PROCEDIMENTO UNICO - INTEGRAZIONI

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1 Comune di San Michele Mondovì Provincia di Cuneo Regione Piemonte MICRO IMPIANTO IDROELETTRICO CON COCLEA IDRAULICA SUL TORRENTE CORSAGLIA NEL COMUNE DI SAN MICHELE MONDOVI' (CN) PROPONENTE Diritti riservati ex art C.C. - Riproduzione e consegna a terzi solo su specifica autorizzazione. Sig. Canavese Franco Via Rocchini SAN MICHELE MONDOVI' (CN) RELAZIONE GEOTECNICA GEOLOGICA INTEGRATIVA OGGETTO TIMBRI E FIRME s.r.l. INGEGNERI ASSOCIATI S.R.L. CORSO PRINCIPE ODDONE 5/A TORINO TEL FAX info@sria.it Prof. ing. Marcello SCHIARA Via Tirreno n TORINO (TO) tel schiara88@alice.it prof. ing. Maurizio ROSSO Ordine degli Ingegneri della Regione Valle d'aosta Posizione n.254 Cod. Fisc. RSS MRZ 56C02 A182V dott. ing. Roberto SESENNA Ordine degli Ingegneri Provincia di Torino Posizione n.8530j Cod. Fisc. SSN RRT 75B12 C665C CONSULENZA CONTROLLO QUALITA' DESCRIZIONE DATA COD. LAVORO TIPOL. LAVORO SETTORE N. ATTIVITA' TIPOL. ELAB. TIPOL. DOC. ID ELABORATO VERSIONE EMISSIONE APR/ /SR DI G 01 CM E 03 0 REDATTO ing. Chiara AMORE CONTROLLATO ing. Roberto SESENNA APPROVATO ing. Maurizio ROSSO I.3

2 INDICE 1. PREMESSA RILIEVO GEOLOGICO-GEOMORFOLOGICO INDAGINI GEOGNOSTICHE IN SITO POZZETTI GEOGNOSTICI INDAGINI PENETROMETRICHE CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA DEL SITO ANALISI DI STABILITÀ VALUTAZIONE DELLA STABILITÀ DEGLI SCAVI PER LA POSA DELLA CONDOTTA ALLEGATI ALLEGATO 1 Carta geologica geomorfologica di dettaglio ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa Pag. 1

3 1. PREMESSA La presente relazione geotecnica - geologica integrativa è stata redatta a completamento del precedente elaborato D.2.3 Relazione geotecnica-geologica (aprile 2013) nell ambito dell Autorizzazione Unica D. Lgs. 387/2003 relativa ad un micro impianto idroelettrico sul torrente Corsaglia nel Comune di San Michele Mondovì(proponente: Canavese Franco), in Provincia di Cuneo. In particolare sono stati condotti i necessari approfondimenti in relazione alle richieste emerse in sede di prima Conferenza dei Servizi svoltasi in data e trasmesse al Proponente in data con nota VAL / dell Ufficio Valutazione Impatto Ambientale (Direzione Servizi ai Cittadini e Imprese Settore Risorse del Territorio) della Provincia di Cuneo. L elaborato contiene la descrizione delle indagini in sito, appositamente condotte per valutare i parametri geotecnici dei terreni interessati dalle opere, e il rilievo geologico/geomorfologico di dettaglio, eseguito alla scala della planimetria generale del progetto. È stata inoltre eseguita la valutazione della stabilità degli scavi per la posa della condotta utilizzando gli abachi proposti in letteratura. ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa Pag. 2

4 2. RILIEVO GEOLOGICO-GEOMORFOLOGICO La ricostruzione delle aree esaminate destinate alla localizzazione delle opere in progetto è stata effettuata mediante un rilievo geologico/geomorfologico di dettaglio, con il quale è stato possibile predisporre la carta tematica riportata in allegato (cfr. ALLEGATO 1). Il rilievo è stato condotto alla scala di dettaglio (scala 1:500), tuttavia, visti gli elementi individuati e la distanza tra di essi, la restituzione grafica ha previsto una scala di visualizzazione maggiore. Dal punto di vista geomorfologico, il tratto di alveo interessato dall intervento è pressoché rettilineo con andamento ovest -est, delimitato da un ansa in battuta immediatamente a monte della traversa e un altra curva a 90 circa a 200 m a valle della restituzione, con successiva orientazione del corso d acqua in direzione sud-nord. In corrispondenza dei due punti fissi sopra indicati il T. Corsaglia scorre inciso alcune decine di metri sotto al terrazzo morfologico (Figura da 1 a 3). Figura 2 Tratto sotteso Figura 3 Figura 1 Ubicazione delle immagini riportate. Figura 2 Scarpata rocciosa in sponda sinistra a monte della traversa. ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa Pag. 3

