Le infrastrutture stradali realizzate fino agli anni 80 sono caratterizzate dalla loro estrema flessibilità plano-altimetrica circa l’adattamento al territorio; ciò ha permesso di limitare l’impiego di gallerie ai casi in cui la morfologia del terreno non permetteva altra soluzione. Le gallerie presentavano di conseguenza il minor sviluppo longitudinale possibile ed anche la loro piattaforma era caratterizzata da una geometria ridotta rispetto alla sezione stradale all’aperto.

 Questo approccio alla progettazione stradale si ravvisava nelle norme CNR 80 le quali permettevano di eliminare la corsia di emergenza e/o di ridurre la banchina; per cui l’indirizzo progettuale uniformemente diffuso era figlio di una “normativa tecnica” che considerava come “singolare”, in ambito stradale, il ricorso alle gallerie.

La necessità di infrastrutture più veloci e sicure ha determinato un mutato approccio progettuale delle vie di comunicazione stradali ed autostradali con tracciati maggiormente lineari e migliori dotazioni di sicurezza. L’inserimento di gallerie nei tracciati viari non è più, quindi, un evento “eccezionale”, ma rappresenta una risposta moderna e affidabile alla richiesta di infrastrutture stradali e ai continui aumenti dei volumi di traffico.

Le recenti normative e la crescente attenzione all’impatto ambientale impongono,inoltre, sia in fase di pianificazione e progettazione che, poi, nella fase di realizzazione delle nuove infrastrutture stradali, soluzioni mirate ad una piena integrazione con il contesto preesistente.

La galleria è un’opera in grado di soddisfare non solo le esigenze di inserimento ambientale, ma è in grado di migliorare una viabilità complessa e spesso obsoleta, attraverso le funzioni peculiari che è in grado di svolgere all’interno della rete:

• Ridotto impatto paesaggistico-ambientale (visivo, acustico...).
• Enucleazione dei centri abitati dai tracciati stradali della rete principale, con benefici sulla congestione dei nodi di traffico.
• Accorciamento dei percorsi di traffico, con benefici sulla velocità dei collegamenti e sul costo del trasporto.

Sulla base di queste esigenze sono intervenuti negli ultimi anni importanti mutamenti del quadro normativo, che hanno determinato cambiamenti sia nella definizione delle geometrie che nelle dotazioni di sicurezza. Nello specifico le norme che maggiormente sottolineano questi cambiamenti sono:

• D.M. 5.11.2001: “Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle strade”
• Dlgs 264 5.10.2006 : “Attuazione della direttiva 2004/54/CE in materia di sicurezza per le gallerie della rete stradale transeuropea”

Per la progettazione di infrastrutture stradali l’entrata in vigore delle “Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle strade” D.M. 5.11.2001, rappresenta lo spartiacque tra due diverse concezioni progettuali; le principali conseguenze sulle opere in sotterraneo si possono così sintetizzare:

• Miglioramento degli standard di sicurezza;
• Adattabilità del tracciato al territorio subordinata al pieno rispetto dei criteri geometrico- dinamici; la necessità di permettere maggiori velocità di percorrenza nei collegamenti stradali determina inoltre dei tracciati maggiormente lineari con un progressivo abbassamento delle livellette stradali. Da questo si determina che nelle nuove progettazioni aumenta il numero di gallerie ed il loro sviluppo longitudinale;
• Incremento delle dimensioni trasversali delle gallerie naturali per il mantenimento della sezione stradale in galleria;

Ulteriori eventuali allargamenti dovuti alle accresciute problematiche di visibilità in curva in seguito al mutato criterio di attribuzione delle velocità di progetto sugli elementi circolari che rispetto alla normativa CNR risultano incrementate; Antonio Valente anas

• Maggiore attenzione alle problematiche ambientali attraverso la limitazione delle pendenze longitudinali in galleria;

Il D.M. 05.11.2001 ha determinato un miglioramento degli standard di sicurezza introducendo il mantenimento della banchina anche in galleria, il profilo redirettivo e disciplinando l’interdistanza delle piazzole di sosta e dei by-pass pedonali e carrabili. Per quanto riguarda le dotazioni di sicurezza attiva e passiva il decreto rimanda ad apposita normativa (Dlgs 264 5.10.2006)

Sulla base di tali esigenze la Direzione Centrale Progettazione ha sviluppato nuovi standard adottati da ANAS in data 10/11/2005 con la circolare n°33/05; Antonio Valente anas

tale circolare ha standardizzato le sagome di intradosso e definito le principali dotazioni infrastrutturali delle gallerie in funzione delle principali categorie stradali del D.M. 5.11.2001. Antonio Valente anas

Per la definizione delle sagome sono stati definiti gli standard minimi richiesti; a tal fine sono stati schematizzati tutti gli elementi che contribuiscono a determinare le dimensioni interne delle gallerie: pozzetti di raccolta dell’acqua di sversamento in piattaforma, di drenaggio della Antonio Valente anas

galleria, dotazioni impiantistiche (segnaletica, comunicazioni, energia, ecc.) oltre che l’altezza minima prevista dal D.M. 5.11.2001.

