Rischi nello scavo di gallerie (metodo tradizionale)
Premessa
Le grandi opere viarie rivestono una importanza strategica per lo spostamento di passeggeri e merci sia sul territorio nazionale sia all’estero. Tra queste le gallerie occupano una posizione di assoluta rilevanza in quanto, per le loro caratteristiche, consentono di abbreviare i tracciati e ridurre l’impatto ambientale.
Negli ultimi anni, il continuo crescere di scambi nell’ambito nazionale e nell’Unione Europea, ha manifestato l’insufficienza delle reti di collegamento viario: in merito ai sistemi di trasporto, al fine di garantire la funzionalità sia del traffico passeggeri (su auto o su treno), sia di quello merci (stradale o ferroviario), si ritiene che la sola molteplicità di sistemi di trasporto (ferroviario e stradale) possa evitare la paralisi non solo del punto critico di traffico, ma anche di tutto il sistema viario.
In questo contesto le gallerie sono fondamentali per il raggiungimento del miglioramento del sistema viario; pur tuttavia esse rappresentano un duro banco di prova per la sicurezza durante le fasi di realizzazione.
La sicurezza delle opere in sotterraneo (ed in particolare delle gallerie) è un tema assai complesso e affascinante al tempo stesso, in quanto unisce il fascino della realizzazione della galleria all’universo delle problematiche della sicurezza (aggiungendo ai rischi tipici del settore edile anche quelli delle opere in sotterraneo e dell’ambiente). Inoltre la molteplicità dei sistemi di avanzamento (esplosivi, frese puntuali, TBM, escavatori, ecc.) comporta, ai fini della sicurezza, lo studio di fasi e procedure esecutive assai diversificate e impegnative. Per comprendere che cosa occorre fare (o non fare) per garantire buone condizioni di igiene e sicurezza dei lavoratori impegnati nella realizzazione di gallerie è indispensabile aver preso parte alla realizzazione di tali opere in quanto la molteplicità dei fattori di rischio, la particolarità e la peculiarità degli ambienti di lavoro e, non ultima, l’importanza tecnica ed economica che le grandi opere in sotterraneo rivestono, richiedono l’analisi e la valutazione di ”infinite” situazioni che rientrano in possibili scenari di infortuni o di malattie professionali.
Il principio da utilizzare è quello della sicurezza “intelligente” che classifica le attività, ne valuta i rischi e fornisce le misure di prevenzione e protezione al fine di eliminare o ridurre al minimo i rischi alla fonte. In particolare la formazione del personale è un elemento indispensabile al fine del raggiungimento degli obiettivi di ridurre al minimo o eliminare i fattori di rischio.
Quello che vogliamo sottolineare è che qualsiasi azione volta a migliorare le condizioni di sicurezza in galleria deve essere seguita, per ottenere un sistema funzionante, da un controllo dell’avvenuta realizzazione dell’azione stessa (sia che si tratti di formazione, prescrizione, ordine di servizio, richiesta di adeguamento, ecc.); è anche importante sottolineare che il controllo fine a se stesso di singole attività dovrà essere preceduto da una politica aziendale che abbia fra i suoi obiettivi la prevenzione mediante l’analisi e l’individuazione dei rischi; in altri termini, l’applicazione dell’impianto normativo in materia di tutela della salute e sicurezza nei luoghi di lavoro deve essere affiancato da una nuova cultura della sicurezza che coinvolga tutti gli operatori (dal Committente, al Datore di Lavoro, al Coordinatore per la Sicurezza, ai RSPPR, ai Preposti, ai lavoratori) in modo da ottenere risultati apprezzabili.
La realizzazione di una galleria costituisce, a livello ingegneristico, un impegno notevole sia in fase di progettazione, sia in fase di esecuzione.
Come si può facilmente comprendere l’attività di scavo di una galleria altera lo stato di equilibrio dell’ammasso oggetto di intervento.
Rischi geologici
La stabilità dello scavo in sotterraneo è la prima condizione di sicurezza dei lavori. Il massiccio geologico inalterato iniziale è soggetto ad uno stato di tensione dovuto principalmente al peso del terreno e delle rocce ed eventualmente a spinte di natura tettonica o geodinamica o idraulica.
