Business Unit: Project & Construction Management
La storia tecnica nelle opere in sotterraneo della famiglia Arnoldi e del marchio arkytec, inizia qui, 50 anni fa, nel cuore delle Alpi, partecipando nello staff tecnico del Consorzio AGN nell’esecuzione dei lavori per la realizzazione della Galleria Stradale del San Gottardo, uno sforzo temporaneo di dieci anni per collegare il nord e sud dell’Europa.
Lunghezza complessiva della galleria: 16’942 m
Portale nord a Göschenen (Uri): 1’080.27 m s.l.m.
Portale sud ad Airolo (Ticino): 1’145.57 m s.l.m.
Committenti: Canton Ticino e Uri
Progettazione: Consorzio ingegneri per il traforo del San Gottardo tra Studio d’ingegneria Lombardi, Elecrowatt e Ingegneri Consulenti
Imprese lotto nord: Consorzio AGN
Imprese lotto sud: Consorzio CGS
Anni: 1970-1980
SPM per l’impresa: Dott. Arch. Emilio Arnoldi (Topografia e contabilità) – Senior Partner: Geom. Luigi Arnoldi / altri membri del team e dell’impresa.
Posizione e importanza della galleria
L’Italia e l’Europa nord-occidentale sono spazi economici e zone urbanizzate di fondamentale importanza per l’Europa stessa: a sud l’Italia, paese leader nel Mediterraneo in termini industriali ed agricoli, a nord-ovest i paesi industrializzati quali la Germania, la Francia, l’Inghilterra, la Scandinavia e il Benelux, che rivestono un ruolo centrale.
Tra questi grandi spazi economici si effettua un importante scambio di materie prime, prodotti industriali, alimenti e altro ancora.
Ma ogni anno si registrano anche milioni di persone provenienti dai paesi nordici che cercano al sud tranquillità e riposo.
Per questo motivo vi è un flusso consistente di traffico tra nord e sud determinato dall’economia e dal turismo.
In questo contesto, la Svizzera è un paese di transito posizionato tra i due centri, ma in particolar modo il San Gottardo è decisamente importante, essendo la via di comunicazione più corta nell’arco alpino europeo tra nord e sud.
Il Progetto
L’avvio della progettazione risale al 1966 ed era considerata un’opera innovativa, perché Lombardi aveva proposto, contrariamente alle abitudini del tempo, un tracciato non rettilineo tra i due portali tra Airolo e Göschenen, ma la galleria stradale del San Gottardo descrive un ampio arco verso ovest.
Il tracciato in planimetria, infatti, tende a seguire la strada del passo così da permettere un accorciamento dei pozzi di ventilazione.
Con questa proposta la lunghezza della galleria è leggermente aumentata, rispetto alla soluzione classica di collegare i due portali con una retta, permettendo tuttavia di ridurre il costo complessivo di realizzazione.
Analizzata dal punto di vista dell’applicazione delle metodologie di project management, per rispettare l’equilibrio del triplice vincolo (tempo-costo-qualità) si è giustamente preferito avvicinare l’asse della galleria al solco del fiume Gotthardreuss spostandolo verso ovest. Conveniva infatti realizzare una galleria leggermente più lunga e ridurre in compenso la lunghezza dei pozzi di ventilazione, che in tal modo risultano accessibili dalla strada del Passo.
Inoltre si è potuto appurare, tramite sondaggi geognostici e misure sismiche, che il substrato roccioso sottostante il fondovalle di Andermatt descrive un profondo bacino che si spinge quasi fino al livello della galleria ferroviaria esistente.
Lo spostamento dell’asse della galleria verso ovest ha consentito anche di passare con sicurezza al di sotto del limite inferiore della conca di Orsera, che risale in direzione di Hospental, incontrando in tal modo durante l’avanzamento degli scavi rocce dalle caratteristiche migliori lungo il tracciato.
Per di più l’inflessione verso ovest determina curvature poco accentuate che, insieme a due cambiamenti di pendenza, contribuiscono ad attenuare piacevolmente la monotonia del lungo percorso in galleria.
Il profilo longitudinale della copertura rocciosa non è simmetrico.
