GALLERIA

GALLERIA (XVI, p. 293; App. II, 1, p. 1014; III, 1, p. 696)

Sarebbe lungo e difficile enumerare le grandi realizzazioni attuate nel mondo dopo il 1960 sia nel campo autostradale e ferroviario, sia nel campo idraulico; in Italia si ricordano le lunghe g. nei tratti autostradali di Bologna-Firenze, Salerno-Reggio Calabria, SavonaVentimiglia e Roma-L'Aquila, delle ferrovie Salerno-Reggio Calabria (raddoppio) e Roma-Firenze (nuova direttissima).

Gallerie urbane. - Nei casi in cui le g. siano poco profonde rispetto al piano stradale cittadino (g. di linee metropolitane) e quando sia possibile eseguire - a partire da tale piano, nei casi in cui le g. seguano in profondità l'andamento delle strade di superficie - due file parallele di paratie in cemento armato, si procede alla realizzazione delle g. con il sistema le cui principali fasi di esecuzione sono le seguenti: a) costruzione di due paratie continue laterali mediante l'impiego di speciali attrezzature; b) costruzione di un solettone di cemento armato (sfruttando il piano di scavo come sostegno durante il getto) appoggiato ai due estremi sulla sommità delle paratie, ormai consolidate; c) a maturazione avvenuta del calcestruzzo del solettone, scavo del terreno all'interno della sezione rettangolare delimitata dall'intradosso del solettone, dalle due paratie (in grado di resistere alle azioni verticali trasmesse dal solettone sovrastante e alle spinte orizzontali del terreno esercitate a tergo delle paratie stesse) e dal piano d'appoggio della massicciata della ferrovia metropolitana; d) ripristino della pavimentazione stradale sull'estradosso del solettone.

L'impiego metodico di tale sistema nella costruzione di alcuni tratti della rete metropolitana di Milano negli anni Cinquanta ha consentito un rapido avanzamento dei lavori, ma con il marcato sviluppo del traffico di superficie verificatosi in questi ultimi anni sarebbe oggi possibile farvi ricorso soltanto in zone poco urbanizzate, e comunque sempre al disotto di strade o aree non edificate.

In tutti gli altri casi lo scavo delle g. può farsi con i sistemi tradizionali, oppure con quelli eccezionali descritti nelle App. II e III, o infine con i più recenti metodi di scavo mediante lo scudo meccanizzato con fresa frontale (o "talpa", v. figg. 1 e 2) e successiva esecuzione del rivestimento murario, sempre con idoneo macchinario. Prima, però, d'illustrare tali nuovi sistemi sarà opportuno sviluppare alcune considerazioni di carattere intuitivo.

Profondità delle gallerie e azioni del terreno circostante. - A seguito dell'apertura di una g. (fase di scavo) a notevole profondità dalla superficie esterna soprastante, una parte del terreno situato al disopra della g. esercita un insieme di azioni, prevalentemente dirette verso il basso in direzione verticale, che tendono a chiudere il foro praticato in profondità. Il fenomeno, molto complesso, dipende dalla natura del terreno, dalla larghezza della sezione della g. e - come di recente è stato accertato - dal tempo in cui il foro resta "nudo", senza un rivestimento murario, che contrasti le azioni del sottosuolo e che preservi la superficie scavata dalla degradazione causata dal contatto con l'aria e dalla decompressione provocata dall'allontanamento del materiale scavato. Per g. profonde a parità di terreno scavato, ma con diverse sezioni geometriche, si hanno diverse condizioni; una volta eseguito il rivestimento murario (fase di rivestimento) si determina un nuovo equilibrio delle forze in gioco, ovviamente nel presupposto che il rivestimento per forma e spessore sia quello più idoneo a resistere a tali forze.

Se l'altezza del terreno sopra la g. è limitata (g. con scarso ricoprimento) o se la g. stessa attraversa la montagna a breve distanza dalla superficie della pendice (g. parietali), il comportamento del terreno è più difficile a schematizzarsi, ma in generale è ancor più gravoso e impone quindi al costruttore maggiori cautele.

