Pistoni Idraulici per Centine: Funzionamento e Applicazioni nello Scavo di Gallerie
I pistoni idraulici svolgono un ruolo cruciale nel supporto e nella movimentazione delle centine, specialmente nelle complesse operazioni di scavo e consolidamento delle gallerie. Le centine metalliche, formate da travi a doppio T, sono fondamentali per sostenere la volta durante le fasi di scavo.
Applicazioni dei Pistoni Idraulici nelle Gallerie
I pistoni idraulici sono essenziali in diverse fasi della costruzione di una galleria. Di seguito, analizzeremo le principali applicazioni:
- Posa delle Centine: Una macchina speciale, chiamata "posa centine", utilizza pistoni idraulici per sollevare e posizionare le centine nel punto desiderato.
- Movimentazione del Carro-Getto: Per il rivestimento definitivo in calcestruzzo, viene utilizzato un carro-getto a tutta sezione. Questo carro è dotato di motori elettrici che comandano pompe idrauliche, le quali a loro volta azionano i pistoni idraulici per l'alzamento, l'abbassamento, l'armo e il disarmo.
- Consolidamento del Terreno: Prima dello scavo, i pistoni idraulici sono utilizzati per iniettare boiacca (miscela acqua-cemento) attraverso tubi in acciaio e vetroresina, consolidando la calotta e il fronte della galleria.
Processo di Scavo e Consolidamento di una Galleria
Lo scavo di una galleria è un processo complesso che richiede diverse fasi, ciascuna supportata da tecnologie avanzate e attrezzature specifiche. Di seguito, una panoramica delle fasi principali:
1. Pre-Consolidamento
Questa fase include l'infilaggio di tubi in acciaio e vetroresina per consolidare la calotta e il fronte della galleria. I tubi in acciaio, forati ogni 50 cm, vengono iniettati con boiacca per consolidare la calotta. I tubi in vetroresina, microfessurati, vengono iniettati ad alta pressione per consolidare il fronte.
Per fare un esempio concreto di consolidamento, per una galleria stradale di 100 m2 di sezione vengono mediamente previsti 40 tubi da 18 m. Terminata l’operazione dell’infilaggio dei tubi in acciaio, il posizionatore provvederà alla perforazione del fronte per infilare i tubi in vetroresina.
2. Scavo
Con un escavatore da 400 q, munito di martellone da 40 q, si procede alla demolizione di un campione del fronte della galleria della profondità di 1,50 m. Il materiale demolito viene poi rimosso. Quindi si procederà alla posa della centina metallica.
3. Posa delle Centine e Spritz-Beton
La posa della centina avviene con una speciale macchina chiamata “posa centine”: si tratta di un elevatore, munito di braccia e di morsa di serraggio, che solleva la centina e la posiziona nel giusto punto. Appena posizionata la centina, si procederà ad eseguire lo spritz-beton fibrorinforzato di spessore 20/25 cm e contemporaneamente si sprizzerà anche il fronte con almeno uno strato di 5/10 cm, al fine di evitare possibili rilasci.
4. Abbattimento con Esplosivo
In presenza di "cappellaccio" (roccia fratturata e instabile), si procede con la perforazione e l'abbattimento a mezzo esplosivo. La volata viene tracciata con vernice bianca e la perforazione è eseguita con jumbo elettronico dotato di computer di bordo.
Tracciata la volata con il sistema svedese a rinora (che comprenderà gli otto fori da rinora eseguiti a V, che saranno i primi a brillare per estrarre il cuore della sezione), si eseguiranno le corone, le sottocorone, i rilevaggi, i profili, che verranno caricati e fatti esplodere in tempi ritardati a mezzo di detonatori muniti di microritardi (dell’ordine di centesimi di secondo).
5. Rivestimento Definitivo in Calcestruzzo
Scavata e pre-consolidata la galleria, si procederà al rivestimento definitivo in calcestruzzo.
Il Ruolo del Carro-Getto
Per i piedritti e la calotta viene costruito un carro-getto da 12,50 m a tutta sezione, che si muove su ruote in acciaio (tipo ferroviario), che corrono su rotaie. Il carro sarà motorizzato, con dei motori elettrici che comandano le pompe idrauliche, che a loro volta comandano i pistoni idraulici, che permettano l’alzamento e l’abbassamento, per l’armo e il disarmo e tutti i sistemi per predisporre celermente le operazioni necessarie.
Il carro autoreagente verrà montato all’esterno della galleria e convogliato nella stessa a mezzo rotaie. Una tipica squadra del getto comprende quattro carpentieri che provvedono ed assistono al getto.
Tabella Riassuntiva delle Fasi di Consolidamento
| Fase | Descrizione | Tecnologia/Materiali |
|---|---|---|
| Pre-Consolidamento | Infilaggio tubi in acciaio e vetroresina | Tubi in acciaio, tubi in vetroresina, boiacca, pistoni idraulici |
| Scavo | Demolizione del fronte della galleria | Escavatore, martellone |
| Posa Centine | Posizionamento delle centine metalliche | Macchina posa centine, pistoni idraulici, centine metalliche |
| Abbattimento Esplosivo | Abbattimento roccia instabile | Esplosivo, jumbo elettronico |
| Rivestimento Definitivo | Getto di calcestruzzo per il rivestimento finale | Carro-getto, pistoni idraulici, calcestruzzo |
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