Analisi dell’interazione TBM – roccia in funzione del diametro di scavo. Caso studio: attraversamento dello Gneiss Centrale sul versante italiano della Galleria di Base del Brennero. = Analysis of the TBM-rock interaction as a function of the excavation diameter. Case study: crossing of the Central Gneiss on the Italian side of the Brenner Base Tunnel.

La presente relazione tecnica è il risultato dell’analisi del comportamento di TBM da roccia in funzione del diametro di scavo. I dati usati sono rappresentativi del caso studio della Galleria di Base del Brennero relativamente alla fase di scavo nella formazione di Gneiss Centrale sul versante italiano. Nello specifico è stato eseguito un confronto del comportamento delle TBM durante gli scavi del Cunicolo Esplorativo e di una delle due Galleria di Linea nel settore del Batolite di Gneiss, attraverso l’analisi delle caratteristiche geologiche e geomeccaniche, dei dati TBM, della documentazione fotografica e delle videoregistrazioni dello smarino trasportato con il sistema nastri, dell’usura dei taglienti e della testa di scavo. È risultato evidente che, a causa dei diametri di scavo diversi delle due TBM studiate, le problematiche riscontrate e la produttività differiscano sebbene sia stato attraversato la stessa roccia. Ciò è dovuto al così detto “effetto scala”: la TBM S-1054 agisce su un’area di scavo decisamente inferiore a quella della TBM S-1072, per cui ha affrontato un minor numero di variazioni e giunti, ecco perché ha condotto uno scavo meno influenzato dai difetti di un ammasso non omogeneo quale è risultato essere lo Gneiss. Altro aspetto valutato è la difficile gestione dei blocchi di dimensioni decimetriche che sono stati frequentemente rilasciati dal fronte che hanno ripetutamente causato lunghi fermi della linea nastri e quindi della produzione. Inoltre, è risultato evidente come la presenza di blocchi tra il fronte e la testa di scavo ha avuto come conseguenza da un lato un aumento dell’usura sulla struttura portante della testa e dall’altro ha definito dei fronti detti “mixed face” che, con le loro irregolarità, hanno portato al danneggiamento di numerosi cutters. Inoltre, dai rilievi eseguiti al fronte lungo la tratta di Gneiss è risultata evidente una maggiore percentuale di valori di RMR in I classe, è indice di un ammasso più resistente. Ciò ha provocato una notevole riduzione della penetrazione e quindi della velocità di scavo, motivo per cui ogni cutter per scavare lo stesso volume ha dovuto compiere più giri ed è quindi stato esposto per un tempo più lungo all’elevato potere abrasivo dello Gneiss. Motivo degli inaspettati elevati valori di usura che anche in questo caso hanno portato a un rallentamento della produzione. L’insieme di queste sfavorevoli condizioni ha causato un notevole rallentamento della produzione per entrambe le macchine, ma questo fenomeno è risultato più evidente per la TBM con diametro maggiore.