Lo scavo di una galleria o di un pozzo comporta una ridistribuzione delle tensioni attorno allo scavo stesso.
Questa ridistribuzione deve compensare le tensioni non più trasmesse a seguito dell’effettuazione dello scavo.
Durante il processo di ridistribuzione, le rocce e i terreni tendono verso una nuova condizione di equilibrio subendo delle deformazioni che comportano una riduzione della sezione dello scavo.
Se alla deformazione elastica si sovrappone quella plastica, si producono fessurazioni e ne risulta una disgregazione del materiale attorno allo scavo. La manifestazione esterna di questi stati di deformazione consiste in un abbassamento del tetto dell’opera e nella formazione di fessure dapprima invisibili e poi crescenti con il tempo. L’allargamento delle fessure provoca il distacco di parti di scavo di grandezza variabile in funzione delle caratteristiche geomeccaniche della roccia o del terreno Uno stato avanzato di disgregazione può provocare il franamento di grandi masse di roccia o terreno.
La prima considerazione per analizzare la molteplicità dei rischi presenti in sotterraneo è legata all’ambiente lavorativo (il sotterraneo) che comporta un aggravio degli usuali rischi presenti nelle opere all’aperto.
Fra i rischi presenti devono prendersi in considerazione (non vengono analizzati in questa sede eventuali lesioni a fabbricati sovrastanti l’ammasso oggetto di scavo) i rischi derivanti dalla natura dell’ammasso roccioso, dai sistemi di avanzamento (metodi di scavo) e da tutte le caratteristiche locali (presenza di acqua, gas, ecc.).
In tale contesto devono essere annoverati i seguenti rischi:
- Interferenza con sottoservizi;
- Eventuale presenza di ordigni bellici;
- Crollo dell’ammasso roccioso con rischio di seppellimento;
- Esplosioni per presenza di gas;
- Allagamenti per presenza di acque.
Negli ultimi anni si è compresa l’importanza dell’esecuzione di indagini preliminari alla realizzazione della galleria (di tipo ambientale, geologico, idrogeologico e geotecnico); l’approfondimento, già in fase di studio di fattibilità e progettazione delle caratteristiche dell’ammasso roccioso da attraversare può portare ad una corretta individuazione dei metodi di scavo (che dipendono anche dalle caratteristiche dell’opera) e delle relative attrezzature.
Rischi legati all’utilizzo di macchine ed attrezzature
Tra i rischi legati all’utilizzo di macchine ed attrezzature, nei sistemi di scavo tradizionali, assume una particolare importanza il rischio di investimento durante la manovra degli automezzi.
È noto infatti che se tale tipo di rischio deve ritenersi presente anche nelle attività all’esterno della galleria, all’interno della stessa galleria tale rischio assume una importanza maggiore legata al fatto che ci si trova in un ambiente confinato e con illuminazione artificiale; la possibile presenza di polveri e gas può essere causa di alterazione delle condizioni di visibilità.
Ai fini della prevenzione, oltre al rispetto del principio fondamentale di “non sostare nel raggio di azione delle macchine”, dovranno essere presi in considerazioni gli obblighi derivanti dall’utilizzo di indumenti ad alta visibilità e l’utilizzo di mezzi con cicalino di retromarcia e telecamera per la corretta visibilità in manovra; l’adozione di misure di prevenzione (descritte nel seguito del presente approfondimento) per evitare la diffusione delle polveri e dei gas di scarico costituisce elemento aggiuntivo di prevenzione.
Prendendo in esame le varie fasi di realizzazione di una galleria (con metodo tradizionale di scavo), si possono individuare i seguenti rischi:
Rischio derivante dalle attività di perforazione (esecuzione di micropali e tiranti nelle opere di preparazione dell’imbocco, opere di preconsolidamento al fronte): interferenza con sottoservizi, eventuali interferenze con ordigni bellici, atmosfera esplosiva (grisou); interferenza con venute d’acqua, investimento, tutti i rischi derivanti dall’utilizzo di macchine ed attrezzature, aria compressa, rumore, polveri (silice libera cristallina), vibrazioni, cesoiamento, tagli, urti, gas di scarico, ustioni, microclima;
Scavo: interferenza con sottoservizi, eventuali interferenze con ordigni bellici, atmosfera esplosiva (grisou); interferenza con venute d’acqua, investimento, distacco di materiali dall’alto, tutti i rischi derivanti dall’utilizzo di macchine ed attrezzature, seppellimento, amianto, nebbie e vapori, rischi durante il trasporto, montaggio e allontanamento delle macchine, uranio (e pertanto gas radon), gas (grisou), gas di scarico dei mezzi meccanici, scoppio, incendio, gas di scarico, rischi ambientali dovuti alla presenza di siti inquinati, microclima, ecc.