Conseguentemente, per soddisfare tutte le esigenze sopravvenute in seguito al nuovo quadro normativo di riferimento l’area della sezione trasversale delle gallerie ha subito mediamente un incremento valutabile tra il 45 e il 60% della superficie con evidenti e rilevanti conseguenze tecniche ed economiche (figura 1).

Figura 1  Sagome interne definite dalle circolari n°157/79 e n° 33/05

 

E’ sopravvenuta inoltre la necessità di avere maggiori dotazioni impiantistiche determinando un migliore utilizzo degli spazi di non stretta pertinenza stradale (figura 2): cavidotti, vie di fuga, ventilazione, segnaletica, illuminazione, apparecchi di sicurezza etc…

 

Figura 2  Schema tipologico disposizione cavidotti e idraulica di piattaforma

Oltre alle tecniche di scavo tradizionali si fa oggi maggiormente ricorso allo scavo meccanizzato; tale metodologia di scavo sta trovando sempre maggiore applicazione soprattutto in terreni difficili o in gallerie di notevole lunghezza. Lo scavo meccanizzato, in passato, non aveva trovato idonea applicazione in campo stradale per limiti propri della tecnologia e per la ridotta lunghezza delle gallerie, di fatto l’impiego della TBM risultava anti-economico rispetto allo scavo in tradizionale. Oggi, grazie ai progressi tecnologici maturati nel campo delle TBM, questa tecnologia trova maggiore applicazione e risulta soprattutto economicamente più vantaggiosa per via dello sviluppo maggiore dei tracciati in galleria.

E’ opportuno comunque sottolineare che, benché lo scavo meccanizzato applicato alle gallerie stradali può risultare competitivo rispetto alle tecniche di scavo tradizionali, occorre comunque superare alcuni limiti applicativi derivanti dall’applicazione del D.M. 5.11.2001:

• Il notevole diametro richiesto per rispettare gli standard normativi: Le gallerie stradali, come si può osservare in figura 3, rappresentano il massimo impegno ingegneristico per questo tipo di scavi per cui l’utilizzo di tale metodologia di scavo non è ancora da considerarsi una pratica corrente. I diametri di scavo vanno da un minimo di 13,50 metri per una strada extraurbana monodirezionale ad oltre 15 metri per un’autostrada. Di conseguenza insorgono problematiche relative ai limiti tecnologici legati alla potenza della macchina ed alla realizzazione e tenuta degli organi principali quali cuscinetti e corone. In considerazione delle notevoli dimensioni del tunnel ed in relazione alla natura dei terreni sono inoltre spesso richiesti conci di rivestimento di notevole dimensione e peso che creano anche problemi di movimentazione.
• La continua interruzione della sezione corrente di galleria per la realizzazione delle piazzole di sosta dei by-pass pedonali e carrabili e delle nicchie. Tali interruzioni determinano la demolizione di circa il 20% della sezione corrente di galleria per la realizzazione delle opere complementari.
• L’elevato costo delle macchine per lo scavo meccanizzato. Spesso questa tecnologia trova limiti applicativi anche per gli elevati costi di acquisto delle macchine per cui difficilmente si riesce ad ammortarne l’acquisto nell’ambito di un solo appalto.

La direzione intrapresa dall’ANAS è comunque quella di favorire lo sviluppo di tale tecnologia introducendo, quando economicamente e tecnicamente possibile, lo scavo meccanizzato nelle nuove progettazioni incentivando cosi i produttori allo studio e alla produzione di macchine di dimensioni maggiori. Per i motivi appena accennati e anche per una ridotta possibilità di ammortamento della macchina dovuta al non sempre conveniente sviluppo longitudinale della galleria, tale metodologia non può ancora essere considerata “di routine” in ambito stradale.

