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GALLERIE

Opere nel sottosuolo nel campo dell'ingegneria stradale,

ferroviaria, mineraria e idraulica.

Tipologiegallerie naturali;

gallerie artificiali (paramassi, paravalanghe ecc.);

Cunicoli (esplorativo, drenante, per consolidamenti ecc.)

Caverne e pozzi

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GALLERIEIndagini geognostiche

Studio dei rapporti stratigrafici e tettonici tra le formazionigeologiche presenti individuazione delle principali direttricifavorevoli all'esecuzione della galleria

Rilevamento geologico (scala 1:10.000 o 1:25.000) lungo leprincipali direttrici

Rilievi geomeccanici di dettaglio valutazione dello stato difratturazione degli ammassi rocciosi e loro qualit

Studio geomorfologico individuazione di eventuali dissesti

Studio idrogeologico

Studio sismico e climatico

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GALLERIE

Scelto il tracciato si costruisce un profilo geologico-tecnico di con

informazioni sugli aspetti geostrutturali e idrogeologici delle esulle principali problematiche realizzative, quali instabilit dellepareti di scavo, venute d'acqua, presenza di gas, di altetemperature ecc..

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GALLERIENATURA LITOLOGICA ED ASSETTO GEOLOGICO STRUTTURALE

Terreni sciolt i: Generalmente non facile. Dipende da resistenzameccanica e presenza di acqua. In rocce rigonfianti o spingenti o rocce

sottoposte a elevati carichi litostatici, si possono avere forti spinte

chiusura del cavo, e in corrispondenza del fronte "estrusione

Materiali lapidei:rocce massivepoco fratturate (magmatiche) favorevoli allo scavo;

ammassi stratificati e/o fratturati:tutto dipende dallo spessore deglistrati e dalla loro orientazione rispetto al fronte di scavo.

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Problematiche geologicheNatura litologica ed assetto geologico strutturaleMorfologia

Idrogeologia

Presenza di gas

Presenza di acqua e di acque aggessivePresenza di materiali rigonfianti

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GALLERIEGallerie profonde:Qualche centinaio di metri o, addirittura, del migliaio di metri.

Problematiche:

- convergenze elevate alla quota di scavo con fenomeni diplasticizzazione anche in materiali rocciosi originariamenteresistenti;

- bruschi detensionamenti negli ammassi rocciosi conconseguente possibile violenta proiezione di materiale ingalleria (co lpo d i montagna); Specialmente in zone con fortispinte tettoniche. Distacco di grosse scaglie.

- elevate temperature

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GALLERIEDI ACQUE AGGRESSIVE

Acque in grado di aggredire chimicamente i calcestruzzi (pHminore di 6,5) e quindi, il disfacimento del rivestimento definitivodell'opera. Il loro rinvenimento dipende dai caratteri litologici delleformazioni attraversate dalle acque che raggiungono la galleria.

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GALLERIEREPERIMENTO DI GAS

Il reperimento di gas durante gli scavi pu dare origine asituazioni particolarmente rischiose soprattutto se il gas inpressione. La presenza di gas dipende da:

natura litologica delle formazioni intercettate;

presenza di fratture beanti.

GAS

Metano (gr isou ) (roc ce carbon iose, palustr i o argi l lose)

An idr ide carbonica

Ossido di carbonio (rocce carbonios e)

Ossid i di azoto (pi leggeri dellariase si accumulano asf issia)Idrogeno sol forato (Ac ido sol f idr ico

An idr ide sol forosa

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GALLERIEDI MATERIALI RIGONFIANTI

Si tratta di materiali che, una volta privati del loro naturaleconfinamento, a seguito dell'apertura della cavit, tendono adaumentare significativamente di volume a seguito di assorbimento diacqua, anche sotto forma di umidit presente nell'aria.

I materiali rigonfianti pi diffusi sono quelli che contengono i mineralidel gruppo delle smectiti, in misura minore delle illiti

I fenomeni di instabilit, che variano di entit, si manifestanoattraverso una progressiva chiusura delle pareti di scavo.