Smarino: investimento, tutti i rischi derivanti dall’utilizzo di macchine ed attrezzature, caduta di materiali dall’alto, rischi nelle fasi di carico e trasporto del marino, rischi ambientali (utilizzo di bentonite, olii per lubrificazione, gas di scarico, scarti di lavorazione, vetroresina, ecc.), microclima, ecc.
Prerivestimento: caduta dall’alto, distacco di materiali dall’alto, rischio chimico, rischi durante le attività di saldatura, scoppio incendio; caduta delle centine, tagli, urti, abrasioni, polveri, rumore, proiezione di spritz-beton, microclima, ecc.
Realizzazione dell’arco rovescio: caduta dall’alto (entro scavi aperti), seppellimento, polveri, rumore, vibrazioni, ribaltamento di mezzi meccanici, tutti i rischi derivanti dall’utilizzo di macchine ed attrezzature, gas di scarico, microclima, ecc.
Realizzazione murette: movimentazioni manuali dei carichi, tagli, lesioni, urti durante la lavorazione e posa delle armature, contatto con il calcestruzzo, investimento, rumore, polveri, vibrazioni, gas di scarico, tutti i rischi derivanti dall’utilizzo di macchine ed attrezzature, microclima, ecc.
Realizzazione delle opere di impermeabilizzazione: incendio, movimentazioni manuali dei carichi, gas di scarico,rischi durante l’utilizzo del mezzo di sollevamento,
Costruzione della calotta: spostamento della cassaforma, elettrocuzione, investimento, crolli strutturali, lesioni, urti durante la lavorazione e posa delle armature, contatti con il calcestruzzo, microclima, ecc.
Rischi derivanti dagli impianti
Gli impianti necessari per lo scavo di una galleria con metodo tradizionale sono i seguenti:
- impianto elettrico (per l’utilizzo di macchine elettriche, per l’illuminazione della gallerie e delle aree di lavoro, ecc.);
- impianto di ventilazione;
- impianto di aria compressa;
- impianto antincendio;
- impianti di rilevazione incendio;
- impianti di monitoraggio gas;
- impianti di aspirazione polveri;
- impianti per la tutela dell’ambiente (impianti per la gestione degli scarichi, impianti per il lavaggio degli automezzi, disoleatore, impianto per il trattamento delle acque, ecc);
- impianti per la produzione di inerti;
- impianti per la produzione di malte e calcestruzzo;
- impianti per il recupero di materiali di risulta dello scavo/ impianti di sollevamento;
- impianti vari per la gestione ed il funzionamento del Campo base e Campo industriale (ad esempio impianto idrico, impianto elettrico, impianto di terra e di protezione dalle scariche atmosferiche, impianti di scarico delle acque bianche e acque nere, eventuale impianto gas, impianti di riscaldamento-condizionamento, impianto a pannelli solari per il riscaldamento dell’acqua, scarico fumi, ecc).
Ovviamente ogni impianto, avuto riguardo alla specifica tipologia, presenta rischi specifici differenti.
Al fine della prevenzione risulta fondamentale che la progettazione degli impianti venga effettuata conformemente alle vigenti leggi in materia e l’esecuzione/manutenzione degli stessi venga affidata a ditta abilitata.
Per il corretto utilizzo devono essere formati ed informati i lavoratori addetti ai sensi di legge.
Rischio incendio ed esplosione
Il D.P.R. 151/2011 ha compreso nell’ambito delle attività sottoposte ai controlli di prevenzione incendi anche le gallerie (attività n. 80 del D.P.R. 151/2011: Gallerie stradali di lunghezza superiore a 500 m e ferroviarie superiori a 2000 m).
