Lake Mead Intake N. 3 – cronaca di un record mondiale 

Nel Marzo del 2008, la Vegas Tunnel Constructors (VTC), formata dall’italiana Impregilo Spa (ora Salini-Impregilo Spa) e dalla sua sussidiaria americana SA Healy, si aggiudicò la realizzazione, per conto della Southern Nevada Water Authority (SNWA), della terza opera di presa idraulica nella più grande riserva degli Stati Uniti, il lago Mead, formato dalla diga di Hoover, che sbarra il fiume Colorado al confine tra Nevada e Arizona, a circa 30 km sud-est dalla città di Las Vegas . Il progetto prevedeva la costruzione e il posizionamento sul fondo del lago dell’opera di presa, scavo e rivestimento di un pozzo 185 m profondo con diametro interno di 9.15 m e costruzione di un tunnel di collegamento tra pozzo e opera di presa, lungo 4.8 km con rivestimento in conci prefabbricati. La nuova presa è stata posizionata ad una profondità maggiore (100 m sul fondo del lago) rispetto alle due esistenti a causa della costante diminuzione del livello del lago negli ultimi 15 anni. Le previsioni prevedono un abbassamento del livello del lago al di sotto della quota minima di regolazione per la presa No.1, lasciando la sola opera di presa No.2 incapace di soddisfare una richiesta più grande delle sue capacità. Con la realizzazione della terza opera di presa si potrà ovviare a tale rischio. La costruzione del pozzo iniziò nel 2008 per essere completata nel 2010 insieme con la caverna. Entrambe le strutture sono state realizzate in tradizionale con esplosivi in step di 3 m. Durante lo scavo del pozzo, rivestito in cemento armato, si effettuarono tre campagne di consolidamento per far fronte ad alte venute d’acqua. Nel 2010 iniziò lo scavo dello Starter Tunnel per essere completato nel luglio del 2011 in seguito a tre eventi di crollo del fronte con venute d’acqua e materiale che portarono alla decisione di ruotare l’allineamento di 23o ad est rispetto al vecchio. Lo scavo del tunnel (4.8 km) partì il 27 dicembre 2011 utilizzando una macchina ibrida della Herrenknecht (S-502), un prototipo capace di operare sia in modalità aperta che chiusa a fanghi bentonitici, a seconda delle condizioni idrogeologiche incontrate. Per la modalità chiusa essa era stata progettata per far fronte ad una pressione idrostatica di 17 bar ma operò fino a 15 bar (record mondiale). La testa (7,22 m di diametro, 2800 kW) era stata equipaggiata con 48 dischi di taglio da 17”. La potenza totale installata era di 5,750 kW, il torque di 10 MNm e la spinta variava tra i 70,000 kN e i 100,000 kN. Il back-up era costituito da 15 carri per una lunghezza totale di 185 m e peso totale di 1,650 tons. Tre perforatrici erano state installate sulla macchina per poter effettuare, anche in presenza di elevate pressioni al fronte, sia perforazioni di sondaggio in avanzamento che consolidamenti attraverso 14 fori posti sul perimetro dello scudo e 20 attraverso la testa. Il pattern di fori permetteva perforazioni con diverse inclinazioni (0o, 3.5o, 7o). La macchina era anche equipaggiata di tutto il necessario per poter effettuare interventi di manutenzione al fronte in condizioni iperbariche (anche se tutti gli interventi erano stati poi effettuati in condizioni atmosferiche). A rendere unico il progetto sono state le diverse difficoltà, previste e inaspettate, che hanno messo alla prova il team della JV nel corso degli anni. Difficoltà superate con successo: – Scavo da chiatta con l’utilizzo di esplosivi del letto roccioso a 100 m sotto il livello del lago, per il posizionamento dell’opera di presa – Opera di presa (Intake Structure) costituita da una struttura composita di 1,300 tons di cemento armato ed acciaio inox, costruita su una piattaforma, calata a 100 m sul fondo del lago e ancorata con 9200 m3 di tremie concrete – Utilizzo di una macchina di scavo (TBM) capace di operare con pressioni del fronte fino a 17 bar – Montaggio della TBM in sotterraneo attraverso un pozzo profondo 185 m visto come unica sezione di passaggio per il rifornimento dei materiali e conci di rivestimento della galleria e per l’evacuazione dello smarino – Attraversamento di estese zone di faglia – Tratti con basse coperture di roccia al di sotto del letto del lago – Tre campagne di consolidamento in avanzamento con pressioni idrostatiche costantemente tra i 12 e i 15 bar atte a ridurre la permeabilità del materiale del fronte di scavo – Manutenzione straordinaria della testa di scavo in difficoltose condizioni geologiche (venute d’acqua di circa 910 m3/hr) – Riparazione del sistema di tenuta a cascata del cuscinetto della testa con scavo di caverna al fronte – Due sostituzioni di tutti i cuscinetti dei pignoni dei motori della testa – Approccio della TBM all’opera di presa e breakthrough (10 dicembre 2014) con una tolleranza di pochi millimetri