CH675277A5 - - Google Patents

Description

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CH 675 277 A5

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Descrizione

La presente invenzione concerne un dispositivo per effettuare ia preincisione di un intaglio lungo il fronte di avanzamento di uno scavo sotterraneo quale una galleria o simile opra.

Come noto, uno dei maggiori problemi che si incontrano nella realizzazione di una galleria o dì simili opere sotterranee è dato dal pericolo di cedimento del fronte di scavo; per tale motivo, specialmente in presenza di materiali incoerenti, è necessario armare o consolidare provvisoriamente lo scavo man mano che si procede nell'avanzamento dell'opera, prima di effetuare la gettata del rivestimento definitivo.

Uno dei metodi utilizzati per consolidare lo scavo prevede l'utilizzazione di cemento cosidetto «Spritzbeton», applicato superficialmente allo scavo. Più in particolare, è stato sviluppato un procedimento di scavo secondo il quale lo «spritz-beton» viene iniettato in un intaglio di spessore ridotto praticato lungo il perimetro del fronte di avanzamento in modo da seguire il profilo previsto per la galleria.

In tal modo si ottiene uno strato di cemento che isola dalla roccia o dal terreno circostante il materiale presente al suo intradosso; tale materiale può quindi essere successivamente rimosso senza pericolo di cedimenti, grazie alle presenza della citata «armatura» in «spritz-beton».

Il brevetto italiano No. 1116273 descrive una macchina per la preincisione meccanica dell'intaglio precedentemente descritto; tale macchina consiste in una struttura di sostegno circolare a bussola anco-rabile alle pareti della galleria e dotata nella sua parte frontale di una rotaia lungo la quale si muove un carrello che porta un'utensile utilizzato per realizzare il citato intaglio.

Benché siano state successivamente realizzate ed utilizzate nello scavo di gallerie delle macchine per preincisione dell'intaglio con strutture diverse da quella descritta nel citato brevetto, vale a dire con strutture ad arco invece che circolari, il blocco portautensile, constituito da carrello, rotaia e utensile, è sempre rimasto sostanzialmente lo steso. Infatti in tutte queste realizzazioni il blocco portautensile è vincolato in maniera stabile al carrello mobile mentre quest'ultimo è ovviamente montato mobile lungo la struttura portante; in particolare, nelle macchine realizzate secondo Io stato della tecnica la distanza tra volta della galleria e utensile è sostanzialmente identica alla distanza tra volta e struttura portante, vale a dire che l'utensile e il profilo della struttura portante ad arco si trovano sostanzialmente allo stesso livello.

Questa disposizione è fonte di diversi inconvenienti; un primo inconveniente è dovuto al fatto che quando sì fà avanzare l'utensile in direzione longitudinale alla galleria per penetrare nel fronte di scavo prima di muovere l'utensile lungo la struttura ad arco ed effettuare il taglio necessario, il movimento di traslazione in avanti dell'utensile deve necessariamente essere accompagnato da un identico movimento del carrello portautensile e quindi di tutta la struttura di sostegno. Un ulteriore inconveniente è dato dal fatto che, poiché la lama dell'utensile si trova sostanzialmente allo stesso livello dell'estradosso della struttura di sostegno e guida, e poiché questo in sostanza corrisponde anche al livello della volta della galleria, una volta gettato il rivestimento definitivo della galleria a valle della macchina per preincisione dell'intaglio, questa non potrà più essere portata all'esterno della galleria in quanto le sue dimensioni risultano maggiori della luce disponsibile nella parte di galleria ricoperta con la gettata definitiva. Le uniche alternative sono di effetuare lo smontaggio della struttura e della macchina o di procedere in avanti fino al termine della galleria stessa.

Un scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo preincisore per effetture un intaglio lungo il fronte di avanzamento di un'opera sotterranea, il quale abbia una struttura tale da poter essere estratto anche attraverso la parte di gallerìa eventualmente già ricopoerta con la gettata di calcestruzzo definitiva, senza dover essere smontato completamente.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di proporre un procedimento per la preincisione di un intaglio lungo il fronte di avanzamento di una galleria o di una simile opera sotterranea, utilizzando un dispositivo preincisore del tipo sopra descritto.

