INDICE 1. PREMESSE SCELTA DEL TRACCIATO CALCOLI IDRAULICI OPERE D ARTE E MANUFATTI QUADRO ECONOMICO...

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2 INDICE 1. PREMESSE SCELTA DEL TRACCIATO CALCOLI IDRAULICI OPERE D ARTE E MANUFATTI QUADRO ECONOMICO

3 1. PREMESSE La presente relazione illustra i principali contenuti tecnici del progetto esecutivo di 3 stralcio relativo al Completamento del sistema acquedottistico per il rifornimento idropotabile dei comuni dell Alta Valle del Tevere. L asta principale, nel suo complesso, è suddivisa in vari nodi che vanno da A (impianto di potabilizzazione di Citerna) ad R (sollevamento di Cordigliano); il tratto relativo al presente stralcio si sviluppa dal nodo B al nodo E. Descrizione dell opera L opera, nel suo complesso, consente l approvvigionamento idrico mediante l acqua proveniente dalla diga di Montedoglio e risulta suddivisa in cinque stralci, così come riportato di seguito: - il primo stralcio, già realizzato, riguarda la realizzazione di un potabilizzatore in località Greppalto nel comune di Citerna per una potenzialità di trattamento di 50 l/s ed il potenziamento temporaneo dell impianto di potabilizzazione di Città di Castello per ulteriori 50 l/s; - il secondo stralcio, anch esso già realizzato, è relativo alla messa in opera di una condotta che, partendo dal potabilizzatore di Citerna, rifornisce S.Giustino e di un altra tubazione che, partendo dall impianto di Città di Castello serve i comuni di Città di Castello (zona centro e zona sud) ed Umbertide; le condotte, tutte in acciaio, hanno diametri variabili fra il DN600 ed il DN100; - il terzo stralcio, oggetto della presente relazione, prevede la realizzazione della condotta di adduzione che collega il potabilizzatore di Citerna a Città di Castello allacciandosi alla tubazione già realizzata con il progetto di secondo stralcio. È inoltre previsto in un prossimo futuro un ramo secondario necessario per rifornire le frazioni di Cerbara e Selci-Lama (comuni di S.Giustino e Città di Castello); le condotte, tutte in acciaio, hanno diametri variabili fra il DN700 ed il DN il quarto stralcio, anch esso di prossima realizzazione e non oggetto della presente relazione, riguarda il completamento dell impianto di potabilizzazione di Citerna per una potenzialità massima finale di 400 l/s. - il quinto stralcio, di prossima realizzazione e non oggetto della presente relazione, prevede il collegamento con il sistema perugino e la realizzazione di rami secondari a servizio delle località site nei comuni di Città di Castello, Montone ed Umbertide. 2

4 Nello specifico il presente progetto di 3 stralcio prevede la realizzazione delle seguenti opere: condotta principale in acciaio DN700 Fe510 che, partendo dal nodo B arriva all impianto di potabilizzazione esistente di Città di Castello (nodo E) dove si collega alla condotta DN 500 già realizzata. In questo modo si va a completare l asta principale con inizio dall impianto di potabilizzazione di Citerna; diramazione secondaria per Piosina e realizzazione del pozzetto di derivazione per Cerbara Selci Lama; attraversamento aereo del torrente Sovara e del fiume Tevere con una struttura reticolare in acciaio. Interventi di futura realizzazione La diramazione Cerbara Selci Lama non è prevista, invece, nel presente progetto. Il tratto della lunghezza complessiva di dovrà essere realizzato con una condotta in acciaio DN 150 e risulta necessario per rifornire il serbatoio di Badiali fino ad arrivare al serbatoio di Selci Lama. Programmazione degli interventi L acquedotto dell Alta Valle del Tevere, nel suo complesso, rientra nella programmazione regionale del P.R.R.A. approvato con Delibera del Consiglio Regionale n. 120 del 13/02/2007 ed inoltre è ricompresso nel Piano di Ambito dell A.A.T.O. Umbria n. 1 approvato dall Assemblea dei Comuni consorziati con provvedimenti n. 16 e n. 19 rispettivamente del 29/09/2003 e del 15/12/2004. A seguito della dichiarazione dello stato di Emergenza Idrica di cui all Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n del 15/06/2007, i progetti di terzo, quarto e quinto stralcio sono stati inseriti anche nel Piano degli Interventi di cui al Decreto del Presidente della Giunta Regionale n. 167 del 23/11/2007. Secondo le procedure previste nella O.P.C.M. n. 3598/2007, sui progetti definitivi sono state richieste dalla Regione Umbria le necessarie autorizzazioni agli Enti preposti e le prescrizioni da questi effettuate sono state recepite nel presente esecutivo. I progetti definitivi sono stati inoltre sottoposti, con esito positivo, alla procedura di Valutazione di Impatto Ambientale (V.I.A.) ai sensi dell art. 3 dell O.P.C.M. n. 3598/2007 e dell art. 25 del Dlgs. 152/

