Rifacimento della soletta di ventilazione
INTRODUZIONE
Il tunnel stradale del Gran San Bernardo, lungo 6 km, è stato costruito nel 1964. Una soletta divide la viabilità dal condotto di ventilazione superiore. Tale soletta necessita oggi di un importante intervento di ristrutturazione per tutta la sua lunghezza. È stato quindi intrapreso un progetto per sostituire questa componente dell’infrastruttura mantenendo il tunnel in esercizio. I lavori sono iniziati nel 2023. Per la sostituzione della soletta vengono impiegati dei carriponte, garantendo al contempo la circolazione del traffico leggero attraverso il cantiere. Il lavoro viene eseguito per sezioni di 16 metri ogni notte. Questi carriponte vengono rimossi dal tunnel ogni giorno per consentire il passaggio dei veicoli pesanti.
1 Il contesto del traforo
Il tunnel stradale del Gran San Bernardo collega la Svizzera all’Italia. Aperto al traffico nel 1964, è un tunnel bidirezionale a singola canna lungo 5.798 metri. Nel corso degli anni, il traffico attraverso il tunnel è cresciuto, raggiungendo un picco di 850.000 veicoli nel 2022. Si tratta principalmente di traffico turistico dalla Svizzera all’Italia, ma anche di traffico commerciale, considerata la posizione di confine. Inoltre, fornisce un parziale alleggerimento del collegamento del Traforo del Monte Bianco. La società Tunnel du Grand-Saint-Bernard SA (TGSB) detiene la concessione per metà del tunnel sul lato svizzero, mentre la società italiana Sitrasb SpA detiene la concessione per il lato italiano. La SISEX SA è responsabile del funzionamento e della gestione unica del tunnel, in conformità con la Direttiva europea 2004/54/CE. Il capitale sociale di quest’ultima società è detenuto in parti uguali da TGSB SA e Sitrasb SpA.
2 Dati tecnici
- 2.1 Infrastruttura principale
Il tunnel del Gran San Bernardo è stato scavato con gli esplosivi. Il suo rivestimento è costituito da un anello di calcestruzzo di 30-50 cm di spessore, senza alcun sistema di impermeabilizzazione.
La roccia circostante è in gran parte gneiss massiccio, ad eccezione di una zona del Carbonifero nei pressi dell’imbocco sud.
- 2.2 Ventilazione
Il sistema di ventilazione trasversale prevede uno spazio per l’estrazione dei fumi in calotta e 83 botole per l’estrazione dei fumi in grado di controllare l’aspirazione tra la galleria e tale condotto costituito da una soletta di separazione in cemento armato di spessore compreso tra i 12 e i 16 cm sul lato svizzero e da travi in cemento armato precompresso e solaio in laterocemento lungo il lato italiano.
Nella zona del Carbonifero, soggetta ad alcuni movimenti, la soletta di ventilazione è stata successivamente sostituita da una soletta mista. Le 3 unità di estrazione dei fumi sono situate a ogni imbocco e al centro della galleria. Due serie di acceleratori sono utilizzati per ventilare la galleria durante il normale esercizio. Possono anche essere utilizzati per gestire l’evacuazione dei fumi in caso di incendio.
- 2.3 Strutture accessorie
Nel 2020 è stata messa in servizio una galleria di sicurezza parallela al tunnel principale. In caso di incidente grave, questa galleria offre agli utenti una via di fuga attraverso 11 corridoi di collegamento con la canna principale, distanziati di 500 m l’uno dall’altro. Questa galleria di sicurezza è sottoposta a una sovrapressione permanente per evitare che il fumo vi entri in caso di incendio. In una camera adiacente alla galleria è installata una centrale idroelettrica da 1.400 kW. Questa copre il consumo necessario per il funzionamento della galleria e delle sue strutture collaterali. La centrale è alimentata da una diga di 14.000 m3 , che serve anche come riserva antincendio.
