ITBO20110072A1 - Procedimento ed attrezzatura per la realizzazione di gallerie - Google Patents

Description

DESCRIZIONE “Procedimento ed attrezzatura per la realizzazione di gallerieâ€

SFONDO

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento ed un'attrezzatura per la realizzazione di gallerie.

L'invenzione à ̈ stata sviluppata con particolare riguardo, anche se non limitativamente, alla realizzazione di gallerie in terreni cedevoli e/o a bassa coesione.

TECNICA ANTERIORE

La realizzazione di una galleria à ̈ compiuta attraverso le operazioni di avanzamento del fronte di scavo mediante abbattimento della roccia o del terreno, sgombero del fronte di scavo dal materiale abbattuto per rinnovare l'avanzamento, trasporto all'esterno dell'abbattuto ed armatura provvisoria dello scavo in vista della preparazione del rivestimento finale di calcestruzzo per l'esercizio.

Nello scavo di gallerie, sono attualmente utilizzate principalmente due metodologie. La tecnica più tradizionale consiste nell'avanzamento progressivo di un fronte di scavo aggredito da macchine di scavo. A seguire, lo scavo appena effettuato viene rinforzato con profilati metallici di grossa dimensione detti centine, sagomati secondo il profilo della sezione di scavo, che sostengono la volta della galleria. Le centine sono distanziate l'una dall'altra e connesse da cosiddette “catene†, ossia da serie di tiranti che stabilizzano l'insieme delle centine. Sulle centine, nonché sulle pareti e sulla volta della galleria viene poi applicato uno strato di calcestruzzo spruzzato al fine di create un primo contrasto radiale di sicurezza destinato a consentire alle maestranze di lavorare all'esecuzione di tutte le altre lavorazioni necessarie alla costruzione dell'opera. Tuttavia, questa tecnica di scavo di gallerie à ̈ lenta e richiede parecchio lavoro manuale specializzato, pertanto à ̈ costosa ed à ̈ limitata allo scavo di brevi gallerie.

Per la realizzazione di gallerie di notevole lunghezza, ad esempio gallerie metropolitane, si ricorre generalmente ad un'altra tecnica di scavo che prevede l'impiego di grandi macchine dette TBM (“Tunnel Boring Machines†) che scavano in modo integrale e continuo il terreno. Sono note TBM essenzialmente costituite da grandi cilindri di acciaio che portano anteriormente grandi frese che chiudono sostanzialmente l'accesso al fronte di scavo, mentre nella parte centrale e posteriore tali macchine sono attrezzate con un lungo treno di carri che asservono la parte di testa con tutti i macchinari e attrezzature necessarie al funzionamento della macchina per l'evacuazione automatica dell'abbattuto. Il cilindro di acciaio fornisce un sostegno alla volta della galleria mentre lo scavo procede. Posteriormente al cilindro di acciaio vengono posati via via corsi di conci di calcestruzzo per il rivestimento della volta della galleria. Nella sua zona posteriore il cilindro di acciaio à ̈ provvisto di una serie di martinetti che si appoggiano sui conci appena posati e vengono poi azionati per far avanzare la TMB nello scavo. I martinetti vengono poi retratti per poter procedere alla posa di un altro corso di conci e consentire l’avanzamento nello scavo del fronte e nell'evacuazione automatica dell'abbattuto.

Il costo di queste macchine automatiche TBM à ̈ notevolissimo, e viene normalmente ammortizzato se la galleria à ̈ lunga e lo scavo avviene senza intoppi. Nel malaugurato caso in cui si verifichi un impedimento imprevisto, come ad esempio un tratto di terreno imprevedibilmente cedevole, l'avanzamento della macchina TBM deve essere interrotto immediatamente per evitare rischi di crolli.

In casi come questi, cioà ̈ se il fronte di scavo presenta problemi di cedevolezza, la tecnica di scavo tradizionale descritta in precedenza, in cui si impiegano le centine, consentirebbe di provvedere al consolidamento e/o rinforzo del fronte di scavo ad esempio praticando nel terreno lunghi fori nei quali viene iniettato calcestruzzo in pressione che va ad inglobare lunghi tiranti di vetroresina preventivamente inseriti nei fori del terreno. Questa efficace tecnica consente anche di provvedere agevolmente, all'occorrenza, al drenaggio del terreno.