5 Figura 3 - Scarpata rocciosa in sponda destra 200 m a valle della restituzione. Dal punto di vista geologico si tratta di formazioni di arenaria e depositi marnosi, attribuibili alla formazione di S. Agata. Si tratta di marne, talora sabbiose o siltose, in sequenze relativamente omogenee, di colore grigio, talora giallastro per alterazione, con rare intercalazioni di sabbie giallastre. L orientamento degli strati, nel tratto analizzato è a reggipoggio, come si osserva in Figura 2; giacitura e immersione sono riportate in ALLEGATO 1. Gli elementi riportati nella cartografia tematica sono i seguenti: tipo di copertura (prato, area boscata, vegetazione ripariale, affioramento roccioso); depositi alluvionali in alveo; depositi alluvionali nella fascia fluviale (medi-grossolani, fini); tipo di sponda (in roccia, vegetata). ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa Pag. 4

6 3. INDAGINI GEOGNOSTICHE IN SITO Nel corso dei rilievi sono state eseguite delle indagini geognostiche utili alla caratterizzazione e alla definizione delle caratteristiche litologiche e idrogeologiche dei terreni direttamente influenzati dalle opere in progetto, in particolare in prossimità dell opera di presa, del locale centrale e lungo il tracciato della condotta. Sono stati eseguiti n. 3 pozzetti geognostici realizzati mediante escavatore meccanico fino alla profondità di circa 2,5 3,0 m. La posizione planimetrica è riportata nello stralcio in Figura 4. Di seguito viene riportata la stratigrafia rilevata nel corso delle indagini. S3 S1 S2 Figura 4: Ubicazione dei pozzetti esplorativi eseguiti nella zona dell impianto. Sono inoltre state effettuate alcune indagini in sito tramite prove penetrometriche per la caratterizzazione dei terreni, descritte al 3.2. ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa Pag. 5

7 3.1 POZZETTI GEOGNOSTICI STRATIGRAFIA POZZETTO GEOGNOSTICO S1 COMMITTENTE: sig. Canavese Franco OPERA: Micro impianto idroelettrico con coclea idraulica sul T. Corsaglia UBICAZIONE: San Michele Mondovì (CN) Locale centrale DATA REALIZZAZIONE: PROFONDITÀ: 3,00 m DESCRIZIONE STRATIGRAFICA: - da 0,00 m a 1,50 m: strato vegetale - da 1,50 m a 3,00 m: depositi alluvionali costituiti da ciottoli arrotondati di dimensione anche pluridecimetrica in abbondante matrice argillosa. LIVELLO FALDA: N.P. STRATIGRAFIA Terreno vegetale 0,00 m Depositi alluvionali 1,50 m 3,00 m ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa Pag. 6

8 STRATIGRAFIA POZZETTO GEOGNOSTICO S2 COMMITTENTE: sig. Canavese Franco OPERA: Micro impianto idroelettrico con coclea idraulica sul T. Corsaglia UBICAZIONE: San Michele Mondovì (CN) Tracciato condotta DATA REALIZZAZIONE: PROFONDITÀ: 2,50 m DESCRIZIONE STRATIGRAFICA: - da 0,00 m a 0,50 m: strato vegetale - da 0,50 m a 1,50 m: depositi alluvionali costituiti da ciottoli arrotondati in scarsa matrice sabbiosa - da 1,50 m a 2,50 m: marna arenacea alterata LIVELLO FALDA: - 2,20 m (livello piezometrico stabilizzato: -1,50 m) STRATIGRAFIA Terreno vegetale 0,00 m 0,50 m Depositi alluvionali 1,50 m Marna arenacea alterata 2,50 m ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa Pag. 7