Il passo del San Gottardo, con la copertura maggiore, si trova nella parte meridionale.
A nord la copertura rocciosa è invece minore per un lungo tratto tra Göschenen e Hospental.
Per questo motivo la distanza tra i pozzi di ventilazione non risulta uniforme.
Inoltre la galleria è stata inizialmente progettata per essere ampliata in un secondo tempo con una seconda canna, da realizzare ampliando il cunicolo di sicurezza parallelo, ancora oggi in funzione.
La zona del Lotto Nord è stata caratterizzata per 300 metri dall’attraversamento della zona del Mesozoico, eseguita con il metodo tedesco, con la calotta appoggiata sui piedritti gettati nei cunicoli laterali precedentemente scavati a tappe.
La zona del Lotto Sud è stata caratterizzata per 350 metri dall’attraversamento della zona del Paragnais, eseguita con cunicoli laterali e per fasi da 1 a 5.
Esecuzione dei lavori
Durante l’esecuzione dei lavori la galleria stradale del San Gottardo fu divisa in due lotti. Presso i due portali di Airolo e di Göschenen è stato possibile avviare i lavori di costruzione nell’autunno del 1969. Una cerimonia solenne celebrata il 5 maggio 1970 diede invece il via ufficiale all’inizio dei lavori di scavo.
Principalmente la galleria fu realizzata da entrambi i lati tramite scavo a sezione piena adottando il metodo convenzionale di avanzamento.
Il procedimento è il seguente: si eseguono forature nel fronte di scavo, si introduce dell’esplosivo, lo si fa brillare, quindi si procede con la rimozione delle rocce frantumate. A tal fine nel lotto nord vennero utilizzati mezzi di trasporto gommati.
Nel lotto sud si optò per un trasporto su rotaia.
Il cunicolo di sicurezza che corre parallelamente alla galleria principale venne scavato contemporaneamente a quest’ultima: ogni nuovo tratto del primo precedeva un nuovo tratto del secondo.
Poco dopo l’inizio dei lavori per lo scavo della galleria vennero aperti anche i cantieri per i pozzi verticali di Guspisbach e Hospental. Questi pozzi furono scavati con il metodo tradizionale procedendo dall’alto verso il basso.
I lavori per realizzare i pozzi inclinati di Bäzberg e Motto di Dentro furono iniziati solamente dopo che la galleria principale era all’altezza del futuro piede del pozzo.
Fu eseguito un foro pilota dal basso verso l’alto, quest’ultimo veniva poi allargato avanzando in direzione opposta, ossia dall’alto verso il basso. Per entrambe le direzioni vennero impiegati delle fresatrici.
Per rispettare il programma e i tempi dei lavori di scavo si rese necessario un attacco intermedio partendo dal pozzo di ventilazione di Hospental in direzione sud. Per questo intervento venne installato all’interno del pozzo verticale di Hospental un impianto di trasporto di persone e materiale completamente automatico.
La galleria è rivestita su tutta la sua lunghezza con calcestruzzo in cui spessore varia dai 30 ai 40 cm. Nel rivestimento si prevedono, a distanze regolari di 7,60 mt, giunti perimetrali aperti di 40 cm di larghezza che servono da drenaggio della roccia. Per evitare danni del gelo tutta la superficie viene isolata mediante fogli di PVC con 15 mm di spessore fino ad una distanza di 1 km dal portale. I fogli di PVC vengono applicati su di uno strato di 1 cm di gommapiuma difficilmente infiammabile a sua volta fissato sul sottostante strato di unite con spessore variabile da 5 a 15 cm. L’impianto di calcestruzzo è mobile e circola su binario secondario. Normalmente si getta un elemento da 9 mc giorno.
Il materiale roccioso dello scavo della galleria stradale del San Gottardo fu utilizzato a nord per il fondo stradale dell’opera di raccordo a Göschenen, mentre a sud venne impiegato per la realizzazione della scarpata e del fondo autostradale.
Difficoltà di carattere costruttivo si incontrarono nella zona del portale sud, dove la galleria fu realizzata a cielo aperto per caratteristiche sfavorevoli delle formazioni triassiche.
