Il portale di sollevamento personalizzato facilita la rimozione della TBM

Salendo: una delle sezioni della TBM viene sollevata da un pozzo di ventilazione. Foto: Mammoet

Lavorare a livello del suolo è preferibile a lavorare in quota, e lo stesso vale per i lavori sotterranei. Smantellare grandi macchinari sotterranei è più facile e sicuro se si può farlo a livello del suolo.

La richiesta di gallerie di diametro maggiore implica anche che le frese meccaniche per scavarle siano molto più grandi. Di conseguenza, sono più difficili da rimuovere una volta terminato il lavoro.

Secondo Mammoet, azienda specializzata in trasporti e sollevamenti pesanti a livello mondiale, estrarli dal terreno può rappresentare una sfida notevole, soprattutto nelle aree urbane edificate.

Mammoet ha affrontato questa sfida durante un lavoro di rimozione delle TBM prodotte da Herrenknecht, una volta terminato lo scavo dei tunnel per il progetto di costruzione della linea ferroviaria ad alta velocità 2 (HS2) del Regno Unito tra Birmingham e Londra.

Quattro TBM dovevano essere rimosse alla periferia di Londra. In collaborazione con l'impresa edile Skanska Costain Strabag Joint Venture (SCSJV) e Herrenknecht, Mammoet ha ideato una soluzione di portale personalizzata per svolgere il lavoro in modo più rapido e sicuro.

Una delle sezioni di testa delle TBM viene abbassata sulle selle dell'SPMT prima del trasporto in un'altra area del sito per l'ulteriore smantellamento. Foto: Mammoet

Vantaggi del tempo

La possibilità di rimuovere la TBM in un unico pezzo ha offerto diversi vantaggi. Ha consentito di risparmiare tempo e ridurre i rischi, poiché è stato necessario un minor lavoro di smantellamento nel sottosuolo. Alcune sezioni della TBM sono state rimosse in un solo giorno, anziché in settimane.

Le quattro TBM hanno scavato il tratto di 14 km del Northolt Tunnel. Due di esse hanno proceduto in entrambe le direzioni, scavando due tunnel da entrambe le estremità, uno verso l'altro. Si sono incontrate a metà, presso il sito di sfiato di Green Park Way, dove si trovano due pozzi verticali, 35 metri sopra le canne del tunnel.

Mammoet aveva pianificato di rimuovere i componenti più grandi – la testa di taglio con gli scudi anteriore e centrale – in un unico sollevamento. In questo modo non sarebbe stato necessario smontarli prima del sollevamento.

Il sito si trovava in una città trafficata, vicino a due linee ferroviarie già attive e altri lavori di ingegneria civile erano in corso nelle vicinanze. "All'inizio sono stati presi in considerazione diversi approcci", afferma Darren Watson, direttore vendite di Mammoet.

"Un'opzione era quella di dividere e smontare le TBM all'interno del pozzo e di sollevare i componenti con una gru. Tuttavia, questo avrebbe significato dover lavorare in uno spazio molto congestionato, con problemi di ventilazione da superare e una grande gru che avrebbe occupato una parte significativa dell'area del complesso sovrastante, interferendo con gli altri lavori in corso", ha continuato Watson.

Sezioni complete

È stato il sistema di portale appositamente progettato e costruito a consentire il sollevamento delle sezioni in un unico pezzo prima di caricarle sul trasportatore modulare semovente (SPMT) per lo smantellamento e la rimozione dal sito.

Il sistema di portale ha richiesto molto tempo e impegno. La progettazione è iniziata nove mesi prima dell'esecuzione. Una volta approvata, è iniziata una fase di progettazione dettagliata durata cinque mesi. Il portale è stato poi costruito in loco nell'arco di un mese.

I sistemi a portale possono essere assemblati in una moltitudine di combinazioni, in genere utilizzando un mix di componenti standard e personalizzati. In questa applicazione, il sistema è stato assemblato in una nuova configurazione con l'aggiunta di parti prefabbricate per consentirgli di sollevare 900 tonnellate.

Un sistema di scorrimento idraulico sosteneva il portale, consentendone il movimento in avanti e indietro, per posizionarlo sopra le aperture dei due pozzi di ventilazione. Una trave di bilanciamento dotata di un perno girevole consentiva di spostare il tutto verso un punto centrale. I componenti sollevati potevano quindi essere ruotati.

"Normalmente, se si trattasse di un'altra attrezzatura, si dovrebbe collegare un altro sistema ed esercitare una forza esterna sul carico per ruotarlo. Ciò richiederebbe molta movimentazione manuale. Abbiamo creato un sistema che può essere controllato a distanza per semplificarne l'utilizzo", spiega Sam Ellwood, ingegnere capo di Mammoet.

"Questo ci ha evitato di dover usare verricelli e verricelli, e inoltre avremmo dovuto avvicinarci al carico per agganciarvi gli oggetti. La nostra soluzione ci ha permesso di non dover intervenire, in modo che tutto potesse rimanere isolato. Questo ha reso le operazioni più sicure."

Restrizioni ferroviarie

Le sezioni più grandi delle frese per tunnel potrebbero essere estratte più velocemente utilizzando il sistema di portale personalizzato e poi smontate a livello del suolo. Foto: Mammoet

Poter spostare il carico in questo modo era fondamentale per sollevarlo da uno dei pozzi di ventilazione, poiché una parte di esso si trovava sotto la linea ferroviaria adiacente. Inoltre, la nuova linea HS2 corre parallela a quel binario, ma il sistema di scorrimento non poteva farlo, quindi il carico ha dovuto essere ruotato leggermente mentre usciva dal foro per orientarlo nella direzione corretta da cui essere fatto scorrere.

Una volta sollevati i pezzi della TBM dal terreno, il carro di sollevamento è stato riposizionato su 32 assi di SPMT disposti su due colonne, posizionate tra i cingoli. Le sezioni della TBM sono state trasportate su una culla d'acciaio fino a un'area di smontaggio in loco. Sono state calate a terra utilizzando un martinetto di scavo e smontate. Questo metodo ha ridotto il lavoro in quota necessario per la rimozione dall'interno di cilindri idraulici, motori di azionamento e così via.

Commentando il progetto, Richard Dexter, amministratore delegato di Herrenknecht International, ha affermato: "I team di due e, più in generale, di quattro siti hanno dovuto erigere e mettere in funzione il sistema all'inizio dell'anno e poi, diversi mesi dopo, coordinare il sollevamento in finestre di dodici ore durante i possedimenti ferroviari del fine settimana.

"L'intero lavoro ha richiesto quattro operazioni di sollevamento e trasporto di 24 ore. Queste, a loro volta, si sono basate su quattro settimane di preparazione, due mesi di montaggio e smontaggio e otto mesi di intense attività di ingegneria, progettazione, pianificazione, analisi strutturale, collaudo di materiali e saldature, oltre a beni materiali e coinvolgimento della comunità."

In sintesi, Dexter ha affermato: "È stata una delle dimostrazioni in tempo reale più fluide di relazioni sviluppate nel corso di molti anni, messe in gioco per risolvere una sfida considerevole.

“Insieme, tutti i team hanno ottenuto un notevole risparmio di tempo per il progetto, sotto forma di accesso anticipato per attività successive della durata di diversi mesi in ciascuna delle quattro gallerie.”