9 STRATIGRAFIA POZZETTO GEOGNOSTICO S3 COMMITTENTE: sig. Canavese Franco OPERA: Micro impianto idroelettrico con coclea idraulica sul T. Corsaglia UBICAZIONE: San Michele Mondovì (CN) DATA REALIZZAZIONE: PROFONDITÀ: 2,20 m DESCRIZIONE STRATIGRAFICA: - da 0,00 m a 0,50 m: riporto - da 0,50 m a 1,50 m: depositi alluvionali costituiti da ciottoli arrotondati in matrice sabbiosa - da 1,50 m a 2,50 m: marna arenacea da alterata a compatta LIVELLO FALDA: - 2,20 m STRATIGRAFIA Materiale terroso di riporto 0,00 m 0,50 m Depositi alluvionali Marna arenacea da alterata a compatta 1,50 m 2,50 m ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa Pag. 8

10 3.2 INDAGINI PENETROMETRICHE Nell area di intervento sono state condotte delle indagini geotecniche con penetrometro tascabile, uno strumento che permette di stimare la resistenza alla penetrazione del materiale tramite puntali di diverso diametro, e conseguentemente ottenere il valore dell angolo d attrito (φ) e la coesione (c). I puntali in dotazione sono 5, con diametri di mm; la procedura operativa consiste nell infiggere manualmente nel campione una punta cilindrica fino a che essa non si approfondisca al limite di una tacca chiaramente visibile sul puntale stesso (v. Figura 5); una scala graduata permette di leggere il carico ammissibile Q in kg e, per mezzo di opportune tabelle determinate sulla base della teoria di rottura di Terzaghi, si ricavano φ e c propri del terreno in funzione del diametro utilizzato. Le misure sono state condotte sulle pareti dei pozzetti esplorativi superficiali, in corrispondenza della matrice fine in cui sono immersi i ciottoli degli orizzonti più superficiali. Figura 5: Esecuzione di misure per la caratterizzazione geotecnica del terreno con penetrometro tascabile. La teoria sulla quale si basa la determinazione dell angolo di attrito e della coesione C della resistenza a taglio delle terre è quella che si fonda sul criterio di rottura proposto da Terzaghi. Nella sua teoria, Terzaghi considera che sotto la base della fondazione si formi un nucleo a forma di cuneo con angolo di inclinazione e che, alla rottura, lo slittamento avvenga secondo la superficie indicata dalla figura seguente. Figura 6 - Superficie di scivolamento del cuneo di terreno secondo la teoria di Terzaghi. ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa Pag. 9

11 Per superfici circolari di carico e per terreni compatti per i quali il carico di rottura è ben definito (in quanto la curva di affondamenti della punta/carichi presenta un netto punto di inflessione), la formula di Terzaghi segue la seguente legge: q 1.3 C N h N 0. 6 R N c definendo come: - q il carico specifico di rottura; - h la profondità di posa del piano di fondazione; - R il raggio della superficie circolare di carico; - il peso specifico del terreno; - C la coesione; - N c, N q, N c (coefficienti di capacità portante) sono quantità adimensionali che dipendono dal valore dell angolo di attrito interno del terreno secondo curve caratteristiche. Dal punto di vista operativo in prima approssimazione la soluzione dell equazione, utilizzando punte cilindriche di sezione elevata, può essere affrontata supponendo che il materiale sia di tipo incoerente, caratterizzato da una coesione nulla. Poiché la altezza h della fondazione risulta pari a zero, la formula si riduce alla seguente legge: q 0. 6 R N q da cui si ricava: N q Q 0.6 R 0.6 R 3 avendo indicato con Q lo sforzo totale applicato e con R il raggio della sezione del punzone, mentre l andamento del valore di N in funzione dell angolo di attrito è definito da un grafico e da una curva tabellata reperibili in letteratura. Dal valore di N è quindi possibile pervenire ad un valore dell angolo di attrito. Nel caso in cui il terreno interessato dalle misure siadi caratteristiche puramente coesive, come nel caso in esame (argille compatte) la teoria di Terzaghi esemplificata considera un inviluppo caratterizzato da una coesione diversa da zero e da un angolo di attrito nullo. La soluzione dell equazione di Terzaghi in questo secondo caso si semplifica alla seguente legge: q 7.14 C Q C R Q R 2 Nel caso in cui si incontrasse un terreno di matrice limoso argillosa ma con permeabilità non nulla il comportamento del terreno dovrebbe essere descritto da un angolo d attrito e da una coesione, entrambi non ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa Pag. 10

