Lunga 2.996 metri, la galleria elicoidale di Varzo fa parte della linea Domodossola-Iselle-Briga che passa le Alpi attraverso il traforo del Sempione (lungo 19,803 metri). I lavori di consolidamento dell'opera, che si sono conclusi con successo lo scorso 12 agosto, fanno parte di un ampio spettro di interventi che da due anni interessano la tratta Varzo–Iselle.

Proprio durante l’esecuzione di questi interventi, lo scorso marzo, i tecnici di RFI spa e quelli dell'impresa Ceprini, avevano rilevato che gli effetti spingenti dell'ammasso roccioso avevano provocato movimenti anche sul rivestimento della galleria. Segni evidenti di questi movimenti erano concentrati nel cosiddetto concio C, lungo 60 metri, che in passato aveva già manifestato problemi di assestamento, e che quindi era già stato oggetto di parziali consolidamenti.

Come spiegatoci dall'ingegner Vincenzo Spagnoli, direttore tecnico dell'impresa Ceprini Costruzioni srl, il nuovo progetto di consolidamento era soggetto a tre vincoli imprescindibili: ripristinare l'esercizio entro il tempo assegnato (i lavori erano stati programmati tra il 12 agosto ed il 2 settembre), mantenere inalterato il profilo della galleria “in interferenza di sagoma” con i convogli ferroviari (operando cioè solo sulla calotta al di sopra della quota della linea di trazione elettrica) e adottare un sistema costruttivo che permettesse l'autoportanza e l’immediato autosostentamento degli elementi strutturali di consolidamento impiegati immediatamente dopo la loro posa in opera.

Il progetto, che ha considerato un intervento su 75 metri, cioè  ha incluso un margine 15 metri in più rispetto alla zona visibilmente ammalorata, ha previsto l'impiego di centine di acciaio in profilati HEB240 con “piede” terminale di ancoraggio in elementi di acciaio pieno di 6 centimetri di spessore. Le centine, identificabili staticamente come sistemi iperstatici ad arco a due cerniere, sono state ancorate al piede mediante un profilato di contrasto a C SN 260 bloccato rigidamente da due tiranti attivi all'altezza delle “reni” della calotta. I tiranti attivi, propedeuticamente realizzati durante le settimane antecedenti all’intervento, ma “tesati” all’atto del posizionamento delle centine metalliche di consolidamento, hanno garantito la massima tenuta, perché dotati di bulbo sufficientemente esteso, in grado di garantire una sufficiente lunghezza di “autoancoraggio”.

La realizzazione del progetto ha previsto tre fasi: due da realizzarsi operando alternativamente su un solo binario, ed una che ha invece previsto la chiusura totale della linea. Nella prima fase, ad esercizio parzialmente attivo, sulla calotta sono state realizzate, con andamento a raggiera, barre valvolate in vetroresina di lunghezza pari a tre metri, iniettate con cemento microfine così da saturare l'ammasso roccioso, chiuderne il più possibile le cavillature e ridurne la porosità. La seconda fase, sempre realizzata operando alternativamente su un binario, ha invece previsto che venissero realizzati tiranti attivi (realizzati ognuno con 4 trefoli di diametro pari a 0,6 pollici), posizionati in corrispondenza delle “reni” della calotta.

I tiranti, per le caratteristiche proprie del sito di intervento e delle modalita’ di perforazione adottate, sono stati realizzati di lunghezza totale di 10 metri, con bulbo di ancoraggio di lunghezza di 8 metri e con lunghezza libera di tesatura di 2 metri. Visto il loro ruolo fondamentale per garantire l’immediato ancoraggio ed autosostentamento della centina metallica di consolidamento, il progetto ha previsto che i tiranti fossero di tipo “attivo” (così da valutarne direttamente la tenuta in fase di tesatura iniziale) e che avessero un bulbo(appunto 8 metri), in grado di assicurare una resistenza allo sfilamento di 40 tonnellate totali per centina.

La terza ed ultima fase ha invece richiesto la totale sospensione del traffico ferroviario, ed ha previsto l'istallazione delle  centine di consolidamento ad interasse pari a 1,75 metri, ancorate ai tiranti con l' elemento di contrasto a C (per un totale di 45 centine), la posa di una prima rete di diametro 8 mm con maglia 10cmx10cm appoggiata nell'ala inferiore delle centine, la posa in opera di barre ausiliarie di diametro 18 mm di ancoraggio della rete alle centine e,infine, la posa di una seconda rete elettrosaldata di diametro 5 mm con maglia 10cmx10cm.

L'armatura così costituita è stata quindi coperta, in due fasi successive (riempimento e finitura) con spritz-beton fibrorinforzato realizzato con una speciale miscela cementizia, additivata con accelerante per consentire la pronta presa del conglomerato stesso. In totale, a seconda dell’area presa in considerazione, lo spessore di betoncino armato gettato, varia da un minimo di 12 centimetri ad un massimo di 18 centimetri.

Il taglio della calotta

Uno dei problemi di maggiore rilevanza della terza fase dell'intervento era costituito dai tagli della calotta, disposti ad interasse di 175,00 cm, per circa 20 centimetri di profondità e 40 centimetri di larghezza, necessari a creare la sede per le centine metalliche di consolidamento. La soluzione, d’intesa con i tecnici della Ceprini Costruzioni srl, è stata fornita da Simex che ha messo a punto una speciale testa fresante derivata dal modello TF 800 che, montata su escavatore Komatsu PC138 US in sagoma e con braccio modificato e speciale sella di raccordo (entrambe fornite dalle officine Grifo di Perugia), ha permesso di realizzare le sedi per le centine.