RELAZIONE GEOLOGICA E GEOTECNICA

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1 DOTT. GEOL. GABRIELE CIVARDI studio tecnico di geologia Genova corso Perrone 15 RELAZIONE GEOLOGICA E GEOTECNICA Oggetto: Relazione geologica a supporto del progetto di un impianto idroelettrico. Localizzazione: Comune di Etroubles Regione Autonoma Valle d Aosta Tipo di elaborato: Relazione geologica e geotecnica Richiedente: Sig. Laurent Jean Conti Data Genova, 26 giugno 2015 N lavoro 780/G/15 Revisione

2 2 INDICE 1 - PREMESSA NORMATIVA DI RIFERIMENTO INQUADRAMENTO E VINCOLI MODELLO GEOLOGICO E GEOTECNICO Stratigrafia (Unità A) Ghiaia sabbiosa con elementi lapidei (Unità B) Scisti CARATTERIZZAZIONE SISMICA DEL SUOLO ESAME DEL PROGETTO ED INDICAZIONI OPERATIVE ASPETTI AMMINISTRATIVI Decreto Ministeriale 14 gennaio Vincolo idrogeologico Piano per l Assetto Idrogeologico del Fiume Po (L. 183/89) L.R. n. 11 del 06/04/1998 Normativa urbanistica e di pianificazione territoriale della Valle d'aosta Terreni a rischio frana Terreni a rischio inondazione Terreni in aree boscate Terreni in aree valanghe Piano Regolatore Generale Comune di Etroubles adottato dal Consiglio Comunale con Delibera n. 24 del 29/10/2009 e s.m.i CONCLUSIONI ALLEGATI TAVOLA A: Carta di analisi (scala 1:10000) TAVOLA B: Planimetria (scala grafica) TAVOLA C: Sezione geologico interpretativa (scala grafica) TAVOLA D: Documentazione Fotografica

3 3 1 - PREMESSA L oggetto della presente relazione riguarda la realizzazione di una centrale idroelettrica ricadente nell arco alpino in regione Val d Aosta nel Comune di Etroubles. Con riferimento al progetto, lo scrivente studio tecnico è stato incaricato dal Sig. Laurent Jean Conti di eseguire le opportune indagini geologiche a carattere preliminare al fine di valutarne la fattibilità e orientare correttamente le scelte progettuali come richiesto dalla normativa vigente. Il presente studio, condotto in osservanza alla normativa vigente, si prefigge di: definire il modello geologico e geotecnico di riferimento per la progettazione preliminare dell intervento; evidenziare le possibili problematiche di natura geologica o geotecnica in riferimento sia alla staticità della struttura sia alle varie fasi di cantierizzazione e realizzazione dell opera; fornire, ove possibile, suggerimenti per effettuare le scelte operative più idonee. Nella fase preliminare della progettazione è stata analizzata: la documentazione progettuale fornita dal committente, consultata la cartografia tecnica comunale e la bibliografia disponibile. Lo scrivente studio tecnico è stato incaricato dal richiedente di eseguire le opportune indagini geologiche al fine di orientare correttamente le scelte progettuali come richiesto dalla normativa. In tal senso le indagini vengono svolte con lo scopo di individuare: modello geologico del sito di riferimento pericolosità geologica del sito caratterizzazione e modellazione geotecnica del volume significativo valutazione dell interazione opera/terreno modellazione sismica del sito Tenuto conto delle peculiarità dell opera e della sua specifica ubicazione, le informazioni sono state acquisite mediante: consultazione della cartografia tecnica comunale e regionale consultazione della bibliografia reperibile sull argomento esecuzione di sopralluogo in sito consultazione relazione geologica dr. De Leo (2007)