12 nulli, definibili mediante la risoluzione di due equazioni in due incognite effettuando le prove con due puntoni di diametro differente. L analisi delle risposte offerte dal terreno alle differenti sollecitazioni di carico funzione delle punte cilindriche utilizzate, ha permesso di determinare i parametri geotecnici caratteristici del terreno nel sito in esame. La caratterizzazione della resistenza al taglio del terreno è stata quindi determinata esclusivamente in funzione della matrice fine di tipo argilloso, tramite la stima della coesione non drenata Cu, utilizzando una punta del penetrometro da 15 mm. Dalle diverse misurazioni effettuate in più punti si osservano valori molto di carico di rottura compresi tra 1,5 e 2, corrispondenti per la punta utilizzata tra e kg/m 2. In base alle misure effettuate, si assume quindi una c u di 10 KPa alla profondità di 1 m. Per risalire al valore di coesione si utilizza la teoria dei cerchi di Mohr e assumendo un valore di cautelativo pari a 25 (cfr. 4), ottenendo un valore di coesione c = 5,9 KPa. Tali valori sono stati utilizzati per la valutazione della stabilità delle pareti di scavo mediante la formulazione di Taylor, riportata al 5.1. ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa Pag. 11

13 4. CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA DEL SITO Alla luce delle indagini svolte, i parametri da assumere per le verifiche geotecniche precedentemente indicati sono stati in parte rivisti. Ai fini cautelativi si adottano quindi i parametri di seguito riportati. Terreni alluvionali di copertura, caratterizzati da materiale argilloso debolmente limoso saturo = 20 kn/m 3 ; secco = 18 kn/m 3 ; c u = 10 KPa Terreni alluvionali caratterizzati da ghiaia e ciottoli in matrice sabbiosa debolmente limosa: saturo = 20 kn/m 3 ; secco = 18 kn/m 3 ; ' = 25 ; c = 5,9 Kpa Per il substrato in argilliti compatte è possibile considerare cautelativamente i valori di seguito riportati: saturo = 20 kn/m 3 ; secco = 20 kn/m 3 ; ' = 30 ; c = 50 kg/cm 2. ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa Pag. 12

14 5. ANALISI DI STABILITÀ 5.1 VALUTAZIONE DELLA STABILITÀ DEGLI SCAVI PER LA POSA DELLA CONDOTTA La progettazione del posizionamento della condotta lungo il pendio di interesse prevede il suo interramento nel terreno realizzando uno scavo della profondità di circa 3 m e una pendenza delle pareti dello scavo di circa 40. Tale soluzione tecnica è avvalorata dalle considerazioni riguardo alla stabilità dello scavo di ridotte dimensioni, che viene di seguito analizzata. Il caso in esame, come evidenziato nella analisi geotecnica, interessa un terreno dalle caratteristiche attritivocoesive, con una coesione variabile e tendente a valori maggiori in prossimità dell alloggiamento della centrale. Tuttavia, per le analisi di seguito riportate si è preferito fare riferimento alle condizioni più cautelative, assumendo le caratteristiche di resistenza al taglio dello strato superiore costituito da ciottoli immersi in matrice fine, di natura argillosa compatta. La teoria su cui si basa la stabilità di scavi di dimensioni così ridotte non può essere affrontata con la teoria si stabilità utilizzata per i fronti di interi versanti, in quanto il fattore scala influisce in maniera determinante sulla stabilità stessa. La stabilità dello scavo della condotta, pertanto, deve essere valutata sulla base delle curve di Taylor e della teoria ad esse legata. Per la verifica di stabilità a breve termine, in condizioni non drenate, di un pendio omogeneo, con geometria regolare e di altezza limitata, costituito da argilla satura avente peso di volume e resistenza al taglio costante con la profondità, t f = C u, si utilizza la soluzione di Taylor. Lo schema geometrico di riferimento è indicato in Figura 7, dove a titolo di esempio, è rappresentata una rottura di base ed il corrispondente cerchio medio. Il tipo di rottura e la posizione del cerchio critico dipendono, come è possibile desumere dalla Figura 8, dall'inclinazione p del pendio e dal fattore di profondità n d, che è il rapporto adimensionale fra la profondità H 1 di un eventuale strato rigido di base e l'altezza H del pendio. Figura 7 - Schema geometrico di riferimento per la soluzione di Taylor ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa Pag. 13

