Ora che abbiamo visto alcuni dei principi generali della costruzione dei tunnel, consideriamo un progetto di tunnel in corso che continua a fare notizia, sia per il suo potenziale che per i suoi problemi. La Central Artery è un importante sistema autostradale che attraversa il cuore del centro di Boston, e il progetto che porta il suo nome è considerato da molti come una delle più complesse – e costose – imprese di ingegneria nella storia americana. Il “Big Dig” è in realtà diversi progetti in uno, tra cui un ponte nuovo di zecca e diversi tunnel. Un tunnel chiave, completato nel 1995, è il Ted Williams Tunnel. Si immerge sotto il porto di Boston per portare il traffico dell’Interstate 90 da South Boston all’aeroporto Logan. Un altro tunnel chiave si trova sotto il Fort Point Channel, uno stretto specchio d’acqua usato tempo fa dagli inglesi come punto di riscossione del pedaggio per le navi.
Prima di esaminare alcune delle tecniche utilizzate nella costruzione di questi tunnel Big Dig, rivediamo perché i funzionari di Boston hanno deciso di intraprendere un progetto di ingegneria civile così imponente. Il problema principale era il traffico da incubo della città. Alcuni studi hanno indicato che, entro il 2010, l’ora di punta di Boston potrebbe durare quasi 16 ore al giorno, con conseguenze disastrose sia per il commercio che per la qualità della vita dei residenti. Chiaramente, qualcosa doveva essere fatto per alleviare la congestione del traffico e rendere più facile per i pendolari navigare in città. Nel 1990, il Congresso ha stanziato 755 milioni di dollari per il massiccio progetto di miglioramento dell’autostrada, e un anno dopo, la Federal Highway Administration ha dato la sua approvazione per andare avanti.
Foto per gentile concessione della Massachusetts Turnpike Authority
Il Ted Williams Tunnel
Il Big Dig iniziò nel 1991 con la costruzione del Ted Williams Tunnel. Questo tunnel sottomarino ha approfittato delle tecniche di tunneling provate e utilizzate in molti tunnel diversi in tutto il mondo. Poiché il porto di Boston è abbastanza profondo, gli ingegneri hanno usato il metodo cut-and-cover. I tubi d’acciaio, del diametro di 40 piedi e lunghi 300 piedi, sono stati rimorchiati a Boston dopo che gli operai li avevano realizzati a Baltimora. Lì, gli operai hanno finito ogni tubo con i supporti per la strada, le recinzioni per i passaggi di trattamento dell’aria e i servizi e un rivestimento completo. Altri operai hanno dragato una trincea sul fondo del porto. Poi, hanno fatto galleggiare i tubi fino al sito, li hanno riempiti d’acqua e li hanno calati nella trincea. Una volta ancorati, una pompa ha rimosso l’acqua e i lavoratori hanno collegato i tubi alle sezioni adiacenti.
Il Ted Williams Tunnel ha aperto ufficialmente nel 1995 – uno dei pochi aspetti del Big Dig completato in tempo e all’interno del budget proposto. Entro il 2010, ci si aspetta che porti circa 98.000 veicoli al giorno.
A poche miglia a ovest, l’Interstate 90 entra in un altro tunnel che porta l’autostrada sotto South Boston. Appena prima dello svincolo I-90/I-93, il tunnel incontra il Fort Point Channel, un corpo d’acqua largo 400 piedi che ha fornito alcune delle maggiori sfide del Big Dig. Gli ingegneri non potevano usare lo stesso approccio a tubi d’acciaio che avevano impiegato nel Ted Williams Tunnel perché non c’era abbastanza spazio per far galleggiare le lunghe sezioni d’acciaio sotto i ponti di Summer Street, Congress Street e Northern Avenue. Alla fine, decisero di abbandonare del tutto il concetto di tubo d’acciaio e di usare sezioni di tunnel in cemento, il primo uso di questa tecnica negli Stati Uniti.
Il problema era fabbricare le sezioni di cemento in un modo che permettesse agli operai di muoversi in posizione nel canale. Per risolvere il problema, gli operai costruirono prima un enorme bacino di carenaggio sul lato South Boston del canale. Conosciuto come bacino di colata, il bacino misurava 1.000 piedi di lunghezza, 300 piedi di larghezza e 60 piedi di profondità – abbastanza grande per costruire le sei sezioni di cemento che avrebbero costituito il tunnel. La più lunga delle sei sezioni del tunnel era lunga 414 piedi, la più larga 174 piedi. Tutte erano alte circa 27 piedi. La più pesante pesava più di 50.000 tonnellate.
