• Tecniche • Cantieri • Realizzazioni • Sicurezza

Edilizia 

E113 

PROGETTARE 

& COSTRUIRE 

Pasquale Apone 

Costruzione 

di gallerie 

• Tecniche 

• Cantieri 

• Realizzazioni 

• Sicurezza 

Se 

® 

sistemi editoriali 

Estratto distribuito da Biblet 

Excerpt of the full publication 

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Excerpt of the full publication

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Prima edizione: ottobre 2006 

E113 - Costruzione di gallerie 

ISBN 88-513-0392-4 

Ristampe 

8 7 6 5 4 3 2 1 2006 2007 2008 2009 

Questo volume è stato stampato presso: 

MultiMedia - V.le Ferrovie dello Stato Zona ASI - Giugliano - (NA) 

Coordinamento redazionale: Alice Berto 

www.sistemieditoriali.it 

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n Prefazione 


Questo libro, redatto da un praticone, perché tale mi ritengo, avendo svolto la 

mia ultra quarantennale attività di ingegnere più nei cantieri che nelle sedi generali 

delle Imprese di costruzioni presso le quali ho lavorato, vuole dare un 

contributo, un supporto di esperienza acquisita a tutti quei tecnici, manager, impiegati, 

capi cantiere che operano nel settore delle grandi opere di ingegneria 

civile e più specificatamente in quello della costruzione di gallerie. Sicuramente 

la costruzione di una galleria incute rispetto e timore, perché ci si avventura 

nel cuore della terra, ove le incognite sono tante e spesso imprevedibili, sebbene 

la scienza e la tecnologia, oggi, abbiano dato tanti supporti per una preliminare 

ed accurata analisi di tutte quelle difficoltà di carattere geomeccanico, 

idraulico, soprattutto, che possono aversi nel corso dello scavo. Ma, occorre dire, 

ogni timore di inadeguatezza viene sempre superato quando si affronta la 

realtà dei cantieri, e più la si affronta più si acquisisce sicurezza. Più si vive 

l’esaltante esperienza di costruire una galleria più si entra nei dettagli della roccia 

sino a conoscerne i comportamenti, i segnali e le reazioni. La pratica quotidiana 

del lavoro dà sicurezza e conoscenze nuove, i turni di lavoro in galleria 

ti permettono di seguire nelle sue fasi di svolgimento ogni lavorazione, dalla 

perforazione dei fori da mina al brillamento della volata, dallo smarino al 

trasporto alle discariche del materiale di risulta. Si apprendono molte cose dai 

minatori, dai perforatori, dai fuochini, forse più di quello che si è sentito nelle 

aule dell’università. 

La costruzione di una galleria ha costituito sempre il momento più importante 

dei lavori di un cantiere, sia per l’alto valore economico di siffatte opere sia 

per la necessità di entrare, sebbene in modo pratico, nella conoscenza di numerose 

branche quali la geologia, la idrogeologia, la meccanica delle rocce, le 

macchine quali pompe, ventilatori, escavatori, elettrocompressori, l’elettrotecnica, 

la chimica ed infine la tecnica degli esplosivi. 

Questo libro, redatto da un ingegnere minerario, come si suol dire un vecchio 

lupo di cantiere, ha la modesta pretesa di apportare un contributo di esperienze 

reali in un settore sempre più al centro dello sviluppo economico e industriale 

del nostro paese. Basti pensare al ruolo fondamentale che le linee ferroviarie 

ad alta velocità, le autostrade, i gasdotti avranno nel collegamento dell’Italia 

al resto dell’Europa ed ai paesi in via di sviluppo dell’Est, attraverso il 

superamento della catena montagnosa delle Alpi, per conseguire il fine di accelerare 

gli interscambi commerciali. Le gallerie avranno, inoltre, sempre più importanza 

nell’ ammorbidire l’impatto ambientale, riducendo la percentuale delle 

infrastrutture a cielo aperto che spesse volte deturpano l’ambiente circostante 

sotto tutti i punti di vista. Basti pensare al ruolo fondamentale che hanno avuto 

ed avranno ancora le metropolitane nel ridurre l’inquinamento atmosferico Prefazione 


3

Costruzione di gallerie 4 


ed il degrado ambientale delle grandi città. Basti riflettere su quanto ancora non 