3 Problematiche
Il 21 settembre 2017, si è improvvisamente verificato il cedimento di un travetto precompresso che costituisce la soletta intermedia del tunnel, che ha portato alla chiusura della galleria. Le ispezioni approfondite hanno evidenziato la probabile fragilità di questi elementi. Sebbene non facciano parte della struttura stessa della galleria, queste travi, situate sopra la carreggiata, hanno dovuto essere temporaneamente assicurate da elementi metallici sostenuti da tiranti. Questo lavoro ha permesso di riaprire il tunnel al traffico dopo 3 mesi. In seguito a questo evento, è stato avviato un progetto di rifacimento della soletta intermedia, in quanto anche la sezione in cemento armato mostrava segni di invecchiamento. Inoltre, l’intera soletta intermedia non soddisfa gli attuali standard di resistenza al fuoco per questo tipo di struttura (EI 120 nel nostro caso).
4 Alternative progettuali
Nel 2019 è stato avviato uno studio delle soluzioni alternative. Il sistema di ventilazione totale/estrazione dei fumi dell’infrastruttura è stato rivisto, così come i sistemi antincendio, con riferimento alle tecnologie più recenti. In questa fase sono state studiate e valutate 4 alternative:
Demolizione della soletta ed estrazione massiva dei fumi
Demolizione della soletta, estrazione massiva dei fumi e raddoppio dei percorsi di evacuazione verso la galleria di sicurezza
Demolizione della soletta, estrazione massiva dei fumi e sistema di watermist
Sostituzione della soletta esistente
Queste 4 varianti sono state sottoposte a una dettagliata analisi multicriteriale, che ha tenuto conto in particolare della sicurezza finale, della tecnologia, dell’implementazione e dei costi, con una diversa ponderazione di questi fattori. In sintesi, l’attuale sistema di estrazione dei fumi funziona perfettamente. Inoltre, l’estrazione massiva non soddisfa i criteri di sicurezza, il raddoppio delle vie di fuga è complesso dal punto di vista della stabilità del materiale roccioso e la soluzione di aspersione presenta costi elevati in quota. La soluzione scelta è stata quindi quella di sostituire la soletta esistente.
5 Progetto preliminare e definitivo
- 5.1 Requisiti richiesti dal Committente
Mantenimento dell’attuale sezione del condotto di ventilazione
Rispetto dell’attuale sezione stradale (h=4,30 m)
Nessuna interruzione del traffico
Nuova soletta conforme ai requisiti di alta resistenza al fuoco (EI120), calcolata secondo le curve di incendio ISO 834, HC (idrocarburi), HCM (idrocarburi modificati) e RWS.
Calcestruzzo di classe XC2-XD1
Integrazione di un sistema di impermeabilizzazione per raccogliere l’acqua proveniente dalla calotta
Lavori durante i periodi di minor traffico, cioè da ottobre a marzo
- 5.2 Incarichi
Lo studio di ingegneria FABER di Aosta (IT) è stato incaricato di redigere il progetto preliminare e definitivo. Trattandosi di un progetto binazionale, soggetto alle norme più restrittive, FABER è stato supportato dallo studio PRA di Sion per garantire la compatibilità delle norme dei due Paesi. Va notato che lo studio FABER ha proposto in tempi brevi soluzioni innovative, che hanno permesso di rispettare i vincoli restrittivi imposti.
- 5.3 La nuova struttura
Per soddisfare i nuovi requisiti di cui sopra, è stata proposta una soletta di 25 cm. Poiché l’altezza della parte inferiore della soletta è dettata dalla sezione stradale, lo spessore aggiuntivo rispetto alla soletta esistente doveva essere ricavato a spese della sezione trasversale del condotto di ventilazione. Per garantire il rispetto delle condizioni di aspirazione è stato necessario un controllo aeraulico della sezione residua del condotto di ventilazione. La soletta è fissata mediante ancoraggi inseriti nell’anello esistente. Le barre di acciaio inox sigillate assorbono le sollecitazioni e permettono alla soletta di funzionare al pari di un’unica trave trasversale.
- 5.4 Monitoring
Per controllare eventuali sforzi nella nuova soletta, ogni 100 m, o eventualmente di più in alcune sezioni, verrà integrato un monitoraggio a fibre ottiche nella nuova soletta. Le misure raccolte saranno integrate nel sistema di gestione e monitoraggio della galleria.