Le sezioni completate furono sigillate a tenuta d’acqua alle due estremità. Poi gli operai hanno allagato il bacino in modo da poter far galleggiare le sezioni e posizionarle sopra una trincea dragata sul fondo del canale. Sfortunatamente, un’altra sfida ha impedito agli ingegneri di calare semplicemente le sezioni di cemento nella trincea. Quella sfida era il tunnel della metropolitana Red Line della Massachusetts Bay Transportation Authority, che corre proprio sotto la trincea. Il peso delle massicce sezioni di cemento avrebbe danneggiato il vecchio tunnel della metropolitana se non si fosse fatto nulla per proteggerlo. Così gli ingegneri hanno deciso di sostenere le sezioni del tunnel usando 110 colonne affondate nella roccia. Le colonne distribuiscono il peso del tunnel e proteggono la linea rossa della metropolitana, che continua a trasportare 1.000 passeggeri al giorno.
Foto per gentile concessione della città e della contea di Denver
Il processo di scavo del tunnel
Il Big Dig presenta anche altre innovazioni di tunnel. Per una parte del tunnel che corre sotto uno scalo ferroviario e un ponte, gli ingegneri hanno optato per il tunnel-jacking, una tecnica normalmente usata per installare tubi sotterranei. Il tunnel-jacking comporta la forzatura di un’enorme scatola di cemento attraverso la terra. La parte superiore e inferiore della scatola sostiene il terreno mentre la terra all’interno della scatola viene rimossa. Una volta vuota, dei martinetti idraulici hanno spinto la scatola contro un muro di cemento fino a che l’intera cosa è scivolata in avanti per un metro e mezzo. Gli operai hanno poi installato dei tubi distanziatori nello spazio appena creato. Ripetendo questo processo più e più volte, gli ingegneri sono stati in grado di far avanzare il tunnel senza disturbare le strutture in superficie.
Oggi, il 98% della costruzione associata al Big Dig è completa, e il costo è ben oltre i 14 miliardi di dollari. Ma la ricompensa per i pendolari di Boston dovrebbe valere l’investimento. La vecchia Central Artery sopraelevata aveva solo sei corsie ed era progettata per trasportare 75.000 veicoli al giorno. La nuova superstrada sotterranea ha da otto a dieci corsie e porterà circa 245.000 veicoli al giorno entro il 2010. Il risultato è una normale ora di punta urbana che dura un paio d’ore al mattino e alla sera.
Per vedere come il Big Dig si confronta con altri progetti di tunnel, vedi la tabella qui sotto.
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Il futuro del tunneling
Con il miglioramento dei loro strumenti, gli ingegneri continuano a costruire tunnel più lunghi e più grandi. Recentemente, è stata resa disponibile una tecnologia avanzata di imaging per scansionare l’interno della terra calcolando come le onde sonore viaggiano attraverso il terreno. Questo nuovo strumento fornisce un’istantanea accurata dell’ambiente potenziale di un tunnel, mostrando i tipi di roccia e di terreno, così come le anomalie geologiche come faglie e crepe.
Mentre tale tecnologia promette di migliorare la pianificazione dei tunnel, altri progressi accelereranno lo scavo e il supporto del terreno. La prossima generazione di macchine scavatrici di tunnel sarà in grado di tagliare 1.600 tonnellate di fango all’ora. Gli ingegneri stanno anche sperimentando altri metodi di taglio della roccia che sfruttano getti d’acqua ad alta pressione, laser o ultrasuoni. E gli ingegneri chimici stanno lavorando su nuovi tipi di calcestruzzo che si induriscono più velocemente perché usano resine e altri polimeri al posto del cemento.
Con le nuove tecnologie e tecniche, i tunnel che sembravano impossibili anche solo 10 anni fa sembrano improvvisamente fattibili. Uno di questi tunnel è la proposta di un tunnel transatlantico che collega New York a Londra. Il tunnel, lungo 3.100 miglia, ospiterebbe un treno a levitazione magnetica che viaggia a 5.000 miglia all’ora. La durata stimata del viaggio è di 54 minuti – quasi sette ore più breve di un volo transatlantico medio.
Per molte altre informazioni sui tunnel e argomenti correlati, controlla i link nella prossima pagina.
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