicolo esplorativo di Aica, ovvero zone Unterplattner-Hinterigger, e zona di Forch-finestra di accesso Aica-Varna. I flussi del materiale di scavo Per meglio comprendere le scelte effettuate sulla logistica di costruzione è necessario rappresentare, seppur schematicamente, i flussi di materiali di scavo che si estrarranno da ogni zona di cantiere nelle due configurazioni significative della realizzazione dell opera: fase cunicoli esplorativi e fase gallerie principali. La fase cunicoli esplorativi è caratterizzata dall assenza di collegamento in sotterraneo dei diversi cantieri. Pertanto, per la realizzazione di ogni tratta di cunicolo sono stati individuati depositi di adeguata capacità nelle adiacenze degli imbocchi o comunque collegati mediante nastri, in modo da evitare trasporti dei materiali con mezzi stradali. Figura 5 - L ubicazione delle aree di cantiere in territorio italiano 108

4 Figura 6 - Schema dei flussi di materiale per la realizzazione dei cunicoli esplorativi Nella fase di realizzazione delle gallerie principali, durante la quale è peraltro attesa la maggior parte di materiali di scavo, il cunicolo assumerà la funzione di via di trasporto sotterraneo sia per lo smarino sia per l approvvigionamento dei materiali di costruzione, riducendo drasticamente l utilizzo della viabilità ordinaria. Come si evince dagli schemi riportati di seguito (Figure 6 e 7), nei quali i colori identificano il punto di attacco da cui sarà estratto il marino delle tratte evidenziate, i cantieri che assumeranno maggiore importanza nella gestione del marino e di approvvigionamento dei materiali di costruzione, sono quello di Unterplattner-Hinterriger (AICA - Val di Riga), ove è ubicata l area di deposito principale in territorio italiano Figura 7 - Lo schema dei flussi di materiale complessivo per la costruzione del Tunnel di Base e della prima parte del lotto prioritario Fortezza-Ponte Gardena (accesso Sud) Figura 8 - Il quadro di insieme dell area di cantiere Unterplattner, Hinterrigger e Forch per la realizzazione del Tunnel di Base e della prima tratta della galleria Scaleres (accesso Sud) 109

5 (Figura 8), e quello di Mules, da dove saranno eseguiti la maggior parte degli scavi. Fa eccezione al concetto generale della logistica, il cantiere della zona di sottoattraversamento di Fortezza per il quale, non essendo collegato al cunicolo, è stata sviluppata una soluzione specifica sempre nel rispetto dei requisiti di base imposti. Descrizione delle principali scelte operate per la ottimizzazione della logistica di costruzione La zona principale di cantiere ma soprattutto di deposito del materiale provvisorio e definitivo è costituita dalle aree Unterplattner e Hinterrigger ed è ubicata in corrispondenza dell uscita del cunicolo esplorativo. L idea progettuale di sviluppare il tracciato del cunicolo verso quest area è determinante per la logistica di costruzione in quanto consente di attribuire al cunicolo, oltre alla indispensabile e primaria funzione di prospezione geologica, le funzioni di trasporto del marino e di drenaggio. Per la realizzazione della prima tratta della galleria Scaleres (linea di accesso Sud) è stata individuata l area Forch, ubicata nelle adiacenze dell area Hinterrigger. Entrambe le aree saranno preliminarmente oggetto di coltivazione di inerti sia per soddisfare le esigenze del mercato locale sia allo scopo di creare i volumi necessari per accogliere i materiali non riutilizzabili provenienti dagli scavi senza alterare significativamente la morfologia dei luoghi. La vicinanza delle suddette aree ne rende possibile il collegamento reciproco, sfruttando le grandi possibilità di sinergia pur mantenendo l autonomia funzionale dei due cantieri. L elevata estensione di tali aree consente quindi, in estrema sintesi, la possibilità si sviluppare le attività principali di cantiere e di deposito della parte italiana della galleria di base (circa 25 km) e di una tratta significativa della galleria Scaleres (circa 15 km), in condizioni realizzative ottimali in una delle rare zone dell area molto defilate dal punto di vista paesaggistico. L area di cantiere di Vizze-Prati è a servizio di un lotto che prevede essenzialmente l esecuzione della finestra laterale e del posto multifunzione ubicato quest ultimo in corrispondenza del punto di innesto con le gallerie principali. Le funzioni