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Con la TBM Marisol nel cuore di Palermo (capitolo 3/3)

Con la TBM Marisol nel cuore di Palermo (capitolo 3/3)

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PALERMO – Pubblichiamo il terzo e ultimo capitolo che descrive la visita che abbiamo effettuato nel cantiere del Passante Ferroviario di Palermo, dove la TBM Marisol sta realizzando lo scavo della galleria dispari tra le stazioni di Notarbartolo e Belgio. Nel primo capitolo avevamo descritto la parte esterna del cantiere a Palermo Notarbartolo (vedi notizia del 05/05/2018), nel secondo abbiamo illustrato la galleria oltre che il backup e lo scudo della TBM (vedi notizie del 07/05/2018).

La testa fresante e la camera di scavo
La testa fresante è la parte di attrezzatura direttamente a contatto con il fronte di scavo, ed ha lo scopo di penetrare il terreno, tagliandolo e riducendo in modo omogeneo la pezzatura del materiale man mano che lo scavo della galleria avanza. Essa è fatta ruotare attorno al suo asse tramite 19 motori alimentati ad aria compressa e controllati dalla cabina di comando.

Sulla testa fresante trovano collocazione gli utensili di scavo che, a seconda della collocazione e della natura del materiale da scavare possono essere divisi in picchi di frantumazione (scraper) e dischi a doppio tagliente (ripper). Gli scraper, tendenzialmente posti nella zona centrale della testa, hanno il ruolo di “grattare” il materiale man mano che la macchina avanza, facendolo cadere nella camera di scavo posta subito dietro alla testa fresante. I ripper posti in area periferica ed assiale adempiono il duplice scopo di profilare adeguatamente il contorno del tunnel e di macinare il materiale, riducendone la pezzatura in modo da ottenere il cosiddetto “cake”, un miscuglio omogeneo di materiale inerte, acqua ed additivi con funzione legante e lubrificante (il fluido di condizionamento) . La fresa di Marisol, è dotata di un kit di utensili di scavo composto da 19 ripper e 170 scraper, oltre a 7 linee di condizionamento del terreno al fronte (foto 16).

Una volta escavato, e progressivamente con l’avanzare dell’attrezzatura, il materiale viene trasferito dalla parte inferiore della camera di scavo all’esterno del tunnel, passando prima in una “coclea” (foto 17), e quindi attraverso la macchina ed il tunnel già rivestito per mezzo del nastro trasportatore, situato lateralmente, sulla sinistra nella direzione di scavo.

La testa fresante rimane invisibile per tutto il periodo di scavo, dal momento in cui la TBM entra in funzione al momento in cui essa sarà estratta. Per raggiungerla, occorre entrare nella camera di scavo che, come abbiamo visto, è un ambiente a pressione superiore a quella atmosferica. E’necessario pertanto far passare gli operatori attraverso una camera iperbarica collocata appena dietro il diaframma che separa lo scudo dalla camera di scavo, in modo da consentire loro di adattarsi gradualmente alle condizioni di pressione che troveranno al suo interno. Nella TBM le camere iperbariche sono due, in collegamento fra loro: ciò consente di poter utilizzare una delle due come riserva in caso di malfunzionamento dell’altra (foto 18).

La loro presenza è essenziale per compiere le periodiche operazioni di manutenzione della testa fresante, che vengono di norma effettuate nella pausa lavorativa di fine settimana ogni 15 giorni: la manutenzione consente di controllare lo stato degli utensili di scavo ed eventualmente effettuare la loro sostituzione.

La cabina centrale di controllo
Siamo quindi condotti alla cabina di controllo della enorme TBM. In uno spazio molto ridotto, sono qui presenti tutti gli strumenti che permettono di controllare in tempo reale tutto il processo di scavo. Quattro grandi display touch permettono di controllare il percorso della macchina, orientando la testa in maniera da mantenere sempre al centro del fronte di scavo l’asse della galleria previsto in progetto (foto 19). La cosa più sorprendente è vedere come il display proietti il percorso già effettuato dalla macchina, con la galleria già scavata, direttamente sulla planimetria aggiornata del soprassuolo: è quindi possibile capire come si muove e si orienta la macchina rispetto agli edifici presenti e rispetto ai capisaldi di riferimento, potendo correggere, in tempo reale, qualsiasi millimetrica discrepanza con le previsioni progettuali (foto 20). E’ come se un grande occhio ai raggi x, dall’alto, fosse in grado di vedere ciò che succede nel sottosuolo, realizzando una perfetta radiografia. Ma c’è di più: il sistema consente di visualizzare a schermo l’andamento della macchina in profondità, visualizzando non solo il suo collocamento nell’ambito del terreno e della superficie, ma anche rispetto alla tipologia di terreni attraversati, individuati dalla diversa colorazione. Sappiamo, cioè, se la TBM attraversa calcareniti o sabbie, ed a che altezza del fronte di scavo esse si trovano. Si può inoltre verificare la distanza dalla preesistente galleria Malaspina (futura pari, direzione Palermo Centrale), che si trova proprio sopra di noi, a meno di un diametro di distanza! Tra estradosso della nuova galleria ed arco rovescio della Malaspina, infatti, la distanza si mantiene intorno ai 6 metri.