Per la realizzazione degli scopi citati, la presente invenzione concerne un dispositivo per la preincisione di un intaglio nel fronte di scavo di un'opera sotterranea, quale una galleria o simile, del tipo comprendente una struttura di sostegno con un profilo analogo a quello previsto per detta opera sotterranea, ed un carrello che porta l'utensile di intaglio mobile lungo detta struttura, caratterizzato dal fatto che detto carrello mobile è posto superiormente alla citata struttura di sostegno in uno spazio compreso tra detta struttura e la volta della citata opera sotte-ranea.

Inoltre, la presente invenzione concerne un procedimento per la preincisione di un intaglio lungo il fronte di avanzamento di un'opera sotterranea quale una galleria o simile, utilizzante un dispositive del tipo sopradescritto, caratterizzato dal fatto di far avanzare detto utensile nel fronte di avanzamento, fino a raggiungere la lunghezza di intaglio desiderata, in una fase successiva a quella di posizinamento della struttura in prossimità di detto fronte di avanzamento e dal fatto che alle due estremità dell'arco formato dal citato intaglio, l'utensile viene fatto ruotare per un angolo prefissato intorno ad un asse radiale a detta struttura di sostegno, disposto all'estremità vincolata della lama di detto utensile.

L'invenzione sarà ora descritta in dettaglio con riferimento a forme di realizzazione illustrate nei disegni acclusi, in cui:

- la figura 1 è una sezione trasversale di una possibile realizzazione di un dispositivo preincisore durante il suo utilizzo;

- la figura 2 è una vista laterale parzialmente in sezione del dispositivo di cui alla figura 1 ; e

- le figure 3 e 4 sono due viste laterali del dispositivo di cui alle figure 1 e 2, in due fasi successive di messa in opera.

Come si può notare in figura 1, che è una vista dal

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dietro, presa lungo l'asse longitudinale della galleria che viene scavata, il dispositivo comprende una struttura di supporto 2, ad arco, la quale presenta un profilo all'estradosso che è analogo al profilo della volta 3, previsto per la galleria stessa; tuttavia le dimensioni della struttura 2 sono tali da presentare un considerevole spazio libro 4 tra il profilo della struttura 2 e la volta 3 della galleria.

La struttura 2 presenta sulla propria parte superiore, nello spazio compreso tra detta struttura e la volte 3 della galleria, un carrello portautensili 5 mobile lungo tutto il profilo della struttura 2. Tale carrello è mobile mediante mezzi comunemente noti e già reperibili sul mercato, come per esempio tramite una cremagliera 8.

Come meglio illustrato in figura 2, la struttura 2 comprende una parte di supporto vera e propria 6, vincolata ad una base 7 e recante nella sua parte superiore una cremagliera 8 lungo la quale si muove il citato carrello portautensili 5. Come nei dispositivi analoghi già realizzati, ad ogni lato della struttura 2 è presente una base 7 comprende un alloggiamento entro il quale è traslabile una trave 10 provvista di due piedi di appoggio 11 azionati dal altrettanti, rispettivi martinetti.

Quando è necessario spostare il dispositivo, seguendo una tecnica nota i piedini 11 vengono fatti rientrare in modo che tutta la struttura si appoggi sulla base 7; quindi si trasla la trave 10 nella direzione prescelta fino alla relativa posizione di fine corsa; si mettono in funzione i martinetti che provvedono ad azionare i piedini 11 in modo da sollevare nuovamente tutta la struttura e, a questo punto, si può traslare nella direzione desiderata la struttura 2 fino a raggiungere di nuovo la posizione di fine corsa della trave 10, guadagnando così uno spazio corrispondente alla distanza tra le due posizioni di fine corsa della trave 10.

Come accennato in precedenza, la caratteristica principale del dispositivo preincisore è data dal fatto che il carrello portautensili 5 è disposto superiormente alla struttura di supporto 2, occupando in sostanza lo spazio libero tra la detta struttura e la volta 3 della galleria. Su tale carrello portautensili 5 è disposto un binario o un longherone 13 sul quale è a sua volta montata una slitta 14 che può muoversi lungo detto binario o longherone 13 grazie a mezzi di propulsione autonoma come per esempio un motore 15.

