Che cos’è il tunnelling?
In termini semplici, il tunnelling è il processo fisico di costruzione di un passaggio sotterraneo sotto la superficie della terra, i tunnel possono essere creati anche sott’acqua. Per essere precisi, un tunnel è più o meno un passaggio sotterraneo orizzontale costruito attraverso processi di scavo. Se diamo uno sguardo alla storia, è chiaro che l’uomo si è dilettato nel processo di scavare terra e rocce per secoli. Inizialmente, gli scavi in galleria venivano effettuati a scopo minerario per raggiungere minerali come il carbone, il rame, lo stagno. Ma presto guadagnarono popolarità tra le compagnie ferroviarie e i costruttori di canali come modi efficienti per evitare gli ostacoli. La costruzione delle primissime gallerie stradali è ancora considerata una realizzazione mastodontica nel campo dell’edilizia e dell’ingegneria civile.
Anche in quest’epoca moderna, l’importanza delle gallerie sotterranee e subacquee è ineguagliabile. I progressi tecnologici degli ultimi tempi ci hanno permesso di costruire tunnel più lunghi e profondi che possono essere utilizzati per attraversare sotto i mari, come il tunnel della Manica lungo 50 km e tunnel che uniscono i continenti, come il tunnel di Mammaria, a Istanbul.
Quali sono i diversi tipi di tunnel?
Il processo di costruzione dei tunnel è costoso e richiede tempo. Tuttavia, il trasporto e la comunicazione attraverso le reti di tunnel è estremamente efficiente e comodo. I macchinari moderni hanno reso i processi di scavo e stabilizzazione molto più facili e sicuri, ed è per questo che le reti di tunnel sono diventate una scelta più popolare per le strade, le ferrovie e persino le vie d’acqua.
Per la nostra discussione, è imperativo notare che ci sono diversi metodi di costruzione delle gallerie che vengono utilizzati in base alla geologia, al tipo di strato di copertura e alle restrizioni sismiche e acustiche, come indicato di seguito.
- Metodo Cut and Cover:
Questo metodo è comunemente usato per costruire gallerie poco profonde. Fondamentalmente, questo metodo comporta il taglio di una trincea nel terreno, vengono installati gli elementi della scatola della galleria dopo di che vengono coperti per ripristinare la superficie con un metodo di supporto che sia in grado di sopportare il carico. Le prime stazioni della metropolitana di Londra sono state costruite con questo metodo. Alcune sezioni di reti stradali sono anche costruite in questo modo quando la profondità del tunnel richiesto è relativamente bassa (il tunnel Marselis ad Aarhus e il tunnel Nordhavnsvej a Copenhagen sono i primi tunnel cut and cover danesi).
- Bored or Mined Tunnelling:
In questo metodo, le gallerie sono costruite senza scavare la superficie del terreno. Questo metodo è reso possibile dall’uso di Tunnel Boring Machines (TBM). Queste permettono di scavare gallerie in un’ampia varietà di condizioni del terreno e sotto paesi, città, fiumi e persino edifici alti. Fanno questo mantenendo la pressione statica del terreno esistente per eliminare virtualmente l’assestamento, evitando così danni agli edifici o alle strutture di superficie. Le TBM sono anche in grado di installare un anello di cemento per il supporto permanente del terreno quando il tunnel è in funzione. Le gallerie scavate o scavate possono essere suddivise come segue:
- Soft Ground Tunnelling:
Questo sarebbe tipicamente descritto come una galleria attraverso materiali non autoportanti come sabbia, argilla marina, o una miscela di entrambi, con livelli di MPa di circa 40 o meno. I Paesi Bassi sono comunemente associati al tunnelling in terreni morbidi. Esempi di tunnel in terreni morbidi possono essere le metropolitane e i tunnel stradali, come il tunnel stradale Rotterdamsebaan all’Aia e il tunnel stradale Westerschelde nell’Olanda meridionale.
- Tunnel in roccia dura:
Come suggerisce il nome, la geologia sarà tipicamente attraverso roccia dura o molto dura con livelli MPa superiori a 100. Lo scavo verrebbe fatto con TBM appositamente adattate che possono far fronte a condizioni altamente abrasive in una geologia ampiamente autoportante. In tale geologia, le gallerie in roccia dura possono spesso rimanere senza rivestimento e sono utilizzate per il trasferimento dell’acqua o per le centrali idroelettriche. Il tunnel stradale del Gottardo in Svizzera va da Göschenen nel cantone di Uri al suo portale nord, ad Airolo in Ticino a sud, ed è lungo 16,9 chilometri.
- Microtunnelling e Pipejacking:
Questo metodo è usato per gallerie relativamente corte e di diametro ridotto, utilizzate principalmente dal settore della costruzione di servizi. Questo permette ai cavi e ai tubi di passare sotto le strade, i fiumi, le linee ferroviarie e anche le piste di rullaggio degli aeroporti senza interrompere il traffico di superficie. Il principio dello scavo si basa su macchine per lo scavo di tunnel a piena faccia (TBM) “State of the Art”.
Qual è lo scopo principale del tunneling?
Come discusso nel corso dell’articolo, i tunnel hanno vari usi che ci rendono la vita più facile. I tunnel possono essere utilizzati tra le stazioni ferroviarie sotterranee per il trasporto di merci e passeggeri, anche come canali di smaltimento dell’acqua e delle acque reflue. Questo è ciò che rende le gallerie così versatili ed efficienti.