- 5.5 Fasi di lavoro
La legislazione vieta il traffico di mezzi pesanti sulla tratta Svizzera-Italia dalle 22.00 alle 06.00. A causa di questa restrizione, è possibile lavorare con i carriponte nel tunnel durante questo periodo senza interrompere il traffico leggero. È stato quindi sviluppato un concetto di carrello a portale, che lascia una sezione libera di 3,20 m di altezza su una corsia. Questi carrelli devono uscire dalla galleria durante il giorno per consentire il transito dei mezzi pesanti. È stato quindi elaborato un programma di lavoro che prevede una finestra giornaliera dalle 22.00 alle 06.00 per l’esecuzione di questi lavori. Un’analisi del traffico ha inoltre dimostrato che i lavori possono essere eseguiti nel periodo di minor transito, da fine settembre a inizio aprile (periodo pasquale). Il cantiere deve quindi tenere conto di questi periodi. Va notato che il traffico leggero dei veicoli di altezza superiore a 3,20 m sarà impedito in questi periodi. Si tratta di alcuni autobus turistici e di alcuni furgoni da 3,5 T. Questi utenti, per lo più noti, vengono avvertiti dei lavori in modo che possano adottare opportune scelte alternative di traccciato o di orario.
- 5.6 Demolizione della soletta esistente
Un carrello è dedicato alla demolizione della soletta esistente. La rimozione avviene per taglio del calcestruzzo ora in opera.
- 5.7 Progettazione della nuova soletta
Dati i vincoli di cui sopra, la nuova soletta dovrà essere collocata nella sua posizione finale dopo ogni giornata di lavoro, in modo da poter rimuovere i carrelli, garantendo la continuità della soletta. Il normale funzionamento diurno della galleria impone il ripristino del sistema di ventilazione. Per risolvere questo problema, l’appaltatore ha ideato una soluzione che prevede la realizzazione di lastre prefabbricate, tenute in posizione mediante tiranti temporanei. La nuova sezione sarà ancorata all’anello esistente man mano che i lavori procedono. Questa operazione giornaliera è poi completata da una fase di getto di calcestruzzo per ottenere lo spessore della soletta desiderato e il collegamento degli ancoraggi ai bordi. Questa soluzione consente di rimuovere i carrelli di montaggio senza attendere l’ avvenuta maturazione del calcestruzzo.
- 5.8 Impianto di cantiere
La conformazione delle piattaforme di imbocco e le superfici disponibili hanno reso necessario l’impianto di cantiere sul lato svizzero del Tunnel. Questo posizionamento ad un estemo dell’opera comporta un allungamento dei tempi di spostamento dei carrelli sulle ultime sezioni di intervento (lato Italia).
- 5.9 Studio del planning di cantiere
Particolare attenzione è stata rivolta alla pianificazione, già in fase di progettazione definitiva. L’obiettivo era verificare la fattibilità del progetto in termini di tempo prima di indire una gara d’appalto. L’appaltatore ha dovuto effettuare uno studio dettagliato di tutte le fasi del progetto, per poter concludere che la soluzione proposta fosse fattibile. Il risultato è stato positivo, con avanzamenti di 14 m al giorno. Considerati i giorni a disposizione, è possibile pianificare 4 stagioni invernali per completare il progetto.
- 5.10 Interazioni con l’esercizio
Durante i lavori si cerca di ridurre al minimo l’ impatto con l’operatività del tunnel, che rimarrà in servizio. Le botole per l’estrazione dei fumi, risalenti al 2017, saranno rimosse e reinstallate man mano che i lavori procedono. Le serrande girevoli al centro del tunnel, che possono essere utilizzate per controllare l’aspirazione in entrambe le direzioni, saranno sostituite da pareti con saracinesche. Lo studio LAMI di Martigny si è aggiudicato la commessa di elettromeccanica per questa parte del progetto. Per la ventilazione, è stato assegnato un incarico di progetto a SINA (IT) e alo studio Lombardi (CH) per l’esecuzione e la direzione dei lavori.