Trattandosi di gallerie si potrebbe ritenere che si tratti di gallerie in esercizio; tuttavia, anche la costruzione delle gallerie, il cui avanzamento definisce situazioni in termini di lunghezza della galleria in continua evoluzione, può comportare l’esercizio, parziale o totale, di tratti di gallerie (si pensi, ad esempio, alle “finestre” di servizio alla galleria di linea).
Indipendentemente dagli adempimenti obbligatori imposti dalla vigente normativa in materia di attività soggette al rilascio di certificato di prevenzione incendi, nelle gallerie in costruzione esistono diverse possibili cause di incendio, fra le quali la presenza di numerosi macchinari, impianti e materiali; il rischio è un rischio elevato, avuto riguardo al fatto che l’innesco di un incendio in ambiente confinato, provoca la produzione di fumi molto pericolosi.
Il Ministero dell’Interno ed il Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti ha emanato la circolare esplicativa DIP. VVF n. 1 del 29/01/2013 per l’attuazione da parte dei gestori delle gallerie stradali degli adempimenti amministrativi introdotti dal Nuovo Regolamento di semplificazione della Prevenzione Incendi, emanato con il D.R.R. 151/2011.
Il grisou è un gas combustibile incolore e inodore costituito prevalentemente da metano e altri gas: azoto, anidride carbonica ed etano in quantità variabili e in percentuali molto inferiori elio, idrogeno e neon.
Agenti fisici
Rumore
Come è noto il rumore in ambito edilizio rappresenta un rischio derivante dall’utilizzo di macchine ed attrezzature di lavoro; in galleria (ambiente confinato) tale rischio può comportare livelli di esposizione superiori a 90 dBA, dovuto all’utilizzo di attrezzatura di perforazione nella fase di preconsolidamento, escavatore con martellone per avanzamento al fronte, pala meccanica e dumper per le operazioni di smarino, spritz beton, scavo arco rovescio, e getto di calcestruzzo nelle varie fasi di getto, uso di attrezzature varie.
La valutazione dei rischi deve prendere in esame le diverse attività lavorative e le diverse macchine per la scelta dei sistemi di protezione e dell’informazione e formazione degli operatori; solo da tale valutazione potranno scaturire scelte di prevenzione che non siano in contrasto con esigenze lavorative.
L’utilizzo di corretti sistemi di lavoro e di otoprotettori costituisce la base del sistema di prevenzione; tenuto conto dei livelli di esposizione la sorveglianza sanitaria dei lavoratori esposti contribuisce al monitoraggio degli stessi.
Un’esposizione prolungata al rumore senza protezioni può essere causa di ipoacusia neurosensoriale (malattia professionale).
Vibrazioni
Le vibrazioni prodotte dalle macchine devono essere oggetto di specifica valutazione dei rischi (distinta per vibrazioni mano-braccio e valutazione corpo intero).
L’utilizzo di particolari attrezzature (martello pneumatico – vibrazioni mano-braccio) può essere causa, se tale utilizzo risulti continuativo, di malattie professionali come il fenomeno di Raynaud. Sulle vibrazioni per il corpo intero i rischi sono inferiori; occorre tuttavia evitare in entrambi i casi (mano-braccio e corpo intero) esposizioni continuative.
Nel caso di vibrazioni mano-braccio, è importante l’utilizzo di guanti antivibranti.
Campi elettromagnetici
Il D.lgs. 81/2008 (art. 206 e seguenti) prevede l’obbligo per il datore di lavoro di effettuare la valutazione dell’esposizione dei lavoratori a campi elettromagnetici.
La valutazione deve essere condotta facendo riferimento anche a direttive europee e buone prassi.
La stessa valutazione comprenderà una valutazione preliminare nella quale dovranno essere individuate tutte le possibili sorgenti di campi elettromagnetici ed, a seguire, una valutazione di dettaglio che potrà contemplare, nei casi previsti dalla normativa, una valutazione senza misure (giustificabile) nelle ipotesi indicate dalla tabella 4.1 elaborata a partire dalla norma CENELEC EN 50499 e recepita dal CEI a novembre 2009 ed una valutazione a seguito di misure (nei casi contemplati dalla tabella 4.2 elaborata a partire dalla norma CENELEC EN 50499 e recepita dal CEI a novembre 2009).