5 Finanziamento dell opera I primi due stralci dell acquedotto dell Alta Valle del Tevere sono stati in parte finanziati con risorse CIPE ed inseriti nel I Atto Integrativo dell Accordo di Programma Quadro (A.P.Q.) sottoscritto fra Ministero dell Ambiente e Regione Umbria. I tre successivi stralci saranno in parte finanziati con risorse CIPE e regionali e sono stati anch essi inseriti nell A.P.Q. Nella seguente tabella riepilogativa, si riportano gli importi dei vari stralci e le relative fonti di finanziamento: STRALCIO COSTO TOTALE ( ) FINANZ. PUBBLICO ( ) FINANZ. ATO ( ) , , , , , , , , , , , , , , ,00 2. SCELTA DEL TRACCIATO Sostanzialmente vengono confermate a livello esecutivo le scelte compiute nella precedente fase progettuale in merito alle portate di calcolo utilizzate e diametri delle tubazioni, mentre per quanto riguarda il tracciato e le opere d arte sono state apportate alcune modifiche per la necessità, come ricordato nel precedente paragrafo, di tener conto delle indicazioni espresse dagli Enti sul progetto definitivo. Condotta principale Il tracciato della condotta principale, in acciaio DN 700 Fe 510, ha inizio nel nodo B, dove è ubicato un pozzetto di derivazione realizzato con il progetto di 2 stralcio e dove la condotta in progetto si collega a quella esistente. Percorso un breve tratto su campo e attraversata la strada vicinale dei Pianali, la tubazione prosegue verso la località Fonte Peglia per poi superare, mediante la tecnica dello spingitubo, il fosso pensile Rio del Paradiso. La tubazione prosegue, sempre su campo, fino a superare il torrente Sovara mediante un ponte-tubo in acciaio per poi dirigersi verso sud dove attraversa la strada provinciale n 100 di Pistrino al km mediante la tecnica dello spingitubo. 4

6 Una volta intersecata la strada comunale di Giove, il tracciato piega a destra verso il nodo C, dove è previsto un manufatto di derivazione per la diramazione Cerbara Selci Lama. Superata la strada provinciale di Piosina al km 1+300, la condotta principale si dirige verso sud, sempre su campo, costeggiando la superstrada E45 fino ad arrivare al nodo D, dove è posizionato un secondo pozzetto di derivazione per il sollevamento di Piosina. Proseguendo verso Città di Castello, la condotta idrica, sempre in acciaio DN 700, attraversa il torrente Regnano con scavo a cielo aperto, la strada provinciale di Piosina al km mediante la tecnica dello spingitubo, ed il torrente Vaschi sempre con scavo a cielo aperto. Successivamente la tubazione costeggia, ancora su campo, la superstrada E45 attraversandola in prossimità del nodo D per poi proseguire su strada bianca. Nell ultimo tratto, il tracciato, attraversa la strada statale n 221 (viale della Bastiglia) al km e la rampa di uscita della E45 (Città di Castello nord) per poi terminare nel nodo E dove è previsto un pozzetto di derivazione che consentirà il collegamento con la condotta già realizzata con il 2 stralcio e l allaccio all impianto di sollevamento esistente. Complessivamente la condotta principale, tutta in acciaio Fe 510 DN 700, si sviluppa per circa m con n 2 attraversamenti aerei su ponte-tubo e n 6 attraversamenti con spingitudo DN Diramazione Piosina La diramazione collega il nodo D alla stazione di sollevamento di Piosina tramite un breve tratto di condotta idrica in acciaio Fe 360 DN 100. Il tracciato, della lunghezza complessiva di circa 200 m, si sviluppa su campo con un unico attraversamento della strada comunale di Piosina, da realizzare con uno spingitubo DN CALCOLI IDRAULICI La scelta dei diametri delle condotte è stata effettuata in funzione dei valori delle portate di progetto e delle previste perdite di carico di moto uniforme e concentrate, al fine di consentire, ove possibile, l alimentazione per sola 5