è stato fatto per utilizzare cunicoli sotterranei per lo smaltimento veloce dei rifiuti 

solidi urbani. In definitiva con questo libro ho voluto dare un quadro abbastanza 

completo di tutte le problematiche tecniche, economiche e ambientali 

che riguardano lo scavo a foro cieco di una galleria, attingendo dalla mia esperienza 

personale e, soprattutto, dalle teorie di molti valenti esperti nella materia 

onde permettere ai tecnici, ai funzionari, ai dirigenti di imprese pubbliche e 

private, agli studenti di avere un approccio abbastanza semplice verso questo 

settore dell’ingegneria, che è stato sempre considerato come una specie di oligarchia 

del sapere esclusivo e misterioso della “terra”. Ricordo che nei lontani 

anni della costruzione del raddoppio ferroviario Battipaglia–Reggio Calabria e 

dell’autostrada Salerno–Reggio Calabria, i personaggi più importanti, fra l’altro 

i più pagati, erano i rudi capi cantiere provenienti generalmente dal Veneto, dal 

Trentino e dall’Abruzzo, privi di qualsiasi titolo di studio ma portatori di una 

conoscenza pratica, maturata attraverso il lavoro duro nelle gallerie minerarie e 

idrauliche, che conservavano gelosamente e difendevano con estrema autorità 

senza trasmetterla ai tecnici laureati o diplomati. Costituivano una oligarchia 

chiusa e impenetrabile della scienza delle gallerie. Ma il sistema migliore per 

sottrargli questo sapere consisteva nel dedicarsi quotidianamente, anche per turni 

interi di lavoro, alla galleria, osservare e analizzare tutte le fasi del lavoro, 

anche le più elementari, seguire gli operai in tutte le operazioni e le sequenze 

di lavorazioni banali ma importanti, andare a vedere come funzionavano gli impianti 

a servizio della galleria, annotare tutte le variazioni geologiche ed idrauliche 

che si manifestavano sul fronte di avanzamento, leggere i progetti, le relazioni, 

ascoltare le parole dei consulenti universitari. Voglio dire, quindi, che 

in questo settore ha molta importanza la pratica, l’esperienza del cantiere, ma 

è anche importante che questa vada a coniugarsi, in ogni caso, con le conoscenze 

teoriche. Un vecchio minatore di una volta era capace di sostenere gli 

scavi con l’arte del legno, era una specie di artigiano che lentamente affrontava 

la montagna con la realizzazione di perfette e squadrate armature in tondoni 

di legno. Ma il lavoro era lento e spesso pericoloso. Oggi la scienza e la tecnologia 

hanno messo a disposizione dei tecnici delle gallerie attrezzature e sistemi 

di avanzamento rapidi e sicuri, che richiedono quindi non più il minatore 

artigiano di una volta ma un tecnico capace di conoscere le nuove tecnologie 

e desideroso di viverle nella realtà fondamentale del cantiere. Insomma ho 

voluto, anche se in modo sintetico, esporre la pratica del buon minatore alla 

luce della teoria.

n 1 Le rocce e gli scavi in galleria 

1.1 Tipologie di gallerie 


Le gallerie naturali vengono realizzate completamente all’interno dell’ammasso 

roccioso e possono avere, una volta rivestite con calcestruzzo semplice o armato, 

una sezione trasversale finita policentrica, mistilinea o perfettamente circolare. 

Abbiamo essenzialmente gallerie ferroviarie, stradali, idrauliche. 

Le gallerie ferroviarie a doppio binario e quelle autostradali a tre corsie di 

marcia hanno generalmente una sagoma policentrica con dimensioni di larghezza 

ed altezza che possono assumere valori elevati e variabili dai 10 ai 

15 metri. Le aree di scavo assumono di conseguenza valori di oltre 100 mq, 

generando enormi quantità di materiale lapideo da abbattere e da trasportare 

a discarica o, se idonei, da impiegare per la formazione di rilevati o per 

la produzione di inerti per calcestruzzi o per conglomerati bituminosi. Nelle 

gallerie idrauliche generalmente i diametri sono modesti e le sezioni spesso 

circolari. 

Le gallerie artificiali vengono costruite a cielo aperto e poi interrate. Oggi le tecnologie 

di costruzione per queste gallerie sono molto più veloci per l’uso di paratie 

in cemento armato costituite da diaframmi a sezione rettangolare o da pali 

circolari a grande diametro accostati. Le fasi lavorative consistono in: 1. realiz- 

Fig. 1.1 Sezione trasversale galleria ferroviaria. 

