A conclusione del Convegno nazionale “Le acque di superficie e sotterranee e le infrastrutture di trasporto” si sono svolte le visite guidate presso i cantieri di Roma Metropolitane.I partecipanti hanno potuto osservare i lavori in corso in due cantieri; uno sulla Linea Bl, la diramazione dell’esistente Linea B da piazza Bologna al Grande Raccordo Anulare, e l’altro sulla Linea C, la terza metropolitana prevista dal Piano Regolatore Generale di Roma.
LINEA B: STAZIONE LIBIA GONDAR
Il bacino d’utenza della diramazione B1 è il quadrante nord-est di Roma. La parte già in fase attuativa è la tratta Bologna-Jonio, per una lunghezza di 5 km con 4 stazioni, che servirà un territorio popolato da mezzo milione di abitanti che vivono nei quartieri BolognaNomentano, Trieste-Africano, Montesacro. Nei programmi dell’Amministrazione Comunale è previsto l’ulteriore prolungamento oltre Jonio con attestamento nei pressi del G.R.A., per ulteriori 2,4 km con 2 stazioni. L’intera linea corre in sotterraneo. Da Bologna a Conca d’Oro il tracciato è caratterizzato da due gallerie a binario singolo; in corrispondenza delle stazioni Annibaliano e Libia/Gondar i binari giacciono sovrapposti, mentre sono affiancati a Conca d’Oro. Da qui il tracciato prosegue fino a Jonio in galleria unica a doppio binario.
La tratta in più avanzato stato di esecuzione è la Bologna-conca d’Oro, che sarà terminata entro il 2011. Sono in stato avanzato di realizzazione le stazioni Annibaliano, Libia/Gondar e Conca d’Oro, i pozzi di intertratta e il pozzo di estrazione TBM a piazza Bologna. La costruzione delle gallerie registra un avanzamento complessivo (binario pari + binario dispari) di oltre 3 km.
Con i partecipanti al Convegno nazionale organizzato dall’AII, in collaborazione con Irpi-Cnr e Sigea, abbiamo visitato il cantiere Libia/Gondar. Planimetricamente il corpo banchine della stazione si sviluppa al di sotto di viale Libia con forma rettangolare molto allungata, con una larghezza di 14 m e una lunghezza di 178 m; al centro, in corrispondenza dello slargo rappresentato da piazza Palombara Sabina, è presente un allargamento della dimensione trasversale che, seguendo il contorno della piazza stessa, diviene di 49 m per una lunghezza di 32 m.
La stazione rappresenta un caso limite: la realizzazione del manufatto ha richiesto uno scavo di svuotamento sotto falda sino a quota -13,50 m s.l.m. (39,50 m da p.c.) con un battente idraulico di 28 m; inoltre, i lavori sono condotti in uno spazio ridotto fra gli edifici, tutti di notevole altezza (oltre 25 m), con le facciate allineate quasi a ridosso del filo esterno del suo perimetro.
Al momento, lungo il corpo di linea, è terminata la realizzazione del solettone di fondo (quota binario inferiore-pari) e del solaio doppio (quota binario superiore-dispari) posto tra i piani di scorrimento dei due futuri binari, e prosegue la realizzazione dei solai e delle controfodere alle varie quote intermedie; in corrispondenza del pozzo di stazione (piazza Palombara Sabina) è in corso lo scavo di abbassamento per la realizzazione del solettone di fondo.
Per il confinamento di una falda con sottopressioni idrauliche del tutto eccezionali, si è ricorso alla realizzazione di un tampone di fondo injet-grouting dello spessore 12 metri, immediatamente al di sotto del fondo scavo e all’interno delle paratie, con il compito di resistere a un battente idraulico di 40 m (28 + 12). Per maggiore sicurezza è stata realizzata una compartimentazione dello scavo, mediante setti verticali realizzati sempre con la tecnica del jet-grouting che hanno suddiviso il volume di terreno in 4 settori. La tenuta stagna di ognuno di essi è stata sottoposta ad attento e costante controllo, perché eventuali infiltrazioni di acqua avrebbero potuto innescare effetti di subsidenza e quindi problemi di stabilità di eccezionale gravità per gli edifici adiacenti. Il monitoraggio è stato condotto mediante una rete di sonde termometriche verticali disposte in modo diffuso sull’area interna alle paratie, in grado di misurare, lungo tutta l’altezza dello scavo, quei cambiamenti di temperatura che avrebbero costituito la spia di malfunzionamenti nella tenuta stagna dei settori. Nessun fenomeno significativo è stato registrato.
Il tracciato della Linea C corre lungo la direttrice sud/est-nord/ovest: muovendo dal confine orientale del Comune di Roma la linea, inizialmente in superficie, si avvicina al centro seguendo il percorso della vecchia ferrovia Roma-Pantano, poi si interra poco prima del G.R.A. e attraversa il sottosuolo di tutta la città passando per il cuore del centro storico, proseguendo lungo la via Cassia e attestandosi in prossimità del Raccordo.