Tuttavia, questa tecnica di consolidamento non può essere utilizzata, o può esserlo solo a fronte di un notevolissimo aumento di costi, nel caso in cui lo scavo sia effettuato mediante macchine automatiche TBM. Il consolidamento del terreno diventa infatti estremamente complesso poiché l'accesso al fronte di scavo à ̈ gravemente impedito dalla fresa anteriore e da tutte le attrezzature interne alla TBM. In questi casi, la TBM può rimanere ferma per moltissimo tempo, mentre si provvede alla risoluzione del problema di cedevolezza del terreno mediante attività molto onerose e difficoltose, quali ad esempio la realizzazione di gallerie ausiliarie per raggiungere il fronte di scavo, con gravissimi danni economici e ritardi nella realizzazione della galleria.

Sono anche note macchine TBM cosiddette aperte, nelle quali lo scavo viene effettuato mediante attrezzature di vario tipo a seconda del terreno, quali ad esempio una benna rovescia, un elemento fresante, un martello demolitore, ecc. montate nella zona anteriore del cilindro di acciaio. Questa zona anteriore del cilindro può venire poi parzialmente chiusa da piastre mobili di acciaio in forma ad esempio di petali, che hanno la funzione di sostenere almeno parzialmente il fronte di scavo. All'interno del cilindro trova posto, come nelle TBM chiuse, tutta l'attrezzatura per l'evacuazione automatica dell'abbattuto, ad esempio una linea di carri di servizio. Anche queste TBM aperte avanzano appoggiando i martinetti posti nella zona posteriore a conci posati per sostenere e rivestire le pareti e la volta della galleria. Questa tecnica di scavo mediante TBM aperte presenta anch'essa il problema che non si riesce a fronteggiare con efficacia il problema di un eventuale cedimento del fronte di scavo, per gli ingombri e la complessità delle attrezzature poste all'interno del cilindro di acciaio e nella sua zona anteriore, che non consentono di accedere agevolmente al fronte di scavo. Tale azione à ̈ ancora più impedita dalla presenza di carri di servizio posti sul retro della TBM che asservono tutte le attrezzature montate all'interno del cilindro di acciaio della TBM stessa.

Un altro problema delle macchine di tipo TBM à ̈ la loro vulnerabilità ad eventuali cedimenti di terreno circostanti il cilindro di metallo, che potrebbe essere assoggettato a pressioni sul mantello esterno e rimanere bloccato nella galleria fino a che non si provveda in qualche modo alla distensione delle pressioni nel terreno.

Un altro svantaggio delle macchine di tipo TBM à ̈ il fatto che la sezione di scavo à ̈ praticamente sempre circolare, e comunque imposta dalle caratteristiche della macchina automatica, cosicché i progettisti non hanno possibilità di scegliere una sezione di galleria diversa da quella circolare o ad arco di cerchio, anche se in considerazione delle qualità morfologiche del terreno potrebbe essere consigliabile o preferibile adottare sezioni di galleria differenti, ad esempio ad arco ribassato, a ferro di cavallo, ecc.

RIASSUNTO DELL'INVENZIONE

Gli scopi della presente invenzione sono quelli di superare gli inconvenienti sopra indicati, fornendo un procedimento ed un'attrezzatura di scavo che consentano di realizzare gallerie in modo rapido, semplice, economico e sicuro, utilizzando metodiche che consentano di affrontare con rapidità e con successo scavi in terreni anche molto cedevoli.

Il procedimento e l'attrezzatura proposti prevedono che lo scavo venga effettuato, previo il possibile consolidamento e rinforzo dell’ammasso di terreno antistante la parte anteriore del fronte, all'interno di una struttura tubolare di protezione sostanzialmente vuota e praticamente completamente aperta sia nella zona anteriore affacciata al fronte di scavo, che nella zona posteriore dopo la posa dei conci di rivestimento. Nella zona posteriore della struttura tubolare di protezione, tramite ad esempio un macchinario semovente appositamente progettato che interviene preferibilmente solo durante la posa, vengono disposti dei conci di sostegno delle pareti e della volta della galleria; i conci vengono assemblati sostanzialmente ad anello (con una forma corrispondente alla sezione della struttura tubolare) all’interno della parte terminale, cioà ̈ posteriore, della struttura tubolare, la quale in questa fase funziona come dima di assemblaggio dell’intera struttura ad anello. Contro questi conci si appoggia una serie di martinetti o altri organi di spinta connessi alla struttura tubolare, per spingerla progressivamente nella zona già scavata del fronte di scavo e contemporaneamente consentire all’ultimo anello di conci montato di sfilarsi dalla parte posteriore della struttura tubolare. Lo scavo vero e proprio può quindi avvenire mediante macchine semoventi di scavo di tipo tradizionale, e lo sgombero del materiale abbattuto può essere effettuato semplicemente tramite automezzi quali mezzi d'opera (“dumper truck†) o autocarri e simili. Anche la posa dei conci può avvenire mediante veicoli semoventi appositamente attrezzati che possono essere condotti e raggiungere liberamente la zona posteriore della struttura tubolare.