4 4 2 NORMATIVA DI RIFERIMENTO [ Decreto Ministeriale Testo Unitario Norme Tecniche per le Costruzioni [ Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici Istruzioni per l applicazione delle Norme tecniche per le costruzioni di cui al D.M.14 gennaio Circolare 2 febbraio 2009 [ Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici Pericolosità sismica e Criteri per la classificazione sismica del territorio nazionale. Allegato al voto n.36 del [ Eurocodice 8 (1988) [ Indicazioni progettuali per la resistenza fisica delle strutture- Parte 5: Fondazioni, strutture di contenimento ed aspetti geotecnici (stesura finale 2003) [ Eurocodice 7.1 (1997) -Progettazione geotecnica Parte I : Regole Generali. UNI [ Eurocodice 7.2 (2002) Progettazione geotecnica- Parte II : Progettazione assistita da prove di laboratorio (2002). UNI [ Eurocodice 7.3 (2002) Progettazione geotecnica- Parte II : Progettazione assistita con prove in sito (2002). UNI [ Norme di Attuazione del Piano per l Assetto Idrogeologico del Fiume Po (D.L. 183/89) [ Regio Decreto n del 30 dicembre 1923 Riordinamento e riforma della legislazione in materia di boschi e di terreni montani. [ L.R. n. 11 del 06/04/1998 Normativa urbanistica e di pianificazione territoriale della Valle d'aosta [ D.G.R. n del 10/10/2008, integrato con D.G.R. n. 530 del 18/11/2008 Valle d'aosta [ Piano Regolatore Generale Comune di Etroubles adottato dal Consiglio Comunale con Delibera n. 24 del 29/10/2009 e s.m.i.

5 5 3 INQUADRAMENTO E VINCOLI. L area di intervento è individuata sulla cartografia tecnica della Regione Valle d Aosta in scala 1:10000; in particolare il sito è ubicato nel Comune di Etroubles che ricade nel settore Nord-Occidentale della catena alpina. L impianto idroelettrico previsto dal progetto è posto ad una quota compresa tra circa 1300 m s.l.m. e circa 2000 m s.l.m. in una vallata situata a sinistra orografica del fiume Dora Baltea che costituisce il corso d acqua più importante della Valle d Aosta. In particolare l area di progetto ricade nella valle denominata Vallone di Menouve, il quale prende il nome dal torrente che lo attraversa Geologia Dal punto di vista geologico l area è costituita dalle Unità tettonometamorfiche appartenenti al Dominio Pennidico medio, rappresentate dai litotipi che formano la zona del Brianzonese interno. In particolare le formazioni affioranti comprendono micascisti, gneiss albitici e scisti con intercalazioni di metabasiti di discussa interpretazione. L Unità polimetamorfica in questione comprende volumi di gneiss granitoidi e limitati resti delle coperture permo-mesozoiche. Sono presenti depositi detritico-alluvionali che nell area di intervento hanno spessori variabili tra 1 e 3 metri. Tali coltri sono fortemente disomogenee, caratterizzate da ciottoli e blocchi anche di grandi dimensioni con la presenza di sabbie e ghiaie specialmente in corrispondenza dei depositi alluvionali. La frazione limosa è osservabile in singoli livelli nei depositi fluvio-glaciali più antichi. Il substrato roccioso molto scistoso è poco tenace con superfici di scistosità immergenti a NE con inclinazione di circa 40. Tuttavia nell area di progetto non si riscontrano affioramenti significativi. 3.2 Geomorfologia Dal punto di vista geomorfologico, l area di progetto ricade nella zona in prossimità del Torrente Menouve prevalentemente in sponda sinistra. La morfologia del settore indagato appare mediamente acclive con pendenze moderate che via via crescono procedendo verso i margini del bacino idrografico. La morfologia attuale della valle è il risultato dell azione dinamica