7 gravità. Nelle verifiche idrauliche, di seguito riportate, sono state ipotizzate due condizioni di funzionamento: la condizione 1 che corrisponde al rilascio di 300 l/s dal potabilizzatore di Citerna con una quota di partenza di 362,00 m.s.l.m. e con funzionamento dell asta principale a gravità e la condizione 2 che prevede una portata massima di partenza pari a 400 l/s e quota di partenza, pari a circa 400,00 m.s.l.m., che si otterrà mediante impianto di sollevamento. La condizione 1 è quella prevista in regime normale nel periodo primavera-inverno per un totale di circa otto mesi all anno, mentre la condizione 2 è quella che si ipotizza di affrontare in caso di emergenza idrica nei periodi estivi e della durata di circa quattro mesi; in entrambi i casi è stata già presa in considerazione l esistenza della condotta di raddoppio del tratto Civitella Ranieri - Pian d Assino (acciaio DN250) in quanto la sua realizzazione dovrà avvenire contestualmente con la costruzione del presente acquedotto. Si precisa inoltre che, per la condizione 1, è previsto un unico sollevamento con una prevalenza di circa 70 m e una portata di 33 l/s da realizzare in prossimità dell impianto esistente di Ascagnano (nodo Q), necessario per raggiungere il successivo impianto di Cordigliano (nodo R). Per la condizione 2, in caso di emergenza idrica nel periodo estivo, sono necessari n. 3 sollevamenti con le seguenti caratteristiche: 1) Impianto di Citerna (nodo A): prevalenza di circa 38 m per una portata di 400 l/s (opera che rientra nel 4 stralcio); 2) Impianto di Sodacci (nodo M): prevalenza di circa 70 m per una portata di 170 l/s; 3) Impianto di Ascagnano (nodo Q): prevalenza di circa 220 m per una portata di 133 l/s. Per le ipotesi di funzionamento sopra descritte, è stata verificata l idoneità dei materiali e dei diametri delle condotte, nonché delle pressioni di esercizio; in allegato, sono riportati gli schemi considerati nelle suddette verifiche e sono riportate le lunghezze, i diametri e le portate corrispondenti alle due condizioni di funzionamento prese in considerazione. Caratteristiche e scelta delle condotte Sulla base dei prezzi riportati nell Elenco Prezzi della Regione dell Umbria, Ed. 2006, è stata fatta una analisi comparativa tra i costi delle 6

8 tubazioni di materiali diversi, comprendendo per ciascuna di essi i maggiori oneri derivanti dalla specificità delle esecuzioni. Si è deciso, a seguito di analisi comparativa con gli altri tipi di tubazione, di adottare una condotta di acciaio saldata longitudinalmente, con rivestimento esterno bituminoso di tipo pesante e con giunto a bicchiere; tale scelta consente un notevole risparmio rispetto alle altre possibili soluzioni. L acquedotto sarà dotato dei necessari manufatti per gli scarichi, gli sfiati e le derivazioni, nonché delle apparecchiature necessarie ad una corretta utilizzazione e gestione delle condotte; per le condotte in acciaio, è inoltre previsto un idoneo impianto di protezione catodica. Nella seguente tabella riassuntiva, si riportano le caratteristiche delle condotte in progetto: TRATTO DN sp. (mm) MATERIALE LUNGHEZZA (m) B-C 700 7,1 Acciaio Fe ,18 C-D 700 7,1 Acciaio Fe ,94 D-D 700 7,1 Acciaio Fe ,80 D -E 700 7,1 Acciaio Fe ,15 Diramazione Piosina 100 3,2 Acciaio Fe ,12 Valutazione delle perdite di carico Per la valutazione delle perdite di carico in moto uniforme, si è utilizzata la seguente formula di Chezy: U = χ RJ con R raggio idraulico, (R=D/4 per condotte a sezione circolare) e χ coefficiente dipendente da R e dalla scabrezza del materiale, per il quale sono state fornite delle espressioni da vari autori, le più adoperate delle quali sono quelle di Bazin, Kutter, Gauckler-Strickler. Per le condotte in pressione, con un regime assolutamente turbolento, cioè con Re>3500, la precedente equazione si usa scrivere nella forma: J Q = β 2 5 D i dove il coefficiente β dipende dalla scabrezza del materiale e dal diametro interno ed è espresso dalla seguente relazione di Gauckler-Strickler: 7

