Ing. Paolo De Paoli Relatore

Presentazione sul tema: "Ing. Paolo De Paoli Relatore"— Transcript della presentazione:

1 Ing. Paolo De Paoli Relatore La tutela del territorio, esperienze e procedure operative ROMA Variante di Valico – Soluzioni progettuali ed esecutive per l’attraversamento della valle del torrente Casaglia

2 Inquadramento generale
L’area di Poggiolino, posta all’imbocco Sud della Galleria di Base, consta di un rilevato di circa 3,5 milioni di mc esteso, con le relative sistemazioni e pertinenze, su un’area di circa 35 ha. Il rilevato ha la funzione di consentire il passaggio della Variante di Valico autostradale, di ubicare il nuovo svincolo di Poggiolino (collegato alla SS 65 della Futa) e, contestualmente, di stabilizzare i versanti insistenti sul nuovo tracciato fungendo anche da area di deposito. Il riempimento della valle interferisce con numerose aste del reticolo naturale, fra cui l’interferenza idrografica principale è rappresentata dal torrente Casaglia. Oltre al torrente Casaglia, affluente dello Stura, il quale a sua volta è tributario dell’invaso di Bilancino, vi sono numerosi affluenti del Casaglia stesso, soprattutto in destra idrografica. Si è pertanto resa necessaria un’inalveazione (di sviluppo pari a circa 1500 m), avente un tracciato compatibile con la geometria del rilevato ed una configurazione planimetrica ed altimetrica idonea a garantirne la funzionalità idraulica, la sicurezza a lungo termine nonché il ripristino delle condizioni naturali ante operam.

3 Area di Poggiolino Bacini insistenti sull’area del rilevato e sul collegamento stradale alla SS 65

4 Area di Poggiolino Corografia generale del rilevato di Poggiolino

5 Area di Poggiolino Vista aerea dell’area del rilevato di Poggiolino

6 Area di Poggiolino Sistemazione finale dell’area di Poggiolino

7 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione provvisoria del torrente Casaglia Descrizione dell’intervento Per eseguire l’intervento di riempimento, si è realizzata una deviazione provvisoria interrata, finalizzata a raccogliere e convogliare a valle dell’area Poggiolino, le acque del Casaglia e dei rii ad esso affluenti in destra e sinistra. Tale opera è stata realizzata, per quanto possibile, sul fondo valle attuale (punto naturalmente più depresso). La sistemazione provvisoria consiste in un sistema di condotte metalliche multipiastra; la condotta principale si sviluppa lungo il fondovalle del Casaglia con diametro variabile, crescente da monte verso valle, le secondarie permettono il convogliamento degli affluenti. La condotta principale origina nei pressi dell’imbocco sud della Galleria di Base e, dopo aver accolto gli affluenti, sbocca nella vasca di dissipazione terminale, forandone la parete di destra. La sistemazione provvisoria, ad intervento completato, assolve il duplice ruolo di drenaggio di fondo del rilevato e di scarico di sicurezza dell’inalveazione principale, attraverso il manufatto di sfioro (di cui si parlerà in seguito) posto sull’inalveazione principale del torrente Casaglia . La condotta interrata permette inoltre la separazione dei deflussi dalle acque di drenaggio dell’area di cantiere e riduce sensibilmente la possibilità di inquinamento del bacino posto a valle.

