Attraversare città, passare attraverso montagne e fare collegamenti sottomarini: i tunnel rappresentano alcune delle più grandi imprese ingegneristiche della storia. Oggi i tunnel vengono utilizzati sempre più spesso per alleviare la pressione del trasporto in superficie, risparmiando tempo agli abitanti delle città e riducendo l’inquinamento.
Per i topografi, lavorare in ambienti come quelli dei tunnel è una sfida unica: è buio, sporco e spesso angusto. I topografi devono entrare e uscire dal sito rapidamente, non solo per la propria sicurezza, ma anche per mantenere i servizi in funzione con la minima interruzione per il pubblico. Essi si affidano a soluzioni e servizi che siano semplici da utilizzare e che forniscono dati accurati e affidabili. In modo che loro e gli altri sul posto possano progettare, costruire e mantenere in sicurezza questa complessa rete di infrastrutture sotterranee.
L’uso della strumentazione topografica Leica aggiunge valore in tutte le fasi del ciclo di vita dei tunnel: dalla cattura e progettazione, attraverso la fase di costruzione, fino all’operatività sostenuta dei tunnel.
In questo articolo, esaminiamo ciascuna di queste tre fasi e vediamo come l’uso della strumentazione topografica Leica nei tunnel stia aiutando i topografi a raccogliere i dati in modo rapido, esaustivo e sicuro.
1. Cattura e progettazione: dati accurati e affidabili per ridurre il rischio ed iniziare un tunnel con fiducia
Nella fase di progettazione dei tunnel, i topografi svolgono un ruolo essenziale. Forniscono rilevamenti delle condizioni, valutazioni del degrado, mappatura topografica e delle utilità. Le soluzioni per i tunnel di Leica Geosystems consentono ai topografi di misurare e analizzare il terreno, le strutture esistenti e le caratteristiche superficiali, allineandole ai dati geologici e geotecnici sotterranei del progetto di progettazione del tunnel. I dati del rilevamento possono anche essere utilizzati per prendere decisioni che garantiscono la sicurezza dei lavoratori ed il successo del progetto attraverso una pianificazione efficiente e la verifica del progetto.
Creazione di un gemello digitale
Creare un gemello digitale dei tunnel esistenti per la ristrutturazione, o degli ambienti circostanti in superficie per i nuovi tunnel, è una parte essenziale della raccolta di dati durante la fase di progettazione. Leica offre una gamma completa di soluzioni per creare un gemello digitale completo e dettagliato:
- Per una soluzione più piccola e conveniente, l’antenna intelligente Leica GS18I può catturare immagini con la tecnologia di posizionamento visivo e generare una dettagliata nuvola di punti all’interno del software Leica Infinity.
- Per maggiore efficienza e velocità, il laser scanner 3D Leica RTC360 ha un intervallo di misurazione fino a 130 metri e una velocità di scansione fino a due milioni di punti al secondo.
- Quando è necessaria una scansione a lungo raggio a una distanza sicura, la serie Leica ScanStation Serie P offre dati 3D di alta qualità, raccogliendo fino a un milione di punti al secondo per distanze fino a 1 km.
- Per progetti di infrastrutture su larga scala, il sistema di mappatura mobile Leica Pegasus TRK offre una soluzione altamente efficiente che può essere montata su quasi tutti i veicoli per una rapida acquisizione dei dati.
Rilevamento del degrado
Il rilevamento del degrado è essenziale per proteggere tutte le parti interessate. Fornisce documenti accurati, protezione legale e una migliore pianificazione per gli impatti potenziali. Questo aiuta a garantire un processo di costruzione fluido e responsabile che tenga conto degli interessi delle proprietà e delle parti interessate vicine. La costruzione di tunnel può avere un impatto significativo su un’area, e una valutazione pre-costruzione è uno dei modi più efficaci in cui uno sviluppatore può fornire prove in caso di danni alle proprietà. Il sistema di mappatura mobile Leica Pegasus TRK, completamente integrato e modulare, è una soluzione di mappatura mobile altamente efficiente, che può essere utilizzata per identificare crepe superficiali mediante l’estrazione autonoma delle informazioni utilizzando Leica Cyclone MMS DELIVER.