Nella sua zona frontale, ossia anteriore, la struttura tubolare à ̈ completamente aperta e ricalca sostanzialmente la dimensione dei raggi esterni dell’anello di conci di calcestruzzo che verrà montato nella parte posteriore, così da consentire agevolmente il consolidamento del fronte di scavo mediante ad esempio la tecnica di perforazione del fronte ed introduzione di calcestruzzo in pressione che ingloba lunghi tiranti ad esempio di vetroresina.

La struttura tubolare qui proposta non presenta di per sé alcun elemento di scavo, né tagliente o perforante del terreno. Infatti, nel procedimento di realizzazione di una galleria che viene qui proposto, l'abbattimento del materiale e l'avanzamento dello scavo avviene in modo sostanzialmente simile alle tecniche tradizionali, mediante veicoli autonomi che possono entrare nella struttura tubolare fino a raggiungere il fronte di scavo. Rispetto alla tecnica di scavo tradizionale, però, la struttura tubolare qui proposta elimina la necessità di predisporre centine di armatura per sostenere la zona vicina al fronte di scavo, poiché tale funzione viene assolta prima dalla struttura tubolare stessa, e poi dai conci che vengono via via posati nella zona posteriore della struttura tubolare. In altre parole, la struttura tubolare qui proposta non ha sostanzialmente alcuna funzione di taglio, o di scavo, né di penetrazione forzata nel terreno o nella roccia, rendendo così molto più semplice ed economica la sua fabbricazione rispetto alle macchine TBM note, siano esse chiuse o aperte.

La struttura tubolare qui proposta può essere vantaggiosamente dotata di uno o più elementi di copertura e protezione, atti a sporgere selettivamente frontalmente dalla zona anteriore della struttura tubolare in direzione assiale, per coprire la zona di volta dello scavo della galleria appena realizzato, cioà ̈ più prossima al fronte di scavo, prima che l'avanzamento della struttura tubolare in spinta sui conci posteriori vada essa stessa a coprire la zona appena scavata. La predisposizione dei suddetti elementi di copertura consente di riparare da eventuali cadute di materiale, terreno o pietrisco gli addetti allo scavo che operano sul fronte per abbattere il materiale necessario all'avanzamento della galleria.

Secondo un'ulteriore caratteristica vantaggiosa, la struttura tubolare che viene qui proposta può essere dotata di mezzi adattatori che ne riducano o aumentino il diametro tubolare esterno. In questo modo, la struttura tubolare può ad esempio allargarsi per contrastare eventuali forti pressioni radiali indotte dal terreno, oppure può ridursi per riuscire a scivolare meglio dentro il pre-cavo scavato, consentendone così l'avanzamento senza fermi o ulteriori onerosi interventi. In particolare, la struttura tubolare può variare entro limiti determinati le proprie dimensioni radiali, per adattarsi a condizioni di terreno eventualmente variabili lungo il percorso di scavo della galleria. Per realizzare ciò, il mantello della struttura tubolare à ̈ tagliato longitudinalmente lungo almeno una direzione, ed uno o più elementi di pressione, ad esempio sistema idraulico preferibilmente costituito da uno o più martinetti idraulici in schiera, fissato ai due lembi del mantello dalle due parti del taglio longitudinale consente di allargare o diminuire le dimensioni radiali della struttura tubolare.

L'invenzione presenta notevoli vantaggi rispetto alle tecniche note, e consente di realizzare con grande risparmio ed efficacia gallerie di varie dimensioni e lunghezze. Rispetto alle tecniche tradizionali di scavo manuale, essa consente l'indubbio risparmio di costi legati alla necessità di formare l'armatura della galleria mediante centine e calcestruzzo proiettato, mentre rispetto alle tecniche di scavo mediante TBM essa presenta il notevole vantaggio di un investimento in attrezzature estremamente ridotto. Inoltre, la metodologia che viene qui proposta consente di mantenere una elevata flessibilità di lavoro, per adattarsi ad eventuali inconvenienti e imprevisti nella realizzazione della galleria.