6 Procedura di validazione del progetto
Il tunnel del Gran San Bernardo è sottoposto ad un’autorità binazionale, la Commissione mista, come previsto dalla Direttiva europea 2004/54/CE. Questa Commissione ha nominato un comitato tecnico binazionale composto da 8 membri. Il progetto finale di rifacimento della soletta di ventilazione è stato quindi presentato a questa commissione il 18.06.2021, che ha espresso un parere positivo.
7 Procedura di appalto per le opere di ingegneria civile
Durante lo sviluppo del progetto definitivo, il committente ha valutato il tipo di procedura da utilizzare. Date le particolarità e i vincoli di questo progetto, l’idea di una gara d’appalto integrale è stata la scelta più ovvia. Infatti, l’avanzamento di questo progetto dipende in larga misura dal metodo di esecuzione. I requisiti del committente erano chiaramente definiti, così come i vincoli. Lo studio T-Groupe Genève è stato selezionato per redigere il disciplinare della gara d’appalto.
Questa gara d’appalto internazionale, con procedura aperta, è stata condotta dalla società svizzera Tunnel du Grand-Saint-Bernard SA, in qualità di Committente del progetto delegato dalle due società concessionarie. Il bando di gara segue pertanto la procedura prevista dalla legge svizzera.
Data di pubblicazione: 6 maggio 2022
Restituzione delle offerte: 30 settembre 2022 (4 offerte ammissibili ricevute)
Aggiudicazione: 15.12.2022 al consorzio PraderLosinger SA Sion-Cogeis Quincinetto (I)- Walpen AG Visp
8 Opere di ingegneria civile
Il consorzio selezionato ha sostanzialmente rispettato il progetto definitivo ed è responsabile del progetto esecutivo. Poiché la metodologia rimane invariata, non è necessaria un’ulteriore convalida da parte dell’autorità di vigilanza. I lavori sono iniziati nei tempi previsti. L’installazione esterna del cantiere è avvenuta nell’estate del 2023 e i primi lavori in galleria nell’ottobre dello stesso anno. Le lastre prefabbricate sono state trasportate da un impianto di produzione e il calcestruzzo gettato in cantiere è stato prodotto da un impianto di betonaggio certificato.
Dopo una fase di avvio, i lavori hanno raggiunto il ritmo industriale nel febbraio 2024. In considerazione dell’organizzazione del cantiere e dell’esperienza acquisita, il Gestore del tunnel ha deciso di estendere i periodi di lavoro oltre le fasi previste dal calendario stagionale. Nel settembre 2024, il cantiere ha raggiunto un totale di 1.000 m e il primo allargamento è stato parzialmente completato.
9 Opere di elettromeccanica e ventilazione
Con l’avanzamento dei lavori di ingegneria civile, le botole di evacuazione dei fumi saranno rimosse, revisionate e sostituite dalle squadre di manutenzione interne.
I passacavi in calotta vengono sostituiti, così come le serrande, che saranno sostituiti da elementi di chiusura a serracinesca.
Cliente
Tunnel du Grand-Saint-Bernard SA, Bourg-Saint-Pierre, Sitrasb SpA Aosta
Principali appaltatori
- FABER Aosta, progetto definitivo delle opere di ingegneria civile
- LAMI SA Martigny, projet definitivo dell’elettromeccanica
- SINA SpA Milano, projet definitivo della ventilazione, Lombardi SA Giubiasco, progetto esecutivo e direzione dei lavori di ventilazione
- T-Groupe Genève, redazione del disciplinare di gara dei lavori di ingegneria civile
- Karakas&Français SA, Martigny, esperti in materia ambientale
- BG Lausanne, analisi dei rischi di cantiere
Esecuzione
Consorzio Prader Losinger Sion-Cogeis Quincinetto (IT)-Walpen AG Visp, appaltatore globale delle opere di ingegneria civile
Cifre
Durata dei lavori: 2023-2027
Costo generale: 52 milioni di CHF (intervento complessivo)