Grandi difficoltà sorsero con le serie sedimentarie del Mesozoico che si incontrarono a circa 4 km dal portale settentrionale. Anche qui per una tratta di circa 300 m si dovette procedere utilizzando il metodo di scavo a sezione parziale.
Altre criticità si presentarono anche nella zona del paragneiss nel lotto sud. Per un tratto di 350 m fu necessario avanzare con lo scavo a sezione parziale e in quel punto, malgrado furono adottate ampie misure di sicurezza, le pareti della galleria non ancora rivestite subirono notevoli deformazioni.
In concomitanza del portale settentrionale si dovette avanzare con lo scavo a sezione parziale attraverso roccia incoerente per i primi 160 m. Nella zona di incrocio con la galleria ferroviaria esistente, l’avanzamento avvenne tramite lo scavo a sezione parziale, perché tra la base della galleria ferroviaria e la calotta della nuova galleria stradale rimaneva solamente un sottile ponte roccioso spesso 5.2 m. Si rese necessario, perciò, procedere con la massima cautela controllando costantemente le vibrazioni causate nella vicina galleria ferroviaria.
Una straordinaria opera
La posizione geografica della galleria del San Gottardo è unica: nel cuore delle Alpi svizzere, sulla strada nazionale A2 Basilea-Chiasso tra Göschenen ed Airolo, essa costituisce l’attraversamento più breve nelle Alpi centrali.
Con una lunghezza di 16.9 km il traforo del San Gottardo è una delle gallerie stradali più lunghe al mondo e rappresenta il collegamento più rapido tra i grandi centri culturali ed economici nordeuropei e italiani.
Il San Gottardo è pure attraversato dalla galleria ferroviaria aperta nel lontano 1882.
Geologia
Tra Göschenen e Airolo la galleria stradale del San Gottardo attraversa la parte meridionale del massiccio dell’Aar, la zona di Orsera e le serie cristalline del massiccio del San Gottardo.
In corrispondenza del portale di Göschenen sono presenti rocce incoerenti per circa 160 m: materiale di risulta della galleria ferroviaria, detriti di falda e depositi di frana. Segue un tratto nel granito dell’Aar, l’elemento granitico centrale dell’omonimo massiccio. Si attraversa poi la zona gneissica meridionale, che presenta una transizione netta alle successive serie sedimentarie della zona di Orsera. Qui le rocce sono più antiche: calcari, scisti carbonatici, marmi e scisti argillosi del Giurassico; dolomie cariate, dolomie e scisti del Triassico; infine scisti, scisti arenacei e arenarie attribuibili al Permocarbonifero.
La galleria attraversa poi l’involucro cristallino del massiccio del San Gottardo, incontrando dapprima scisti sericitici in prossimità del pozzo di ventilazione Hospental, poi paragneiss, poi la sezione di gneiss granitico del Gamsboden con un’ulteriore intercalazione di paragneiss e infine, in prossimità del portale sud, gli gneiss di Sorescia e la formazione degli scisti della Tremola, dove sono frequenti le infiltrazioni d’acqua.
A causa delle caratteristiche sfavorevoli di formazioni triassiche, nella zona del portale di Airolo è stato necessario realizzare la galleria a cielo aperto.
2020 un anno di traguardi per l’opera
Ricorrono, il 5 maggio, i 50 anni (1970) dell’inizio ufficiale dei lavori di scavo della galleria autostradale del San Gottardo e il 5 settembre, i 40 anni (dal 1980) dall’apertura al traffico.
L’ultimo diaframma del cunicolo di sicurezza cade il 26 marzo 1976, quello della galleria principale il 16 dicembre dello stesso anno.
Diversi festeggiamenti sono previsti a Göschenen e noi saremo presenti come allora a commemorare l’opera straordinaria eseguita.
Al momento dell’inaugurazione, con i suoi 16,918 km, la galleria era la più lungo del mondo.
Ora questo primato spetta al tunnel di Laerdal, della lunghezza di 24,51 km e aperto in Norvegia il 27 novembre 2000.
A ricordo dell’impresa una serie di immagini storiche in bianco e nero tratte dall’archivio on-line ETH di Zurigo e Lombardi.