Ad esempio, la struttura tubolare qui proposta può consentire di variare le proprie dimensioni radiali per evitare di rimanere bloccata in una galleria a seguito di inaspettate compressioni elevate del terreno circostante. Inoltre, il fronte di scavo completamente aperto consente di adottare efficaci tecniche di consolidamento del terreno e di drenaggio dello stesso, rendendo possibile utilizzare la metodologia e l'attrezzatura proposta in presenza di terreni dalle caratteristiche ampiamente variabili, siano essi compatti e coesi, così come con poca coesione o in presenza di falda, ecc.

La flessibilità della metodologia e delle attrezzature qui proposte à ̈ apprezzabile anche se si considera l'eventualità che un'inaspettata condizione di cedimento del terreno non possa essere immediatamente risolta con la variazione delle dimensioni radiali della struttura tubolare, la quale rimarrebbe quindi bloccata all'interno della costruenda galleria. In questo caso, che comporterebbe problemi e costi enormi nel caso fossero impiegate TBM di tipo noto, la metodologia qui proposta consente di adottare la semplice soluzione di proseguire nell'avanzamento dello scavo con tecnica tradizionale, consolidando il terreno, scavando e armando la galleria mediante centine tradizionali, fino a che la situazione di cedimento non sia risolta e la struttura tubolare possa essere liberata per avanzare nuovamente fino al fronte di scavo per riprendere la sua funzione originaria.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

L'invenzione verrà descritta in una sua forma preferita – anche se non limitativa – di attuazione, con riferimento alle figure annesse, date a titolo di esempio non limitativo, in cui:

- la figura 1 Ã ̈ una vista schematica in prospettiva di una struttura tubolare secondo la presente invenzione,

- la figura 2 à ̈ una vista in prospettiva analoga a quella di figura 1, dove la struttura tubolare à ̈ parzialmente in appoggio su conci ed stata raffigurata trasparente per meglio comprenderne le caratteristiche interne,

- le figure 3 a 6 sono viste in sezione della struttura tubolare della figura 1 in varie fasi operative nella realizzazione di una galleria secondo il procedimento della presente invenzione, e

- la figura 7 Ã ̈ una vista in prospettiva di una forma di attuazione preferita di una macchina per la posa dei conci.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Con riferimento alle figure 1 e 2, la realizzazione di una galleria secondo la presente invenzione avviene con l'ausilio di un'attrezzatura che comprende una struttura tubolare 10 con un mantello 12 realizzato preferibilmente con una lamiera metallica sagomata a forma di galleria che, nei casi più comuni, comprende una grande calotta 14 raccordata ad una base 16 leggermente arcuata. Naturalmente, la configurazione del mantello 12 può essere anche di tipo differente da quanto illustrato a solo titolo di esempio, e potrebbe assumere forme differenti a seconda della sezione della galleria da realizzare, ad esempio una sezione circolare o con fianchi verticali. In questo modo, al progettista della galleria da scavare viene lasciata ampia libertà nella scelta della sezione di galleria più adatta, ad esempio, alle caratteristiche geomorfologiche del terreno. Per esigenze di trasporto, la struttura tubolare 10 à ̈ preferibilmente costituita da settori che vengono assemblati sul cantiere di realizzazione della galleria, in modo da costituire il desiderato profilo.

Il mantello 12 comprende preferibilmente almeno un giunto longitudinale, cioà ̈ sostanzialmente lungo una generatrice della superficie tubolare, che definisce due lembi 18, 19 che possono essere allontanati o avvicinati fra loro, così da allargare o restringere il mantello in direzione radiale. I lembi 18, 19 sono tenuti insieme da organi di variazione dimensionale non illustrati, comprendenti preferibilmente cilindri idraulici che consentono di allontanare o avvicinare selettivamente i lembi 18, 19. Il giunto consente ad esempio, in caso di emergenze, di restringere radialmente la struttura tubolare 10 consentendole di superare eventuali condizioni di incastro dovute a curvature brusche o restringimenti locali.