9 β = 10, 3 K D i 2 1/ 3 con K=90 (indice di scabrezza in m 1/3 s -1 ) per le tubazioni d acciaio bitumate internamente in servizio. Per la valutazione delle perdite di carico totali, determinate tra il punto iniziale e finale del tratto di condotta, si è considerato un aumento del 5% delle perdite stimate, al fine di tenere conto con buona approssimazione delle perdite concentrate d imbocco, sbocco, curve e pezzi speciali. Condotta principale Nella tabella seguente sono riassunti i risultati delle elaborazioni di calcolo effettuate per la condotta principale e valutate nelle due condizioni di funzionamento precedentemente descritte: Condizione 1 Q A =300 l/s H A =362,00 m.s.l.m. Tratto Materiale DN Dint.(mm) Q(l/s) L(m) H(m) A-B Acciaio , ,72 1,13 B-C Acciaio , ,18 3,21 C-D Acciaio , ,94 0,79 D-E Acciaio , ,95 1,58 E-F Acciaio , ,42 7,05 F-F Acciaio , ,00 2,37 F -G Acciaio , ,88 3,00 G-H Acciaio , ,04 0,53 H-I Acciaio , ,17 7,84 I-I Acciaio , ,83 5,33 I -L Acciaio , ,00 1,02 L-M Acciaio , ,48 3,90 M-N Acciaio , ,52 1,34 N-O Acciaio 2* ,8 2*21,5 2726,00 2,14 O-P Acciaio , ,66 1,09 P-Q Acciaio , ,44 0,65 Q-R Acciaio , ,00 8,32 70 prevalenza soll. (m) Condizione 2 Q A =400 l/s H A =400,00 m.s.l.m. Tratto Materiale DN Dint.(mm) Q(l/s) L(m) H(m) A-B Acciaio , ,72 2,05 38 prevalenza soll. (m) B-C Acciaio , ,18 6,15 C-D Acciaio , ,94 1,56 D-E Acciaio , ,95 3,18 E-F Acciaio , ,42 19,57 F-F Acciaio , ,00 6,78 F -G Acciaio , ,88 8,94 G-H Acciaio , ,04 1,74 H-I Acciaio , ,17 30,44 8

10 I-I Acciaio , ,83 20,71 I -L Acciaio , ,00 4,15 L-M Acciaio , ,48 17,79 M-N Acciaio , ,52 7,90 70 prevalenza soll. (m) N-O Acciaio 2* ,8 2*71,5 2726,00 23,65 O-P Acciaio , ,66 12,07 P-Q Acciaio , ,44 10,52 Q-R Acciaio , ,00 135, prevalenza soll. (m) Di seguito, si riportano i carichi piezometrici che si ricavano in corrispondenza dei vari nodi nella condizione di funzionamento 1 : Nodo Denominazione Quota piezometrica (m.s.l.m.) Quota terreno (m.s.l.m.) Carico Y A Potabilizzatore Citerna 362,00 362,00 - B Derivazione S.Giustino 360,87 303,20 57,67 C Deriv. Cerbara Selci-Lama 357,66 289,98 67,68 D Derivazione Piosina 356,87 286,56 70,31 E Derivazione Città di Castello 355,29 278,57 76,72 F Derivazione S.Lucia 348,24 274,07 74,17 F Derivazione San Secondo 345,87 266,63 79,24 G Derivazione Cinquemiglia 342,87 264,64 78,23 H Derivazione Trestina 342,34 274,89 67,45 I Derivazione Col di Pozzo 334,50 253,04 81,46 I Derivazione Niccone 329,17 224,08 105,09 L Derivazione Montone 328,15 244,35 83,80 M Derivazione Umbertide Serb. Sodacci 324,25 265,77 58,48 N Derivazione Umbertide Serb. Civitella Ranieri 322,91 313,86 9,05 O Soll. acq. Raggio 320,78 244,01 76,77 P Derivazione Pierantonio 319,68 238,06 81,62 Q Soll. Ascagnano 319,04 224,46 94,58 R Soll. Cordigliano 380,71 373,00 7,71 Nella condizione di esercizio 2, sempre in corrispondenza dei vari nodi, si hanno i seguenti carichi piezometrici: (m) 9