Rilevamento topografico
Un rilevamento topografico cattura dettagliate condizioni del sito sopra il suolo, allineandosi con i dati sottosuperficiali per supportare gli ingegneri dei tunnel nella creazione di progetti accurati. La stazione totale automatizzata Leica TS16 ed il palo automatico Leica AP20 consentono ai topografi di misurare con un palo inclinato per una maggiore produttività. Utilizzando il software da campo Leica Captivate, i topografi possono mappare punti e linee sul campo per ridurre al minimo l’elaborazione successiva in ufficio e creare prodotti pronti per iniziare le attività di progettazione.
Mappatura delle utilità sotterranee
La mappatura delle utilità sotterranee è essenziale per la sicurezza dei lavoratori. Il team di costruzione può evitare cavi e tubature interrate, che minacciano la vita, solo se sanno esattamente dove si trovano. Pertanto, Leica offre una serie di soluzioni per la mappatura sotterranea, a seconda della complessità del progetto e dei requisiti. Il Leica DSX, soluzione di rilevamento delle utilità composta da hardware portatile con software intuitivo, rileva e mappa facilmente le utilità sotterranee. Il Leica DSX massimizza la produttività con un software all’avanguardia che automatizza l’analisi dei dati e crea una mappa delle utilità in 3D sul campo.
Monitoraggio per la sicurezza
La sicurezza è di primaria importanza nei progetti di costruzione di tunnel. I sistemi di monitoraggio delle deformazioni di Leica Geosystems forniscono informazioni in tempo reale sui movimenti del terreno e sulle distorsioni del tunnel (ad esempio, spostamenti, ovalizzazione, convergenza), consentendo decisioni rapide e critiche per garantire i più alti livelli di sicurezza e una gestione efficace dei rischi. Le squadre del progetto possono mitigare proattivamente i rischi e assicurare un ambiente di lavoro sicuro per tutti i coinvolti.
Il monitoraggio delle deformazioni migliora la sicurezza all’interno dell’ambiente del tunnel e identifica spostamenti o cambiamenti in superficie. Ad esempio, durante la costruzione del Tunnel di base del San Gottardo, il tunnel ferroviario più lungo e profondo del mondo, sono stati utilizzati strumenti di Leica Geosystems per monitorare le dighe sopra il tunnel. C’era una leggera probabilità che la costruzione del tunnel – 1,4 chilometri sotto i laghi – avrebbe potuto influenzare la stabilità delle loro dighe. I dispositivi completamente automatizzati hanno monitorato le dighe per l’intera durata della costruzione del tunnel dal 2000 al 2015.
Monitoraggio automatizzato con scansione
Per un monitoraggio coerente e continuo, i topografi possono scegliere la MultiStation Leica Nova MS60. La tecnologia avanzata del sensore MS60 combina la scansione automatica, l’imaging, le misurazioni senza riflettore e con prisma, fornendo informazioni olistiche per una precisa rilevazione dei movimenti con Leica GeoMoS: una soluzione software scalabile adatta al monitoraggio dei progetti. La fusione della scansione laser 3D e della tecnologia della stazione totale crea una soluzione che unisce precisione e copertura. Ad esempio, l’accuratezza della MS60 non è limitata a singole misurazioni. Le aree possono essere scansionate e confrontate in momenti diversi per identificare deformazioni. Può essere lasciata in funzione 24 ore su 24, 7 giorni su 7 a una distanza sicura, vigilando senza interrompere il lavoro.