All'interno del mantello 12, la struttura tubolare 10 presenta una schiera di travi, costole o nervature di irrigidimento 20 che servono come scheletro di rinforzo e irrigidimento del mantello 12, oltre che da sopporto per una pluralità di organi di spinta 22, preferibilmente cilindri idraulici, i quali sono disposti fra loro distanziati preferibilmente lungo tutto i perimetro interno del mantello 12. Gli organi di spinta 22 sono mobili selettivamente da una posizione retratta, mostrata in figura 2, ad una posizione estratta, illustrata nella figura 1. Nella posizione retratta, gli organi di spinta 22 lasciano libero un tratto posteriore 24 del mantello 12, per la posa di almeno un corso di conci 26, preferibilmente di calcestruzzo, come verrà spiegato più in dettaglio nel seguito. Gli organi di spinta 22 sono preferibilmente azionabili autonomamente gli uni rispetto agli altri, e possono essere estratti singolarmente, a gruppi, oppure simultaneamente. Nell'azionamento simultaneo, gli organi di spinta vengono coordinati da un sistema di controllo computerizzato per far avanzare la struttura tubolare 10 in una direzione rettilinea oppure, all'occorrenza, leggermente curva, a seconda della maggiore o minore estensione nell'estrazione di ciascun organo di spinta 22 rispetto ali altri. La fuoriuscita selettiva dei singoli cilindri o gruppi di cilindri à ̈ invece utile per trattenere via via nella posizione corretta e desiderata ogni singolo concio durante la sua posa, fino a che il completo corso di conci non sia stato completato.

Preferibilmente, nella zona di base 16 le travi 20 e i relativi organi di spinta sono almeno parzialmente coperti per consentire il transito dei veicoli e mezzi di realizzazione del consolidamento e dello scavo della galleria, come verrà meglio descritto nel seguito. In una variante, tutto l'interno della struttura tubolare 10 à ̈ rivestito da una parete di copertura distanziata dal mantello esterno 12 dalle travi 20, a cui à ̈ fissata, ad esempio per elettrosaldatura.

Nella zona anteriore 28 della struttura tubolare 10, cioà ̈ nella zona che nella realizzazione di una galleria à ̈ più prossima al fronte di scavo, sulla sommità della calotta 14 sono disposte una o più piastre 30 mobili, che possono sporgere in avanti rispetto al mantello 12 per coprire e riparare la zona di scavo mentre il fronte avanza, prima che la struttura tubolare 10 avanzi anch'essa a protezione. In particolare, le piastre 30 sono connesse, come visibile in figura 2, a cilindri idraulici 32 che selettivamente possono spingere in avanti le piastre 30, in direzione assiale parallela all'asse della struttura tubolare 10 e della galleria, oppure ritrarle affinché non sporgano rispetto al bordo anteriore 13 del mantello 12.

L'impiego dell'attrezzatura sopra descritta nella realizzazione di una galleria secondo la metodologia proposta dalla presente invenzione à ̈ semplice ed efficace allo stesso tempo. Come visibile nella figura 3, in una fase della realizzazione della galleria la struttura tubolare 10 à ̈ posizionata in modo da proteggere e sostenere la sezione di galleria prossima al fronte di scavo F. Nella condizione illustrata in figura 3, il bordo anteriore 13 del mantello 12 à ̈ sostanzialmente a contatto con il fronte di scavo F, che risulta completamente accessibile e libero grazie al fatto che non vi sono ostruzioni di sorta all'interno della struttura tubolare 10 che ne impediscano l'accesso. In questa condizione, à ̈ particolarmente agevole lavorare sul fronte di scavo F, ad esempio nel caso di terreni cedevoli e/o a bassa coesione. Infatti, poiché il fronte di scavo F à ̈ completamente libero, si può procedere al suo consolidamento mediante tecniche generalmente note nel settore, ad esempio mediante realizzazione di lunghe perforazioni assiali P, entro le quali vengono inseriti tiranti ad esempio di vetroresina lunghi anche fino a 20 metri, e che vengono poi riempite di calcestruzzo o malta cementizia in pressione che consolida il terreno e consente il successivo avanzamento del fronte di scavo F. La realizzazione delle perforazioni e la posa dei tiranti può essere effettuata agevolmente tramite una macchina di tipo generalmente noto, detta “posizionatore†, oppure in alternativa del tipo Jumbo o Bhoomer, che à ̈ un veicolo di tipo speciale utilizzato nella realizzazione delle gallerie con la tecnica tradizionale. Nel caso della presente invenzione, la macchina “posizionatore†o in alternativa Jumbo o Bhoomer può raggiungere il fronte di scavo F senza impedimenti perché la struttura tubolare 10 à ̈ completamente aperta dalla zona anteriore fino a quella posteriore.

