Blog

Oct 17, 2023

Innovazioni progettuali e costruttive per il progetto Pawtucket

Figure 1 – Project Area Map By Irwan S. Halim, Vojtech Ernst Gall and Stephane

Figura 1 – Mappa dell'area del progetto

Di Irwan S. Halim, Vojtech Ernst Gall e Stephane Polycarpe

Il progetto Pawtucket Tunnel è la prima fase del programma di fase III Combined Sewer Overflow (CSO) della Narragansett Bay Commission (NBC), progettato per ridurre le CSO delle comunità di Pawtucket e Central Falls nel Rhode Island. Le fasi I e II del programma si sono concentrate sull'area della Provvidenza e sono state completate rispettivamente nel 2008 e nel 2015.

Si prevede che il tunnel Pawtucket abbia un diametro interno finito minimo di 30 piedi e una lunghezza di circa 11.700 piedi. Il tunnel sarà un tunnel roccioso con una profondità da 115 a 155 piedi di rovescio. Il tunnel sarà scavato utilizzando una TBM e rivestito in concomitanza con segmenti di calcestruzzo prefabbricato con guarnizioni. Questo progetto viene implementato utilizzando un processo di consegna progettazione-costruzione. L'impresa di progettazione-costruzione è costituita da una joint venture tra CBNA e Barletta (CBNA-Barletta JV); noto anche come CB3A. Il progettista principale è AECOM. GEI Consultants assiste AECOM con l'ingegneria geotecnica e il supporto sul campo. I subconsulenti di progettazione includono Gall Zeidler Consultants, Mueser Rutledge Consulting Engineers e BETA Group.

La costruzione del progetto Pawtucket Tunnel comprende un tunnel principale di trasporto e stoccaggio; un pozzo di lancio e un pozzo di ricezione della fresatrice per tunnel (TBM); stazione di pompaggio in galleria; pozzi di caduta e sfiato e accessi di collegamento. Lo scavo del tunnel avverrà con una TBM ibrida, in grado di operare in modalità EPB (pressione del terreno) aperta o chiusa, a fronte pressurizzato, se le condizioni lo richiedono.

Man mano che la TBM avanza, il tunnel sarà rivestito con conci prefabbricati in cemento fibrorinforzato con acciaio. La posizione del progetto è mostrata nella Figura 1 di seguito. Il pozzo di lancio della TBM ha un diametro di 60 piedi e una profondità di circa 150 piedi ed è situato vicino al pozzo della stazione di pompaggio del tunnel (TPS) in allineamento con il tunnel. Durante la fase di progettazione della gara come concetto tecnico alternativo (ATC), il TPS e gli alberi di lancio sono stati riposizionati per evitare una zona di taglio nota e avvicinati. Il pozzo di lancio sarà collegato al pozzo TPS con un tunnel di aspirazione del diametro di 10 piedi. Viene fornito un tunnel di coda della TBM e un tunnel di partenza della TBM pre-scavato. Ci sono quattro ulteriori posizioni dei pozzi di caduta sull'allineamento del tunnel. Il pozzo ricevente ha un diametro di 36 piedi e una profondità di 130 piedi.

L'intera lunghezza del tunnel sarà costruita nel substrato roccioso silicoclastico della formazione del Rhode Island, ricoperto da depositi glaciali e altri materiali di riempimento e sarà situato al di sotto della falda freatica. È stato adottato un sistema di anelli conici universali a sette segmenti, come mostrato nella Figura 2. L'anello di rivestimento del tunnel misura 14 pollici. di spessore, 30 piedi, 2 pollici. di diametro interno e 6 piedi, 7 pollici. di lunghezza ed è costituito da quattro segmenti regolari di geometria rettangolare, due segmenti di controchiave di geometria trapezoidale destra e un segmento di chiave a forma di cuneo. Tutti i segmenti saranno sfalsati per evitare la creazione di giunti cruciformi che potrebbero causare perdite e disagi strutturali dovuti alla concentrazione delle sollecitazioni. Poiché il segmento chiave non può sempre essere installato sulla corona del tunnel, la TBM dovrà essere in grado di mantenere i segmenti in posizione durante l'assemblaggio dell'anello utilizzando un sistema erettore e rulli di supporto. La lunghezza dell'anello è stata scelta bilanciando tra i fattori di costruibilità (facilità di trasporto, assemblaggio e capacità di affrontare le curve) e i fattori di utilità (limitando il numero di giunti per ridurre perdite e costi di produzione e per aumentare la velocità di avanzamento del tunnel).

Figura 2 – Geometria del rivestimento del tunnel

Il blocco chiave a forma di cuneo è spesso progettato come un pezzo di dimensioni più piccole rispetto ad altri segmenti perché i segmenti più piccoli sono facili da maneggiare. Ultimamente, un ampio segmento chiave sta diventando sempre più accettato nel settore. Il nostro design ha adottato segmenti di dimensioni simili. Le lunghezze della corda sulla linea centrale sono circa 14,1 piedi per i segmenti regolari, 14,0 piedi per i segmenti controchiave e 14,3 piedi per il segmento chiave. È vantaggioso rendere tutti i segmenti di dimensioni quanto più simili possibile per ragioni strutturali e di costruibilità. I giunti longitudinali uniformemente distanziati all'interno dell'anello aumentano la capacità di carico e riducono le distorsioni dell'anello. Il segmento chiave più grande può anche ridurre la dimensione dei segmenti regolari (e quindi il numero di giunti longitudinali). I segmenti non verranno imbullonati tra loro in corrispondenza dei giunti longitudinali. Ciò contribuirà ad aumentare la velocità di avanzamento del tunnel poiché alcuni bulloni verranno eliminati. Gli anelli verranno collegati tra loro in corrispondenza delle giunzioni anulari mediante 14 tasselli equidistanti (SOF FAST 110). Inoltre, sui giunti anulari sono state specificate 14 coppie di connettori a taglio equidistanti, ovvero biconi a taglio con anima in acciaio (Optimas Sofrasar F500), per scopi di centratura e recupero del taglio in corrispondenza delle aperture degli imbocco del tunnel, come descritto di seguito.