5 

1 Le rocce e gli scavi in galleria


Fig. 1.2 Galleria artificiale paramassi. 

Fig. 1.3 Interramento galleria artificiale. 

Fig. 1.4 Sezione di una galleria autostradale a doppia canna. 



1 1 

4 

2 

3 

Fig. 1.5 Galleria artificiale con paratie di pali. 

zazione della paratia, 2. scavo del nucleo di terra, 3. realizzazione della platea di 

fondazione e 4. getto successivo della copertura (Fig. 1.5). 

Le gallerie per metropolitane urbane hanno generalmente sezione circolare con 

diametri variabili dai 6 agli 8 metri (Fig. 1.6). 

Fig. 1.6 Galleria metropolitana di Caracas – Seli Spa – D (scavo = 5,88 metri). 

7 



Paramento 

1.2 Terminologia 

Fig. 1.7 Terminologia. 

La terminologia usata nello scavo di gallerie è quella illustrata nella Fig. 1.7. 

Si precisa che nel caso in cui gli ammassi rocciosi siano costituiti da rocce compatte 

ed integre, l’arco rovescio viene sostituito da una semplice platea. L’arco 

rovescio è sempre necessario in presenza di rocce sciolte coerenti e incoerenti 

o di rocce spingenti quali le argille e gli scisti argillosi. 

1.3 Le rocce e i sistemi di scavo 

Calotta 

Chiave di volta 

Sezione 

di calotta 

Sezione 

di strozzo 

Sezione 

di arco rovescio 

Arco rovescio Platea 

Profilo 

di intradosso 

Profilo 

di estradosso 

Piedritto 

Una buona conoscenza della mineralogia, della geologia e della geotecnica è indispensabile 

ad ogni tecnico che si interessi di gallerie per capire la fondamentale 

connessione che esiste fra le caratteristiche geologiche e geotecniche di un 

ammasso roccioso che è l’insieme di rocce, acqua e aria, e la costruzione delle 

gallerie. La geologia studia la genesi delle rocce, la loro composizione mineralogica, 

la loro struttura e giacitura o disposizione rispetto al nord, mentre la 

geotecnica ne analizza le caratteristiche fisico-meccaniche, quali ad esempio mo- 


dulo di elasticità, resistenza a rottura per compressione, per taglio, pesi specifici, 

granulometria e vari altri parametri. 

Le rocce si dividono in tre grandi gruppi: rocce ignee, metamorfiche e sedimentarie. 

Riportiamo nella Tab 1.1 alcune caratteristiche delle più importanti rocce ignee, 

metamorfiche e sedimentarie. 

Rocce 

sedimentarie 

Tab. 1.1 Tipologie di rocce. 

Cause di debolezza Conseguenze 

Salgemma Elevatissima solubilità Cavernosità, cedimenti nelle rocce soprastanti 

Gesso Alta solubilità Carsismo con gallerie e cedimenti nelle 

rocce soprastanti 

Anidrite Modesta solubilità Carsismo con gallerie e cedimenti nelle 

rocce soprastanti 

Calcare Solubile in tempi lunghi per attacco C0 2 

e acqua. Inoltre la stratificazione porta 

superfici di debolezza 

Dolomia Solubile in tempi lunghi per attacco C0 2 

e acqua. Inoltre la stratificazione porta 

superfici di debolezza 

Calcari marnosi Hanno caratteri intermedi con le marne 

e marne calcaree. 

Selci Stratificazione accentuata, che le predispone 

a rari franamenti. 

Arenarie Se alterate, perdono il cemento calcareo, 

o argillloso, o siliceo e si trasformano 

in sabbie 

Marne Soprattutto se alterate, si suddividono 

in scaglie minute e si polverizzano in 

frammenti 

Meno esposto al carsismo dei gessi, ma 

in tempi lunghi dà luogo a doline, cavità 

e corsi d’acqua sotterranei. Pericoloso 

in questi casi per strade, gallerie, 

edifici 

Meno esposto al carsismo dei gessi, ma 

in tempi lunghi dà luogo a doline, cavità 

e corsi d’acqua sotterranei. Pericoloso 

in questi casi per strade, gallerie, 

edifici 

Se argillose e calcaree hanno discreta 

franosità 

Determinano facilmente frane in presenza 

di acqua 

Argille e argilliti Sono pseudocoerenti Determinano facilmente frane anche di 

grandi dimensioni (colamenti) 