La parte già in fase attuativa è il cosiddetto “tracciato fondamentale” da Monte Compatri/ Pantano a Clodio/Mazzini, lungo 25,5 km (di cui 17,6 in sotterraneo) e con 30 stazioni. Il tracciato sotterraneo è caratterizzato da due gallerie a binario singolo; in corrispondenza delle stazioni i binari giacciono affiancati, con eccezione della stazione Teano dove si sovrappongono. In fase di approvazione e finanziamento è il progetto del “prolungamento nord” da Clodio/ Mazzini a Grottarossa, lungo 9 km con 7 stazioni. Sono in attività 39 cantieri relativi alla “prima fase strategica’ da Monte Compatri/Pantano a San Giovanni (22 stazioni, pozzi di intertratta e di servizio alle TBM, opere lungo la linea). La costruzione delle gallerie registra un avanzamento complessivo (binario pari + binario dispari) di oltre 13 km. Entro il 2011 entrerà in funzione la prima tratta, da Monte Compatri/ Pantano a Parco di Centocelle.
Con il gruppo dei partecipanti al Convegno AII ci siamo recati presso il pozzo TBM di Malatesta. Il manufatto consiste in una struttura scatolare a pianta rettangolare, di notevoli dimensioni planimetriche (m 96,2 x 26,0) che si sviluppa in profondità dal piano campagna per circa 24 m. Attualmente è costituito da allineamenti perimetrali di paratie a pannelli di calcestruzzo armato, che confinano lateralmente lo scavo di prima fase. Nelle fasi finali della realizzazione del manufatto, destinato a ospitare locali tecnici, saranno realizzati i solai intermedi e le controfodere definitive; per ora invece sono impiantati al suo interno i cantieri di partenza/alimentazione delle due coppie di TBM che realizzano le gallerie di linea fino al pozzo di estrazione situato fra Mirti e Centocelle, lato Teano, e fino alla stazione San Giovanni, lato stazione Malatesta. Perché il pozzo potesse assolvere quanto prima a questa funzione critica per la realizzazione dell’intera linea, è stato necessario che il solettone di fondo su cui impiantare i cantieri TBM fosse costruito nei tempi più brevi possibili. Si è previsto, pertanto, di procedere allo scavo interno con un ribasso unico eseguito senza soluzione di continuità su tutta l’altezza (24 m circa) e senza strutture di contrasto intermedie che avrebbero inevitabilmente allungati i tempi di esecuzione. Il sostegno del terreno e la funzione di confinamento è stata quindi affidata unicamente alle paratie, con l’unico contrasto rappresentato dal solaio di superficie. Di conseguenza sono state adottati pannelli di paratia con sezione a “T” di grande rigidezza, con altezza 41 m.
Le già citate ragioni geotecniche e archeologiche, unitamente all’esigenza di completare il solaio di fondazione in tempi molto brevi, hanno impedito di utilizzare il jet-grouting per l’impermeabilizzazione del fondo scavo e suggerito l’emungimento mediante 8 pozzi (più 4 di emergenza) posti all’interno delle paratie, mediante i quali è stata aggottata la falda sino a portare la superficie piezometrica a una profondità sotto il fondo scavo sufficiente a garantirne la stabilità. L’operazione è stata condotta in piena sicurezza. L’abbassamento della falda all’esterno del manufatto e in adiacenza ai fabbricati preesistenti è stato di livello minimo, per la distanza degli edifici dalla cintura delle paratie e perché l’emungimento dalla falda profonda lascia il livello della falda superficiale praticamente inalterato. La rete di monitoraggio ha registrato, nella fase più critica di altezza di scavo massima (fondo scavo), spostamenti assolutamente compatibili con la funzionalità degli elementi strutturali e delle preesistenze. Non essendo consentito lo smaltimento nella fogna cittadina dell’acqua emunta, questa è stata riimmessa in pozzi di ricarica ubicati all’esterno del manufatto e in comunicazione con la falda profonda.
PROBLEMATICHE COSTRUTTIVE
La realizzazione di entrambe le linee comporta la soluzione di complesse problematiche di ingegneria in quanto si opera in zone ad alta densità edilizia, in terreni con scadenti caratteristiche geotecniche e sotto elevati livelli della falda nel sottosuolo. Gli scavi per l’esecuzione delle opere devono avvenire all’asciutto e garantire all’esterno l’invarianza del livello di falda. Esiste inoltre nella Capitale un rilevante e diffuso patrimonio archeologico e monumentale che è necessario preservare.