attribuite al cantiere sono meno impegnative rispetto agli altri imbocchi perché la sua collocazione è meno performante sotto il profilo dei collegamenti. La sua esecuzione risulta comunque indispensabile per realizzare il posto multifunzione e garantire gli standard di sicurezza dell opera in fase di esercizio. L area di Mules-Genauen 2 è a servizio di un lotto molto impegnativo che prevede, oltre all esecuzione della finestra laterale, l esecuzione di tratti di galleria molto lunghi con la presenza anche di tre o più fronti di scavo contemporanei. Il collegamento tra le diverse aree è garantito da una viabilità dedicata, non interferente con la viabilità ordinaria, e mediante un nastro trasportatore per lo smarino che collega l area di imbocco con il deposito. La soluzione di progetto prevede inoltre il collegamento mediante nastro del deposito di Genauen 2 con la stazione di Le Cave, ubicata a poche centinaia di metri, per il trasporto su ferrovia del materiale di scavo (Figura 9). Figura 9 - L ubicazione dell area di cantiere di Mules-Genauen 2 L area di cantiere di Fortezza-Prà di Sopra è a servizio della realizzazione della parte terminale della galleria di base (gli ultimi 6 km circa) che comprendono sia la zona di sottoattraversamento del fiume Isarco sia i tratti di interconnessione alla linea ferroviaria esistente. Considerato che in questa zona non è presente il cunicolo, è stato necessario sviluppare una configurazione autarchica della logistica di costruzione, individuando adeguate aree di cantiere e un ulteriore e adiacente area di deposito, idonea ad accogliere il materiale di scavo di pertinenza. In aggiunta, mediante il ripristino di accessi temporanei all autostrada ubicati nelle vicinanze, può essere garantito l approvvigionamento dei materiali di costruzione senza interferire con i centri abitati limitrofi. Anche in questo caso, la presenza di una cava precedentemente coltivata consente di allocare il materiale da depositare senza alterare la morfologia dei luoghi e senza generare trasporti su strada. La configurazione e i provvedimenti previsti, pur in assenza del cunicolo, rendono pertanto il cantiere di Fortezza di fatto autonomo senza nessuna interferenza con l esterno (Figura 10). Figura 10 - L area di deposito di Fortezza-Prà di Sopra 110

6 Osservazioni conclusive Le scelte operate sono state quelle di ridurre al minimo il numero di aree di cantiere e concentrarle in zone dove i collegamenti stradali con le infrastrutture stradali fossero già assicurati. Inoltre si è cercato di posizionarle in ambienti già antropizzati o quanto meno al di fuori da centri abitati e in zone meno sensibili rispetto al resto del territorio. L individuazione della conca della Val di Riga (Unterplattner-Hinterrigger-Forch) quale area principale per le attività di deposito temporaneo e definitivo e per le attività di cantiere si è rivelata fondamentale sotto il profilo ambientale. Ciò ha permesso di sviluppare l intero concetto logistico del cantiere per la costruzione della parte italiana del tunnel di base e della prima tratta del lotto prioritario della linea di accesso Sud, con una organizzazione molto innovativa ed efficiente che ha il suo punto di forza nell utilizzo del cunicolo come via di trasporto sotterranea, grazie alla originale configurazione di sistema prescelto. Anche la scelta progettuale per il sottoattraversamento del fiume Isarco, con l individuazione del deposito in un area preliminarmente interessata da coltivazione di inerti e la realizzazione di accessi alla rete autostradale dedicati, ha consentito di creare un cantiere autonomo, senza interferenze con i centri abitati adiacenti di Fortezza e di Mezzaselva. Un altra scelta importante e strategica nell ambito del cantiere di Mules è stata quella di prevedere il trasporto su ferrovia del materiale in esubero proveniente dallo scavo delle gallerie dalla stazione di Le Cave, che determina un notevole alleggerimento delle funzioni attribuite all area di Unterplattner-Hinterrigger nonché una maggiore affidabilità complessiva del sistema della logistica di costruzione. Aspetti legati alla sicurezza in fase di esercizio Il concetto di sicurezza della Galleria di Base del Brennero si riferisce a un sistema galleria complesso. Nella configurazione finale, il sistema si presenta composto da due canne a semplice binario