6 6 dei ghiacciai che nel tempo hanno modellato il fondovalle creando depositi morenici talvolta terrazzati. Inoltre si osservano localmente altri agenti morfogenetici che contribuiscono all evoluzione della vallata quali processi gravitativi (DGPV) e fluviali. L insieme dei fenomeni naturali coinvolti nella dinamica valliva ha portato alla formazione di depositi di diversa origine. La potenza di tali depositi è variabile a seconda della profondità del substrato roccioso (che affiora solo localmente) e in prossimità di canaloni che alimentano le conoidi detritiche. Infine si evidenzia la presenza di dissesti superficiali diffusi legati all azione erosiva del Torrente Menouve. 3.3 Idrogeologia Le caratteristiche idrogeologiche del settore indagato riguardano coltri permeabili per porosità con presenza di falda superficiale in corrispondenza delle conoidi, mentre per la restante parte del tracciato fino alla centrale non si nota particolare circolazione idrica a parte due sorgenti di portata modesta. A monte della medesima centrale è presente un orizzonte che dà luogo ad un contrasto di permeabilità per cui le emergenze sorgive diventano rilevanti a tal punto da essere captate dall acquedotto. 4 MODELLO GEOLOGICO E GEOTECNICO I concetti descritti nel presente paragrafo riguardano le caratteristiche medie dei terreni su cui insiste l opera in oggetto e sono la sintesi delle indagini svolte al fine di evidenziare i principali parametri geotecnici del substrato roccioso e della coltre. I dati geotecnici di seguito riportati sono stati ricavati dalle risultati della campagna di indagini geognostiche integrati con esperienze precedenti svolte in aree analoghe (valori Nspt, analisi granulometriche, stazioni geomeccaniche).

7 7 4.1 Stratigrafia La stratigrafia del sito in esame è caratterizzata dalla presenza di: (Unità A): Ghiaia sabbiosa eterogenea con elementi lapidei di varia natura e pezzatura. Spessore circa 1-3 metri; (Unità B): Substrato roccioso costituito da scisti e gneiss 4.2 (Unità A) Ghiaia sabbiosa con elementi lapidei Dal punto di vista geotecnico, il materiale è classificabile come una ghiaia sabbiosa. Le principali caratteristiche geotecniche medie sono: Granulometria: ghiaia sabbioso limosa ben classata (classe GW del sistema USCS) Densità relativa (Dr): 100 % (Meyerhof 1957) Classificazione A.G.I.: moderatamente addensato Nspt medio: 30 (prova penetrometrica) Peso di volume ( γ ): 2,16 t/m 3 (Meyerhof ed altri) Angolo di attrito efficace ( φ'): 33 * (Shioi-Fukuni 1982) Coesione: 0.05* kg/cm 2 (Terzaghi) Q AMM : kg/cm 2 (Terzaghi per fondazione nastriforme L 180 cm, profondità posa cm 130) Modulo elastico (E) 350 (Kg/cm 2 ) (Terzaghi) Costante di sottofondo (K winkler ) (Kg/cm³) (Terzaghi per fondazione nastriforme L 180 cm, profondità posa cm 130) *il valore ottenuto è stato interpretato dall operatore sulla base di esperienze maturate durante studi pregressi su terreni con le medesime caratteristiche geotecniche. 4.3 (Unità B) Scisti Dal punto di vista geologico il substrato roccioso è rappresentato da micascisti e gneiss.

8 8 Per la definizione delle caratteristiche geomeccaniche del substrato litoide, si è fatto riferimento a dati esistenti in bibliografia e specialmente alle conoscenze acquisite in aree contigue. Le principali caratteristiche geotecniche medie sono: Substrato roccioso micascisti (Unità B): Peso di volume ( γ ): 2.1 t/m 3 Angolo di attrito ( φ ): 32 Coesione: 0,8 kg/cm 2 Q AMM : Kg/cm 2 (Terzaghi per fondazioni nastriformi L= 180 cm, profondità posa H= 80 cm) Modulo elastico (E) (Kg/cm 2 ) Costante di sottofondo (K winkler ) 18,05 (Kg/cm³) (Terzaghi per fondazione nastriforme L= 180 cm, profondità posa H= 80 cm) Schema geotecnico Piano campagna orizzontale alla quota 0,0 di riferimento locale Falda: - 1,5 m Terreno di fondazione unità A Volume significativo unità B 5 CARATTERIZZAZIONE SISMICA DEL SUOLO In base a quanto prescritto dal D.M. 14 Gennaio 2008 Norme Tecniche per le Costruzioni si è provveduto alla determinazione delle caratteristiche sismiche del suolo di fondazione sul quale insisteranno le strutture in esame. Dal punto di vista amministrativo, ai sensi della classificazione sismica, il comune di Etroubles al cui interno verrà realizzato l intervento in progetto è classificato come zona 4 (sismicità molto bassa). L accelerazione massima prevista per il sito in esame può essere valutata a partire dai valori di accelerazione massima orizzontale per suolo rigido a g mediante il ricorso ai coefficienti stratigrafico S S e topografico S T secondo la seguente relazione:

9 9 a max = S a g = S S S T a g Dai dati bibliografici, al suolo di fondazione è assegnata la categoria C con un coefficiente stratigrafico pari a 1.5. Il coefficiente topografico del sito in esame è quello della categoria T2, ovvero il caso di rilievi con inclinazione media >15, per cui S T è pari a 1.2. In base alle coordinate geografiche si ricavano i valori di accelerazione orizzontale massima a g, il fattore di accelerazione massima del suolo F 0 ed il periodo caratteristico T C dello spettro riferiti a tempi di ritorno T R compresi tra 30 e 2475 anni. La classe d uso dell opera è la II: Opere infrastrutturali la cui interruzione non provochi situazioni di emergenza, per la quale si ricava un coefficiente d uso C U pari a 1. Da questo, in base alla relazione V R = V N C U, si ottiene un valore del periodo di riferimento sismico V R pari a 50. La probabilità di superamento dello stato limite di progetto P VR dipende dallo stato limite considerato e, per lo stato limite ultimo di salvaguardia della vita, risulta pari al 10%. Considerando, ai sensi della normativa vigente, lo stato limite di salvaguardia della vita SLV i parametri sismici del sito in esame di coordinate Lat e Long , sono: T R = 475 anni a g = 0,117 g F 0 = 2,491 T C = s Essendo S S pari a 1.5 e S T pari a 1.2, il valore di accelerazione massima orizzontale del terreno di fondazione per lo stato limite ultimo di salvaguardia della vita SLV è: a max (SLV) = S S S T a g * g = 2,065 m/s 2 I coefficienti sismici orizzontale e verticale K h e K v risultano essere pari a: K h (SLV) = K v (SLV) = ± 0.025

10 10 6 ESAME DEL PROGETTO ED INDICAZIONI OPERATIVE L impianto in progetto è costituito nel suo complesso da: N.1 Opera di derivazione composta da: traversa fissa in c.a, N. 2 bocche di presa laterali piane in sponda destra, N.1 canale sghiaiatore in sponda destra e N.1 opera di risalita per i pesci in sponda sinistra; N.1 Dissabbiatore in sponda destra; N.1 Vasca di carico in sponda destra; N.1 Condotta forzata in acciaio; N.1 Edificio adibito a centrale di produzione dell energia elettrica, equipaggiato con N. 2 gruppi di produzione (costituiti ciascuno da turbina tipo Pelton, alternatore e trasformatore); N.1 Canale di restituzione dell acqua turbinata in alveo; N.1 linea elettrica in MT per il collegamento dell impianto alle rete elettrica di distribuzione dell energia prodotta; N. 1 nuova cabina secondaria di consegna dell energia elettrica prodotta. L opera sbarramento sul torrente Menouve è costituita da una traversa in c.a. di nuova realizzazione alla quota di 1930 m s.l.m.. Il corpo traversa ha un'altezza massima di 2,5 m, una larghezza totale di circa 18,00 m, ed ha un profilo di sfioro di tipo Creager con luce libera è di 14 m. I muri d ala di contenimento della piena di progetto hanno quota 1.931,20 m s.l.m. La portata derivata dal torrente Menouve, dopo aver subito il processo di sedimentazione della frazione fine, viene convogliata nella vasca di carico, posta immediatamente a valle del dissabbiatore. La vasca di carico ha la duplice funzione di assicurare un carico sufficiente all imbocco della condotta forzata in pressione, al fine di evitare turbolenze e l ingresso di bolle d aria nella condotta stessa, e quella di accumulare la quantità di acqua necessaria a far fronte all avviamento dell impianto, al riempimento della condotta forzata e al regolare funzionamento di attacco e stacco delle macchine in centrale. La vasca ha pianta rettangolare di 4,40 x 4,30 m di sviluppo ed un altezza di 6,15 m.