8 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione provvisoria del torrente Casaglia Dimensionamento La condotta circolare provvisoria è costituita da un manufatto multipiastra in acciaio corrugato avente spessore 7 mm, lunghezza 1246 m, e dimensioni progressivamente crescenti da monte verso valle, con diametro pari a 3.6 m nel tratto iniziale, fino a 4.6 m in quello finale. Sul fondo è realizzata una base in calcestruzzo armato dell’altezza di 0.8 m con lo scopo di permettere l’accesso per eventuali ispezioni e manutenzioni all’interno della condotta. I raccordi laterali per l’innesto degli affluenti sono realizzati mediante tubazioni circolari di diametro costante pari a 3.05 m. La verifica idraulica è stata condotta in moto permanente, con le portate evidenziate nelle slide a seguire (Tr 40 anni per il transitorio, Tr 100 anni, e portata proposta dalla Regione Toscana nella Delibera della Giunta Regionale n.18 del 29/12/1994). I riempimenti massimi sono pari al 75%. Sebbene il funzionamento idraulico della condotta non avvenga mai in pressione, si prevede l’inserimento di canne verticali di aerazione, anche per garantire una minima ventilazione nella condotta durante le operazioni di ispezione e/o manutenzione. I camini sono posizionati in corrispondenza dei cambi di diametro, di ognuna delle immissioni degli affluenti, e nelle sezioni in cui è presente un cambio di pendenza.

9 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione provvisoria del torrente Casaglia Planimetria generale

10 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione provvisoria del torrente Casaglia Sezione tipo

11 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione provvisoria del torrente Casaglia Posa della condotta

12 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione provvisoria del torrente Casaglia Posa della condotta

13 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione provvisoria del torrente Casaglia Innesto affluente

14 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Descrizione dell’intervento L’inalveazione deriva le acque del torrente Casaglia in corrispondenza dell’imbocco Sud della galleria naturale; lungo il suo sviluppo, permette di evitare tratti coperti, limitare le operazioni di scavo e rende agevole la captazione dei numerosi affluenti in destra. In accordo con il parere rilasciato dal Consiglio Superiore del LL.PP. per il profilo di fondo sono impiegati raccordi continui e non salti con vasche di dissipazione, a meno della vasca di dissipazione terminale. Il nuovo alveo, per buona parte del suo sviluppo, è posizionato sopra il rilevato artificiale, estremamente sensibile a fenomeni erosivi in caso di insufficienza idraulica. L’opera è costituita da un canale a sezione trapezoidale, variabile in dimensioni e tipologia costruttiva, caratterizzato da tratti a pendenza di fondo costante (4 – 6 %) intervallati da scivoli di raccordo (15 – 20 %). Tali scivoli sono realizzati per fronteggiare le azioni di trascinamento dovute all’incremento di velocità; il rivestimento degli scivoli è realizzato con macroscabrezze. A causa delle pendenze longitudinali nonché per la presenza del sottostante rilevato è stato indispensabile ricorrere ad una struttura di supporto in calcestruzzo armato che assicura la continuità della sistemazione anche a fronte di forti cedimenti. La struttura è associata ad un rivestimento in massi di cava ad essa vincolati.

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Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Descrizione dell’intervento Le sezioni idrauliche di progetto sono due: una sezione trapezoidale (tipo A) con base minore pari a 5.70 m, inclinazione delle sponde pari a 60° sull’orizzontale e altezza utile pari a 3.80 m, per i tratti di raccordo con pendenza maggiore una sezione trapezoidale (tipo B) con base minore pari a 5.70 m, inclinazione delle sponde minima di 30° e con altezza pari a 3.80 m, per la sistemazione corrente. Per la sezione tipo B si prevede una protezione spondale in massi di notevole volume, posati sotto sagoma con intasamento di terreno ed inserimento di talee. Alla sezione di inizio della sistemazione viene predisposto un manufatto di imbocco atto a raccordare l’alveo originale con la sezione di valle; tale manufatto è attrezzato con una briglia a pettine per trattenere i detriti di maggiori dimensioni.

16 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Descrizione dell’intervento Lungo l’inalveazione sono previste le sistemazioni dei tratti terminali di alcuni affluenti, posti prevalentemente in destra idrografica (n. 7). Ciascuno dei rami secondari viene dotato di un manufatto di imbocco analogo a quello dell’asta principale, salvo le minori dimensioni, che si collega alla sistemazione anch’essa della tipologia di quelle adottate sul Casaglia, ma di dimensioni inferiori. I deflussi provenienti dai rii che drenano il versante sinistro dell’area di Poggiolino vengono convogliati da un canale di gronda, il quale attraversa la sede autostradale mediante uno scatolare 4.0 x 2.5 m recapitando infine nel torrente Casaglia mediante un canale a cielo aperto.