In linea di massima può affermarsi che due g. affiancate - purché non siano troppo vicine tra loro - fanno sentire la loro influenza in strati di terreno posti a maggiore profondità rispetto al piano di campagna di quanto non faccia una sola g. di sezione maggiore ubicata alla stessa quota (fig. 3): ciò spiega, tra l'altro, come nelle g. metropolitane (che sottopassano aree edificate urbane) ci si orienti a preferenza verso due g. gemelle a semplice binario, invece che verso una g. a doppio binario. Questa soluzione permette inoltre un più razionale ammortamento del costoso macchinario speciale impiegato, in quanto si deve costruire una g. di lunghezza doppia rispetto a quella della g. a due binari; quando poi i tempi di esecuzione debbano essere abbreviati, si potrà procedere all'impiego simultaneo di due attrezzature speciali, una per ciascuna g. singola.

Metodi recenti per la costruzione di gallerie. - Quando la natura del terreno lo permette, in relazione anche alle dimensioni della sezione della g. da realizzare, si preferisce procedere nello scavo a tutta sezione con l'impiego d'idoneo macchinario, successivo prerivestimento murario (per evitare il degradarsi del terreno scavato) e infine esecuzione del rivestimento definitivo aderente al prerivestimento. Questi rivestimenti vengono attualmente realizzati in calcestruzzo di cemento gettato con macchine speciali. Lo scavo con sistemi normali è più lento e quindi non consente di procedere a tutta sezione, ma in fasi di scavo successive: peraltro, in terreni di natura eterogenea e variabili lungo l'asse della g., i sistemi manuali di scavo, o meglio quelli che si avvalgono soltanto in parte di macchine di scavo, possono riuscire vantaggiosi ancora oggi, risultando maggiormente flessibili e adattabili alle mutevoli condizioni di avanzamento.

Quando il terreno è spingente e la sezione della g. è di dimensioni standard (circolare di diametro 3 ÷ 5 m), si ricorre con successo a macchinario di tipo recente attrezzato con utensili di scavo frontale animati da moto elicoidale (scudo meccanizzato, fig. 4); il rivestimento è realizzato in genere con elementi curvilinei in cemento armato prefabbricato, precompresso o non. Poiché il rivestimento in elementi prefabbricati non può risultare combaciante con la superficie cilindrica scavata nel terreno, lo spazio anulare rimasto tra terreno ed estradosso del rivestimento in calcestruzzo va riempito con iniezioni di cemento, di malta cementizia, ecc. (iniezioni d'intasamento).

Se, infine, il terreno è molto spingente o di scarsa consistenza (limi argillosi, argille scagliose, ecc.) conviene consolidare preventivamente il terreno con iniezioni di miscele più costose di quelle d'intasamento (generalmente a base di gel di silice, resine fenoliche ed epossidiche) e dopo procedere nello scavo. Se poi la sezione da realizzare non appare compatibile con la natura del terreno spingente, si può eseguire dapprima una g. "pilota" di sezione minore (meglio circolare, da realizzare con una "minitalpa"), consolidare il terreno circostante e poi scavare la sezione di dimensioni maggiori (fig. 5): i costi in tali casi risultano elevati, ma se i sistemi di avanzamento a carattere eccezionale permettono di superare tratti relativamente brevi di lunghi tracciati in g., la loro adozione - per quanto costosa - riesce talvolta l'unica possibile e l'incidenza sull'intera g. risulta globalmente ammissibile. Vedi tav. f. t.

Bibl.: J. Stini, Tunnelbaugeologie, Berlino 1950; Grundbau Taschenbuch, vol. 1 e 2, ivi 1966²; K. Széchy, The art of tunneling, Budapest 1957; F. Apel, Tunnel mit Schildvortrieb, Düsseldorf 1968; G. Mandel, H. Wagner, Verkehrstunnelbau, vol. 1 e 2, Berlino 1968; H. Kastner, Statik des Tunnel-und Stollenbaues, ivi 1971; F. Arredi, Costruzioni idrauliche, vol. 1 e 2, Torino 1969-72; F. Ippolito, P. Nicotera e altri, Geologia tecnica, Milano 1975.