Gallerie
Progettazione e costruzione di una galleria

Si chiamano gallerie o tunnel (voce inglese) quei passaggi ricavati sotto terra, fiumi o mari oppure perforando le montagne. Esse vengono costruite per varie ragioni, fra cui la principale consiste nello sveltire il traffico dei treni e dei veicoli a motore, particolarmente nelle zone montagnose dove, per difficoltà di quota e di percorso, il traforo costituisce un risparmio di percorso e di tempo che lo rende economicamente vantaggioso. Molti di questi trafori sono stati realizzati attraverso le Alpi, come quello costruito nel 1965 attraverso il Monte Bianco, lungo 11 km, o quello meno recente del Sempione.

Altro tipo di galleria è quello realizzato per fornire le grandi città di una rete di trasporti sotterranei (metropolitane o passanti ferroviari) come ne esistono a New York, Londra, Parigi, Tokyo ed altre grandi metropoli del mondo.

Si possono costruire gallerie anche sotto i fiumi o i mari. In Argentina, il tunnel Hernandarias che unisce Santa Fé con Paranà, sotto il fiume omonimo, è lungo 2,5 km, con 10 m. di diametro, con un transito d! 2500 veicoli all'ora con una velocità uniforme di 40 km all'ora. Le gallerie si costruiscono anche dove i PONTI non risulterebbero economici o pratici. Sir Marc Isambard Brunel è stato il pioniere delle costruzioni di gallerie subfluviali e costruì quella sotto il Tamigi nel 1824. Il Giappone, che è un arcipelago, è attualmente alla testa di questo tipo di costruzioni. È già stata realizzata la galleria Kannon, lunga 3,6 km. fra Honshu e Kyushu e il tunnel sottomarino Seikan di 36,4 km. fra le isole di Honshu e Hokkaido.

Il metodo che si sceglie per la costruzione di una galleria dipende essenzialmente dal tipo di terreno che si dovrà attraversare. Nelle zone rocciose si procede perforando con cariche esplosive mentre nei terreni friabili o soffici si richiede una struttura di protezione e sostegno. In una prima fase gli ingegneri e i geologi provvedono a far eseguire perforazioni per ricavare campioni che vengono esaminati per rendersi conto della natura del terreno e delle sue stratificazioni; a volte si scava un piccolo tunnel pilota. Mentre gli scavi nella roccia dura non richiedono sostegni, nel terreno vario e friabile dove esiste il pericolo di smottamenti e di infiltrazioni d'acqua, la galleria va rivestita. Il rivestimento consiste in segmenti prefabbricati in cemento, ferro o acciaio. Questi segmenti sono provvisti di fori attraverso i quali si inietta cemento e composti bituminosi per riempire i vuoti creatisi fra il segmento messo in posa e la parete dello scavo; questa operazione aumenta la resistenza e impedisce la penetrazione dell'acqua.

Le gallerie destinate al passaggio di veicoli devono essere fornite d'impianti di areazione per l'eliminazione dei fumi e gas velenosi. L'aria può essere fatta circolare da un capo all'altro della galleria o immessa dal basso e aspirata da aperture praticate nella volta. Nei terreni soffici lo scavo avviene mediante macchine perforatrici che, a seconda delle situazioni, possono consistere in martelli pneumatici, teste di perforazione simili a quelle usate nella trivellazione dei pozzi di petrolio oppure nello scudo escavatore; questa macchina consiste in un supporto a ruote su binario e in una testa rotante fornita di lame che scavano il terreno; man mano che il «treno» di scavo procede si mettono in posa i segmenti.

Lo scudo attuale è una derivazione di quello a suo tempo ideato da Brunel e ha il vantaggio, essendo provvisto di copertura, di prevenire i danni derivanti da cadute di materiale. Questa macchina però, date le sue dimensioni, serve essenzialmente per le grandi gallerie. Per quelle più piccole o per quelle in roccia dura si procede con l'antico metodo delle cariche esplosive, disposte in modo tale da frantumare la parte interna dell'arco dello scavo, lasciando una cavità che viene rivestita con assi e puntelli di legno. In ambedue i casi si provvede a trasportare all'esterno il materiale di scavo, mediante carrelli o nastri trasportatori.

Quando si costruiscono gallerie sotto corsi d'acqua, vanno prese le necessarie precauzioni per impedirne l'infiltrazione. In molti casi si provvede creando all'interno dello scavo una pressione atmosferica superiore a quella dell'acqua. In questi casi che riguardano lo scavo a scudo, gli operai entrano o escono attraverso compartimenti pressurizzati dello scudo per eseguire il loro lavoro. A volte, invece di costruire le gallerie sotto il letto del mare o di un fiume, i progettisti possono decidere di insediare sul fondale dei tubi in ferro o cemento. Si scava innanzitutto un fossato che traccia il percorso della galleria; si procede in seguito a costruire delle fondazioni che consistono in blocchi di cemento o pali di sostegno in cemento armato.

Si calano le sezioni prefabbricate fino al completamento della galleria e poi si ricopre il tutto, Questo tipo di costruzione è stato eseguito per la prima volta attorno al 1900 in occasione dell'attraversamento della Senna di una linea della metropolitana di Parigi.