collegate mediante cunicoli trasversali aventi interasse di 333 m e da tre posti multifunzione. Dal punto di vista della sicurezza, il sistema è valorizzato in particolare dai posti multifunzione. Essi sono dotati di fermate di emergenza aventi lunghezza pari a 450 m e cunicoli pedonali di collegamento ogni 90 m, di posti di comunicazione e, nel caso del posto multifunzione di Steinach, di un ulteriore binario di precedenza per ogni canna. Per la sicurezza in galleria rivestono particolare importanza le caratteristiche del materiale rotabile e la distanza tra le fermate di emergenza. La corretta definizione di detti elementi determina le condizioni essenziali affinché un treno passeggeri, in caso di incendio, possa raggiungere una fermata di emergenza in condizioni di sicurezza. Il criterio per la definizione della distanza tra i posti multifunzione della Galleria di Base del Brennero si ispira, coerentemente a quanto stabilito delle specifiche di interoperabilità TSI-SRT (Technical Specification for Interoperability - Safety in railway tunnels ), alla capacità della carrozza incendiata di proseguire la corsa per 15 minuti a una velocità minima di 80 km/h. Le procedure di sicurezza prevedono provvedimenti che, in linea di principio, impediscono l accesso in galleria di un treno con un principio di incendio. Nel caso l incendio si sviluppi all interno della galleria e il treno non riesca a proseguire la marcia fino all esterno, possono verificarsi le seguenti due casistiche opportunamente procedurizzate al fine di garantire un esodo sicuro delle persone presenti nel treno incendiato. L evacuazione dalle fermate di emergenza Se il treno incidentato raggiunge la fermata di emergenza, i passeggeri si recano negli appositi locali protetti dove possono sostare. Questi locali sono muniti di un sistema separato di ventilazione grazie al quale l aria fresca arriva dall esterno attraverso le gallerie di accesso; l evacuazione avviene per mezzo di un treno idoneo nella fermata d emergenza della canna incontaminata (Figure 11 e 12). Figura 11 - La ventilazione nel caso di incendio di un treno in un posto multifunzione Figura 12 - Autosoccorso ed evacuazione nelle fermate di emergenza dei posti multifunzione L evacuazione da un punto qualsiasi della galleria Qualora il treno incidentato si fermi in un punto qualsiasi della galleria, l autosoccorso avviene attraverso i cunicoli trasversali. Il sistema di ventilazione stabilisce un regime di sovrappressione all interno della canna incontaminata. Figura 13 - Ventilazione nel caso di incendio di un treno in un punto qualsiasi della galleria di base 111

7 Figura 14 - Autosoccorso ed evacuazione in un punto qualsiasi della galleria di base L evacuazione avviene per mezzo di un treno idoneo nella canna incontaminata (principio treno soccorre treno ) (Figura 13). Considerazioni conclusive In caso di incendio, la fase di autosoccorso è decisiva per la sopravvivenza dei passeggeri del treno incidentato. Se il treno si arresta in corrispondenza della fermata di emergenza, le simulazioni condotte hanno dimostrato che i passeggeri possono raggiungere la zona protetta della fermata entro 5 minuti (valore medio stimato) mentre nel caso di arresto in un punto qualsiasi della galleria, il raggiungimento della zona protetta, costituita dalla canna opposta, può avvenire entro 16 minuti (valore medio stimato) dal momento in cui hanno abbandonato il treno incidentato. Le procedure simulate per il caso di incendio dimostrano che le fermate d emergenza presentano condizioni ottimali per l autosoccorso. Le simulazioni eseguite per l individuazione dei tempi delle procedure di soccorso hanno fornito i seguenti risultati: i passeggeri possono mettersi in salvo da soli nel giro di pochi minuti in una zona protetta (fermata d emergenza o canna incontaminata), dove restano fino al momento dell evacuazione; i servizi di soccorso possono raggiungere il luogo dell incidente in circa ed essere evacuati dalla galleria in tempo utile (circa 90 ). Programma di esecuzione Le fasi di suddivisione delle lavorazioni L esecuzione dei lavori si suddivide in quattro fasi: la fase di preparazione delle aree di cantiere, la fase esplorativa, la fase dell opera grezza e la fase di attrezzaggio. Nella prima fase, è prevista l esecuzione dei lavori relativi alla realizzazione della viabilità di accesso, alla preparazione delle aree di cantiere e delle opere di imbocco, affinché possano essere iniziati puntualmente i lavori di scavo delle gallerie e/o dei cunicoli. Nella fase esplorativa è prevista l esecuzione del cunicolo esplorativo per acquisire ulteriori informazioni sulle condizioni idrogeologiche e geologiche e soprattutto sul comportamento dell ammasso roccioso. Figura 15 - Schema delle metodologie di avanzamento; tratto a Sud del Confine di Stato 112