Rischio chimico /agenti cancerogeni e mutageni
I rischi da prendere in esame ai fini della prevenzione da agenti chimici e cancerogeni sono i seguenti:
- rischio da polveri: tale rischio, soprattutto in relazione alla presenza della silice libera cristallina (SiO2), classificata dal principale organismo internazionale di ricerca sul cancro (IARC) fra gli agenti cancerogeni certi per l’uomo, assume una notevole importanza; fra le attività che producono polveri devono essere annoverate le opere di preparazione degli imbocchi (scavi, palificazioni, tiranti, ecc.), il preconsolidamento al fronte, lo scavo al fronte e dell’arco rovescio, lo smarino ed il transito di mezzi meccanici lungo l’asta della galleria, ecc.); nel caso di avanzamento con esplosivi devono essere pesi in esame i fumi della volata;
- gas di scarico dei mezzi meccanici: i mezzi meccanici che accedono in galleria, sia per l’esecuzione delle opere, sia per il controllo della corretta esecuzione e delle condizioni di sicurezza, sono numerosi e sono causa di immissione in atmosfera di gas nocivi quali anidride carbonica, monossido di carbonio, ossidi di azoto (NOX), idrocarburi incombusti (HC), ossidi di zolfo (anidride solforosa, SO2), ozono (O2), piombo (Pb), particolato e nerofumo
- varie sostanze utilizzate nei processi lavorativi: malte, cementi, additivi per il calcestruzzo, bentonite, sigillanti, ecc.
Le misure di prevenzione dal rischio polveri sono costituite dall’impianto di ventilazione, dall’adozione di sistemi locali di aspirazione (ad esempio nelle operazioni di perforazione), dall’utilizzo di sistemi con acqua frazionata (fronte e asta della galleria). È noto infatti che un sistema efficace di abbattimento delle polveri è costituito dall’abbattimento mediante acqua (purchè utilizzata secondo opportuni criteri). Ci sono poi obblighi ed accorgimenti per il carico e trasporto del materiale di risulta dello scavo (marino).
Per tutte le sostanza sopra citate la valutazione del rischio ed il monitoraggio periodico devono essere effettuati nel rispetto del vigente dettato normativo.
IARC ha classificato l’emissione dei motori diesel come “probabile cancerogeno per l’uomo” (classe 2A). La concentrazione degli inquinanti prodotti dai motori diesel (non si prendono in esame i motori a benzina, avuto riguardo al divieto di ingresso nelle gallerie in costruzione di macchine alimentate a benzina) può risultare elevata nel caso in cui non dovessero essere messe in atto misure di prevenzione che comprendono l’uso di mezzi meccanici di recente costruzione rispettosi delle norme ambientali relative ai gas di scarico, l’utilizzo di gasolio a basso contenuto di Zolfo (non più di 50 ppm) ed una corretta disciplina sullo spegnimento dei motori.
Ovviamente l’impianto di ventilazione, già citato quale misura di prevenzione per l’abbattimento delle polveri, deve essere dimensionato tenendo in considerazione le caratteristiche dei motori delle macchine ed attrezzature operanti in gallerie. Non ultima, una corretta manutenzione delle macchine e degli impianti consentirà di raggiungere gli obiettivi di prevenzione.
Rischi ambientali
Microclima
In galleria, le condizioni di lavoro sono molto influenzate dalle caratteristiche climatiche dell’ambiente variabili a seconda della stagione, dalla temperatura dell’ammasso roccioso oggetto di avanzamento, dell’efficacia dell’impianto di ventilazione, delle macchine e degli impianti in funzione. Anche l’umidità e le correnti d’aria possono influire sulla salute dei lavoratori. La regolazione della temperatura e dell’umidità, oltrechè quella della ventilazione, deve pertanto tenere conto di diversi aspetti, compresi quelli delle lavorazioni non a ridosso del fronte che possono essere penalizzate da un quantitativo d’aria non sufficiente anche in relazione alla tipologia di lavoro eseguito.
Nei cantieri in sotterraneo occorre tenere conto del calore prodotto dalle macchine ed attrezzature di lavoro; è fondamentale poter utilizzare macchine dotate di impianto di climatizzazione.