11 Nodo Denominazione Quota Quota Carico Y piezometrica terreno (m) (m.s.l.m.) (m.s.l.m.) A Potabilizzatore Citerna 400,00 362,00 - B Derivazione S.Giustino 397,95 303,20 94,75 C Deriv. Cerbara Selci-Lama 391,81 289,98 101,83 D Derivazione Piosina 390,24 286,56 103,68 E Derivazione Città di Castello 387,06 278,57 108,49 F Derivazione S.Lucia 367,49 274,07 93,42 F' Derivazione San Secondo 360,72 266,63 94,09 G Derivazione Cinquemiglia 351,78 264,64 87,14 H Derivazione Trestina 350,04 274,89 75,15 I Derivazione Col di Pozzo 319,59 253,04 66,55 I' Derivazione Niccone 298,88 224,08 74,80 L Derivazione Montone 294,74 244,35 50,39 M N Derivazione Umbertide Serb. Sodacci Derivazione Umbertide Serb. Civitella Ranieri 346,95 265,77 81,18 339,05 313,86 25,19 O Soll. acq. Raggio 315,40 244,01 71,39 P Derivazione Pierantonio 303,33 238,06 65,27 Q Soll. Ascagnano 292,81 224,46 68,35 R Soll. Cordigliano 377,60 373,00 4,60 Dall esame del profilo altimetrico e degli schemi di funzionamento allegati, si può notare come, in entrambe le condizioni previste, si riesca a rifornire i comuni del Comprensorio della Alta Valle del Tevere e garantire il collegamento con il sistema perugino. Diramazione Piosina La diramazione per Piosina in acciaio DN 100 (D int. 107,9) ha una lunghezza complessiva di 203,12 m da cui risulta, per una portata derivata di 5 l/s, una perdita di carico complessiva di 0,97 m. Nella condizione di funzionamento 1, il carico piezometrico che si 10

12 ricava è pari a: (356,87-0,97)-282,10 = 73,80 m. Nella condizione di esercizio 2 : (390,24-0,97)-282,10 = 107,17 m. Verifica dello spessore delle tubazioni I calcoli statici delle tubazioni vengono effettuati seguendo le indicazioni del D.M. LL.PP. del 12/12/85. Per poter determinare la pressione nominale p N cui sono sottoposti le tubazioni e i giunti, è necessario calcolare la pressione equivalente p o, determinata da tutte le sollecitazioni esterne, da sommare alla massima pressione interna di esercizio p E. Occorre cioè determinare il valore della pressione nominale p N, definita: p N = p E + p 0 Il valore della p N così calcolato dovrà essere inferiore al valore della p Ntub determinata secondo la Circolare n per ogni tubazione che rappresenta la pressione massima ammissibile. Calcolo pressione d esercizio p E Le norme definiscono p E come il massimo valore della pressione p che può verificarsi in asse alla tubazione per il più gravoso funzionamento idraulico del sistema comprese le sovrappressioni p, che si manifestano durante fenomeni transitori. Si riporta di seguito la tabella III del D.M. LL.PP. del 12/12/85 per il calcolo delle sovrappressioni massime ammissibili di colpo d ariete (pressione in kg/cm 2 ): Pressione idrostatica fino a Sovrappressione p di colpo d ariete Successivamente sono mostrate le pressioni di esercizio presenti nei vari tratti che compongono il terzo stralcio, così come calcolate nella precedente fase di progettazione definitiva e assumendo la massima sovrappressione di colpo d ariete consentita da normativa: Condotta principale TRATTO Materiale DN Max pressione idrostatica ps Sovrappressione max di colpo d ariete p Pressione d esercizio pe B-C-D-E Acciaio ,7 4,3 17,00 Diramazioni 11

13 TRATTO Materiale DN Max pressione idrostatica ps Sovrappressione max di colpo d ariete p Pressione d esercizio pe Dir. Piosina Acciaio ,0 4,2 16,.2 Calcolo pressione equivalente p 0 La pressione equivalente p o è definita come quella pressione agente al livello dell asse della tubazione che dà luogo, in questa, a tensioni di trazione pari alla tensione massima - che si verifica in un dato punto della tubazione - dovuta a tutte le sollecitazioni esterne, quali il peso proprio, il peso del terreno di rinterro, i sovraccarichi esterni statici e dinamici, le variazioni termiche, le spinte dovute alla eventuale presenza di acque di falda ecc. Risulta quindi necessario determinare lo stato di sollecitazione indotto nella tubazione da tutte le azioni esterne per individuare il punto in cui si verifica la suddetta tensione massima di trazione, stimandone il valore. Le azioni agenti sui tubi e le sollecitazioni da esse indotte dipendono da una serie di elementi che è molto difficile conoscere e da altri di non semplice schematizzazione, per cui la risoluzione del problema è affetta da notevoli margini di incertezza, malgrado le numerose ricerche teoriche e sperimentali eseguite. Per studiare il comportamento statico estremamente complesso delle tubazioni interrate, si utilizza la teoria di De Saedeleer, rimandando alla bibliografia tecnica specializzata per la sua enunciazione. Si considerano le tubazioni posate in trincea larga, con un altezza di ricoprimento all estradosso pari a H=1,50 m; il terreno ha un peso specifico di 1900 kg/m 3, il sovraccarico accidentale è considerato uguale a 1000 kg/m 2 ed agente su una striscia di larghezza b=1,40 m, centrata rispetto alla sezione verticale del tubo e di lunghezza indefinita, mentre il coefficiente di rigidità del terreno è di K=2 kg/m 3. Le caratteristiche delle condotte, essendo J=s 3 /12 ed R=(DE-2*s)/2 sono riassunte nella seguente tabella: Materiale DN DE s pn E J EJ Peso p. (mm) (mm) (cm 3 ) KR 4 (kg/m) Acciaio Fe ,1 35,45 2,06E+06 0,030 0, ,2 Acciaio Fe ,3 3,2 65,79 2,06E+06 0,003 3,648 8,8 Le azioni che si andranno ora a determinare sono riferite ad una 12