Il longherone 13 è imperniato alla sua estremità anteriore, mediante un fulcro 16, al basamento del citato carrello portautensili 5 mentre alla sua estremità posteriore sono presenti una guida 17 ed un martinetto 18; grazie a tali dispositivi è possibile, azionando il martinetto 18, regolare l'inclinazione del longherone 13 rispetto al piano della base del carrello portautensili 5 o comunque al piano di campagna della galleria. Poiché sulla slitta 14 è montato l'utensile 19, ne risulta che regolando l'inclinazione del longherone 13 si potrà regolare anche l'inclinazione della lama dell'utensile 19. Come precedente acennato, sulla slitta 14 è un blocco 20 per la regolazione in senso radiale della posizione dell'utensile 19 rispetto al carrello portautensili 5, nonché mezzi 21 per far ruotare l'utensile 19 per un angolo a rispetto alla posizione orizzontale, intorno ad un asse 12 radiale alla struttura 2, disposto all'estremità vincolate della lama di detto utensile, come mostrato in figura 2 con le linee tratteggiate 22 e 22'.

L'utilità del corsoio 20 e della presenza del longherone 13 e di tutto l'insieme composto dalla slitta 14 con il relativo motore 15 nonché dall'utensile 19 e dai già citati mezzi di regolazione 21, risulta evidente osservando le figure 3 e 4.

Come noto, nella realizzazione di una galleria mediante la tecnica della preincisione di un intaglio sul fronte di avanzamento, occorre che detto intaglio sia praticato in modo da non risultare cilindrico ma bensì troncoconico, cioè tale da presentare una inclinazione diretta in modo che la sezione della parte anteriore dell'intaglio si trovi ad un livello superiore rispetto a quella posteriore. Questa particolare tecnica è dettata dalla necessità di mantenere una quotà costante della volta 3 della galleria in costruzione, che prevede di iniettare in ogni intaglio il già citato «spritz-beton». È evidente che, poiché l'utensile 19 si trova ad operare partendo dal livello della soletta immediatamente precedente al fronte di scavo, se si realizzassero solette in cemento cilindriche, la quota di partenza dell'utensile 19 risulterebbe sempre inferiore a quella di partenza della soletta precedente, cosicché l'altezza della galleria si verrebe a ridurre sempre di più.

Come già accennato, nei dispositivi secondo lo stato della tecnica l'inclinazione delà lama dell'utensile 19 può essere ottenuta solo con difficolta, entro certi limiti, in quanto l'utensile 19 è montato direttamente sul carrello 5; osservando le figure da 2 a 4 è evidente il vantaggio presentato dalla realizzazione illustrata, grazie alla quale è necessario regolare l'inclinazione del solo longherone 13, ed eventualmente il corsoio 20, per ottenere l'inclinazione e l'altezza desiderate dell'utensile 19.

Un altro vantaggio del dispositivo mostrato è dato dal fatto che l'avanzamento della lama dell'utensile 19 longitudinalmente alla galleria in costruzione, nel fronte di scavo, viene ottenuto traslando soltanto la slitta 14 e non, come avveniva in precedenza, traslando l'intera struttura 2. Tale vantaggio è ancora più palese osservando le già citate figure 3 e 4.

In figura 3 si può osservare la disposizione particolare assunta dal dispositivo all'inizio del procedimento di taglio. Come si può notare, la slitta 14 e l'utensile 19 montato su di essa sono spostati verso l'estremità posteriore del longherone 13, in modo che l'estremità anteriore della lama dell'utensile 19 sia a contatto con il fronte di scavo 24; la struttura 2, invece, è posizionata in avanti, in modo da essere il più adiacente possibile al citato fronte di scavo 24.

Durante il funzionamento si pone dapprima in funzione l'utensile 19, la cui lama comincia ad incidere il terreno; nel frattempo, sempre mantenendo fermo il carrello porta utensili 5, si aziona il motore 15 che comincia a traslare in avanti la slitta 14 e quindi l'utensile 19. In questo modo il motore 15 prowederà a far avanzare la lama dell'utensile 19 dentro il terreno secondo una traiettoia prefissata grazie ai dispositivi di regolazione dell'inclinazione del longherone 13 e della posizione radiale dell'utensile 19 (vale a dire grazie al martinetto 18 e al corsoio 20), fino a

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far arrivare la slitta 14 nella posizione più avanzata di fine corsa, vale a dire fino a raggiungere la lunghezza di taglio desiderata.