Problemi nelle fasi transitorie e nello scavo a sezione piena

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GALLERIEStrati orizzontalise lo spessore elevato, il comportamento analogo a quello diammassi non stratificati;

se lo spessore ridotto saranno frequenti episodi di instabilit incalotta, per flessione e rottura di strati incapaci di autosostenersie quindi destinati al crollo.

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GALLERIEStrati inclinatiLequilibriodipende della direzione dell'asse della galleria rispetto

all'orientazione degli strati.

a.Galleria p arallela alla

direzione degl i str at i

(galler ia in d irezione) suiparamenti spinte lateralidissimmetriche e costanti insenso longitudinale; problemiin caso di inclinazione deglistrati superiore ai 45

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GALLERIEb. Galleria perpend ico lare alla

direzione degl i str at i(galleriatraversobanco) al contorno dellagalleria carichi simmetrici, mentrein senso longitudinale si avr unavariazione di resistenza in funzione

della natura e dello spessore deglistrati di volta in volta intercettati.

c. Galleria che taglia " in

obl iquo"strati inclinatisituazione intermedia fra le dueprecedenti.

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GALLERIEStrati subverticalicondizioni favorevoli se lagalleria perpendicolare alladirezione degli strati. Ecome sesi fora una lastra

Con il diminuire dell'angoloformato dalla direzione dellagalleria con la stratificazione lecondizioni diverranno semprepi sfavorevoli, con strati la cui

portanza affidata unicamentealla resistenza al taglio presentelungo i giunti. La condizionerichiede particolare attenzionein presenza di interstrati

argillosi.

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GALLERIEPieghe (tensioni residue)

Compressione in corrispondenza del nucleoTrazione nella cerniera.

A grande profondit, gli sforzi tensionali sono elevati e si puavere la brusca e violenta proiezione all'interno del cavo di blocchidi roccia contigui alla cavit (co lpo d i montagna).

Sincl inale forti spinte laterali sui fianchi e venute d'acqua. Nelnucleo ho roccia fratturata, e presenza di acqua, anche se loscavo relativamente facile.

Anticl inale modesti rilasci e crolli in calotta

Fianco di una piega pressioni dissimmetriche

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GALLERIEFaglie - Le rocce sono pi o meno cataclasate le condizioni di

autoportanza sono scarse o nulle.Il materiale pu arrivare ad avere un comportamento assimilabilea quello di un materiale sciolto e costituiscono vie preferenzialiper le acque sotterranee e per i gas

E possibile il reperimento di venute d'acqua di ingente portata o di

gas nocivi

Sovrascorrimenti basso angolo di inclinazione dell'elementotettonico comporter il reperimento di materiale scadente allaquota di scavo per tratte di particolare lunghezza.

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GALLERIEPROBLEMATICHE GEOMORFOLOGICHE

Gallerie superficiali: Coperture non superiori a qualche diametrodi galleria (da 5-10 fino a 60 m di profondit).L'equilibrio influenzato dalla ridotta copertura, cospicue venuted'acqua con conseguente alterazione delle rocce.

Necessitano di sistematici interventi di miglioramento

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GALLERIE

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GALLERIEGallerie parietali:

si sviluppano all'interno diun fianco vallivo conandamento trasversale allostesso, mantenendocondizioni di copertura

particolarmente ridotte(qualche metro al massimo)in corrispondenza delparamento di valle.

Le problematiche connessesono le medesime dellegallerie superficiali, con inpi la presenza di carichidissimmetrici.

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GALLERIEPROBLEMATICHE IDROGEOLOGICHE

Frequente il rinvenimento di acqua per presenza di materiale dielevata permeabilit; cambi di permeabilit; faglie, sovrascorrimentialvei sepolti. Al di sopra della falda ci sono pochi problemi. Sottofalda lavanzamento pu diventare impossibile. Possibili fornelli con

acqua e fango.

.