8 Nella terza fase, che accorpa le lavorazioni relative all opera grezza, occorre portare a termine tutti gli interventi necessari alla costruzione delle gallerie e di tutte le opere accessorie e funzionali alla realizzazione del sistema di gallerie. Nella quarta fase si realizzeranno le sovrastrutture ferroviarie, gli impianti elettrici e quant altro inerente all attrezzaggio tecnologico. Metodologie di scavo In generale l attività che comporta il maggior dispendio temporale nella costruzione di una linea ferroviaria in sotterraneo è quella relativa allo scavo delle gallerie (concentrata nella terza fase di suddivisione delle lavorazioni). Lo scavo è condizionato, in particolare, dalle previsioni geologiche e geotecniche delle zone da attraversare e dalle tecnologie di scavo adottate. Devono essere valutate, da un lato, le esperienze maturate nell ambito di progetti paragonabili e, dall altro, la disponibilità di metodologie innovative. Nella progettazione della galleria di base, si è considerata la possibilità di eseguire gli scavi sia con metodologie tradizionali, sia con avanzamento meccanizzato. Dati i notevoli vantaggi che derivano dall adozione di tecnologie di scavo meccanizzate, che garantiscono uno scavo non invasivo e caratterizzato da notevoli produzioni in avanzamento, sono stati fatti notevoli sforzi al fine di prevedere il maggior utilizzo di questo tipo di tecnologia a discapito dello scavo in tradizionale. Questo ha portato alla realizzazione di un cronoprogramma che prevede di scavare più del 70% del cunicolo esplorativo e delle gallerie principali con tecnologie di scavo meccanizzate, prevedendo di scavare in tradizionale solamente le zone geologicamente e idrogeologicamente più critiche (Figura 15). L inquadramento geologico Data la notevole estensione, la galleria di base attraversa numerosi ammassi diversi, come si evince dal profilo geologico. In generale, la qualità degli ammassi attraversati è buona e il loro comportamento risulta scadente solamente all interno di zone particolari, circoscritte, ricche di strutture di faglia o che presentano elevati valori del carico idraulico in asse alla galleria (Figura 16). Figura 16 - Il profilo geologico del Tunnel di Base 113

9 Il cunicolo pilota di Aica Il cunicolo Aica ha una lunghezza totale di m dall imbocco Sud, situato nel comune di Aica, all asse della camera di smontaggio della TBM, che sarà raggiunta dalla finestra laterale di Mules; la copertura massima è pari a m. Il progetto esecutivo prevede lo scavo con metodi tradizionali dei primi 150 m del cunicolo, così da superare una prima tratta con materiale di scarsa qualità geomeccanica e creare uno spazio utile per l assemblaggio della TBM nella sua configurazione minima di funzionamento, vista l esiguità dello spazio nel piazzale antistante l imbocco. La parte principale del cunicolo è scavata per mezzo di una TBM; il diametro di scavo minimo previsto è pari a 6 m, eventualmente aumentabili da parte dell Appaltatore. Il progetto esecutivo prevede la sistematica installazione di un concio di base prefabbricato, e solo in un secondo tempo (comunque prima della messa in esercizio del Tunnel di Base del Brennero) il completamento del rivestimento definitivo del cunicolo. In Figura 17 è rappresentata la configurazione interna del cunicolo durante le fasi di scavo dei tunnel di linea, quando si è previsto il traffico di convogli di servizio allo scavo in due direzioni. Dal punto di vista geomeccanico-progettuale le caratteristiche salienti dell opera sono le seguenti: circa il 90% dello scavo interesserà rocce con qualità geomeccaniche da discrete a buone (Classe II e III secondo Bieniawski); approssimativamente il 10% dello scavo interesserà ammassi rocciosi di qualità peggiore, a tratti molto scadente. Nella tratte con materiali di caratteristiche migliori le criticità sono essenzialmente legate al