Il corso si propone di fornire le nozioni di base sui principali aspetti tecnici 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 e di scelta dei sostegni di prima fase e definitivi, nonché ai connessi e specifici problemi operativi ed ambientali.
Il corso si svolge mediante lezioni frontali ed esercitazioni in aula, sono anche previste eventuali visite a cantieri sotterranei.

Capacità di analizzare problemi multidisciplinari che richiedono l'uso delle competenze sviluppate nei corsi di di geologia applicata, di geotecnica e di scienza delle costruzioni.

Fondamenti di geotecnica e geologia applicata.

Richiami ed analisi delle variazioni dello stato pensionale naturale nella masse rocciose e delle conseguenti deformazioni indotte dallo scavo di una galleria, in diverse condizioni geotecniche (tipi di terreno, profondità, presenza d'acqua)
Classificazione delle gallerie. Forma e sezione in rapporto alla loro finalità ed alla stabilità. Problemi inerenti al tracciato.
Il significato dei profili geomeccanico e geoidrologico di previsione lungo il tracciato.
Richiami alle classificazioni tecniche degli ammassi rocciosi.
(1 credito)

Le condizioni di stabilità al fronte (luce libera e tempo di autoportanza) e le implicazioni con i metodi e le tecniche di scavo e costruzione delle gallerie.
Lo scavo convenzionale o ciclico e lo scavo meccanizzato integrale o continuo.
(1 credito)

Scavo in rocce coerenti con esplosivo.
Scavo con macchine ad attacco puntuale.
Scavo integrale (a piena sezione) in roccia con macchine: TBM (Tunnel Boring Machine)
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.
(1 credito)

Elementi tecnologici dei sostegni di prima fase (centine, calcestruzzo proiettato, bullonature, chiodature)
Rivestimenti definitivi e conci prefabbricati (cenni).
(1 credito)

Rapporti tra galleria ed ambiente (interferenze con gli acquiferi, discarica del marino, rumori, vibrazioni, polveri). Gli imbocchi delle gallerie.
(0.5 crediti)

Impianti per i cantieri di scavo: trasporto del marino (su strada, su rotaia, mediante nastro); ventilazione; eduzione delle acque; distribuzione dell'energia.
(3.5 crediti)


BIBLIOGRAFIA

a) Testo di riferimento per il corso:
Materiale didattico specifico costituito da articoli tecnici e brevi dispense sarà reso disponibile mediante il portale della didattica o sarà distribuita 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
- N. Innaurato, Costruzione di Gallerie, Politeko, Vol. 1 e 2


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 contenente lo svolgimento delle esercitazioni. La valutazione di questo documento costituisce parte integrante dell'esame.

1 - Calcolo di una bullonatura puntuale per contenere il distacco di blocchi dalla calotta di una galleria
2 - Analisi di una prestazione di una TBM in roccia
3 - Calcolo di un impianto di ventilazione per una galleria scavata con esplosivo
4 - Calcolo di un trasporto a nastro
(2 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.
Potranno essere organizzati brevi seminari tenuti da docenti provenienti dalle imprese e dalle grandi committenti su temi specifici.