La galleria Monte Aglio

In occasione della visita tecnica della tratta Cancello – Frasso Telesino abbiamo incontrato l’Ing. Alessandra Sciotti, Responsabile S.O. Gallerie Italferr, che ci ha illustrato le opere in sotterraneo della nuova linea dell’Alta Velocità Napoli – Bari

Il progetto infrastrutturale della nuova linea ferroviaria Alta Velocità Napoli - Bari si colloca nell'ambito di un ampio progetto di potenziamento del sistema ferroviario del Sud Italia che riveste importanti aspetti strategici sia a livello nazionale che internazionale: favorisce, infatti, l'integrazione dell'infrastruttura ferroviaria del Sud - Est nel sistema ferroviario italiano ad Alta Velocità e nel corridoio transeuropeo TEN-T Scandinavo - Mediterraneo (Figura 1).

La nuova linea Napoli - Bari prevede sia interventi di raddoppio in affiancamento all'esistente linea ferroviaria a singolo binario, sia interventi in variante rispetto all'attuale tracciato; si sviluppa nelle province di Napoli, Caserta, Benevento e Foggia: da Napoli a Foggia ha sviluppo complessivo di circa 178 km. Per il completamento della linea dovranno essere realizzati 121 km di linea ferroviaria.

Attualmente sono in fase di realizzazione le seguenti tratte: Variante Napoli - Cancello, Cancello - Frasso Telesino, Frasso Telesino - Vitulano, Apice - Hirpinia; sono nella fase di sviluppo della progettazione esecutiva i due lotti centrali Hirpinia - Orsara e Orsara - Bovino.
Sono state già attivate: la tratta Vitulano - Apice nel 2008, la Bretella di Foggia nel 2015, la tratta Cervaro -Bovino nel 2017.

L’itinerario si articola nelle seguenti tratte (Figura 2):
• Variante Napoli–Cancello
• Cancello–Benevento: 1° lotto funzionale Cancello – Frasso Telesino
• Cancello–Benevento: 2° lotto funzionale Frasso Telesino –Vitulano
• Vitulano–Apice
• Apice–Orsara: 1° lotto funzionale Apice – Hirpinia
• Apice–Orsara: 2° lotto funzionale Hirpinia – Orsara
• Orsara–Bovino
• Cervaro–Bovino
• Bretella di Foggia

LE OPERE IN SOTTERRANEO DELL'ITINERARIO NAPOLI-BARI
L'itinerario Napoli - Bari è caratterizzato, nei 121 km di completamento tra Napoli e Foggia, dalla prevalenza di nuove opere in sotterraneo che, tra gallerie artificiali e gallerie naturali, hanno uno sviluppo complessivo di circa 68 km, rappresentando quindi il 56% della nuova linea in realizzazione.
La prevalenza delle opere in sotterraneo è legata alla morfologia del territorio: l'itinerario, partendo dai settori sub-pianeggianti della piana del Fiume Volturno e del Fiume Calore, intervallati da rilievi collinari, e superata la provincia di Benevento, deve attraversare i rilievi dell'Appennino Meridionale per arrivare nella provincia di Foggia.
Nella parte centrale del tracciato la nuova linea ferroviaria si inserisce in un territorio molto complesso per la presenza diffusa ed estesa di frane, che coinvolgono soprattutto i versanti dei rilievi dove affiorano formazioni a prevalente componente argillosa, quali le Argille Varicolori, le Argilliti Policrome del Calaggio e il Flysch Rosso del Frigento. Gli studi condotti nelle fasi di progettazione preliminare hanno individuato nelle aree di interesse fenomeni di instabilità delle coltri di alterazione del substrato e frane complesse di maggiore profondità. La problematica del territorio era ben conosciuta, poiché l'esistente linea ferroviaria Benevento - Foggia in prossimità di Orsara è stata per molti anni interessata dalle periodiche riattivazioni della frana di Montaguto, una colata di terra di lunghezza superiore a 2 km.
Le condizioni del territorio nei riguardi dei fenomeni di instabilità dei versanti, a cui si aggiungono le note caratteristiche di sismicità, sono state un elemento chiave nella decisione di sviluppare il tracciato della nuova linea prevalentemente in sotterraneo, sottopassando le aree instabili dell'Appennino, e conferendo nel complesso alla nuova infrastruttura le proprietà di resilienza delle opere in sotterraneo.