rischio che si abbiano rotture fragili (colpi di montagna - rockburst) dell ammasso in relazione alle alte coperture in gioco. In queste tratte è quindi prevista la messa in opera di rivestimenti di prima fase costituiti da betoncino proiettato armato con rete metallica, centine in acciaio e bullonature attive, necessarie a fornire confinamento all ammasso in assenza di deformazioni. Stante il legame dimostrato da numerose esperienze pregresse tra il rischio di rotture fragili e la frequenza delle emissioni acustiche dell ammasso, per modulare l intensità dei presidi nelle tratte potenzialmente critiche è previsto il monitoraggio delle emissioni acustiche in continuo. Nelle zone più disturbate si prevedono invece situazioni di rischio potenziale legate alle notevoli venute d acqua (si noti a tal proposito che all imbocco Aica si prevede una portata di picco al momento del raggiungimento della finestra di Mules pari a 320 l/s) e alle convergenze del cavo. Dove si riscontrino situazioni di rischio potenziale legate a forti convergenze per lunghezze apprezzabili, la fresa installerà un rivestimento in conci prefabbricati. Nelle tratte di lunghezza più limitata si installerà, invece, un rivestimento di prima fase costituito da betoncino proiettato armato con rete metallica, centine deformabili e chiodature autoperforanti profonde. Per conoscere le condizioni dell ammasso in anticipo rispetto allo scavo e per ottenere una ricostruzione geologica in continuo, pur utilizzando una fresa scudata, sono previsti per la TBM le seguenti dotazioni: una o più finestre di ispezione/accesso al fronte per l osservazione e classificazione regolare dello stesso; finestre negli scudi che consentano l osservazione sistematica diretta delle pareti della galleria; due perforatrici in grado di eseguire fori di prospezione sistematici in avanzamento con registrazione dei dati di perforazione; una carotatrice in grado di prelevare sistematicamente campioni eseguendo carotaggi radiali a intervalli regolari lungo la galleria; un sistema di misura e di registrazione dei parametri operativi di scavo. E inoltre previsto l utilizzo in continuo dei seguenti sistemi di prospezione indiretta: un sistema di indagine geosismica a rifrazione per l indagine sistematica dell ammasso sia davanti al fronte del tunnel e sia nell intorno dello stesso, laddove verranno in un secondo tempo scavate le gallerie di linea; un sistema geoelettrico per l indagine continua di una porzione di roccia della lunghezza di almeno due diametri dal fronte in grado di eseguire l elaborazione automatica di un profilo geologico in avanzamento; un sistema di indagine sismica tomografica tridimensionale. Recentemente è iniziato lo scavo della prima parte del cunicolo con metodi tradizionali (Figura 18) e a breve si prevede l inizio del montaggio della TBM. Figura 17 - La sezione architettonica del cunicolo durante le fasi di scavo dei tunnel di linea Figura 18 - L imbocco del cunicolo di Aica 114

10 Il cunicolo di Unterplattner Il cunicolo Unterplattner ha la funzione di collegare l area di cantiere di Unterplattner con quella di Hinterrigger, dove verrà messo a dimora buona parte del materiale di risulta degli scavi del cunicolo Aica. Grazie alla realizzazione di questo cunicolo, il materiale di risulta potrà essere portato nell area di stoccaggio definitivo sfruttando lo stesso sistema di smarino che lo preleverà dalla coda dello scudo, senza incidere sulla viabilità ordinaria. Si veda in Figura 19 il tracciato del cunicolo. Figura 20 - La sezione architettonica del cunicolo di servizio di Unterplattner Figura 19 - Fotopiano di progetto con indicazione del tracciato Il cunicolo ha lunghezza totale di circa 360 m e una copertura massima poco superiore a 60 m. In Figura 20 è rappresentata la configurazione interna del cunicolo in esercizio. In corrispondenza di entrambi gli imbocchi, in considerazione della presenza di spessori significativi di detrito, sono previste paratie berlinesi. Lo scavo in sotterraneo avverrà con metodi tradizionali in rocce che, tranne una breve tratta all imbocco lato Hinterrigger, saranno di qualità geomeccanica mediamente discreta, il cui scavo richiederà senz altro l utilizzo di esplosivo. L unico elemento di criticità legato alla realizzazione dell opera è rappresentato proprio dall utilizzo di esplosivo nella tratta di