Monitoraggio in tempo reale e analisi predittiva nel progetto del tunnel di San Donato
L’ampliamento a tre corsie della principale autostrada italiana A1 che collega Milano a Napoli, nel tratto compreso tra gli svincoli di Firenze e Incisa, prevede la realizzazione del nuovo tunnel di San Donato, che correrà in parallelo al tunnel autostradale esistente attualmente in esercizio. Il tunnel, lungo 980 metri, viene scavato utilizzando metodi di scavo convenzionali. Presenta una sezione trasversale considerevole, con una luce di 17 metri e una superficie del fronte compresa tra 190 e 220 m². Il progetto presenta condizioni sfidanti a causa delle difficili condizioni del terreno, della vicinanza ai tunnel esistenti e della presenza di strutture in superficie. Per facilitare la comprensione dello stato attuale del progetto, è stato implementato un modello BIM (Building Information Modeling) creando quindi un gemello digitale costantemente aggiornato, in parallelo alle attività di costruzione in situ. Questo approccio consente il monitoraggio in tempo reale del processo di scavo, integrando l’acquisizione continua dei dati. I dati raccolti vengono utilizzati per calibrare i parametri geotecnici necessari alle analisi numeriche predittive delle deformazioni, assicurando la coerenza con le deformazioni e i cedimenti osservati. Tali parametri calibrati vengono successivamente applicati per perfezionare il progetto, con l’obiettivo di ottimizzare il consolidamento del fronte di scavo, determinare la distanza minima necessaria tra il fronte di avanzamento e il rivestimento finale, e migliorare le misure di stabilizzazione del fronte. Questa integrazione innovativa del modello BIM con il monitoraggio in tempo reale è utilizzata per ottimizzare il processo costruttivo e apre la strada a future possibili applicazioni dell’intelligenza artificiale.
Parole chiave: modello di gemello digitale, monitoraggio in tempo reale, scavo convenzionale, galleria di San Donato; Autostrade per l’Italia.
The third-lane expansion of the primary Italian highway connecting Milan to Naples, between the Florence and Incisa junctions, includes the construction of the new San Donato tunnel, which will run parallel to the existing operational highway tunnel. The 980 m long tunnel is being excavated using conventional excavation methods. It features a large cross section with a span of 17 m and a face area ranging between 190 and 220 m2. The project presents significant challenges due to the difficult ground conditions, the proximity to existing tunnels, and the presence of surface structures. To facilitate the understanding of the project’s current state, a continuously updated digital twin building information modeling (BIM) model was implemented, parallel to construction activities. This approach enables real-time monitoring of the excavation process while incorporating continuous data acquisition. The collected data are used to calibrate the geotechnical parameters required for predictive numerical deformation analyses, ensuring alignment with observed deformations and settlements. These calibrated parameters are subsequently applied to refine the design, focusing on optimizing tunnel face consolidation, determining the minimum required distance between the tunnel face and the final lining, and enhancing face stabilization measures. This innovative integration of BIM with real-time monitoring is used to optimize the construction process and sets future possible artificial intelligence applications.
Keywords: digital twin model, real-time monitoring, conventional excavation, San Donato tunnel, autostrade per l’Italia.
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