Siltiti Hanno coesione molto ridotta Determinano facilmente frane anche di 

grandi dimensioni (colamenti) 

9 



Rocce 

piroclastiche 


Tufi Hanno elevata porosità, fatto che li espone 

al gelo, e bassa resistenza alla compressione 

Rocce 

magmatiche 

intrusive 

Graniti, sieniti, 

dioriti 


Se alterate, danno luogo a suoli superficiali 

sabbioso-argillosi 

Gabbri Si alterano più facilmente delle altre 

rocce intrusive 

Rocce 

metamorfiche 

Pericoli per fondazioni, dighe e gallerie 

se lo spessore della coltre di alterazione 

non è previsto 

Pericoli per fondazioni, dighe e gallerie 

se lo spessore della coltre di alterazione 

non è previsto 


Marmi Più soggetti al carsismo dei calcari Idem come i calcari 

Ardesie Molto scistose, fragili, alterabili Franosità elevata, ma resistono negli 

scavi molto meglio delle argilliti 

Lavagne Molto più deboli delle precedenti Franosità elevata, ma resistono negli 

scavi molto meglio delle argilliti 

Filladi Deboli, ma più resistenti delle lavagne, 

hanno inclusioni di quarzo 

Idem; in scavo sono più resistenti delle 

precedenti 

Micascisti Sono scistosi Frane frequenti, resistenti negli scavi 

Gneiss Non sono scistosi, ma presentano una 

bancatura 

Serpentinoscisti Molto scistosi; talora contengono amianto 

Eclogiti Non scistose. Deboli solo se alterate 

Sono predisposti alle frane solo se sono 

presenti intercalazioni ricche di miche 

Franosità alta; inquinamento aria e acqua 

da amianto 

Rocce di faglia Cause di debolezza Conseguenze 

Brecce di frizione Possono anche avere punti di debolezza, 

dove si riduce la cementazione 

Miloniti Deboli se non ricementate da quarzo 

o calcite 

Frane localizzate 

Producono in alcune occasioni frane 

Cataclasiti Debolissime, pulverulente o scistose Franose e portatrici di acqua in gallerie 


Un sistema semplice per riconoscere in indagini di campagna le rocce è quello 

di cospargere sul campione prelevato delle gocce di acido cloridrico per 

capire se nella composizione della roccia vi sia o meno la presenza di carbonato 

di calcio. Infatti se la goccia schiuma vuol dire che siamo in presenza 

di carbonato di calcio e quindi la roccia può appartenere soltanto al gruppo 

delle sedimentarie o delle metamorfiche. Occorre poi scalfire la superficie 

del campione con l’unghia o con un temperino per saggiarne la durezza e 

quindi verificare l’esistenza o meno di quarzo che è specifico in linea di massima 

delle rocce ignee, ed è un minerale che riga o scalfisce un semplice 

frammento di vetro. 

1.4 Rocce ignee o magmatiche 

Riportiamo nella Tab. 1.2 la suddivisione delle rocce ignee in funzione della percentuale 

di silice SiO 2 presente. 

Le rocce ignee derivano dal consolidarsi, in ambiente sotterraneo o subaereo, di 

una massa fluida incandescente denominata magma. Se il consolidamento per 

raffreddamento di questo magma avviene in ambiente sotterraneo, hanno origine 

allora le rocce ignee intrusive che si evidenziano in grandiosi ammassi geologici, 

costituenti spesso delle vere e proprie catene montagnose. Se il consolidamento 

avviene rapidamente in ambiente subaereo o aereo, hanno origine le 

rocce ignee effusive che costituiscono delle notevoli distese geologiche, abbastanza 

spesse, le cosiddette colate laviche, quali quelle che si osservano sui versanti 

di alcuni vulcani italiani come il Vesuvio e l’Etna. Fra le rocce ignee intrusive, 

costituite essenzialmente da allumosilicati o silicati di alluminio, sodio, 

potassio, calcio, magnesio e silice pura, cioè ossido di silicio, che costituisce il 

quarzo, uno dei minerali più duri, ricordiamo il granito che è presente in misura 

notevole nelle catene alpine e in Sardegna, caratterizzato dall’associazione 

Tipo di roccia magmatica Rocce intrusive Rocce effusive 

Rocce sialiche o acide 

SiO 2 > 65 % 

Rocce femiche o basiche 

SiO 2 < 52 % 

Rocce neutre 

SiO 2 52 - 65 % 

Rocce ultrabasiche 

SiO 2 < 45 % 

Graniti 

Granodioriti 

Gabbri Basalti 

Leucititi 

Dioriti 

Sieniti 

Monzoniti 

Peridotiti 


Tab. 1.2 Rocce magmatiche. 