11 11 La condotta di adduzione in pressione sarà completamente interrata ed avrà una lunghezza di circa m. Il tracciato della condotta è rappresentato nell elaborato grafico VIA 03. Per tutto il suo sviluppo la condotta sarà caratterizzata da un diametro di 800 mm; l asse del suo imbocco sarà posto alla quota 1.925,05 m s.l.m. e sarà soggetta a un carico statico massimo pari al salto motore, ovvero a 309,45 m. Il tracciato dell adduzione seguirà per circa il 50% del suo sviluppo, la strada poderale che, mantenendosi sempre in destra idrografica, porta dalla località Prailles-Dessous fino agli alpeggi sul versante ovest idrografico della Valle del Menouve. La condotta verrà interrata al di sotto della pista sterrata che, terminati i lavori verrà perfettamente ripristinata alle attuali condizioni. Dalla vasca di carico la condotta forzata si manterrà per circa 500 m (dalla progressiva m alla progressiva 550 m circa) al di sotto del terreno naturale. Di qui si porterà al di sotto alla strada poderale o a lato della stessa fino alla progressiva m circa: la condotta si allontanerà dalla pista esistente prima di un tornante andando ad attraversare il terreno naturale per circa m fino a raggiungere il sito in cui sarà ubicata la centrale di produzione. La struttura civile che costituisce la centrale è ubicata in sponda idrografica destra, poco a monte delle opere di presa della centralina idroelettrica dell Etroubles Energie s.r.l., ed è costituita da un edificio con struttura in c.a. rivestito con pietra locale, a pianta rettangolare di dimensioni x m. L edifico sarà dotato di copertura piana sul quale sarà riportato uno strato di terreno vegetale inerbito, al fine di rendere il manufatto parzialmente interrato. L accesso alla centrale sarà garantito da una breve pista esistente che dal ponte a servizio dell Etroubles Energia srl, posto circa 100 m più a valle, risale parallela al torrente sino ai prati interessati dalle opere. La posizione defilata del manufatto e della pista d accesso consentono di ridurre l impatto paesaggistico dell intervento, minimizzando il consumo dei prati ivi presenti. La posizione della centrale è stata inoltre studiata al fine di ridurre al minimo la lunghezza dello scavo in trincea per la realizzazione del canale di restituzione a pelo libero.

12 12 Le facciate a vista saranno rivestite in pietra locale e la disposizione e dimensione delle finestrature sarà tale da richiamare la tipologia architettonica delle stalle dell alta valle del Menouve. Indicazioni operative scavi La profondità massima degli scavi da effettuare è di circa 14 metri. Porre in sicurezza uno scavo del genere solamente prestando attenzione all inclinazione dei fronti richiederebbe una notevole estensione planimetrica oltre alla necessità di operare per campioni di lunghezza contenuta. Il problema risulterà ancora maggiore al di sotto della piezometrica. Si consiglia pertanto di adottare paratie di micropali o pali. Indicazioni operative fondazioni I terreni indagati hanno rivelato buone caratteristiche geotecniche con capacità portanti di ottimo livello. Tuttavia le opere a progetto sono soggette a moti di filtrazione e quindi a rischio di sifonamento. Si consiglia l adozione di fondazioni profonde. 7 ASPETTI AMMINISTRATIVI 7.1 Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008 In osservanza al Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008 sono state prese in esame le prescrizioni generali e le indicazioni sulla caratterizzazione e modellazione geologica e geotecnica del sito e sulla progettazione per azioni sismiche (cap. 6 e 7 del sopraccitato D.M.). 7.2 Vincolo idrogeologico Secondo quanto emerso dalla documentazione del Geoportale Cartografico della Regione Valle d Aosta relativa al vincolo idrogeologico (R.D. 3267/23), la zona d intervento risulta soggetta a tale vincolo. Le opere tuttavia non avranno influenza negativa sugli aspetti idrogeologici del comparto.