14 lunghezza della tubazione uguale ad 1 metro; nel caso in oggetto, si hanno condizioni di scavo in trincea larga e quindi la relazione che determina il valore dell azione Pv del rinterro sulla condotta è: Pv=cγ t D 2, dove: γ t è il peso specifico del terreno di ricoprimento, D è il diametro esterno e c è un coefficiente, opportunamente tabellato, che dipende dal rapporto fra l altezza del rinterro ed il diametro della condotta, H/D e dal tipo di terreno di posa. Per quanto concerne il sovraccarico accidentale, si ipotizza che la sua azione si distribuisca lungo la verticale secondo un angolo α=45 ; alla profondità di 1,50 m, esso interseca una striscia di larghezza pari a: b =(1,40+2*1,50*tg45 ); la pressione dovuta al sovraccarico accidentale si riduce allora a p s =1000/b (in kg/m 2 ). Nella tabella che segue sono riportati i valori dell azione verticale Pv+p s *DE distribuita sulla corda AB superiore della tubazione, di lunghezza pari ad L; nella stessa tabella sono riportati i valori delle pressioni p p =P p /(2*DE) e p =(1/2)*γ w *Di, dovute rispettivamente al peso proprio della condotta ed alla pressione dell acqua contenuta nella tubazione; vengono altresì riportati i valori delle pressioni laterali q, q p e q p che si determinano a seguito delle azioni verticali appena descritte: Mat. DN c Pv (kg) Acciaio Fe 510 Acciaio Fe q (kg/m 2 pp ) (kg/m 2 qp p ) (kg/m 2 ) acqua ps*de L p=(pv+ps qp p -q (kg) (m) *DE)/L (kg/m 2 ) acqua (kg/m 2 ) (kg/m 2 ) (kg/m 2 ) ,5 179,4 0, ,8 4882,4 86,63 69,14 355,5 283,71 71, ,2 28,8 0, ,9 112,44 38,33 0,85 57,15 1,27 55,88 Le sollecitazioni indicate nella tabella precedente, con i numeri da 1 a 5, determinano dei momenti flettenti nelle sezioni estreme verticali ed orizzontali delle tubazioni. Le sollecitazioni verticali p agiscono sulle corde che sottendono un angolo al centro di 90 ed i momenti flettenti prodotti sono valutati con le seguenti espressioni: M A =M B =0,238pR 2 ; M C =M D =-0,218pR 2. 13

15 I momenti sono considerati positivi se tendono le fibre interne, la sezione A-B è verticale, mentre la sezione C-D è orizzontale; per ciò che concerne le pressioni orizzontali q, le espressioni per la valutazione dei momenti risultano ovviamente invertite. I carichi esterni permanenti ed accidentali, oltre a dar luogo ai momenti ovalizzante visti in precedenza, producono nella condotta una sollecitazione circonferenziale σ c di compressione, espressa dalla: σ c = -(Pv+ps*DE)/2s. Nelle due seguenti tabelle sono riportati i valori dei momenti flettenti derivanti dalle pressioni sopra descritte e la valutazione degli sforzi di compressione e di trazione, nonché la determinazione della p 0 : Momenti flettenti Materiale DN Corda M1 (kgm) Acc. Fe A-B 199,39 Acc. Fe C-D A-B C-D -182,63 4,46-4,09 M2 (kgm) -146,86 134,51-0,09 0,08 M3 (kgm) 2,61-2,39 0,03-0,03 M4 (kgm) -2,08 1,90 0,00 0,00 M5 (kgm) 10,69-9,79 0,04-0,04 MTOT. (kgm) 63,75-58,39 4,45-4,07 Sollecitazioni Materiale DN W (cm 3 ) Acc. Fe ,402 Acc. Fe ,707 σ 758,77 695,01 260,58 238,68 σ c σ t p 0 p E p N p Ntub -21,56 737,21 15,0 17,0 32,0 35,45-6,66 253,92 15,1 16,2 31,3 65,79 Verifica della pressione nominale p N e delle apparecchiature idrauliche Come già ricordato in precedenza, la pressione nominale è definita come: p N = p E + p 0. Nella precedente tabella, sono ricavati i valori di p 0 delle varie condotte e sono riportati i valori di p E e p N ; si può notare come le pressioni nominali p N risultino tutte inferiori ai valori delle pressioni nominali delle tubazioni p Ntub (quest ultime calcolate per ciascuna tubazione in base alla Circolare n. 2136), quindi le condotte sono tutte verificate. Le apparecchiature idrauliche, saracinesche e sfiati, dovranno essere del diametro appropriato e con pressione nominale p N 25. Pressione di collaudo della tubazione La normativa sopra citata prevede per il collaudo delle tubazioni: Le pressioni di collaudo in campo, p c, per le tubazioni con funzionamento a 14