Lipariti o Rioliti 

Porfido quarzifero 

Ossidiane 

Pomice 

Andesiti 

Trachiti 

11 



di quarzo e ortoclasio (allumosilicato di potassio), la sienite, la diorite, mentre 

fra le rocce ignee effusive ricordiamo il porfido quarzifero, il basalto, la leucitite 

del Vesuvio. 

Le rocce ignee, siano esse intrusive che effusive, sono caratterizzate da elevati 

moduli di elasticità longitudinale e trasversale, E e G, e da una notevole resistenza 

alle sollecitazioni di compressione, come si evidenzia dalla seguente Tab. 

1.3 ove vengono riportate anche le resistenze a compressione di alcune rocce 

metamorfiche, quali scisti cristallini e gneiss, e di rocce sedimentarie quali tufi, 

arenarie e travertini. 

Un cubetto di granito può presentare una resistenza a rottura a compressione 

anche di oltre 2000 kg/cmq, un cubetto di sienite circa 1450 kg/cmq, uno di 

basalto può raggiungere anche valori di 4000 kg/cmq. 

Quindi queste rocce caratterizzate da altissimi valori delle resistenze alle sollecitazioni 

di compressione e di taglio costituiscono, da un punto di vista statico, 

il meglio che si possa incontrare nello scavo di una galleria, sempre che 

siano sane, omogenee e non siano state interessate da fortissimi movimenti 

tettonici. Infatti le rocce ignee sottoposte alle rimarchevoli sollecitazioni meccaniche 

di movimenti tettonici si frantumano, si spaccano appunto per la loro 

notevole rigidità, in una tela di fessurazioni, dette litoclasi e diaclasi, nelle 

quali possono circolare le acque che possono innescare un lentissimo processo 

di disfacimento chimico fisico. Le acque circolanti nelle fratture di un 

ammasso granitico possono, quindi, ingenerare un lento processo di argillificazione 

degli allumosilicati. Nelle cavità createsi si formano sacche di argille 

plastiche che alcune volte sono state intercettate durante lo scavo di 

gallerie. 

Roccia Rottura a Taglio 

kg/cmq 


Tab. 1.3 Caratteristiche meccaniche di alcune rocce 

Rottura 

a compressione 

kg/cmq 

Modulo 

di elasticità 

longitudinale 

kg/cmq 

Rottura a 

flessione 

kg/cmq 

Graniti-sieniti 100/150 1600/2400 500.000/600.000 100/240 

Dioriti 130/180 1700/3000 800.000/1.200.000 100/200 

Basalti 100/150 2500/4000 1.050.000 150/250 

Tufi vulcanici 8 30/70 

Tufi calcarei 75 

Scisti cristallini 700 

Gneiss 1100 210.000/970.000 180 

Arenarie 10/40 400/1300 25/250 

Travertini 450 


13 

Ma in generale possiamo dire che le rocce ignee intrusive ed effusive garantiscono 

l’adozione di metodi di scavo a piena sezione di galleria altamente 

meccanizzati con forti produzioni e con un abbattimento della roccia 

a mezzo di esplosivi. Si potrebbero abbattere queste rocce anche con frese 

puntiformi o con frese full face cioè a piena sezione di scavo, ma gli elevati 

costi della macchina, milioni di euro, e gli elevati costi di frequenti sostituzioni 

degli utensili di taglio, dovuti alla forte abrasività di queste rocce 

contenenti minerali duri quali il quarzo e i silicati di alluminio, fanno 

propendere la scelta verso l’abbattimento a mezzo di esplosivi. In sintesi, il 

sistema di lavoro per le grandi gallerie autostradali e ferroviarie in rocce 

ignee, si estrinseca nella fase di scavo della galleria a piena sezione mediante 

l’abbattimento della roccia per mezzo di volate lunghe anche due o tre 

metri, i cui fori da mina vengono perforati da carri Jumbo a più bracci di 

perforazione. 

