Spritzbeton e terreno congelato per il tunnel del fiume Isarco

La Galleria di Base del Brennero è il mega progetto di una galleria ferroviaria per il trasporto di passeggeri e di merci. Essa rappresenta il fulcro di un’importante arteria di traffico europea che si estende da Innsbruck, sul lato austriaco, fino a Fortezza in Italia. Una volta completata, la galleria sarà il collegamento ferroviario sotterraneo più lungo al mondo. Il tunnel del Brennero attraversa la montagna alla sua base, con una pendenza dal 4 al 7 ‰ e ad una profondità dalla vetta di 1720 m. Essa è suddivisa in diversi lotti. Il lotto del “Sottoattraversamento Isarco” è il lotto più a sud dell’opera e consiste nel far passare il tunnel al di sotto del fiume Isarco. Per riuscire in questa impresa le ditte costruttrici si affidano alla tecnica di consolidamento con spritzbeton e terreno congelato. Scopriamo come.

Spritzbeton e terreno congelato

Il lotto del Sottoattraversamento Isarco riguarda il collegamento della Galleria di Base del Brennero con la linea ferroviaria classica e la stazione di Fortezza. I lavori sono stati affidati nell’ottobre 2014 al consorzio RTI Isarco s.c.a.r.l., di cui fa parte anche Webuild, ed il completamento è previsto per il 2022. Il cantiere presenta numerose sfide dal punto di vista ingegneristico e ambientale, dettato anche dalla stretta valle in cui si trova. Le caratteristiche presenti nel lotto come la presenza di materiale sciolto, la ridotta copertura del terreno e l’andamento del fiume, richiedono l’applicazione di metodi di costruzione complessi. Per superare il fiume Isarco la RTI ha deciso di realizzare quattro pozzi tramite il quale è possibile raggiungere la quota del tracciato della galleria. Con l’impiego della tecnologia dello spritzbeton (calcestruzzo proiettato) e del terreno congelato si è riusciti a scavare sotto al letto del fiume senza doverne modificare il percorso.

Scavo e congelamento del terreno

Per realizzare lo scavo al di sotto del fiume Isarco l’impresa costruttrice ha dovuto consolidare il terreno per renderlo compatto ed impermeabile. Per fare ciò si è proceduto al congelamento della falda e del materiale alluvionale al di sotto dell’alveo del fiume. Dopo aver disposto delle tubazioni di congelamento l’impresa ha iniettato azoto liquido a -196°C nel circuito per sottrarre calore al terreno e all’acqua. La temperatura è stata dunque portata a -35°C e l’acqua presente sotto al letto del fiume si è congelata. Per mantenere queste temperature l’impresa ha fatto circolare costantemente del fluido refrigerante. Il materiale sciolto di conseguenza si è consolidato ed è stato possibile procedere con le attività di scavo.

Spritzbeton, il calcestruzzo proiettato

Costruire una galleria non è di certo un’attività semplice. Il problema principale da affrontare è il crollo durante lo scavo. Le pareti della galleria vengono così consolidate tramite l’applicazione del calcestruzzo proiettato strutturale. Si tratta di una miscela cementizia spruzzata mediante lancia ad aria compressa. A questa miscela si aggiungono additivi che ne migliorano la presa. Il calcestruzzo proiettato è utilizzato nelle opere di ingegneria civile qualora non è possibile impiegare le casseforme e quando sono richieste elevate resistenze meccaniche e rapidità di maturazione.

Fasi di realizzazione

L’installazione delle sonde congelatrici consentono di ottenere una temperatura di -10° laddove va applicato il primo strato di calcestruzzo fibrorinforzato di 10 cm di spessore. Successivamente si applicano le centine e viene proiettato il calcestruzzo per 20 cm di spessore. La temperatura in questi casi raggiunge i -5°, condizioni estreme a cui prestare particolare attenzione in termini di sicurezza ed esecuzione. Il mix di calcestruzzo proiettato è nato appositamente per soddisfare le esigenze specifiche del caso.