16 pressione, sono riferite alla pressione di esercizio p E : esse dovranno comunque risultare p c =1,5p E, sempre che detto valore risulti superiore a p E + 2 kg/cm 2, valore limite inferiore per le pressioni p c. Risulteranno pertanto, per le condotte in oggetto, i seguenti valori di pressione di collaudo (per ogni singolo tratto, il valore della pressione si riferisce al punto dell acquedotto avente la minima quota di piano campagna): Tratto Materiale DN Pressione di esercizio p E Pressione di collaudo p C Condotta principale Acc. Fe ,0 25,5 Diramazione Piosina Acc. Fe ,2 24,3 Si precisa che i valori delle pressioni sopra riportate consentono la verifica dell idoneità delle tubazioni utilizzate e l efficacia delle saldature di collegamento realizzate lungo l acquedotto; per collaudare l intero acquedotto (condotte+apparecchiature), le pressioni massime di collaudo dovranno essere non superiori alle pressioni nominali (PN25) delle apparecchiature idrauliche presenti nel tratto di interesse. Studio del colpo d ariete Nelle condotte in pressione, una qualsiasi manovra che provoca la variazione della portata circolante in condotta, determina una perturbazione che si propaga all interno della tubazione con una velocità espressa dalla seguente formula: c = 1 + C e E D s (m/s), dove: C = velocità di propagazione del suono nell acqua a 15 C, pari a 1420 m/s; e = modulo di comprimibilità dell acqua pari a 2,0x10 8 kg/m 2 ; E = modulo di elasticità; D = diametro della condotta; s = spessore delle pareti della condotta. Per le diverse condotte di progetto, risulta: DN c (m/s) C (m/s) e (kg/m 2 ) E (kg/m 2 ) s (mm) D (mm) , ,00E+08 2,10E+10 7, , ,00E+08 2,10E+10 3,2 114,3 15

17 Si riporta inoltre la formula del tempo di manovra critico: LV g p T = 2 C, dove L è la lunghezza del tratto di condotta considerato, V la massima velocità in condotta, g l accelerazione di gravità e p la massima sovrappressione di colpo d ariete ammissibile, così come definita dalla normativa vigente. Per tempi di chiusura inferiori a quelli critici, si hanno manovre brusche e quindi forti sovrappressioni dovute al fenomeno del colpo d ariete; per contenerle al di sotto dei valori riportati nella tabella III del D.M. LL.PP. del 12/12/85, si dovranno dunque effettuare manovre con tempi maggiori rispetto al tempo critico. 4. OPERE D ARTE E MANUFATTI Attraversamenti corsi d acqua principali La condotta, lungo il suo tracciato, interseca i seguenti corsi d acqua demaniali: Torrente Sovara; Fiume Tevere in località Giove; Torrente Regnano; Torrente Vaschi (detto anche Rio Secco). Nel dettaglio gli attraversamenti del torrente Sovara e del fiume Tevere verranno realizzati con struttura reticolare in acciaio formata da moduli delle dimensioni di 3,50x3,50x2,50 m con un montante inferiore, superiore e delle controventature di irrigidimento; per maggiori dettagli sulle strutture si rimanda alle relative relazioni allegate al presente progetto esecutivo. La quota di intradosso dei ponti garantisce la sicurezza idraulica come risulta dalla relazione redatta nel progetto definitivo. Per i torrenti Regnano e Vaschi, sulla base dei sondaggi effettuati e vista l assenza di arginature, si prevede un attraversamento con scavo a cielo aperto con posa della tubazione sotto l alveo del corso d acqua. A protezione dello scavo ed al fine di garantire la stabilità degli argini, si provvederà alla realizzazione di scogliere della larghezza complessiva di 4 m per tutta la lunghezza dell attraversamento. 16