L’organizzazione del lavoro si sviluppa praticamente su due cantieri distinti e 

separati, non interferenti fra loro, posti anche ad un centinaio di metri di distanza: 

il fronte di scavo ed il fronte di getto. Sul fronte di scavo il carro Jumbo 

effettua la perforazione dei fori da mina che sono centinaia, subito dopo si 

effettua il caricamento dei fori con candelotti di dinamite gelatinosa, per ogni 

foro la colonna di candelotti viene interrotta da un candelotto armato con una 

capsula di detonatore elettrico a tempo munito di due fili elettrici; tutti questi 

fili vengono infine collegati fra loro onde formare un circuito elettrico continuo, 

i cui due estremi vengono collegati mediante un cavetto bipolare ad un 

esploditore elettrico posto a grande distanza. Una volta effettuata la volata, 

cioè l’esplosione dei fori da mina, si aspetta che i fumi dell’esplosione vengano 

eliminati dalla ventilazione, per raggiungere subito dopo il fronte di scavo 

per effettuare un disgaggio, cioè una specie di pulizia delle pareti eliminando 

eventuali massi pericolanti a mezzo bracci meccanici snodabili portanti alle 

estremità palanchini o utensili metallici specifici. Si effettua lo smarino con 

grandi pale gommate caricando il materiale su dumper e, dopo aver effettuato 

lo smarino, si procede alla messa in opera di centine metalliche a doppio 

T, intervallate di un metro e collegate fra loro con catene metalliche. Subito 

dopo si effettua un prerivestimento a mezzo spritz-beton che consiste nel lancio 

violento contro le pareti dello scavo di una miscela a base di cemento ed 

acqua con additivi chimici atti ad accelerarne la presa. Tale rivestimento vie- galleria 

ne effettuato con macchine pneumatiche o pompe azionate da motore elettri- in 

co o ad aria compressa. 

scavi 

Prima di effettuare lo spritz-beton, alcune volte si pone sulla volta degli scavi 

gli 

una rete elettrosaldata chiodata alle pareti, oppure si associa alle miscele ce- e 

mentizie una certa quantità di fibre metalliche o sintetiche atte a costituire una 

rocce 

specie di betoncino armato, per scoraggiare eventuali distacchi di materiale non 

Le 

perfettamente agganciato al corpo dell’ammasso roccioso. 1 




Effettuate queste operazioni, che richiedono almeno due turni di lavoro, si riprende 

la perforazione del fronte di scavo con carro Jumbo come prima descritto. 

Ad alcune centinaia di metri di distanza si procede sul fronte di getto al rivestimento 

definitivo della galleria con calcestruzzo non armato con resistenza 

caratteristica di 300 - 250 kg/cmq e dello spessore generalmente pari a 50 cm, 

mediante il posizionamento di casseri metallici assemblati su di un carro porta 

casseri munito di pistoni idraulici, atti a contenere il getto. Si armano e gettano 

tratte di lunghezza pari ad 8 metri. 

È chiaro che durante il posizionamento dei casseri il traffico veicolare proveniente 

dal fronte di scavo viene ridotto, per cui occorre organizzare le fasi in 

modo specifico e puntuale. Generalmente prima di effettuare il rivestimento definitivo 

della galleria, si pone a contatto delle pareti, rivestite con betoncino, 

un manto impermeabile atto ad impedire infiltrazioni di acqua nel calcestruzzo, 

che ne potrebbero rapidamente compromettere le caratteristiche di resistenza 

meccanica, e che creano fastidiosi gocciolamenti in fase di esercizio sui mezzi 

transitanti. 

In queste tipologie di roccia possiamo avere avanzamenti medi giornalieri di 

galleria finita dell’ordine di 5 e anche 6 metri, il che presuppone lo smarino di 

centinaia di mc di roccia e di altrettante centinaia di mc di calcestruzzo da porre 

in opera. Da questi numeri ci si rende conto dei numerosi problemi di carattere 

tecnico ed organizzativo che devono essere affrontati dai tecnici preposti, 

quali: 

1. centrale di betonaggio ad alta produzione ed estremamente meccanizzata; 

2. autobetoniere idonee a svolgere un servizio continuo su percorsi in sotterraneo; 

3. officina attrezzata di uomini e mezzi onde poter effettuare una manutenzione 

periodica di mezzi meccanici impegnati in terreni fortemente abrasivi; 

4. centrale di frantumazione delle rocce provenienti dallo scavo per la produzione 

e selezione degli inerti per il calcestruzzo; 

5. centrale di compressione dell’aria progettata per sopperire a tutte le utenze 

ubicate lungo il percorso della galleria; 

