Technical aspects related to the Brenner Base Tunnel jobsite: disassembly of a Double Shield TBM and back-analysis on the cutter discs wear

Questo elaborato è inerente a due tematiche dello scavo meccanizzato con TBM (Tunnel Boring Machine), con particolare riferimento al Progetto “Brenner Basis Tunnel”, la galleria ferroviaria in costruzione più lunga al mondo che collegherà gli abitati di Fortezza e Innsbruck. I lavori di tesi si sono concentrati nel cantiere Mules 2-3, presso Mules (BZ). Il primo argomento trattato si riferisce allo smontaggio in caverna della TBM Herrenknecht S-1054, il cui diametro è di 6800 mm, effettuato al termine dello scavo del cunicolo esplorativo dal versante italiano. La maggiore particolarità di questo smontaggio risiede nel fatto che non è stato eseguito un sovra-scavo e perciò tutte le operazioni si sono dovute effettuare nello spazio delimitato dal perimetro tunnel scavato. Infatti, questo tipo di smontaggio è la prima volta che viene svolto in Italia e richiede una preparazione specifica ed accurata. Nello specifico, è stata eseguita una descrizione del progetto proposto per lo smontaggio e delle attività effettivamente svolte. È stato dunque possibile confrontare il progetto con il lavoro eseguito ed evidenziare le principali differenze dell’uno dall’altro, per poterne usufruire, qualora necessario, per il futuro smontaggio in assenza di caverna di altre TBM. La seconda parte della tesi, invece, si concentra su una componente fondamentale dello scavo con TBM in roccia dura: gli utensili di taglio, più comunemente noti come “cutter discs”. In particolare, è stata effettuata una analisi sull’usura riscontrata nelle diverse zone geologicamente omogenee che sono state attraversate durante lo scavo con le TBM Herrenknecht S-1054, S-1071, S-1072: Paragneiss, Anfibolite, Metabasalti, Calcescisti e Gneiss. Per ciascuna di queste geologie è stato svolto uno studio sull’usura dei cutter, analizzando i dati di usura ottenuti con il procedere dello scavo, in relazione ai seguenti parametri macchina: coppia, forza di spinta, velocità di rotazione della testa, penetrazione e velocità di avanzamento. Inoltre, sempre con riferimento alle geologie sopraelencate, sono state catalogate le principali cause per cui i cutter sono stati sostituiti. Anche in questo caso, il principale obiettivo dello studio è di carattere pratico e consiste nel miglioramento della scelta dei parametri di scavo per ottenere il miglior rendimento degli utensili di taglio e nel poter preventivare, in anticipo, il numero di sostituzioni che probabilmente si dovranno effettuare in futuri scavi, in geologie affini a quelle analizzate, al fine di ottenere vantaggi logistici ed economici.