17 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Criteri di dimensionamento Tempo di ritorno di progetto secondo le linee guida della Variante di Valico: 200 anni per le opere idrauliche definitive su corsi d’acqua maggiori (Reno, Setta, Stura e Sieve) 100 anni per tutti gli altri corsi d’acqua. Per la sistemazione del torrente Casaglia si è dunque adottato un valore di portata centennale.

18 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Criteri di dimensionamento Portata di progetto Metodo della corrivazione Sono state calcolate le portate per vari tempi di ritorno con il metodo della corrivazione, basato sulla formula razionale, a partire dalla pluviometria contenuta nello studio idrologico generale della variante di valico. Sezione Superficie Lungh. asta Quota sez. chiusura Coeff. Deflusso Tempo corrivazione H pioggia T=10 anni H pioggia T=20 anni H pioggia T=40 anni H pioggia T=100 anni Q T=10 anni Q T=20 anni Q T=40 anni Q T=100 anni (kmq) (m) (m s.l.m.) (ore) (mm) (mc/s) Imbocco inalveazione 1.52 1781 487 0.75 0.30 24.25 27.73 31.15 35.63 25.66 29.35 32.97 37.71 Vasca di dissipazione 4.83 3071 424.5 0.52 30.65 35.05 39.38 45.03 59.63 68.20 76.62 87.62

19 Fine inalveazione/Vasca di dissipazione
Scelte progettuali ed interventi Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Criteri di dimensionamento Portate individuate nella Delibera della Giunta Regionale della Regione Toscana n. 18 del 29/12/1994, allora vigente Secondo la delibera, i valori dei contributi di piena assunti devono essere dedotti dalla curva di inviluppo dei contributi unitari dei bacini imbriferi dei fiumi con foce sul litorale toscano fornita dall’Ufficio Idrografico e Mareografico di Pisa. Le portate di progetto determinate con tale metodologia sono generalmente superiori alle portate determinate con le metodologie classiche dell’idrologia tecnica. Si fissa, come criterio generale, di adottare Tr 100 anni, ma anche di verificare le opere con la portata indicata nella delibera 18/94. AREA PORTATA SPECIFICA PORTATA [kmq] [mc/skmq] [mc/s] Imbocco Inalveazione 1.52 30 45.70 Fine inalveazione/Vasca di dissipazione 4.83 144.86

20 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Criteri di dimensionamento Le verifiche sono state svolte in moto permanente per Tr 100 anni e con la portata indicata nella delibera 18 del 29/12/1994. La portata lungo il tracciato del torrente Casaglia varia in maniera consistente passando da circa 40 mc/s (sezione iniziale) a circa 90 mc/s (vasca di dissipazione terminale). In fase di dimensionamento si è perciò deciso di suddividere il torrente Casaglia in sei tratti, caratterizzati ciascuno da una portata costante. Dalla verifica in moto permanente per Tr 100 anni risulta un franco elevato (superiore ai 2,0 m) mentre per la Q delibera 18/94 risulta un franco di circa 1,4 m. La scelta di adottare franchi idraulici elevati è giustificata dalla presenza di velocità di progetto piuttosto alte. I massi per il rivestimento dell’inalveazione sono stati definiti a seguito delle verifiche agli sforzi tangenziali: sono risultati massi di volume unitario superiore a 1 mc.