Il controllo della macchina è possibile tramite dei sensori laser posizionati lungo il percorso della galleria, i cui dati sono poi rilevati ed elaborati dal computer di bordo. Il sistema di controllo dell’andamento topografico della macchina è solo un aspetto del lavoro svolto in cabina; qui si controlla anche l’andamento della pressione in tutti i sottosistemi, a partire da quella presente nella camera di scavo: al momento della visita, la pressione al suo interno è di 1,73 bar, ovvero quasi il doppio di quella atmosferica. Quanto basta per garantire il sostegno del fronte di scavo ed evitare qualsiasi movimento nell’ammasso circostante, che potrebbe interessare il soprassuolo e la galleria Malaspina.  Si mantiene inoltre un contrasto costante alla pressione dell’acqua di falda, impedendo che la stessa penetri nella camera di scavo.

I controlli riguardano anche la coclea che preleva lo smarino dalla camera di scavo e lo depone sul nastro trasportatore: un altro sottosistema critico da controllare accuratamente. Si pensi infatti che la velocità di rotazione di questa vite senza fine, determinando la quantità di materiale fuoriuscito, ha ripercussioni sulla pressione presente all’interno della camera di scavo, garantita proprio dallo smarino stesso.

Allo stesso modo trovano qui controllo i 19 motori pneumatici che fanno ruotare la fresa ed i martinetti idraulici. Questi ultimi non operano sempre alla stessa pressione: è infatti necessario, nel caso si intenda percorrere una curva nell’andamento della galleria, far girare la testa fresante e l’intero scudo sull’asse verticale. Ciò può essere reso possibile solo attraverso una diversa pressione applicata ai martinetti, premendo di più sul lato esterno della curva e di meno al suo interno. La stessa cosa avviene se si intende cambiare l’andamento altimetrico dell’opera, ovvero la “livelletta” seguita, facendo ruotare, in questo caso, lo scudo sull’asse orizzontale.

Conclusioni
Giunti al termine della nostra visita, ci rechiamo al’esterno, in compagnia dei tecnici che ci hanno condotto con la cortesia e pazienza di consumati ciceroni in questo viaggio non solo nella galleria in costruzione ma anche nella più avanzata frontiera della geotecnica applicata. Mentre il nostro furgoncino, questa volta viaggiando in avanti, ci conduce verso l’imbocco, non possiamo far altro che pensare alla straordinaria capacità dell’uomo di servirsi della propria conoscenza per rendere oggi possibile quello che un tempo non lo era. O, se lo era, richiedeva coraggio, fatica, e spessissimo vite umane.

Il cantiere di Marisol garantisce non solo una produzione mai vista prima, raggiungendo anche i 20 metri di scavo al giorno, ma permette di ottenere tutto ciò in condizioni di sicurezza e salubrità per tutti gli operatori coinvolti. Nessun pericolo può correre, infatti, chi lavora all’interno di una macchina dove, letteralmente, è impossibile entrare in contatto con il terreno appena scavato. In nessun momento delle operazioni di scavo l’operatore lavora senza protezione da possibili smottamenti o rilasci, come avveniva fino a pochissimi anni fa. E persino dietro la parte più critica in questo tipo di lavori, ovvero il fronte di scavo, ci si trova in presenza di un rivestimento che non sia quello che vedremo in opera a galleria in esercizio, quindi al massimo della sicurezza possibile.

Ciò dimostra che, oggi, è possibile lavorare in maniera rapida ed efficiente senza rinunciare alle condizioni di sicurezza che la legge impone. Che tutto ciò avvenga a Palermo, non può far altro che renderci orgogliosi e fiduciosi nel futuro, consapevoli che anche dalle nostre parti si può fare, e fare bene.

Ringraziamo per la rara cortesia e disponibilità quanti in Italferr, RFI, SIS, hanno permesso di descrivere a chi segue questo spazio web, e quindi l’Associazione, quello che accade 25 metri sotto il suolo di Palermo, nel cantiere della più grande e importante opera ferroviaria in costruzione di tutto il meridione d’Italia.

Roberto Di Maria

Nella foto di copertina il quadro principale di comando della TBM Marisol. In galleria tutte le immagini dei tre capotoli.
Palermo, 00 aprile 2018 | Foto, Roberto Di Maria

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