Nella tratta Cancello - Frasso Telesino, di lunghezza pari a 17 km circa, è in corso di realizzazione la galleria Monte Aglio di lunghezza pari a 4,2 km, per le cui caratteristiche si rimanda ai paragrafi che seguono.
Nella tratta Frasso Telesino - Vitulano le gallerie naturali sono quattro (Tuoro S. Antuono, Cantone, Limata e S. Lorenzo) nel lotto Telese - San Lorenzo e tre (Ponte, Reventa e Le Forche) nel lotto San Lorenzo - Vitulano. Sono gallerie a doppio binario, con lunghezze comprese tra i 225 m della galleria Reventa e i 2247 m della galleria le Forche; le tre gallerie con lunghezza superiore a 1000 m sono dotate di uscite/accessi intermedi per la sicurezza. Si sviluppano attraverso depositi alluvionali terrazzati, argille varicolori, argille marnose, arenarie, con coperture basse o medie, non superiori a 80 m. Lo scavo è realizzato con metodo tradizionale.
Il lotto Apice - Hirpinia della tratta Apice - Orsara, di lunghezza complessiva circa pari a 19 km, è in variante rispetto alla linea storica e si sviluppa in sotterraneo per una lunghezza complessiva di circa 13 km con tre gallerie naturali: Rocchetta, Melito e Grottaminarda. Le gallerie sono a doppio binario con uscite/accessi intermedi di emergenza realizzati con finestre carrabili e cunicoli pedonali ad interasse di 1000 m. in sotterraneo sono attraversati depositi marini pleistocenici, composti da argille consistenti ed arenarie, e il Flysch Rosso del Frigento. Le coperture sono elevate per la galleria Rocchetta, fino a 400 m, e per la galleria Melito, fino a 125 m; per la galleria Grottaminarda non si superano i 70 m. Lo scavo delle gallerie di linea è realizzato con l'impiego di due TBM.

Il secondo lotto Hirpinia - Orsara prosegue in continuità con il precedente, dopo la stazione Hirpinia, e procede verso Bari per circa 28 km. La variante interessa il tratto centrale della direttrice Napoli - Bari e si sviluppa quasi interamente in sotterraneo con un'unica galleria, Hirpinia, di lunghezza pari a 27 km. La galleria ha configurazione a doppia canna singolo binario con collegamenti trasversali tra le due canne (by-pass di esodo) ad interasse di 500 metri. Per consentire l'esodo dei passeggeri e l'intervento delle squadre di soccorso la galleria è dotata di un Punto di Esodo sotterraneo, composto da una galleria di sfollamento connessa con l'esterno e collegata con le gallerie di linea tramite un sistema di by-pass. La galleria Hirpinia è un'opera in sotterraneo di grande complessità anche per il contesto geologico e geotecnico nel quale deve essere realizzata, attraversando la porzione centrale dei rilievi dell'Appennino Meridionale costituiti da formazioni strutturalmente complesse con comportamenti meccanici particolarmente critici per lo scavo di gallerie (Figura 3). La copertura massima è di 370 m. Si prevede la realizzazione con metodo di scavo meccanizzato e tradizionale.
Immediatamente a valle della fermata di Orsara, anche la tratta Orsara - Bovino, di lunghezza complessiva pari a 12,4 km circa, si sviluppa quasi interamente in sotterraneo (per l'80% circa della sua estensione) attraverso la galleria Orsara di lunghezza 9,9 km. La galleria ha configurazione a doppia canna singolo binario, con collegamenti trasversali tra le due canne (by-pass di esodo) ogni 500 m. La galleria attraversa un contesto simile a quello della precedente galleria Hirpinia: depositi marini pleistocenici composti da argille consistenti, argille limose e sabbie e formazioni strutturalmente complesse quali il Flysch di Faeto. La copertura massina è di 395 m. Si prevede la realizzazione con metodo di scavo meccanizzato.

LA GALLERIA MONTE AGLIO
La galleria Monte Aglio ha una lunghezza di 4195 m, di cui 3858 m realizzati con scavo a foro cieco e i restanti con scavo dall'alto per i tratti in artificiale.
La galleria ospita due binari e consente il transito di materiale rotabile con Gabarit C (Profilo Minimo degli Ostacoli PMO 5). La sezione di intradosso è policentrica con raggio interno in calotta pari a 5,45 m, in accordo agli standard della rete ferroviaria italiana (Figura 4).
La galleria si sviluppa con pendenza costante del 13 per mille in ascesa da Cancello verso Benevento, sotto coperture superiori ai 100 m per gran parte del tracciato, raggiungendo il valore massimo di 306 m.
In accordo con le specifiche tecniche di interoperabilità concernenti la sicurezza, la galleria è provvista di quattro accessi/uscite intermedie per l'evacuazione dei passeggeri e l'accesso delle squadre di soccorso, disposte ad interasse di 1000 m; la prima e la terza uscita sono realizzate mediante due gallerie carrabili (finestre) che si innestano ortogonalmente alla galleria di linea, la seconda e la quarta uscita sono realizzate tramite due cunicoli pedonali che corrono paralleli alla galleria di linea e si innestano sulla seconda finestra per proseguire il percorso di esodo verso l'esterno (Figura 5). Per ognuna delle quattro uscite di emergenza si prevede la realizzazione di un sottopasso pedonale che consente l'esodo in sicurezza dei passeggeri anche dal marciapiede opposto al lato di innesto delle uscite verso l'esterno.