Figura 3  Tipologia TBM e campi di applicabilità dello scavo meccanizzato

 

Il Dlgs 264 5.10.2006 “Attuazione della direttiva 2004/54/CE in materia di sicurezza per le gallerie della rete stradale transeuropea” ha rappresentato un ulteriore elemento di sviluppo progettuale nell’ambito delle opere in sotterraneo. Pur disciplinando il tema della sicurezza per le gallerie della rete TEN la tendenza delle pubbliche amministrazioni è quella di estenderne i criteri a tutti i progetti delle opere in sotterraneo. L’ANAS ha recepito tale normativa, estendendola a tutta la rete stradale di propria competenza, attraverso l’emanazione delle “Linee guida per la progettazione della sicurezza delle gallerie stradali” diffusa Antonio Valente anas con circolare n°17/06. La maggiore attenzione ai temi della sicurezza ha pertanto determinato la possibilità di utilizzare il sottosuolo per le opere stradali consentendo, rispetto al passato, l’esercizio con notevoli margini di sicurezza.

Il Decreto Legislativo 5 ottobre 2006, n. 264 elenca una serie di misure infrastrutturali, classificate come strutturali ed impiantistiche, comprendendo in esse tutti gli aspetti che riguardano la sicurezza: dal numero di fornici e corsie, alla geometria della galleria fino agli impianti ed alle relative caratteristiche ignifughe. Per una maggiore chiarezza di classificazione e di enunciazione è però possibile effettuare una suddivisione più calzante alla reale natura delle misure di sicurezza possibilmente presenti in galleria. Tralasciando tutti gli interventi che prevedono la riduzione dell’esercizio, quali l’inibizione al passaggio di merci pericolose, tutti gli interventi mirati ad innalzare la sicurezza in caso di incendio di una galleria possono essere condotti in due grandi categorie denominate: misure attive e misure passive. Per misure attive si intendono tutte quelle azioni che intervengono, automaticamente o su comando, nel momento in cui si attiva un incendio e consistono sostanzialmente in dotazioni impiantistiche che permettono di intervenire sull’incendio fugandolo e/o riducendone le conseguenze Antonio Valente anas

quali ventilazione dell’aria, sistemi idrici, illuminazione, sistemi di comunicazione, impianti semaforici, segnaletica a pannelli variabili, telecontrollo ecc.; le misure passive sono invece tutte quelle misure che sono poste in opera in maniera permanente, dalla costruzione dell’opera o in fasi successive, innalzando la sicurezza dell’esercizio nel momento dell’incendio.

Sia le misure attive che quelle passive possono essere applicate nelle nuove realizzazioni, già nella fase progettuale, mentre per le gallerie esistenti si possono realizzare, in linea teorica, tutte le misure ingegneristiche per la loro messa in sicurezza; è tuttavia evidente che l’applicazione delle misure passive per la messa in sicurezza di tunnel esistenti, può comportare, oltre che costi molto elevati, un temporaneo arresto o riduzione dell’esercizio dell’arteria viaria. Per la messa in sicurezza di una galleria, sia in fase progettuale che ad opera già realizzata, occorre fare delle valutazioni per comprendere quali delle misure di sicurezza attiva e passiva realizzare e quali siano gli effettivi benefici in termini di innalzamento del livello di sicurezza. C’è comunque da considerare che a fronte di tutte queste possibili misure di sicurezza, alcune hanno in realtà nel nostro paese un carattere cogente in quanto la presenza della doppia canna, delle piazzole di emergenza, dei by-pass è disciplinato dalla normativa 2001 vigente che impone in funzione della categoria stradale il numero di fornici e la composizione della piattaforma stradale.

Il tipo di misure da intraprendere deve passare attraverso una analisi di rischio che permetta di valutare quali delle misure attive e passive porre in opera con i conseguenti costi e benefici in termini di accrescimento degli standard di sicurezza derivanti da tale operazione. A valle dell’analisi di rischio sarà quindi possibile determinare le misure progettuali da intraprendere nel caso specifico.

 

Conclusioni

Negli ultimi 20 anni il grande impiego in campo stradale, autostradale e ferroviario delle opere in sotterraneo ha determinato un grandissimo sviluppo tecnologico delle metodologie di scavo delle gallerie realizzate sia con metodi tradizionali che in meccanizzato. Tuttavia i metodi di scavo in meccanizzato, nelle realizzazioni stradali ed autostradali, risultano ancora oggi di nicchia per i limiti derivanti dagli elevati diametri imposti, soprattutto dalle disposizioni normative dettate dal D.M. 5.11.2001: “Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle strade”, e dai conseguenti elevati costi di costruzione delle macchine in relazione alla lunghezza delle gallerie. Per quanto attiene alle metodologie di scavo in tradizionale, che rappresentano oggi per l’ANAS le principali tecniche di applicazione di scavo in galleria, ci si è dotati di circolari e linee guida per la standardizzazione delle sagome interne e per definire le principali dotazioni infrastrutturali per la sicurezza.