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GALLERIESCELTE PROGETTUALI

Occorre:1. suddividere il tracciato in tratte omogenee da un punto di vista

litologico e strutturale;

2. relativamente a ciascuna tratta omogenea, conoscere ilcomportamento dei materiali attraverso

- classificazioni geomeccaniche tradizionali, che forniscono unindice di qualit a cui si associa il comportamentogeomeccanico dell'ammasso roccioso all'apertura degli scavi;

- utilizzando metodi che analizzano direttamente ilcomportamento tenso-deformativo dell'ammasso roccioso

all'apertura della cavit.

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GALLERIEPre-consolidamento

Rivestimento provvisorio

Rivestimento definitivo

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GALLERIETecniche costruttivea.Interventi di preconsolidamento

Quando necessari, sono finalizzati a migliorare le qualitmeccaniche dei materiali da attraversare, consentendoloro di manifestare condizioni di equilibrio all'aperturadella cavit. Tali interventi, dovendo interessarel'ammasso oltre il fronte di scavo, vengono realizzati in

avanzamento, anche se, alcune volte, quando lecondizioni morfologiche lo consentono, vengono eseguitidirettamente dalla superficie topografica. Inconsiderazione delle problematiche esistenti, i trattamenti

possono interessare la sola zona di calotta oppure anchelo stesso fronte di scavo.

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GALLERIETecniche costruttivea.Interventi di preconsolidamento

Le tecniche di preconsolidamento maggiormente utilizzate sono lein iezioni di miscele cementizie e/o chimiche, il jet-g rout ing, lachiodatura del fronte mediante tubi in vetroresina eventualmentevalvolati, ecc..Inoltre, i drenaggi e la realizzazione di un ombrello di infilaggimetallici sul fronte di scavo, hanno una funzione di presostenere il

cavo della galleria.Qualora la realizzazione dell'opera sia preceduta dallo scavo di unforo pilota, si ricorre frequentemente a interventi di consolidamentoradiale da cunicolo, generalmente mediante tubi in vetroresinaeventualmente valvolati e iniettati, le cui parti contenute entro la

sagoma della futura galleria sono facilmente removibili in sede diallargo.

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GALLERIE

Interventi

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GALLERIEInterventi

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GALLERIETecniche costruttiveb. Scavo

Prevede la scelta del pi idoneo mezzo di abbattimento delfronte, in funzione delle caratteristiche del materiale e delmetodo di avanzamento. Una volta demolito il nucleo vieneallontanato dal fronte il materiale di risulta ("smarino").

c. Consolidamenti radiali al contorno della cavitConsistono nella messa in opera di bulloni iniezioni o, assaipi raramente, tecniche di congelamento, laddove si hannoterreni in falda, al fine di garantire la stabilit dello scavo gieffettuato.

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GALLERIETecniche costruttived. Rivestimento provvisorio o di prima fase

Finalizzato al conseguimento di condizioni di equilibrio abreve termine della cavit, generalmente realizzato mediantecalcestruzzo proiettato ("spritz-beton") eventualmente armatocon rete elettrosaldata o rinforzato con fibre in acciaio e, inpresenza di condizioni particolarmente gravose, ulteriormentearmato con cent ine.

e. Impermeabilizzazione della galleria

f. Rivestimento definitivo o di seconda faseGetto di calcestruzzo eventualmente armato lungo le paretidella cavit, di spessore variabile in funzione delle condizionigeomeccaniche esistenti e generalmente compreso tra 30(situazioni particolarmente buone) e 120 cm (situazionieccezionalmente scadenti).

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GALLERIE Interventi

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GALLERIE

Interventi

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GALLERIE

Interventi

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GALLERIESCAVO MECCANICO

Mezzi tradizionalipale meccaniche (materiali incoerenti o debolmente coerenti;

"rippers", il cui braccio termina con un tagliente appuntito,particolarmente adatto ai terreni coesivi;

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GALLERIEMartelli demolitori (detti anche

"martelloni"), capaci diabbattere rocce aventicaratteristiche scadenti edutilizzati anche per correggerela profilatura di scavo dopol'abbattimento con esplosivo.