6. centrale elettrica e relative diramazioni atte a fornire l’energia in tutte le zone 

del cantiere; 

7. mezzi meccanici quali dumper, pale meccaniche, escavatori, ruspe, martelli 

perforatori e demolitori, carri Jumbo di perforazione, argani, pompe, tubazioni, 

pompe per il getto dei calcestruzzi, pompe per spritz-beton, perfettamente 

idonei al metodo di scavo applicato; 

8. centrale di ventilazione progettata in modo tale che per tutta la durata del 

lavoro vengano eliminate dal sotterraneo tutte le impurità provenienti dai 

gas di combustione dei motori a scoppio, dalle polveri, dai fumi dell’esplosione 

delle volate e da eventuali e, in questo caso, improbabili fughe di gas 

immagazzinati nell’ammasso roccioso. La ventilazione deve provvedere inol- 



tre al raffreddamento dell’aria in sotterraneo surriscaldata dall’aumento del 

gradiente termico, dal calore sviluppato dalla presa del calcestruzzo, dalla 

combustione dei motori termici e da altre fonti di energia; 

9. laboratorio prove munito di tutti gli attrezzi necessari a controllare le resistenze 

caratteristiche dei materiali usati, a monitorare lo stato di tensione 

nell’ammasso roccioso, a misurare e controllare il grado di impurità dell’aria 

in sotterraneo. 

Occorre sottolineare il fatto che lo scavo in queste rocce con elevate caratteristiche 

meccaniche risulta molto facile, considerato che si può addirittura evitare 

ogni sostegno provvisorio delle pareti dello scavo. Infatti nello scavo della 

galleria dello scarico di fondo della diga di Pattada (SS), che si sviluppava in 

un ammasso granitico compatto, si realizzò prima tutto lo scavo della galleria 

con abbattimento a mezzo esplosivo, senza apporre alcuna armatura provvisoria, 

e poi si realizzò il rivestimento definitivo. Soltanto il disgaggio delle pareti 

doveva essere molto accurato per staccare dei massi o cunei di roccia pericolanti 

e lesionati dalle vibrazioni dell’esplosione. Cosa che si sarebbe potuto 

evitare con un pretaglio o pre-spletting da realizzare con l’esplosione simultanea 

di fori perimetrali, posti ad interasse di 20 cm e caricati solo con miccia 

detonante, che avrebbero isolato dalle rocce retrostanti il nucleo centrale dello 

scavo ove realizzare la volata vera e propria. 

Fig. 1.8 Galleria scarico di fondo – diga di Pattada. 


15 




1.5 Rocce ignee fratturate o tettonizzate 

Difficoltà notevoli possono nascere allorché le rocce ignee siano state interessate 

da intensi movimenti tettonici che, oltre a provocare una parziale metamorfizzazione 

della roccia, provocano al suo interno anche delle fessurazioni o 

fratturazioni che vengono evidenziate dalla campagna preliminare di perforazioni 

con carotaggio continuo e dalle indagini geosismiche, che evidenzieranno un 

abbassamento del modulo di elasticità E correlato ad un basso valore dell’Indice 

di qualità della roccia, Rock Quality Designation (RQD). L’RQD, che viene 

espresso in percentuale, misura il grado di fratturazione dell’ammasso roccioso 

mediante il rapporto fra la lunghezza delle carote di lunghezza maggiore o pari 

a 10 cm e la lunghezza totale carotata. Dalla Tab. 1.4 ricaviamo una classificazione 

della roccia in situ in funzione dell’RQD. 

Tab. 1.4 Classificazione roccia in funzione di RQD. 

RQD % Descrizione della roccia 

0/25 molto scadente 

25/50 scadente 

50/75 discreta 

75/90 buona 

90/100 eccellente 

Una correlazione fra RQD e modulo di elasticità E si ha dal diagramma della 

Fig. 1.9. 

Da questo diagramma si evince che con l’aumentare dei valori di RQD, cioè 

con il crescere dei carotaggi integri, si ha un aumento nei valori numerici 

del modulo elasticità E e quindi in definitiva un aumento nella qualità della 

roccia. 

Nel caso quindi di rocce ignee fratturate occorre procedere con molta cautela 

nella elaborazione o progettazione delle volate di esplosivo al fronte di avanzamento. 

