Politecnico di Torino
Politecnico di Torino
   
Login  
en
Politecnico di Torino
Anno Accademico 2007/08
01ALOGD
Costruzione di gallerie
Corso di L. Specialistica in Ingegneria Per L'Ambiente E Il Territorio - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Anni incarico
Peila Daniele ORARIO RICEVIMENTO AC ING-IND/28 63 21 0 9
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/28 7.5 B - Caratterizzanti Ingegneria per l'ambiente e il territorio
Obiettivi dell'insegnamento
Il corso si propone di fornire le nozioni indispensabili sui principali aspetti tecnici e progettuali relativi alla costruzione di gallerie, facendo riferimento ai problemi di abbattimento e scavo della massa rocciosa con esplosivo e macchine (puntuali o a piena sezione), di stabilità delle opere, di messa in opera, di scelta e di calcolo dei rivestimenti di prima fase e definitivi, nonché ai connessi e specifici problemi operativi.
Nel corso si tratta in dettaglio della progettazione delle gallerie e della verifica dei progetti in corso d'opera al fine di realizzare le opere nelle prescritte condizioni di sicurezza sia del cantiere sia delle aree circostanti e della superficie.
Attraversi i principi di meccanica e di ingegneria delle rocce vengono sviluppate le problematiche di stabilità degli scavi ed i relativi sistemi di calcolo nonché vengono illustrati i mezzi di stabilizzazione, consolidamento dei terreni e sostegno e i relativi dimensionamenti strutturali.
Vengono richiamati ed analizzati i sistemi di abbattimento (con esplosivo e con macchine puntuali ed a piena sezione), i metodi di costruzione e l'organizzazione delle operazioni di scavo mettendo in evidenza le connessioni tra scavo e stabilizzazione con riferimento alla luce libera e al tempo di autoportanza, al ritardo di posa dei sostegni rispetto allo scavo e quindi sviluppando le soluzioni ingegneristiche in un contesto tridimensionale e di attività costruttiva che deve essenzialmente svolgersi al fronte.
Stante l'eterogeneità litologica e strutturale delle masse rocciose e la variabilità del loro comportamento geomeccanico sotto coperture di diverse entità, vengono analizzati i criteri e i gli strumenti di monitoraggio al fine di verificare in corso d'opera le scelte progettuali o di adeguare il progetto alle reali situazioni 'geo' incontrate.
Un particolare rilievo viene dato all'uso di macchine di scavo TBM e microtunnelling per lo stavo di gallerie a piena sezione

Il corso si svolge mediante lezioni frontali ed esercitazioni in aula, sono anche previste eventuali visite a cantieri sotterranei.
Parte del corso (2 crediti) sarà tenuto in lingua inglese con l'ausilio di presentazioni Power Point.
Competenze attese
Capacità di analizzare problemi multidisciplinari relative allo scavo e progettazione di gallerie
Capacità di seguire un discorso tecnico in Lingua Inglese.
Capacità di scrivere una relazione tecnica.
Prerequisiti
Fondamenti di geotecnica, di meccanica delle rocce, di geologia applicata, di scienza delle costruzioni, ti tecniche di scavo e di consolidamento di rocce e terreni .
Programma
Progettazione della gallerie: analisi dei punti chiave.
Classificazione delle gallerie. Forma e sezione in rapporto alla loro finalità ed alla stabilità (richiami).
Problemi geologici nello scavo di gallerie (richiami).
Dati ricavabili dalle relazioni geologiche. Ampliamento delle informazioni disponibili mediante sondaggi, scavo di cunicoli, prove geotecniche in sito.
Costruzione del profilo geomeccanico e geoidrologico lungo il tracciato (richiami).
1 credito)

Il concetto delle curve caratteristiche ed la sua applicazione al dimensionamento dei sostegni delle gallerie.
Scavo a sezione piena ed a sezione parzializzata.
La stabilizzazione del fronte di scavo nello scavo convenzionale e utilizzando le macchine a piena sezione.
Il calcolo della contropressione attiva al fronte.
I consolidamenti per lo scavo delle gallerie: aspetti costruttivi e funzionali.
(1 credito)