Aspetti progettuali
La galleria attraversa per gran parte del suo sviluppo formazioni calcaree appartenenti all'Unità dei Monti Lattari - Picentini - Alburni: i Calcari a rudiste e orbitoline (RDO), composti da calcareniti con intercalazioni di calcilutiti e calciruditi. Nelle tratte a minore copertura la galleria attraversa le Argille Varicolori Superiori dell'Unità del Sannio, costituite da argille, argille limose di colore grigio, azzurro, rosso-violaceo e grigio-verdastro a struttura scagliosa, e al di sopra di queste, in contatto stratigrafico discordante, i depositi vulcanoclastici tipici dell'area, rappresentati dalle Piroclastiti superficiali e dal Tufo Grigio Campano (Figure 6, 7).
La formazione carbonatica ha subito significative sollecitazioni tettoniche, che hanno prodotto un sovrascorrimento sulla formazione delle Argille Varicolori Superiori (Figura 8): l'ammasso roccioso è pertanto caratterizzato da frequenti e spesse fasce ad elevato grado di fratturazione e da brecce calcaree parzialmente ricementate. Si segnalano inoltre manifestazioni di carsismo nell'area.
La superficie piezometrica relativa all'acquifero principale si trova al di sotto del piano del ferro.

Lo studio del contesto geotecnico è stato sviluppato con successive campagne di indagine nelle diverse fasi della progettazione ed ha consentito di definire le principali caratteristiche geotecniche delle formazioni interessate dalla galleria e di individuare con metodi analitici previsionali le zone a comportamento tensio-deformativo omogeneo, facendo riferimento alle categorie di comportamento dell'approccio ADECO-RS (Lunardi, 2006):
• le tratte iniziali e finali della galleria all'interno dei depositi vulcanoclastici e delle Argille Varicolori sono caratterizzate da un comportamento di tipo C, instabile in assenza di interventi di stabilizzazione (Figura 9);
• la tratta centrale all'interno dei calcari (circa il 75% della lunghezza della galleria) è invece contraddistinta da un comportamento di tipo A (stabile) che passa a comportamento di tipo B (stabile a breve termine in assenza di interventi di stabilizzazione) nelle fasce con elevato grado di fratturazione (Figura 9).

Sono state progettate diverse sezioni di avanzamento, che definiscono gli interventi di stabilizzazione, le fasi, le modalità operative e le caratteristiche del rivestimento definitivo da applicare in funzione della previsione progettuale di seguito descritta.
Per la tratta caratterizzata da comportamento del nucleo-fronte stabile (A), sono state previste sezioni di avanzamento con interventi di contenimento a valle del fronte di scavo (prerivestimento) costituiti da profilati metallici (2 IPN 180) e calcestruzzo proiettato armato (spessore 0,20 m) (sezione A1), a cui si aggiunge, ove necessario, una chiodatura radiale (sezione A2). Il rivestimento definitivo in calcestruzzo (armato solo in arco rovescio) ha spessore di 0,6 m e 0,7 m rispettivamente in calotta e in arco rovescio (Figura 10).
Per le tratte caratterizzate da comportamento del nucleo-fronte stabile a breve termine (B) sono state previste sezioni con interventi di presostegno al contorno, su un arco di calotta di 120°, tramite tubi metallici, e interventi di precontenimento del fronte con elementi strutturali in vetroresina cementati in foro con miscele cementizie (sezione B1).

Il prerivestimento è realizzato con profilati metallici (2 IPN 180) e calcestruzzo proiettato armato (spessore 0,25 m). Il rivestimento definitivo in calcestruzzo armato ha spessore di 0,8 m (sezione media) e 0,9 m rispettivamente in calotta e in arco rovescio (Figure 11, 12).
Per le tratte caratterizzate da comportamento del nucleo-fronte instabile (C) sono state previste sezioni con interventi di precontenimento del fronte e del contorno, realizzati con interventi di jet-grouting (sezione C1) o con elementi strutturali in vetroresina (sezione C2). Il prerivestimento è realizzato con profilati metallici (2 IPN 200/240) e calcestruzzo proiettato armato (spessore 0,25 m); per i contesti più difficili, al fine di controllare e contenere le deformazioni dell'ammasso, è previsto l'inserimento della centina anche in arco rovescio (sezione C2p), adottando per questa sezione profilati metallici HEB 200. Il rivestimento definitivo in calcestruzzo armato ha spessore da 0,9 m a 1 m e da 1,0 m a 1,10 m rispettivamente in calotta e in arco rovescio, in relazione alla specifica sezione adottata (Figure 13, 14).