Nella figura 3 à ̈ anche visibile che nel tratto posteriore 24 del mantello 12 à ̈ già posato un corso di conci 26 di calcestruzzo. La posa dei conci 26 avviene in una fase preferibilmente precedente a quella del consolidamento del fronte di scavo F, secondo modalità che verranno meglio descritte nel seguito con riferimento alla figura 6. In questa fase, gli organi di spinta 22 sono nella loro posizione retratta, con estremità di spinta 22a prossime ai conci 26.

Terminata la fase di eventuale consolidamento, così come le altre eventuali operazioni necessarie o utili sul fronte di scavo F, ad esempio un drenaggio, à ̈ possibile procedere allo scavo vero e proprio, raffigurato in via di esempio nella figura 4, con avanzamento del fronte di scavo F, attuato tramite macchine e veicoli tradizionali 38, come pale a benna, escavatori, frese puntuali auto caricanti e simili, che possono agevolmente raggiungere il fronte di scavo F, mentre il materiale asportato viene caricato su autocarri e trasportato all'esterno della galleria. Anche in questa fase, le operazioni e l'ingresso e l'uscita dei veicoli possono avvenire agevolmente perché la struttura tubolare 10 non à ̈ in alcun modo ostruita dalla zona anteriore alla zona posteriore.

Durante la fase di scavo, la struttura tubolare 10 rimane ferma, mentre il fronte di scavo F avanza con asportazione di materiale, mentre vengono progressivamente estratte, all'occorrenza, le piastre 30 a copertura della sommità della volta dello scavo. Queste piastre 30 hanno l'importante funzione di proteggere le macchine e le maestranze in prossimità del fronte di scavo F da possibile sfornellamento, cioà ̈ da possibile caduta di sassi, detriti e simili dalla volta dello scavo. Questo sistema offre anche la possibilità di evitare la presenza di uomini nell’area strettamente dedicata all’avanzamento che, nella tecnica di scavo tradizionale, à ̈ frequentata dalle maestranze durante la posa delle centine ed à ̈ considerata ancora oggi zona di pericolo mortale.

Dopo che il fronte di scavo F à ̈ avanzato di una quantità predeterminata, preferibilmente pari a circa la dimensione di un nuovo corso di conci, si procede all'avanzamento della struttura tubolare 10. In questa fase, illustrata in figura 5, vengono azionati gli organi di spinta 22 in modo tale da estenderli. Le loro estremità 22a si appoggiano contro i conci 26 posizionati nel tratto posteriore 24 del mantello 12, i quali a loro volta sono appoggiati contro i corsi di conci retrostanti, precedentemente posizionati a rivestimento della galleria. L'azione degli organi di spinta 22 sui conci 26 provoca l'avanzamento della struttura tubolare 10 verso il fronte di scavo F, fino a che il bordo anteriore 13 del mantello 12 non va sostanzialmente ad appoggiarsi contro il fronte di scavo F, in modo tale da rivestire il terreno scavato di fresco. Durante questa manovra di avanzamento della struttura tubolare 10 vengono corrispondentemente retratte le piastre 30 che precedentemente proteggevano la zona antistante il bordo anteriore 13 del mantello 12. Sempre durante l’avanzamento della struttura tubolare 10, tramite alcuni passaggi, preferibilmente di piccole dimensioni, aperti nel mantello 12 viene predisposto un eventuale pompaggio dall’interno della struttura tubolare verso l’esterno di materiali atti ad intasare eventuali vuoti lasciati tra la sezione radiale di scavo e il mantello 12, al fine non lasciare spazi vuoti che possano indurre cedimenti e concentrazioni di pressione del terreno sulla macchina stessa e sul rivestimento in conci.

In seguito, come illustrato nella figura 6, gli organi di spinta 22 vengono retratti lasciando libero il tratto posteriore 24 del mantello 12 entro cui viene posato nuovo corso di conci 26 di calcestruzzo, che si appoggiano al corso di conci 26 retrostante su cui si erano appoggiati gli organi di spinta 22 nella fase precedente. La posa dei conci 26 può vantaggiosamente avvenire tramite una macchina o veicolo speciale 40, appositamente destinato a tale scopo, senza che sia necessario quindi attrezzare la struttura tubolare con sistemi integrati di movimentazione e posa dei conci.

