FFS, linea 210: galleria Ligerz, portale est

Sulla linea pedonale del Giura tra Losanna e Bienne, uno dei più importanti collegamenti ovest-est della Svizzera, la linea ferroviaria 210 nell'area di Ligerz è attualmente a binario unico tra il km 93,6 e il km 95,6. Per aumentare la capacità della linea ferroviaria, questo tratto a binario unico tra i villaggi di Schafis, Ligerz e Bipschal sarà sostituito da una galleria a doppio binario che li bypasserà nella fase di espansione 2025 del progetto FABI. Le FFS hanno assegnato il contratto di progettazione per le fasi da 31 a 53 al consorzio di ingegneria GILIG. All'interno di questo consorzio, Gruner è responsabile del pozzo di scavo del portale profondo e dell'argine del lago nella sezione orientale.

Il nuovo progetto di costruzione comprende numerose strutture ingegneristiche nell'area del portale est della galleria a due corsie lunga 1865 m, che è stata scavata con mezzi di estrazione:

• Fossa di scavo del portale profondo nell'area di un recente pendio franoso (pareti di pali trivellati, ancorati o rinforzati)
• Struttura del portale della galleria estratta
• Galleria a taglio e copertura che segue il portale della galleria (fondata su pali trivellati)
• Galleria a taglio e copertura per la strada cantonale sotto i binari in prossimità del portale della galleria
• Scavo di riempimento e cofferdam in palancole nell'area del lago di Biel
• Varie strutture e muri di sostegno, comprese le misure di contenimento per la linea ferroviaria esistente
• Miglioramenti del sottosuolo

Visualizzazione del portale est (fonte: FFS)

Il progetto presenta diversi aspetti problematici, tra cui un pendio franoso recente, formazioni del sottosuolo molto morbide (gesso lacustre) e l'ubicazione nella zona di protezione delle acque sotterranee S1-S3. Inoltre, il progetto si trova in un sito del patrimonio mondiale dell'UNESCO. Molte fosse di scavo e strutture di supporto si trovano nell'area di influenza diretta della linea ferroviaria esistente. L'esercizio della linea ferroviaria esistente delle FFS deve essere garantito di conseguenza in termini di pianificazione. Vi erano quindi numerose interdipendenze, ad esempio tra i nuovi edifici e quelli esistenti, lo spazio di costruzione disponibile e il sottosuolo sfavorevole.

Modello geometrico del pendio su larga scala come base per la generazione automatica del modello a elementi finiti 3D

A causa delle difficili condizioni al contorno del progetto Ligerz, sono stati utilizzati i seguenti metodi di costruzione, a seconda dei requisiti strutturali: Palancole (economiche; in parte muri di pali (anche per il trasferimento di carichi permanenti), base di impermeabilizzazione naturale (in sostituzione della base di getto), germinazione (in aree con sottosuolo poco portante), ancoraggi chiodati (in aree con sottosuolo buono, vantaggio: maggiore libertà di costruzione), pareti chiodate (metodo di costruzione economico in cui le deformazioni sono ammesse in una certa misura), strutture ferroviarie temporanee (esercizio sicuro delle linee FFS attive nelle immediate vicinanze), gallerie con metodo di costruzione cut-and-cover e metodo di costruzione cut-and-cover modificato, nonché muri di sostegno.

Vista esplosa dei volumi di terreno e roccia geometricamente complessi in prossimità della superficie nel modello geometrico

Il processo di pianificazione ha incluso la preparazione dei documenti necessari per il SIOP. Questi includevano varie analisi agli elementi finiti (FEM) dell'influenza delle fosse di scavo e della struttura di supporto sulla linea ferroviaria esistente e futura. Questi ampi calcoli FE non lineari e spaziali sono stati utilizzati per analizzare l'influenza del metodo di costruzione selezionato sulle deformazioni dei binari ferroviari esistenti, dei futuri binari (deformazioni dipendenti dal tempo), degli edifici circostanti e del recente pendio franoso. Una caratteristica particolare è stata l'analisi delle deformazioni a lungo termine delle strutture incorporate nel gesso lacustre, utilizzando le leggi di scorrimento dei materiali. Anche gli effetti di un'eventuale liquefazione del terreno dovuta a terremoti sono stati analizzati con un modello FE.

Discretizzazione del modello a elementi finiti nell'area del portale

Spostamenti nel corso di un calcolo del Fattore di Sicurezza (FOS)

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