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GALLERIEFrese Puntuali

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GALLERIE - Scavabilit

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GALLERIESezioni di scavo

GALLERIE Rivestimento

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GALLERIERivestimento

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GALLERIE - Fresa integrale

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GALLERIE Monitoraggio e controlloControllo in corso d'opera

Il controllo in corso d'opera riveste la funzione principale diverificare la rispondenza tra i fenomeni deformativi reali e quelliprevisti in fase progettuale.Dovranno essere acquisiti i dati relativi alle convergenzeregistrate in galleria e alle deformazioni sviluppatesi al contornodella cavit.Si possono avere tre tipi di stazione di misura:stazioni di misu ra sistematiche, allestite in modo frequente ericorrente, attrezzate con i soli chiodi di convergenza;

stazioni di m isura pr incipal i, allestite in modo ricorrente mapiuttosto distanziate, attrezzate con chiodi di convergenza, celle dipressione e celle di carico;

stazioni di m isura special i, allestite in pochi punti assaidistanziati tra loro e/o in siti di particolare interesse, attrezzate conestensimetri, piezometri e gli stessi strumenti della tipologiaprecedente.

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GALLERIE Monitoraggio e controllo

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GALLERIE Monitoraggio e controllo

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GALLERIE - RMR

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GALLERIESostegni secondo lindiceRMR

GALLERIE Prerivestimento ed RMR

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GALLERIEPrerivestimento ed RMR

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GALLERIEIndice QOttenuto il valore di "Q" (variabile da 0,001 a 1000), si determinal'appartenenza a una delle classi di roccia distribuite lungo una

scala logaritmica e conseguentemente gli interventi di sostegnodurante le lavorazioni di scavo.

A tale proposito va definita la dimensione equivalente, data dalrapporto tra il diametro della cavit e un fattore di sicurezza ESR

che dipende dal tipo di galleria.

In tal modo possibile valutare la necessit di applicare interventidi sostegno durante le lavorazioni (bulloni, reti, centine, spritz-beton, tiranti, chiodi ecc.).

GALLERIE Indice Q

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GALLERIEIndice Q

GALLERIE Zonizzazione

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GALLERIEZonizzazione

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GALLERIE - Solidi di carico

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GALLERIE - Teoria di Terzaghi (1943)Solidi di carico

sz= (2B2c)/(2k tg ) (1ea) + q0ea

a = - k z/B tg

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GALLERIETeroria di TerzaghiGallerie superficiali

sz= (2B2c)/(2k tg ) (1ea) + q0ea

a = - k z/B tg

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GALLERIETeroria di TerzaghiGallerie profonde

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GALLERIETeoria di Terzaghi (1943)

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GALLERIEMETODO BASATO SULLA TEORIA DELLE LINEE

CARATTERISTICHE un metodo di calcolo che permette di prevedere l'evoluzionedelle tensioni e delle deformazioni al contorno di una galleria infase di avanzamento.Tale metodo ipotizza scavi a sezione circolare e un regime dipressioni idrostatiche nella roccia indisturbata e analizzal'interazione fra lo spostamento radiale (convergenza odeformazione u) subito dal contorno del cavo e la reazione delleopere di stabilizzazione a questo spostamento (cio la pressioneradiale p di confinamento).

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GALLERIEMETODO BASATO SULLA TEORIA DELLE LINEE

CARATTERISTICHEIn funzione delle caratteristiche geomeccaniche dell'ammasso, delraggio di scavo e della copertura, possibile costruireanaliticamente le curve di convergenza della futura galleria (lineecaratteristiche) e valutare l'entit dei fenomeni deformativi. Loscopo quello di procedere al calcolo degli eventuali interventi distabilizzazione dell'ammasso al contorno della cavit e/o disostegno delle pareti di scavo.

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GALLERIELinee Caratteristiche

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