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Le gallerie TBM da Fori Imperiali a piazzale Appio

La tratta attualmente in costruzione denominata Tratta T3 si sviluppa per una lunghezza complessiva di circa 2.8 km a partire da Via dei Fori Imperiali, in corrispondenza del Foro di Cesare, fino a Piazzale Appio, dove le gallerie di linea sotto-attraversano l’esistente stazione San Giovanni Linea A. Partendo circa 100 m prima di piazza Venezia, le galleria di linea seguono l’asse di via dei Fori Imperiali, transitano in adiacenza al Foro di Cesare, sotto-attraversano la Cloaca Massima e proseguono al di sotto di via dei Fori Imperiali, dove, nel tratto compreso tra la Basilica di Massenzio e la piazza del Colosseo, in corrispondenza degli sterri della Collina Velia, è collocata la stazione Fori Imperiali.

Il tracciato successivamente supera il Colosseo e si dirige verso l’Ospedale militare del Celio, in piazza Celimontana, dove è prevista la realizzazione di un pozzo di ventilazione di grande diametro, all’interno del quale si inserisce una comunicazione ferroviaria pari/dispari. In questo tratto le gallerie di linea raggiungono la massima profondità mai raggiunta nell’ambito della Linea C, inserendosi per circa 15 m nello strato delle argille plioceniche, ad una quota posta a 55 m da piano campagna con un battente idraulico, valutato sulla calotta della galleria, che supera i 40 m.

Profilo altimetrico della Tratta T3

La linea successivamente continua in direzione sud-est lambendo la chiesa di Santo Stefano Rotondo e transitando fra quest’ultima e la chiesa di Santa Maria in Domnica. Superate le pendici del Celio, la linea sottoattraversa le Mura Aureliane a Porta Metronia per continuare parallelamente alle mura fino a raggiungere Piazzale Appio. In quest’ultimo tratto si inseriscono la stazione Amba Aradam/Ipponio e il Pozzo Multifunzionale 3.3, rispettivamente ubicati nel giardino di viale Ipponio la prima e all’interno dei giardini di via Sannio il secondo. Le gallerie sono realizzate con scavo meccanizzato in TBM (Tunnel Boring Machine) di tipo EPB (Earth Pressure Balance) uguali fra loro e di fabbricazione HERRENKNECHT. Le macchine sono dotate di una fresa di diametro 6.70 m mentre il rivestimento definitivo della galleria è costituito da conci prefabbricati di spessore 30 cm per formare un anello di diametro interno 5.80 m.

Anello universale e carpenteria sezione tipo diametro 6.70 m

Anello universale e carpenteria
sezione tipo diametro 6.70 m

Ogni anello prefabbricato è lungo 1,40 m ed è costituito da nº 6 conci principali + nº 1 concio di chiave. Gli anelli sono del tipo “universale” e si adattano a 19 possibili diverse posizioni in funzione del raggio di curvatura da ottenere. I conci vengono realizzati in uno stabilimento di prefabbricazione mediante un impianto fisso con maturazione forzata a vapore.

La scelta di eseguire lo scavo meccanizzato con TBM di diametro 6.70 m, anziché 10.10 m, come previsto nel progetto preliminare posto a base di gara, è stata maturata a seguito degli stringenti vincoli progettuali dettati dalla Soprintendenza Archeologica al termine delle indagini archeologiche di prima fase. Il Progetto Preliminare prevedeva l’ubicazione delle stazioni in contesti in cui risultava impossibile eseguire manufatti scavati interamente a cielo aperto, quali la stazione Colosseo, posizionata sotto l’esistente manufatto della Linea B, e la stazione Amba Aradam/Ipponio ubicata in parte sotto le Mura Aureliane a Porta Metronia. La sezione interna netta della galleria scavata con TBM di diametro 6.70 m non permetteva l’alloggiamento contemporaneo del convoglio ferroviario e della relativa banchina di stazione e pertanto l’utilizzo della TBM di grande diametro evitava di fatto la necessità di eseguire, in corrispondenza di ogni stazione, lunghe gallerie con scavo in tradizionale a foro cieco in contesti idro-geologici piuttosto complessi interagendo anche con il patrimonio monumentale.