15 Figura 8 - Carta di stabilità di Taylor per pendii di terreno dotato di sola coesione. In condizioni di equilibrio limite l'altezza critica del pendio vale: Il fattore di stabilità, N s, adimensionale, dipende dalla geometria del problema ed è determinabile con il grafico di Figura 8, ove è indicato anche il tipo di rottura che si determina. In condizioni di equilibrio stabile, il coefficiente di sicurezza FS, vale: Le formulazioni e l abaco sopra riportati possono essere applicati alle condizioni geotecniche-stratigrafiche del pozzetto S 1, in prossimità del locale centrale. In questa zona è possibile assumere la c u di 10 KPa e una configurazione con H=H 1 ovvero n d =1. In queste condizioni si ha un fattore di stabilità N s pari a 5,7, che comporta un angolo del pendio idoneo alle condizioni di stabilità dello scavo pari a 52 La soluzione di Taylor per un pendio di terreno omogeneo dotato di coesione e attrito è invece basata sul metodo del cerchio d'attrito, schematicamente illustrato in Figura 9. Il raggio della superficie di scorrimento potenziale è indicato con R. Il cerchio d'attrito è concentrico alla superficie circolare di scorrimento ed ha raggio R sen. Ogni linea tangente al cerchio d'attrito che interseca la superficie di scorrimento, forma con la normale ad essa un angolo - Pertanto in ogni punto della superficie di scorrimento, la direzione della tensione mutua (somma dello sforzo normale e della tensione tangenziale dovuta all'attrito), in condizioni di equilibrio limite, forma un angolo con la normale alla superficie ed è tangente al cerchio d'attrito. Per un assegnato valore di l' altezza critica del pendio è data dalla equazione: ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa Pag. 14

16 Il valore del fattore di stabilità N s è funzione degli angoli e ( Figura 10). Figura 9 - Schema del metodo del cerchio d'attrito Figura 10 - Carta di stabilità di Taylor per pendii di terreno dotato di coesione e attrito. Questi altri schemi sono applicabili ai pozzetti S 2 e S 3, zona opera di presa e tratto intermedio della condotta. In queste condizioni, assumendo cautelativamente si ha un fattore di stabilità N s pari a 9,15, che comporta un angolo del pendio idoneo alle condizioni di stabilità dello scavo pari a 70. Le verifiche di Taylor condotte sia per il materiale in prossimità del locale centrale, assunto omogeneo e in condizioni non drenate, sia per il materiale che interesserà le lavorazioni all opera di presa e lungo la condotta nella parte medio-iniziale, assunto omogeneo dotato di coesione e attrito, consentono di verificare la stabilità degli scavi, i quali è previsto che vengano realizzati con scarpa di 45, inferire in entrambi i casi all angolo limite di stabilità per quelle profondità di scavo. ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa Pag. 15

17 ALLEGATI ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa

18 ALLEGATO 1 Carta geologica geomorfologica di dettaglio ELABORATO I.3 Relazione geotecnica-geologica integrativa ALLEGATO 1

19 TRAVERSA ESISTENTE TORRENTE CORSAGLIA Scala 1 : m LEGENDA Simbologia Descrizione Simbologia Descrizione Alveo Zona boscata Prato Depositi alluvionali grossolani Depositi alluvionali fini Depositi in alveo ALLEGATO 1 CARTA GEOLOGICO-GEMORFOLOGICA Scala di rilievo 1:500 Scala grafica di restituzione 1:1.000 Vegetazione ripariale Sponda vegetata Affioramento roccioso Sponda in roccia