Per quanto riguarda la costruzione delle gallerie di linea, questo complesso di problematiche è risolto effettuando lo scavo meccanizzato con TBM (Tunnel Boring Machine), macchine che scavano il tunnel e contemporaneamente mettono in opera il rivestimento definitivo delle pareti dello scavo, costituito da anelli affiancati l’uno all’altro composti da conci in calcestruzzo armato prefabbricati. Le TBM attualmente in attività per la Linea C sono 4 macchine con scudo del diametro di 6,71 m; quelle della Linea Bl sono 2 macchine con diametro di 6,79 m per la tratta Bologna-Conca d’Oro e una con diametro di 9,79 m, al momento in montaggio, per la tratta Conca d’Oro-Jonio. La TBM del tipo EPBS (Earth Pressure Balance Shield) — che esercita una contropressione al fronte mediante il terreno appena scavato — è risultata preferibile nel contesto romano alla TBM del tipo SS (Slurry Shield) — nella quale la contropressione è quella idrostatica esercitata da fanghi bentonitici mischiati al materiale scavato — essenzialmente in considerazione dei problemi pratici legati alla gestione dei fanghi bentonitici. Le TBM EPBS garantiscono comunque, pur nella variabilità litologica del sottosuolo, che nello scavo sotto falda l’acqua non filtri determinando l’abbassamento della superficie piezometrica né che si determinino rilevanti subsidenze. La tenuta idraulica dello scavo rende possibile che esso sia effettuato a decine di metri di profondità senza interessare lo strato archeologicamente fertile.
Le gallerie tradizionali, cioè quelle realizzate con scavo semi-meccanizzato, nei nuovi progetti trovano applicazione solo in brevi tratte speciali, nelle gallerie di banchina e nelle connessioni tra i due binari per la posa degli scambi. In questi casi si realizza il preventivo consolidamento del terreno con jet-grouting: mediante aste di perforazione introdotte dal piano campagna si inietta ad alta pressione nel suolo una miscela di aria e cemento in modo da formare colonne di terreno stabilizzato l’una accanto all’altra e compenetrate tra loro che costituiscono un guscio uniforme impermeabile all’interno del quale si possa effettuare lo scavo della galleria all’asciutto. Quando questa modalità di impermeabilizzazione non è consentita perché le fitte perforazioni intercettano e compromettono lo strato archeologico, essa viene sostituita da consolidamenti in avanzamento (con tecniche di congelamento) a partire dal pozzo di attacco.
Per quanto attiene all’interazione con i fiumi Tevere e Aniene, il sottoattraversamento degli alvei (con un’opportuna distanza di rispetto tra il fondo dell’alveo e la generatrice di colmo della galleria, non inferiore ad un diametro) elimina i problemi costruttivi, di impatto visivo e, soprattutto, di manutenzione propri dei ponti di attraversamento realizzati per le linee A e B.
Le stazioni delle tratte sotterranee, così come i pozzi di intertratta e i pozzi di alimentazione delle TBM, sono manufatti costruiti tra paratie composte di diaframmi in calcestruzzo armato affiancati. Nei manufatti profondi tra paratie una prescrizione necessaria per garantire l’impermeabilità è il ricorso, per l’esecuzione dei diaframmi, all’impiego dell’idrofresa, macchina che scava con un errore di verticalità inferiore allo O,5%: tale caratteristica è fondamentale per assicurare la tenuta del giunto tra pannello e pannello quando questi sono di rilevante lunghezza come quelli dei manufatti in esame, che raggiungono la profondità anche di 55 m. La macchina scava in verticale con una coppia di frese rotanti mentre fanghi bentonitici assicurano la stabilità dei fronti di scavo; successivamente vengono introdotte le gabbie di armatura e si effettua il getto di calcestruzzo, che riempie lo scavo a partire dal fondo facendo fuoriuscire il fango di riempimento.
Oltre alla tenuta laterale del manufatto, è necessario conseguire la tenuta idraulica del fondo di scavo. Solo in alcuni casi si può ricorrere alla soluzione più semplice, ovvero prolungare le paratie fino agli strati impermeabili del suolo (es.: stazioni San Giovanni e Pigneto). Molto più spesso, le rocce impermeabili sono troppo profonde rispetto al piano campagna e si deve ricorrere a diverse soluzioni. Nel caso della Linea Bl il metodo utilizzato è quello del jetgrouting, che ha consentito di realizzare un tampone sotto il fondo scavo con le necessarie caratteristiche d’impermeabilità e di resistenza meccanica; la resistenza meccanica è richiesta perché il tampone deve costituire anche un contrasto tra i due allineamenti di diaframmi longitudinali e perché deve in generale resistere a flessione a fronte della sottospinta dovuta al battente d’acqua che si forma in fase di scavo, e che raggiunge il valore massimo una volta eseguito l’ultimo ribasso dello sbancamento. Nella vasca confinata inferiormente dal tampone e lateralmente dalle paratie si è potuto scavare all’asciutto grazie alla realizzazione di pozzi di svuotamento. Il jet-grouting non era invece indicato per molte stazioni della Linea C, sia per la scarsa affidabilità del trattamento colonnare rispetto alle caratteristiche del fondo scavo (tufi litoidi diffusamente fratturati), sia per l’eventuale presenza di reperti archeologici ubicati nei riporti antichi. In questi casi si è fatto ricorso, come tecnica di ripiego ma comunque idonea allo scopo, all’emungimento effettuato da pozzi posti all’interno dei manufatti.