Scavo in rocce coerenti con esplosivo, organizzazione del cantiere e problematiche realizzative (richiami)
Scavo con macchine ad attacco puntuale (frese puntuali/roadheader; demolitori ad alta energia d'urto)

Scavo integrale (a piena sezione) in roccia con macchine: TBM (Tunnel Boring Machine); interazione macchina-roccia; il ciclo di lavoro. Condizioni limite per lo scavo con TBM.
(1 credito)

Scavo integrale (a piena sezione) in terreni incoerenti ed acquiferi con macchine: Scudi aperti; scudi con aria compressa, Slurry Shield, Mixed Shield, Earth Pressure Balance Shield.
Gestione delle macchine ed il controllo della stabilità del fronte.
(1 credito)

Applicazione dei metodi di scavo meccanizzato allo scavo di piccole gallerie in ambito metropolitano: microtunnelling. Dimensionamento della stazione di spinta e scelta della macchina.
1 credito)

Elementi tecnologici e di calcolo dei sostegni di prima fase.
Scelta e dimensionamento dei sostegni (centine, calcestruzzo proiettato, bullonature, chiodature) mediante modelli analitici e/o numerici.
Modelli e principi di calcolo dei rivestimenti definitivi. Problemi costruttivi, casseforme.
Dimensionamento dei conci prefabbricati per gallerie scavate con scudo.
Cenni sulle tecniche di completamento delle gallerie.
Cenni ai monitoraggi in galleria: criteri e strumenti di monitoraggio per la validazione in corso d'opera delle scelte progettuali o di adeguare il progetto alle reali situazioni 'geo' incontrate.
1 credito)

Programma: informazioni integrative
BIBLIOGRAFIA

a) Testo di riferimento per il corso:
N. Innaurato, Costruzione di Gallerie, Politeko, Vol. 1 e 2
Materiale didattico specifico costituito da articoli tecnici, relazioni tecniche e le presentazioni Power Point usate a lezione saranno rese disponibili mediante il portale della didattica o saranno distribuite durante il corso.

b) Per approfondimenti ed ulteriore consultazione:
- B. Maidl, M. Herrenknecht, L. Anheuser, Mechanized Shield Tunnelling, Ernst & Sons, 1996
- D. Stein, K. Mollers, R. Bielecki, Microtunnelling, Ernst & Sons, 1989
- AAVV (1997) Manual de Tuneles y obras subterraneas, (ed. Lopez Jimeno), Entorno Grafico, Madrid
- Whittaker B.N. e Frith R.C. (1990) Tunnelling - Design, Stability and Construction. IMM, London


CONTROLLO DELL'APPRENDIMENTO E MODALITÀ D'ESAME

L'esame è orale in tutti gli appelli dell'Anno Accademico.
Gli esami orali consistono in due o tre domande poste ad ogni candidato, sviluppate attraverso la discussione o lo svolgimento di brevi calcoli.
Una settimana prima dell'esame deve essere consegnato al docente il documento contenete lo svolgimento delle esercitazioni. La valutazione di questo documento costituisce parte integrante dell'esame.
Laboratori e/o esercitazioni
1 - Analisi di relazioni geologiche e geotecniche.
2 - Calcolo del piano di tiro per l'abbattimento in gallerie
3 ' Dimensionamento di una campata di infilaggi.
4 ' Calcolo di sostegni di prima fase e definitivi.
5 - Scelta di una TBM per lo scavo di una galleria in roccia.
6 - Calcolo del circuito di smarino idraulico per uno Slurry Shield.
(1.5 crediti)

Visite tecniche
Compatibilmente con le disponibilità dei cantieri durante il corso saranno organizzate 1 o 2 visite tecniche a cantieri di costruzione di gallerie.
Gli studenti dovranno redigere una breve relazione della visita. Questa relazione sarà allegata alle esercitazioni.
Potranno essere organizzati brevi seminari tenuti da docenti provenienti dalle imprese e dalle grandi committenti su temi specifici.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2005/06
Indietro



© Politecnico di Torino
Corso Duca degli Abruzzi, 24 - 10129 Torino, ITALY
WCAG 2.0 (Level AA)
Contatti