18 Manufatti ed opere d arte minori Le opere d arte minori, necessarie alla realizzazione dell opera, sono i pozzetti di scarico, di sfiato e di derivazione. Gli scarichi sono posti nei punti in cui la livelletta è più depressa e sono necessari per lo svuotamento delle condotte. Essi sono realizzati ponendo un tronco di tubazione, presieduto da una valvola, che scarica nel più vicino recettore idrico. Trovandosi la condotta al di sotto del livello del corso d acqua recettore, si prevede di utilizzare un tronco di tubazione per scaricare la maggiore quantità d acqua possibile, completando tuttavia lo scarico con l utilizzo di una pompa ad immersione all interno del pozzetto. Gli sfiati sono invece ubicati nei punti più alti del tracciato per impedire il formarsi di sacche d aria che causerebbero ostacolo al transito delle portate previste in condotta. Per i tratti di condotta DN 700 sono stati scelti degli sfiati a doppio galleggiante, per tutte le altre tubazioni si utilizzeranno degli sfiati automatici a semplice galleggiante. I pozzetti di derivazione sono corredati di tutte le apparecchiature (saracinesche, misuratori, ecc.) necessarie ad una corretta utilizzazione e gestione delle condotte. Gli attraversamenti delle strade statali, provinciali, comunali e vicinali saranno realizzate come riportato nei grafici allegati e comunque adottando gli opportuni provvedimenti nel riempimento affinché non si abbiano cedimenti del terreno di riporto. I corsi d acqua minori saranno attraversati in scavo, rinfiancando la condotta con calcestruzzo, mantenendosi sempre almeno 1,00 m al di sotto dell alveo del fiume. Rinterro scavi su zone agricole di pregio Al fine del ripristino della coltre superficiale del terreno, i materiali provenienti dai primi 80 cm di scavo verranno depositati in prossimità del limite della fascia di occupazione mentre il materiale scavato a profondità maggiore sarà lasciata a bordo scavo. Posata la tubazione si provvederà al rinterro dello scavo ripristinando le 17

19 condizioni preesistenti; il materiale eccedente sarà trasportato e regolarmente accatastato in discarica autorizzata, a cura e spese dell appaltatore. Protezione catodica passiva Visto che parte dell impianto di protezione catodica è già stato realizzato con gli interventi di 1 e 2 stralcio, nel presente progetto sono state inseriti, tra le opere in appalto, i giunti dielettrici e punti di misura da collocare in prossimità degli attraversamenti in spingitubo e interferenze con la linea del metanodotto. Per una buona protezione passiva dovrà essere garantito un efficiente isolamento della condotta secondo le disposizioni indicate nel Capitolato speciale d appalto. 5. QUADRO ECONOMICO Come evidenziato dal quadro economico allegato, l ammontare complessivo da finanziare per il progetto esecutivo Completamento del sistema acquedottistico per il rifornimento idropotabile dei comuni dell Alta Valle del Tevere - 3 stralcio, è di ,00 al netto di IVA di cui ,23 per lavori a base d asta, ,17 per oneri della sicurezza ed ,60 per somme a disposizione dell Amministrazione. L importo delle opere da porre a base d asta, è stato determinato applicando i prezzi di cui all Elenco Prezzi della Regione Umbria approvato con delibera della Giunta Regionale n del 22/12/2005 pubblicata sul BUR n. 11 del 01/03/2006. Fanno eccezione n. 16 nuovi prezzi che non hanno trovato riscontro nell elenco prezzi della Regione e che, pertanto, sono stati composti secondo un analisi sui costi di mercato, ragguagliandoli a quelli del prezziario regionale. Non è stato preso in considerazione, ai fini del finanziamento necessario, l onere per l I.V.A. in quanto la gestione dell appalto verrà effettuata dalla società Umbra Acque S.p.A., quale Società di capitali in esercizio d impresa di cui all art. 4, comma 1, D.P.R. 26/10/1972 n. 633, e pertanto tale imposta è recuperabile in sede di dichiarazione annuale. Gli importi dei lavori in appalto e delle somme a disposizione dell Amministrazione risultano dal quadro economico allegato al presente progetto. 18

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