sottopasso della Statale della Val Pusteria, dove lo scavo passerà a circa 60 m dalla spalla di un viadotto. Sul manufatto è previsto un monitoraggio delle vibrazioni che permetterà di definire, all avvicinarsi dello scavo, la quantità massima di esplosivo utilizzabile in ogni fase della volata. Il cunicolo sarà rivestito in un unica fase, immediatamente dopo lo scavo, con betoncino proiettato fibrorinforzato, localmente armato con centine reticolari. Sul fondo del cunicolo sarà poi realizzata una soletta di completamento che alloggerà il sistema di smaltimento delle acque e i binari sui quali correranno i convogli provenienti da Aica. La discenderia di Mules La discenderia di Mules è una delle quattro finestre per attacco intermedio previste lungo il tracciato del Tunnel di Base del Brennero. E una galleria naturale di lunghezza pari a 1,8 km circa e che raggiunge una copertura massima superiore ai m. La discenderia ha una pendenza dell 8,5% circa, sviluppata a partire dalla quota ap- Figura 21 - La rappresentazione planimetrica della galleria di accesso Mules 115

11 prossimativa di 870 m s.l.m. all imbocco, fino all intersezione con il Tunnel di Base, alla quota indicativa di 720 m s.l.m.. Per permettere l intersezione con il sistema di gallerie che costituisce il Tunnel di Base (gallerie principali e cunicolo di prospezione), il tracciato della discenderia si biforca in prossimità del Tunnel di Base stesso. La realizzazione della discenderia permette di ottimizzare e di semplificare la successione delle lavorazioni finalizzate alla costruzione del Tunnel di Base, perché offre un punto di accesso al Tunnel stesso lungo la sua estensione, garantendo la possibilità di scavare contemporaneamente tratte di tunnel diverse, grazie all apertura di più fronti di scavo (Figura 21). Figura 22 - La sezione discavo adottata per la discenderia, con indicazione della sagoma delle parti più ingombranti delle frese trasportate attraverso la discenderia. La discenderia sarà interamente scavata all interno del Granito di Bressanone, il cui comportamento geomeccanico è generalmente piuttosto buono, come si evince dai valori dell indice RMR riportati nel profilo geomeccanico (Figura 23) Il rivestimento di prima fase della galleria è stato dimensionato in modo da garantire il sostegno del cavo per tutta la durata delle lavorazioni per le quali la discenderia funge da supporto logistico. Lo spazio lasciato libero all interno della galleria, rivestita con il solo rivestimento di prima fase, è sufficiente a permettere il trasporto delle parti più ingombranti delle frese che saranno utilizzate per l esecuzione degli scavi della Galleria di Base (Figura 22). Quando la discenderia non sarà più utilizzata per il trasporto di mezzi così ingombranti, essa sarà rivestita in maniera definitiva. La sezione d intradosso è di tipo policentrico e garantisce la realizzazione di una superficie interna libera superiore ai 50 m 2. Al fine di scavare l intera galleria efficacemente e in sicurezza, si prevede di utilizzare sezioni di scavo differenziate in dipendenza dalle condizioni geomeccaniche locali dell ammasso attraversato. In ogni caso tutte le sezioni di scavo e di consolidamento prescrivono l installazione di ancoraggi in calotta. Il rivestimento di prima fase sarà garantito dall applicazione di spessori variabili di calcestruzzo spruzzato armato con rete elettrosaldata. Nelle sezioni di scavo e di consolidamento più pesanti, saranno posate centine di tipo reticolare o in profilati metallici a omega deformabili. In generale non si prevedono problemi di instabilità al fronte di scavo. Data l incertezza insita nella definizione delle condizioni geologiche e idrogeologiche dell ammasso attraversato, derivante dalle elevate coperture raggiunte, lo scavo della discenderia sarà interrotto lungo l estensione della stessa per permettere l esecuzione di indagini in avanzamento e l installazione di drenaggi atti a ridurre il carico idraulico effettivo alla quota del tunnel. * Dottore Responsabile Autorizzazioni e Appalti di BBT SE ** Ingegnere del Settore Progettazione di BBT SE *** Ingegnere Direttore Tecnico della SWS Engineering SpA **** Ingegnere Direttore Tecnico della P.R. Engineering Srl ***** Ingegnere Direttore Tecnico di Pro Iter Srl Figura 23 - Il profilo geomeccanico dell ammasso attraversato dalla discenderia 116