13 Piano per l Assetto Idrogeologico del Fiume Po (L.83/1989) L area di intervento ricade nell ambito del PAI del Fiume Po ed è regolamentata dalla Legge n.183/89. Dalla cartografia si evidenzia la presenza di conoidi lambite marginalmente dalla tratta del cavidotto interrato e dall opera di presa L.R. n. 11 del 06/04/1998 Normativa urbanistica e di pianificazione territoriale della Valle d'aosta Le aree identificate dal progetto sono regolamentate dalla presente Legge Regionale che disciplina le aree inedificabili. A seguito della presentazione del progetto è necessario il parere positivo della struttura regionale competente. 7.5 Terreni a rischio frana Per quanto riguarda i vincoli esistenti nell area, il tratto in cui verrà realizzato l elettrodotto è interessato dalla presenza di diverse zone ad alta pericolosità geomorfologica (F1). Tuttavia, grazie al tipo di intervento (vedi D.G.R. n del 10/10/2008, integrato con D.G.R. n. 530 del 18/11/2008 ), non si osservano limitazioni al progetto. Si segnala infine la presenza di una zona F1 in prossimità dell opera di presa. Per il resto del percorso, le linee ricadono principalmente in aree a bassa e media pericolosità (rispettivamente zone F3 e F2) 7.6 Terreni a rischio inondazione Per quanto riguarda le aree a rischio inondazione, si evidenzia che la condotta elettrica attraversa in diversi punti zone a rischio di inondazione. Al contrario, la tratta della condotta forzata non è interessata da tale problema. Al fine di mitigare l impatto antropico, in fase si progettazione si provvederà a ripristinare gli equilibri naturali alterati dalla messa in opera delle strutture. Vista la presenza del vincolo è necessario il parere positivo degli enti competenti ai fini del progetto.

14 Terreni in aree boscate Nell area di progetto si riscontra la presenza di aree boscate. I due tracciati (condotta forzata ed elettrodotto), pur trovandosi compresi in tali aree, percorrono la valle parallelamente ed in prossimità di un condotto preesistente. Di conseguenza il tratto interessato dal progetto ricadente in terreni rimaneggiati. Vista la presenza del vincolo è necessario il parere positivo degli enti competenti ai fini del progetto. 7.8 Terreni in aree valanghe Per quanto riguarda le aree esposte a fenomeni valanghivi si segnala la presenza di zone soggette a tale criticità, specialmente in corrispondenza di impluvi. Tuttavia tale aspetto non risulta limitante ai fini del progetto. Vista la presenza del vincolo è necessario il parere positivo degli enti competenti ai fini del progetto Piano Regolatore Generale Comune di Etroubles adottato dal Consiglio Comunale con Delibera n. 24 del 29/10/2009 e s.m.i. Secondo la zonizzazione del P.R.G. Comune di Etroubles il tracciato dell impianto idroelettrico ricade nelle zone Eb, Eg ed Ec: - Eb = zone dedicate al pascolo stagionale regolamentate dal capo V delle NTA (Ambiti inedificabili L.R. 11/1998 e s.m.i.) - Ec = zone con copertura forestale regolamentate dal capo V art. 63 Aree Boscate delle NTA (Ambiti inedificabili L.R. 11/1998 e s.m.i.) - Eg = zone agricole regolamentate dal capo V delle NTA (Ambiti inedificabili L.R. 11/1998 e s.m.i.) A seguito della presentazione del progetto è necessario il parere positivo della struttura regionale competente.

15 15 8 CONCLUSIONI Tenuto conto del contesto geologico, geomorfologico ed idrogeologico in cui si inserisce l intervento, tenuto altresì conto delle caratteristiche geotecniche del terreno si conferma una sostanziale compatibilità dell opera in oggetto con la geologia del sito. Si rassegna la presente relazione la quale assolve quanto prescritto dalla normativa vigente. Genova, 26 giugno 2015

16 CARTA DI ANALISI OPERA DI PRESA CONDOTTA FORZATA CENTRALE DI PRODUZIONE CAVIDOTTO INTERRATO CABINA DI CONSEGNA

17 LEGENDA CARTA DI ANALISI CARTA DISSESTI (REGIONE VALLE D AOSTA) CARTA PAI CARTA GEOLOGICA

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19 Sezione geologica LEGENDA Coltre in materiale sciolto Substrato roccioso (scisti) Oggetto: Allegato C - Relazione geologica e geotecnica Località: Comune di Etroubles Richiedente:Sig. Laurent Jean Conti Data: 26 Giugno 2015

20 DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA Vista del torrente Menouve Vista della valle con il nuovo tracciato di progetto Vista dell area dove verrà costruita la centrale