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Subsidenza indotta dallo scavo di gallerie superficiali in rocce tenere. Esperienze relative a gallerie di grande sezione

Collotta T. Barbieri G. Acerbis Roberto
Articolo Immagine
ISSN:
0557-1405
Rivista:
Rivista Italiana di Geotecnica
Anno:
2012
Numero:
1
Fascicolo:
Rivista Italiana di Geotecnica N.1/2012

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Lo scavo di gallerie superficiali può rappresentare un aspetto critico al passaggio del fronte di scavo al di sotto di edifici o infrastrutture di superficie. Tale concomitanza di fattori si è registrata in alcune occasioni nel corso dei lavori connessi con la realizzazione dell’adeguamento del tratto appenninico dell’autostrada A1, tra Bologna e Firenze. In tali casi è stato necessario prevedere, in sede di progetto esecutivo, l’adozione di sezioni di scavo intese a ridurre il più possibile l’entità delle deformazioni indotte dallo scavo stesso, e l’installazione di uno specifico sistema di monitoraggio in galleria e in superficie. Nell’articolo sono illustrati i risultati relativi a 14 case-histories e vengono riportati alcuni set di parametri utili alla previsione della geometria dei bacini di subsidenza, per differenti litologie. Inoltre, è proposta una procedura semplificata per la valutazione preliminare dei possibili effetti sulle strutture di superficie.

Subsidence during shallow tunnels construction can represent a critical aspect when buildings or primary roads are undercrossed. Similar situations are often occurring within the project of modernization of the A1 highway stretch crossing the Apennine between Bologna and Florence. In such cases, a proper monitoring system is necessary to assess the entity of subsidence phenomena, compare them to the design assumptions and try to avoid damages to structures within the subsidence basin. Topographic monitoring of the surface has mainly been adopted to control subsidence phenomena during construction, integrated by extenso-inclinometers where necessary. Data read by the settlement monitoring systems installed during the excavation of 14 different large cross-section tunnels are herein shown, describing the main geological conditions and the excavation and consolidation systems adopted in each case. The obtained subsidence trough shapes are also compared to semi-empirical methods for subsidence prediction, confirming the reliability of traditional approaches assuming a Gaussian curve shape for the transverse settlement trough. The analyzed case histories are gathered in three groups, characterized by almost homogeneous geological conditions, and, for each one of them, reference values of volume loss and shape parameter are derived, to be used in similar situations for subsidence prediction adopting the aforementioned semi-empirical method. On the base of such reference parameters and usual damage classification systems, a simplified approach to preliminarily assess where damages on structures during tunnel excavation can be expected is proposed, as a function of geological conditions and overburden. Finally, procedures to be followed during design and construction to deal with subsidence and related damages induced by tunnel construction are briefly presented.