Progressi nel tunneling e nello scavo sotterraneo mediante Drill & Blast

Jumbo a braccio multiplo

Qui negli Stati Uniti eravamo soliti riferirci allo scavo di tunnel con perforazione ed esplosione come tunneling "convenzionale", che immagino lasci il tunneling con TBM o altri mezzi meccanizzati essere definito "non convenzionale". Tuttavia, con l'evoluzione della tecnologia delle TBM, diventa sempre più raro eseguire lo scavo mediante perforazione ed esplosione e come tale potremmo pensare di invertire l'espressione e iniziare a riferirci allo scavo mediante perforazione ed esplosione come "non convenzionale" "tunneling.

Il tunneling mediante perforazione ed esplosione è ancora il metodo più comune nel settore minerario sotterraneo, mentre il tunneling per progetti infrastrutturali sta diventando sempre più il tunneling meccanizzato mediante TBM o altri metodi. Tuttavia, in gallerie corte, per sezioni trasversali di grandi dimensioni, costruzione di caverne, incroci, passaggi trasversali, pozzi, condotte forzate, ecc., Drill and Blast è spesso l'unico metodo possibile. Con Drill and Blast abbiamo anche la possibilità di essere più flessibili nell'adottare profili variabili rispetto a un tunnel TBM che fornisce sempre una sezione trasversale circolare, soprattutto per i tunnel autostradali, risultando con molto scavo eccessivo rispetto alla sezione trasversale effettiva necessaria.

Nei paesi nordici, dove la formazione geologica delle costruzioni sotterranee è spesso in solido granito duro e gneiss, che si presta all'estrazione mediante perforazione ed esplosione in modo molto efficiente ed economico. Ad esempio, il sistema metropolitano di Stoccolma è tipicamente costituito da una superficie di roccia esposta costruita utilizzando Drill and Blast e spruzzata con calcestruzzo spruzzato come rivestimento finale senza alcun rivestimento gettato in opera.

Attualmente è in costruzione il progetto di AECOM, la tangenziale di Stoccolma che consiste di 21 km (13 miglia) di autostrada di cui 18 km (11 miglia) sotterranei sotto l'arcipelago occidentale di Stoccolma, vedere Fig. 1. Questi tunnel hanno sezioni trasversali variabili, per ospitare tre corsie in ciascuna direzione e si stanno costruendo rampe di accesso e uscita che si collegano alla superficie utilizzando la tecnica Drill and Blast. Questo tipo di progetti è ancora competitivo come Drill and Blast a causa della buona geologia e della necessità di una sezione trasversale variabile per soddisfare i requisiti di spazio. Per questo progetto sono state sviluppate diverse rampe di accesso per dividere i lunghi tunnel principali in più sezioni, riducendo così il tempo complessivo di scavo del tunnel. Il supporto iniziale del tunnel è costituito da bulloni da roccia e calcestruzzo proiettato da 4 pollici e il rivestimento finale è costituito da membrana impermeabilizzante e calcestruzzo proiettato da 4 pollici sospeso da bulloni distanziati di circa 4 x 4 piedi, installato a 1 piede dalla superficie rocciosa rivestita di calcestruzzo proiettato, funge da barriera contro l'acqua e il gelo isolamento.

Circonvallazione di Stoccolma

La Norvegia è ancora più estrema quando si tratta di scavare tunnel con Drill and Blast e nel corso degli anni ha perfezionato i metodi Drill and Blast alla perfezione. Con la topografia molto montuosa della Norvegia e i fiordi molto lunghi che tagliano il terreno, la necessità di tunnel sotto i fiordi sia per l'autostrada che per la ferrovia è di grande importanza e può ridurre considerevolmente i tempi di viaggio. La Norvegia ha più di 1000 tunnel stradali, il numero più alto al mondo. Inoltre, la Norvegia è anche sede di innumerevoli centrali idroelettriche con tunnel e pozzi forzati costruiti da Drill and Blast. Durante il periodo dal 2015 al 2018, nella sola Norvegia, ci sono stati circa 5,5 milioni di anni fa di scavi rocciosi sotterranei da parte di Drill and Blast. I paesi nordici hanno perfezionato la tecnica del Drill and Blast e ne hanno esplorato le tecnologie e lo stato dell'arte in tutto il mondo. Inoltre, nell'Europa centrale, soprattutto nei paesi alpini, il metodo Drill and Blast è ancora un metodo competitivo nello scavo di tunnel, nonostante la lunga lunghezza dei tunnel. La differenza principale rispetto ai tunnel nordici è che la maggior parte dei tunnel alpini ha un rivestimento finale in calcestruzzo gettato in opera.

Nel nord-est degli Stati Uniti e nelle regioni delle Montagne Rocciose ci sono condizioni simili a quelle dei paesi nordici con roccia dura e competente che consente l'uso economico di Drill and Blast. Alcuni esempi includono la metropolitana di New York, il tunnel Eisenhower in Colorado e il tunnel Mt McDonald nelle Montagne Rocciose canadesi