Analisi potente con Leica Cyclone 3DR
Per i topografi che ottengono e manipolano dati di scansione da diversi sensori per scopi multipli, c’è la possibilità di eseguire un’analisi dettagliata del tunnel in ufficio utilizzando Cyclone 3DR. La nuvola di punti del tunnel as-built scansionato può essere confrontato con il progetto utilizzato per generare le sezioni trasversali as-built e per segnalare sovraescavazione e sottoescavazione.
3. Operare e mantenere: monitorare i tunnel in tempo reale, rilevare potenziali problemi in anticipo e documentare efficientemente le risorse
Il rilievo continua dopo la costruzione. I tunnel presentano ambienti impegnativi che richiedono un monitoraggio continuo per garantire efficienza operativa e sicurezza. Di conseguenza, i topografi svolgono un ruolo cruciale nell’intera vita del tunnel.
Minimizzare i tempi di inattività
Il funzionamento sicuro è garantito misurando remotamente aree inaccessibili o pericolose all’interno del tunnel. Le interruzioni stradali o ferroviarie sono ridotte al minimo grazie alla rapida raccolta di dati. I sistemi di mappatura mobile di Leica Geosystems consentono agli utenti di catturare dati in modo efficiente su lunghe distanze in modo più completo rispetto alle tecniche di rilievo convenzionali.
Leica Geosystems ha reso facile creare un gemello digitale di una galleria utilizzando la più recente soluzione Leica Pegasus TRK. Montato su quasi ogni veicolo, il Pegasus TRK, con un ‘unità di misurazione inerziale’ (IMU) integrata, uno ‘strumento di misurazione della distanza’ (DMI) e la ‘tecnologia di localizzazione e mappatura simultanea’ (SLAM), consente una cattura dati efficiente e dettagliate nuvole di punti, per fornire gemelli digitali dettagliati.
Facilità di acquisizione delle risorse per la documentazione as-built
Le soluzioni Leica rendono semplice per i topografi acquisire efficientemente le risorse per futuri riferimenti. Ad esempio, durante la costruzione del Tunnel di base del San Gottardo. La società specializzata in rilievi Grunder Ingenieure AG è stata incaricata di fornire un inventario completo ed una documentazione as-built delle nuove linee aperte del tunnel. Utilizzando Leica Pegasus:Two, i topografi dell’azienda hanno catturato tutto il necessario in sole poche settimane, senza interrompere le attività in corso. Ciò includeva un database completo di immagini 3D e nuvole di punti che coprivano binari, segnaletica, pilastri, linee elettriche e ulteriori installazioni ed elementi strutturali.
Monitoraggio delle deformazioni in tempo reale
I topografi possono utilizzare le soluzioni di monitoraggio in tempo reale di Leica Geosystems per avere una completa ‘peace of mind’. Il monitoraggio automatizzato è la scelta giusta per progetti di tunnel con elevato rischio di movimento e in luoghi dove l’accessibilità è pericolosa. I punti possono essere identificati e misurati automaticamente tramite una stazione totale, una MultiStation, un livello digitale o sensori geotecnici e verificati istantaneamente per accertare se sono avvenuti movimenti. Vengono emesse notifiche in tempo reale e gli esperti possono decidere immediatamente di evacuare le aree a rischio.
Scavare tunnel, creare connessioni intelligenti
Le soluzioni di acquisizione della realtà sono strumenti essenziali per i topografi che lavorano su progetti di tunnel. Questi ambienti di costruzione pesante impegnativi richiedono tecnologie affidabili ed efficienti che completino il lavoro il più rapidamente, accuratamente e nel modo più sicuro possibile. Le soluzioni Leica Geosystems possono supportare il topografo in ogni aspetto del suo ruolo, da:
- Raccogliere dati completi, accurati ed affidabili per ridurre i rischi
- Fornire rapporti sul campo
- Fornire dati critici di monitoraggio che aiutano a migliorare la sicurezza.
La tecnologia Leica consente un’acquisizione dati veloce e completa. E sempre più, maggiori livelli di automazione stanno trasformando la produttività e l’efficienza, illuminando i progetti di scavo dei tunnel.