Anche le fasi di getto della calotta (con metodo tradizionale) comportano produzione di calore dovuto dalla reazione di maturazione del calcestruzzo in condizioni ove, generalmente, la ventilazione non risulta ottimale (essendo tali lavorazioni ad una certa distanza dal fronte di scavo). In considerazione di quanto esposto risulterà importante, già in fase di progettazione dell’impianto di ventilazione, prevedere la possibilità di aumento della ventilazione mediante spillamenti dalla conduttura principale.
Rischi derivanti dall’esposizione a sostanze pericolose
Amianto: l’amianto si può trovare in natura (nelle cosidette pietre verdi) e pertanto il rischio di diffondere le fibre di amianto è legato alla stessa attività di scavo; al fine di prevenire tale rischio esistono metodi e protocolli di analisi preliminare e di intervento, previsti sia in fase di Valutazione Impatto Ambientale sia in fase esecutiva; tali protocolli sono condivisi dagli enti di vigilanza; la corretta applicazione dei citati protocolli di intervento costituisce elemento fondamentale per la prevenzione e la tutela della salute dei lavoratori e di terzi estranei.
Radon
Il radon è un gas che deriva dall’uranio, elemento molto diffuso in natura. Come si può facilmente comprendere, il gas radon prodotto dal suolo avrà effetti differenti a seconda dell’ambiente in cui si propaga; in atmosfera la concentrazione risulta essere bassa e non costituisce un rischio per la salute; differente è il caso in cui il gas radon viene liberato in un ambiente confinato (come la galleria), raggiungendo concentrazioni che possono rappresentare un rischio per la salute dei lavoratori.
Il tenore può variare in dipendenza della litologia attraversata. In relazione alla permeabilità delle formazioni geologiche può variare la concentrazione di tale gas; ovviamente anche le modalità di scavo in avanzamento possono influire sul rilascio di gas radon.
Nello scavo di tipo tradizionale un metodo di previsione del rischio radon può essere basato sulla misura del tenore di NORM (NORM è l’acronimo di Naturally Occurring Radioactive Materials. Questa sigla indica i materiali considerati non radioattivi, ma contenenti radionuclidi naturali in concentrazioni superiori alla media della crosta terrestre) nei carotaggi, sulla misura dell’esalazione sempre su tali campioni e sulla geometria della galleria.
Rischi legati all’organizzazione del lavoro
L’organizzazione del lavoro costituisce la prima forma di prevenzione dei rischi in ambito lavorativo. Nei lavori di realizzazione di gallerie (grandi opere) al fine di garantire un apprezzabile avanzamento dello scavo, sono utilizzati turni di lavoro nell’arco delle 24 ore, con l’avvicendamenti di diverse squadre di lavoro.
Tuttavia, avuto riguardo alle condizioni biologiche della vita (ove la notte è solitamente destinata al riposo ed il giorno all’attività lavorativa), l’attività lavorativa nella notte può essere causa di stress per l’organismo; tali aspetti sono collegati anche alla variazione dei rapporti interpersonali sia familiari che esterni alla famiglia in relazione ai diversi comportamenti legati al diverso utilizzo delle fasce orarie di riposo e di lavoro.
Gli studi effettuati sull’argomento hanno portato anche ad individuare forme di prevenzione, sia in termini di periodi di variazione dell’orario lavorativo, sia in termini di allestimenti del Campo Base per il riposo dei lavoratori; è stato infatti previsto, nei dormitori dei cantieri delle grandi opere, che i lavoratori dispongano di camera singola con bagno, al fine di evitare il possibile disturbo di altri lavoratori nel caso di locali comuni.
I rischi per sovraccarico meccanico del rachide e più in generale per l’apparato muscolo scheletrico, dovuti alla movimentazione manuale di carichi, sono generalmente presenti nelle mansioni di carpentiere o comunque in quelle attività che possano comportare una movimentazione dei carichi. A livello di prevenzione una buona organizzazione del lavoro (con scelta dei mezzi meccanici idonei alla movimentazione) ed una corretta formazione degli operatori su rischi e misure di prevenzione porterà a buoni risultati.
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Il presente approfondimento è stato elaborato in data 27/03/2018; l ‘utente dovrà tenere conto di eventuali aggiornamenti normativi avvenuti successivamente a tale data.