In figura 4 si può notare l'utensile 19 che ha effettuato il primo intaglio in senso longitudinale alla galleria, grazie all'azione del citato motore 15, e che è giunto nella posizione di fine corsa longitudinale. A questo punto, azionando il motore del carrello por tautensili 5, questo si muoverà lungo tutta la cremagliera 8 della struttura 2 fino a completare l'arco di intaglio lungo tutto il profilo della volta 3 della galleria.

Grazie al blocco di regolazione 21, una volta che il carrello 5 è giunto ad una delle estremità inferiori della struttura 2, vale a dire all'altezza di una delle basi 7, si può ottenere un'ulteriore area di intaglio nel fronte di scavo ruotando la lama dell'utensile 19 per un angolo prefissato rispetto all'orizzontale, come indicato con le linee tratteggiate 22 e 22' in figura 2.

A questo punto, come nei procedimenti già noti, si estrarrà l'utensile 19 dall'intaglio da esso praticato nel fronte di scavo 24, con la differenza che in questo caso non occorre traslare tutta la struttura 2 ma è sufficiente spostare la slitta 14 lungo il longherone 13.

Dopo aver effettuato le operazioni di iniezione di «spritz-beton» si repeteranno tutte le fasi già descritte, così da ottenere in successione una pluralità di solette in cemento 23.

Come accennato in precedenza, un vantaggio del dispositivo illustrato è dato dal fatto che, anche se la parte di galleria in cui sono già state realizzate le solette in «spritz-beton», a valle cioè del dispositivo 2, viene dotata della gettata di ricopertura definitiva, è tuttavia pur sempre possibile l'estrazione di tutto il dispositivo. Infatti, grazie alla grande differenza tra le dimensioni della struttura 2 e quella della galleria in costruzione, è sufficiente procedere allo smontaggio solo della slitta 14, dei relativi blocchi di regolazione 20, 21 e dell'utensile 19 o eventualmente anche del carrello 5, per poter estrarre la struttura 2 dalla detta parte di galleria.

Claims (6)

Rivendicazioni

1. Dispositivo per la preincisione di un intaglio nel fronte di scavo di un'opera sotterranea, quale una galleria o simile, del tipo comprendente una struttura di sostegno (2) con un profilo analogo a quello previsto per detta opera sotterranea, ed un carrello (5) che porta l'utensile di intaglio (19) mobile lungo detta struttura, caratterizzato dal fatto che detto carrello mobile è posto superiormente alla citata struttura di sostegno, in uno spazio compreso tra detta struttura e la volta della citata opera sotterranea.

2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto carrello portautensile (5) presenta almeno un binario o longherone (13) sul quale è montata in maniera mobile una slitta (14) recante un blocco di regolazione (20) dell'utensile e l'utensile stesso (19).

3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di presentare mezzi (16) per regolare l'inclinazione di detto binario o longherone (13) rispetto al piano del detto carrello mobile e/o al citato profilo dell'opera sotterranea.

4. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di presentare mezzi per la propulsione autonoma di detta slitta (14) lungo il citato binario.

5. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto blocco di regolazione (20) comprende mezzi per regolare l'altezza del detto utensile rispetto al citato carrello (5) e mezzi per ruotare detto utensile (21) per un angolo prefissato rispetto alla posizione orizzontale, intorno ad un asse radiale (12) alla struttura di sostegno, disposto all'estremità vincolata della lama di detto utensile.

6. Procedimento per la preincisione di un intaglio lungo il fronte di avanzamento di un'opera sotterranea quale una galleria o simile, utilizzante un dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di far avanzare detto utensile nel fronte di avanzamento, fino a raggiungere la lunghezza di intaglio desiderata, in una fase successiva a quella di posizionamento della struttura (2) in prossimità di detto fronte di avanzamento e dal fatto che alle due estremità dell'arco formato dal citato intaglio, l'utensile (19) viene fatto ruotare per un angolo prefissato intorno ad un asse radiale a detta struttura di sostegno, disposto all'estremità vincolata (21) della lama di detto utensile.

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