Infatti una volata mal progettata, eccessivamente caricata con esplosivi 

ad alto potere deflagrante, può scatenare una reazione a catena di sollecitazioni 

meccaniche che andranno a sgranare tutti questi ammassi fratturati, ossia 

questi blocchi e macigni mal cementati fra loro se non per mezzo di sacche 

di argille fluide o plastiche. Questi macigni, una volta messi in movimento, 

possono gravare con spinte poderose ed asimmetriche sul volto della galleria 

armata solo con centine metalliche e spritz-beton, provocandone il crollo 

anche per lunghezze considerevoli. 

Negli anni sessanta un crollo di tale natura si ebbe durante lo scavo della galleria 

ferroviaria di Vibo Valentia in Calabria, interessante ammassi rocciosi di 


10 

8 

6 

4 

2 

1 

0,8 

0,6 

0,4 

0,2 


0,1 0 20 40 60 

Fig. 1.9 Correlazione fra RQD e modulo di elasticità E. 

gneiss provenienti dal metamorfismo di graniti silani, subito dopo lo sfumo della 

volata. 

In queste rocce ignee così fratturate e, in generale in tutte le rocce metamorfiche, 

si deve procedere rispettando i seguenti principi: 

• consolidamento preliminare di una vasta tratta di galleria da scavare a mezzo 

di iniezioni di malte cementizie additivate in modo da ripristinare un alto 

grado di saldatura dei blocchi o macigni; 

• chiodatura delle pareti a mezzo barre di acciaio ancorate alla retrostante roccia 

integra con la parte terminale cementata con iniezioni di malte cementizie 

o resine epossidiche o con bulbo ad espansione (vedi Fig. 1.11 pag.19). galleria 

Non procedere mai a piena sezione di galleria, onde evitare un aumento delle in 

sollecitazioni ai bordi, derivanti da macigni scollegati la cui probabilità di mag- 

scavi 

gior spinta è funzione diretta del diametro del cavo aperto. Occorre adottare il 

gli 

metodo di scavo cosiddetto “metodo belga” che consiste nello scavare e rive- e 

stire prima la sezione di calotta, poi effettuare lo scavo dello strozzo, e quindi 

procedere allo scavo e getto dei piedritti in sottomurazione ed allo scavo e get- rocce Le 

to dell’arco rovescio, come illustrato nella Fig. 1.10. 1 

17


4 


2 

1 

3 4 

Le fasi di lavoro si articolarono nelle seguenti successioni: 

fase 1: scavo calotta 

fase 2: rivestimento in calcestruzzo della calotta 

fase 3: scavo dello strozzo 

fase 4: scavo per sottomurazione dei piedritti e loro getto 

fase 5. scavo e getto dell’arco rovescio. 

5 

Fig. 1.10 Metodo di scavo belga. 

Per evitare ogni sconnessione alla roccia in posto e per ridurre i fuori sagoma 

di scavo, indotti dall’esplosione, l’ideale sistema di avanzamento dovrebbe 

attuarsi con una fresa puntiforme, ma questa operazione sarebbe estremamente 

onerosa e difficile sia per la presenza di discontinuità, sia anche per 

la durezza ed il potere di abrasione della roccia sugli utensili o cutters. Occorre 

quindi procedere con volate corte, di 1 metro, ben calibrate nei tempi 

di sparo e con il sistema del pre-splitting (vedi Fig. 1.12 pag. 20). I parametri 

da calibrare sono: 

• numero dei fori da mina; 

• scelta dell’esplosivo idoneo e dei microritardi; 

• armatura provvisoria dello scavo. 

Prima dell’armatura provvisoria delle pareti va effettuato innanzitutto un preciso 

disgaggio dei massi pericolanti. Si procederà poi alla posa in opera di centine 

a doppio T, intervallate di 1 metro, fra loro incatenate, all’eventuale bullonatura 

o chiodatura delle pareti, alla posa in opera di uno strato di spritz-beton 

armato con fibre speciali in acciaio, al carbonio o polimeri, o con rete elettrosaldata 

chiodata. 


Dado con 

sede sferica 

Nodo semisferico 

Dado 

Coni 

di bloccaggio 

Tappo 

Molla 

Piastra 

Iniezione con malta cementizia 

Piastra di ripartizione 

Piastra 


Barra in acciaio liscio 

Barra in acciaio 

Fig. 1.11 Chiodature, bulloni, tiranti. 

Ancoraggio ad espansione 

Barra o tubo Ancoraggio fondo foro 

19 


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