Confronto tra sezione tipo di galleria diametro 10.10 m e 6.70 m

Confronto tra sezione tipo di galleria diametro 10.10 m e 6.70 m

A seguito dei vincoli posti dalla Soprintendenza al termine delle indagini archeologiche di prima fase, che imponevano scavi con modalità archeologica fino a circa 15-20 m da piano campagna per l’intero banco dei terreni di riporto e vietavano l’utilizzo di qualsiasi tecnica di consolidamento ed impermeabilizzazione del terreno in assenza di scavo archeologico preventivo, le stazioni sono state necessariamente ricollocate in contesti più ampi e trasformate nella tipologia definita a “scatola”. Tale tipologia permetteva lo scavo a cielo aperto inglobando le banchine direttamente nel manufatto senza la necessità di eseguire gallerie con scavo in tradizionale. Superato quindi tale vincolo è risultato preferibile utilizzare gallerie di piccolo diametro con evidenti benefici anche in termini di subsidenze che lo scavo delle gallerie di linea potrebbe indurre sul patrimonio monumentale. Il particolare contesto urbano nel quale si inseriscono i cantieri della Tratta T3 ha imposto di ridurre al minimo il loro ingombro con conseguenti ripercussioni sulle scelte progettuali ed operative, con particolare riguardo a quelle legate alle macchine da scavo.

Il pozzo di aerazione 3.3 ubicato nei giardini di via Sannio è stato scelto come manufatto di introduzione delle due TBM e successiva alimentazione dello scavo della prima tratta compresa tra il pozzo e la stazione Amba Aradam/Ipponio, per una lunghezza di circa 380 m per ogni galleria. Il pozzo 3.3 ha una lunghezza di circa 62 m ed una larghezza di 22 m e, nella fase finale, è destinato ad ospitare al suo interno alcuni locali tecnologici funzionali all’esercizio della Linea. Le dimensioni del pozzo risultano piuttosto ridotte rispetto a quanto generalmente necessario a consentire l’operatività di due macchine quali quelle utilizzate nell’ambito della Linea C, caratterizzate da una lunghezza complessiva di circa 100 m. Inoltre, contemporaneamente all’alimentazione delle 2 TBM, dall’interno del pozzo progredivano anche le attività di consolidamento del terreno per la realizzazione delle gallerie con scavo in tradizionale fino alla stazione di San Giovanni. Questi vincoli logistici hanno imposto una serie di scelte operative atte a ridurre gli ingombri delle attrezzature da impiegare unitamente alla necessità di scavare le due gallerie separatamente.

Le due TBM sono state assemblate in superficie e varate sotto copertura – in questa configurazione

il peso era di circa 450 tonnellate cadauna – attraverso un’asola presente al centro del pozzo, utilizzando una gru tralicciata Liebherr LG1750.

Una volta adagiate le due macchine sulle selle metalliche predisposte a fondo pozzo sono state traslate sino ad essere alloggiate su culle in cemento armato in corrispondenza della testata di partenza. Successivamente è stato completato il montaggio delle strutture di contrasto necessarie a bilanciare la spinta della macchina nella fase di partenza.

Lo scavo della tratta compresa tra il pozzo 3.3 e la stazione Amba Aradam/Ipponio è iniziato con la partenza della TBM per lo scavo della galleria del binario dispari nella metà del mese di marzo 2018 ed è stato completato con l’ingresso delle due macchine all’interno del manufatto della stazione rispettivamente a metà del mese di giugno, la prima, e nei primi giorni del mese di agosto 2018, la seconda.

Ingresso della prima TBM all’interno della stazione Amba Aradam Ipponio

Ingresso della prima TBM all’interno della stazione Amba Aradam Ipponio

La produzione giornaliera media è stata di circa 10 anelli al giorno con punte di 14 anelli, lavorando su 3 turni giornalieri, per 5 giorni a settimana. Il monitoraggio geotecnico e strutturale installato a piano campagna e sugli edifici ricadenti nel potenziale bacino di subsidenza dello scavo ha evidenziato un comportamento del terreno e delle preesistenze in linea con le previsioni progettuali. Lo scavo della tratta compresa tra la stazione Amba Aradam/Ipponio e l’attuale fine tratta, posizionato lungo via dei Fori Imperiali in corrispondenza del Foro di Cesare, per una lunghezza di circa 2.6 km, avrà inizio a partire dal prossimo mese di novembre con il cantiere di alimentazione delle due macchine posto all’interno del manufatto della stazione Amba Aradam – Ipponio. La scelta progettuale di traslare il cantiere di alimentazione dello scavo meccanizzato deriva dalla necessità di completare la realizzazione del pozzo 3.3 e delle gallerie comprese tra il pozzo e la stazione San Giovanni, eseguite con scavo in tradizionale, con circa un anno di anticipo rispetto alla consegna dell’intera Tratta T3, al fine di migliorare il cadenzamento della tratta in esercizio portandolo a circa 240 secondi tra la stazione San Giovanni e la stazione Alessandrino.

Ing. Eliano Romani Responsabile progettazione Metro C ScpA
Ing. Valerio Foti, Construction Manager TBM e Impianti Tratta T3

Le società di Metro C s.c.p.a