21 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Planimetria generale

22 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Sezioni tipo canale principale e rami secondari

23 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Opera di imbocco canale principale

24 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Opere di imbocco affluenti

25 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Innesto rami secondari tipo A

26 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Innesto rami secondari tipo B

27 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Sistemazione finale del Casaglia: opera di imbocco in fase di costruzione

28 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Sistemazione finale del Casaglia: opera di imbocco terminata

29 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Sistemazione finale del Casaglia: opera di imbocco su affluente in via di ultimazione

30 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Sistemazione finale del Casaglia: fase di costruzione dell’inalveazione

31 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Sistemazione finale del Casaglia: sezione tipo A in fase di costruzione

32 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Sistemazione finale del Casaglia: sezione tipo A terminata

33 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Sistemazione finale del Casaglia: sezione tipo B in fase di costruzione

34 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Sistemazione finale del Casaglia: sezione tipo B terminata

35 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Sistemazione finale del Casaglia: innesto rami secondari tipo A

36 Scelte progettuali ed interventi
Sistemazione definitiva del torrente Casaglia Sistemazione finale del Casaglia: innesto rami secondari tipo B

37 Scelte progettuali ed interventi
Sfioratore da canale principale a condotta multipiastra Descrizione e criteri di dimensionamento A monte del tratto provvisionale, si prevede la realizzazione di uno sfioratore laterale in sinistra idraulica del torrente Casaglia, dotato di guide per panconature sia sulla soglia stessa, sia sul torrente a valle della soglia. La soglia sfiorante recapita le acque alla condotta provvisoria. Il manufatto ha un duplice scopo: permettere durante la fase provvisoria la completa deviazione delle acque del Casaglia all’interno della condotta, mediante lo sbarramento del corso principale con panconature. permettere, a regime, la deviazione all’interno della condotta delle portate eccedenti un certo valore: in altri termini il manufatto funzionerà da “scarico di sicurezza” rispetto alla portata di progetto del Casaglia. In fase transitoria lo sfioratore è in grado, tramite la chiusura mediante panconi dell’inalveazione principale, di smaltire la Q massima indicata nella Delibera della Giunta Regionale n.18 del 29/12/1994. In fase finale, lo sfioratore è in grado di scolmare le portate eccedenti il valore di progetto utilizzato per il dimensionamento dell’inalveazione definitiva, la quale è quindi da ritenersi in sicurezza anche per eventi con tempo di ritorno estremamente elevati.

38 Scelte progettuali ed interventi
Sfioratore da canale principale a condotta multipiastra Disegno d’insieme

39 Scelte progettuali ed interventi
Sfioratore da canale principale a condotta multipiastra Sfioratore laterale in fase di costruzione

40 Scelte progettuali ed interventi
Vasca di dissipazione terminale Descrizione e criteri di dimensionamento Al termine del nuovo tracciato del torrente Casaglia è previsto un manufatto dissipatore in calcestruzzo armato in corrispondenza del quale, sul lato destro, si innesta la tubazione multipiastra già descritta. La vasca ha lo scopo di dissipare l’energia della corrente in arrivo, sia dall’inalveazione principale sia dalla condotta metallica. La vasca è dimensionata imponendo che si realizzi un risalto idraulico al suo interno, il quale si attua grazie al restringimento della sezione di sbocco. La vasca ha sezione trapezoidale con base minore pari a 20 m ed altezza pari a 5 m, l’inclinazione delle sponde è di 60 gradi sull’orizzontale. La lunghezza della vasca è di 50 m. La sezione rettangolare in uscita dalla vasca è ampia 8.90 m, il franco è di circa 2.0 m. A valle della vasca di dissipazione è prevista la riprofilatura dell’alveo naturale per circa 100 m ed un intervento di sistemazione di fondo e sponde mediante scogliera in massi non cementati (volume unitario circa 0,8 mc), rinverditi con talee di idonea specie.

41 Scelte progettuali ed interventi
Vasca di dissipazione terminale Disegno d’insieme

42 Scelte progettuali ed interventi
Vasca di dissipazione terminale Sistemazione tratto a valle

43 Scelte progettuali ed interventi
Vasca di dissipazione terminale Vasca di dissipazione in via di costruzione

44 Scelte progettuali ed interventi
Vasca di dissipazione terminale Vasca di dissipazione in via di ultimazione

45 Scelte progettuali ed interventi
Vasca di dissipazione terminale Innesto della condotta multipiastra

46 Scelte progettuali ed interventi
Vasca di dissipazione terminale Sistemazione tratto terminale torrente Casaglia