Nella figura 6 à ̈ illustrata una forma di attuazione preferita di una macchina semovente posa-conci 50, che consente la posa rapida ed automatica dei conci fra un avanzamento e l'altro della struttura tubolare 10. La macchina semovente 50 comprende una piattaforma 51 per il trasporto dei conci montata su ruote 52 preferibilmente con cingoli 53. Sul fianco della piattaforma 51 à ̈ montata una slitta 54 di alimentazione dei conci ad una testa posa-conci 55. La slitta 54 scorre su guide 56 preferibilmente incernierate al fianco della piattaforma 51 così da poter essere sollevate ed occupare meno spazio lateralmente quando la macchina semovente 50 si avvicina o si allontana dalla struttura tubolare 10, rispettivamente all'inizio e alla fine della fase di posa dei conci.

La testa posa-conci 55 Ã ̈ montata girevole su due montanti, posteriore 57 ed anteriore 58, che sorreggono un albero 59 fissato ad un corpo di mozzo 60 della testa posa-conci 55. Il montante anteriore 58, preferibilmente sorretto da ruote, Ã ̈ dotato di mezzi (non visibili in figura) per connettersi, sia meccanicamente che elettronicamente, alla struttura tubolare 10. La connessione meccanica avviene preferibilmente attraverso un sistema di cilindri idraulici, che blocca la macchina semovente 50 in modo da individuarne univocamente la posizione rispetto alla struttura tubolare 10 e quindi rispetto al tratto di galleria che occorre rivestire con i conci.

Al corpo di mozzo 60 della testa posa-conci 55 sono fissate due travi parallele 61 unite ad una loro estremità da un contrappeso 62. Sulle due travi 61 sono rispettivamente montati, ad esempio telescopicamente, due corrispondenti bracci estensibili 63 uniti da una spalla 64 al quale à ̈ connessa articolata una pinza 65 munita di mezzi di presa 66, ad esempio ventose, per agguantare selettivamente un concio 26 di calcestruzzo alimentato sempre nella medesima posizione dalla slitta 54. La pinza 65 può preferibilmente muoversi in varie direzioni, effettuando piccoli movimenti di regolazione per consentire ad ogni singolo concio 26 una posa corretta nella posizione desiderata.

La connessione elettronica della macchina semovente 50 posa-conci con la struttura tubolare 10 consente un dialogo fra le due apparecchiature che permette il corretto posizionamento automatico dei conci nella posizione desiderata, ed inoltre consente di comandare . In particolare, la connessione elettronica consente alla macchina semovente 50 di capire dove sono posizionati gli organi di spinta 22 della struttura tubolare 12, in modo tale da posizionare i conci nella posizione migliore affinché vengano poi trattenuti in posizione dagli organi di spinta 22, selettivamente azionati. Quando infatti il singolo concio 26 à ̈ stato messo in posizione contro la parete della galleria, la macchina semovente 50 fornisce un comando per l'azionamento degli organi di spinta 22 posti in corrispondenza del concio appena posato, che così viene trattenuto in posizione. La pinza 65 può pertanto lasciare la presa del concio 26 appena posato, e ritornare nella posizione illustrata in figura 7, per agguantare il prossimo concio da posare.

Al termine di questa operazione di posa dei conci, la macchina semovente 50 può ritirarsi e lasciare nuovamente libero l'accesso alla struttura tubolare 10 per la ripresa dello scavo secondo le modalità sopra descritte.

Come risulta evidente dalla descrizione di cui sopra di una forma preferita di attuazione dell'invenzione, il procedimento e le attrezzature descritti rendono particolarmente agevole, economica e flessibile la realizzazione di gallerie, specialmente anche se non esclusivamente in terreni cedevoli e/o a bassa coesione. La struttura tubolare 10 à ̈ sostanzialmente aperta nelle parte frontale, posteriore e per tutta la sua lunghezza, consentendo un comodo passaggio dei mezzi e veicoli di lavoro, delle maestranze, nonché la semplice realizzazione di efficaci opere di consolidamento del fronte di scavo. L'attrezzatura della presente invenzione à ̈ particolarmente economica se confrontata alle macchine TBM note, e consente una grande flessibilità nella realizzazione delle gallerie, consentendo di modificare le modalità di scavo, di consolidamento, di avanzamento, e di rivestimento della costruenda galleria in risposta a variazioni, anche impreviste, delle caratteristiche del terreno e della roccia. Rispetto alle tecniche tradizionali, la metodologia e l'attrezzatura qui proposte consentono una grande sicurezza e una maggiore rapidità di lavoro nella realizzazione delle gallerie, specialmente in terreni cedevoli e/o a bassa coesione.