A ciascuna sezione di avanzamento è associata una predefinita variabilità di alcuni elementi, quali il passo delle centine, l'incidenza (numero e lunghezza) dei consolidamenti al fronte e al contorno che garantiscono alle sezioni una flessibilità in grado di rispondere alla variabilità del contesto attraversato, pur nell'ambito dello scenario progettuale.
I criteri di applicazione delle sezioni e delle variabilità connesse sono definiti in progetto con riferimento a parametri riscontrabili in fase di scavo, oggettivi e misurabili, quali la qualità dell'ammasso tramite l'indice GSI, le convergenze, l'estrusione del fronte, i cedimenti in superficie nelle tratte a bassa copertura. Tale approccio traduce in pratica i principi del Metodo Osservazionale, in accordo con quanto indicato dalla normativa tecnica (DM 17/01/2018).

Aspetti realizzativi
La galleria e le opere per la sicurezza sono realizzate con metodo tradizionale: lo scavo avviene tramite l'impiego di esplosivi o di mezzi meccanici quali il martellone idraulico, in funzione delle caratteristiche dell'ammasso attraversato. Lo scavo a piena sezione è eseguito per singoli sfondi successivi la cui lunghezza dipende dal contesto geotecnico attraversato.
Le due finestre carrabili per la sicurezza svolgono anche il ruolo di finestre costruttive: lo scavo della galleria di linea avviene pertanto dall'imbocco lato Benevento della galleria di linea e dagli innesti delle due finestre (1a e 3a uscita di emergenza) sia verso l'imbocco lato Cancello, sia verso l'imbocco lato Benevento, per un complessivo di 5 fronti di scavo (Figura 15).
Lo scavo della galleria di linea è oggi al 96% della sua lunghezza. Lo scavo delle uscite/accessi di emergenza è ad oggi completato: la finestra 1a uscita di emergenza è completata anche in termini di rivestimento definitivo (Figura 16).
Lo scavo della finestra 1a uscita di emergenza, di 300 m di lunghezza, è stato completato ad Ottobre 2019 ed ha consentito di procedere con lo scavo della galleria di linea nella direzione Cancello per 768 m e nella direzione Benevento per 1187.

Nel tratto verso Cancello sono stati attraversati dapprima i Calcari e a seguire, sotto le basse coperture, le Argille Varicolori e il Tufo Campano, mentre il tratto verso Benevento è stato scavato, come da previsione, nella formazione calcarea. Lo scavo è terminato per il primo fronte a Marzo 2021, per il secondo fronte a Novembre 2020.
Lo scavo della finestra 3a uscita di emergenza, di 550 m di lunghezza, è stato completato a Maggio 2020 ed ha consentito di aprire altri due fronti: lo scavo nel tratto lato Cancello, di lunghezza pari a 520 m, interamente nell'ammasso carbonatico, ha raggiunto il fronte di scavo proveniente dall'altra finestra a Novembre 2020. Lo scavo in direzione Benevento è ancora in corso.

Lo scavo della galleria dall'imbocco lato Benevento attraversa con basse coperture le Piroclastiti, il Tufo grigio Campano e le Argille Varicolori: lo scavo è ancora in corso.
La realizzazione della galleria di linea e delle opere per la sicurezza ha sostanzialmente confermato le previsioni di progetto del contesto geotecnico attraversato:
• l'ammasso calcareo è stato attraversato senza particolari difficoltà anche nelle tratte con elevato grado di fratturazione e non sono stati incontrati elementi riconducibili a fenomeni di carsismo (condotti o cavità); nell'avanzamento è stata impiegata in prevalenza la sezione A1;
• la tratta con le Argille Varicolori e il Tufo Grigio Campano ha presentato maggiori complessità anche perché caratterizzata dalle basse coperture e dalla presenza di interferenze in superficie: l'avanzamento vede l'impiego prevalente della sezione C1 laddove prevalenti i depositi piroclastici e delle sezioni C2 e C2p dove prevalgono i terreni argillosi.

Riferimenti bibliografici
Lunardi P. (2006). Progetto e Costruzione di Gallerie: Analisi delle deformazioni controllate nelle rocce e nei suoli - ADECO-RS - (Hoepli Ed.).