Secondo una variante della presente invenzione, le piastre 30 possono essere dotate, oltre che della possibilità di spostamento assiale sopra descritta, anche di una capacità di piegarsi o orientarsi, parzialmente o completamente, in direzione radiale, a copertura e sostegno parziale, in caso di necessità, del fronte di scavo F. Questa possibilità di copertura non impedisce comunque l'accesso sostanzialmente libero al fronte di scavo, per il suo eventuale consolidamento e/o rinforzo secondo le modalità descritte in precedenza.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le caratteristiche di dettaglio e le forme di attuazione dell'invenzione potranno ampiamente variare, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la realizzazione di gallerie comprendente le seguenti fasi: a) predisporre un'attrezzatura comprendente una struttura tubolare (10) con una cavità tubolare sostanzialmente vuota, corrispondente alla sezione della galleria da realizzare, in modo tale che una porzione frontale (13) della struttura tubolare (10) si trovi in prossimità del fronte di scavo (F); b) aggredire e far avanzare il fronte di scavo (F) per una lunghezza predeterminata mediante scavo con una o più macchine scavatrici semoventi introdotte nella cavità tubolare della struttura tubolare (10) fino in prossimità del fronte di scavo (F) ; c) posare almeno un corso di conci in una zona posteriore della struttura tubolare (10); d) fare avanzare la struttura tubolare (10) di detta lunghezza predeterminata, mediante spinta su detto almeno un corso di conci, fino a riportare detta porzione frontale (13) in prossimità del fronte di scavo (F); e e) ripetere dette fasi da (b) a (d) fino al completamento della galleria.
2. 2. Procedimento per la realizzazione di gallerie secondo la rivendicazione 1, comprendente la fase di consolidare il fronte di scavo (F), ove necessario a causa della cedevolezza e/o bassa coesione del terreno, prima di aggredire e far avanzare il fronte di scavo (F).
3. 3. Procedimento per la realizzazione di gallerie secondo la rivendicazione 2, in cui il consolidamento del fronte di scavo (F) Ã ̈ realizzato effettuando perforazioni assiali (P) entro le quali vengono inseriti organi allungati di rinforzo e che vengono poi riempite di calcestruzzo o malta cementizia in pressione.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, in cui la realizzazione delle perforazioni e la posa dei tiranti vengono effettuate tramite una macchina semovente introdotta nella struttura tubolare (10) fino in prossimità del fronte di scavo (F).
5. 5. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la posa dell'almeno un corso di conci viene effettuato tramite una macchina semovente.
6. 6. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l'estrazione di materiale scavato dall'una o più macchine scavatrici viene estratto mediante uno o più automezzi da carico.
7. 7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la struttura tubolare (10) à ̈ provvista di organi di protezione (30) selettivamente estraibili, disposti in almeno una zona superiore della porzione frontale (13), che vengono estratti durante l'avanzamento del fronte di scavo (F) con asportazione di materiale mentre la struttura tubolare (10) rimane ferma, mentre il fronte di scavo F avanza con asportazione di materiale, a copertura della sommità della volta dello scavo.
8. 8. Attrezzatura per la realizzazione di gallerie, comprendente una struttura tubolare (10) con una cavità tubolare sostanzialmente vuota, corrispondente alla sezione della galleria da realizzare, un mantello esterno della struttura tubolare (10) essendo atto a proteggere mezzi semoventi introdotti, nell'uso, nella cavità tubolare per effettuare lavori di realizzazione della galleria in prossimità di una porzione frontale (13) della struttura tubolare (10).
9. 9. Attrezzatura secondo la rivendicazione 8, comprendente una pluralità di organi di spinta (22) fissati alla struttura tubolare (10) ed atti a provocarne l'avanzamento, nell'uso, mediante appoggio contro almeno un corso di conci posizionabile in una zona posteriore della struttura tubolare (10).
10. 10. Attrezzatura secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui la struttura tubolare (10) à ̈ provvista di organi di protezione (30) selettivamente estraibili, disposti in almeno una zona superiore della porzione frontale (13), a copertura della sommità della volta dello scavo.