INTERVENTI DI RIPRISTINO DELLA CIRCONVALLAZIONE TRA LE STRADE PROVINCIALI N.500 E N.511 NEL COMUNE DI GRAGLIA Codice CUP F16G

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1 REGIONE PIEMONTE PROVINCIA DI BIELLA SETTORE LAVORI PUBBLICI E PROTEZIONE CIVILE INTERVENTI DI RIPRISTINO DELLA CIRCONVALLAZIONE TRA LE STRADE PROVINCIALI N.500 E N.511 NEL COMUNE DI GRAGLIA Codice CUP F16G PROGETTO ESECUTIVO RELAZIONE IDROLOGICA ED IDRAULICA GR.PE.R06.1 a k INGEGNERIA GEOTECNICA SRL C.so B. TELESIO n. 99/C TORINO Dott. Carlo Alessio Ing. Georgios Kalamaras P. IVA TEL. FAX i n f a - k. i t

2 AK Ingegneria Geotecnica S.r.l. Corso Telesio, 99/C TORINO Tel Fax P. IVA

3 INDICE 1. INTRODUZIONE Inquadramento geografico Caratteristiche del tratto stradale Stato attuale dei luoghi Normativa di riferimento 5 2. SISTEMA DI RACCOLTA DELLE ACQUE IN PROGETTO 6 3. DETERMINAZIONE DELLE PORTATE DA SMALTIRE E VERIFICA SISTEMA DI RACCOLTA Linee segnalatrici di possibilità pluviometrica Modello afflusso-deflussi Individuazione delle portate di progetto 12 AK Ingegneria Geotecnica s.r.l. - Torino

4 1. INTRODUZIONE Il presente progetto esecutivo ha come oggetto gli interventi di ripristino della circonvallazione delle Strade Provinciali N. 500 e 511 nel Comune di Graglia (BI). Si tratta della bretella stradale che congiunge le citate strade provinciali permettendo di aggirare il centro abitato. La costruzione della circonvallazione è stata avviata nel 2003, registrando ripetuti dissesti che hanno portato alla completa chiusura della nuova bretella stradale nel giugno del La circonvallazione di Graglia risulta di fondamentale importanza per l alleggerimento del traffico pesante dal centro abitato, legato al trasporto dell acqua minerale dalle fonti di Frazione Campiglie. In fase di progetto preliminare sulla base delle indagini integrative che sono state effettuate è stato possibile definire le cause all origine dei dissesti ed identificare gli interventi di ripristino della viabilità. Lo sviluppo complessivo della bretella viaria è di circa 260m. Sono previsti due settori di intervento per il ripristino del corpo stradale. In questo documento sono illustrate le verifiche idrologiche ed idrauliche relative alla rete di raccolta delle acque meteoriche in corrispondenza delle opere in progetto. 1.1 Inquadramento geografico Il settore di territorio sul quale si collocano gli interventi in progetto è ubicato nel Comune di Graglia, a Nord-Est del centro abitato ed in posizione intermedia tra Graglia e l abitato di Muzzano, ad una quota media di circa 580m s.l.m. Nell immagine seguente è riportata su foto satellitare l ubicazione della zone degli interventi in progetto. L area in progetto si inserisce in un contesto paesaggistico pedemontano, con presenza di insediamenti residenziali isolati a monte della strada e dell incisione del Torrente Vobbia a valle, che separa la zona di intervento dal centro abitato di Graglia. AK Ingegneria Geotecnica s.r.l. Torino 2

5 Figura 1.1: ubicazione dell area in progetto 1.2 Caratteristiche del tratto stradale Il tratto stradale in oggetto ( corrispondente alla categoria C1 delle nuove norme stradali contenute nel D.M ) è costituito da un unica carreggiata a due corsie, una per ogni senso di marcia, ha una sede stradale larga circa 10.5m (7.5m di carreggiata e due banchine pedonali da 1.5m ciascuna) e collega la S.P. n 500 con la S.P. n 511 con uno sviluppo longitudinale di circa 260m. La piattaforma stradale è sviluppata lungo il versante orografico sinistro del torrente Vobbia con una pendenza media dell 8% circa, originando sezioni in rilevato, in sterro e a mezza costa: quest ultima è la tipologia prevalente. 1.3 Stato attuale dei luoghi Attualmente il corpo stradale risulta oggetto di dissesto in due tratti alle due estremità, entrambi di lunghezza di circa 80m. Il primo tratto, in prossimità dell intersezione con la S.P. 500, presenta un vistoso cedimento del piano stradale, con dislivello tra monte e valle della nicchia del dissesto AK Ingegneria Geotecnica s.r.l. Torino 3

6 fino a circa 1m ed una vistosa disconnessione dello stesso dalle opere di raccolta idraulica del lato di monte. Figura 1.2: dissesto Zona 1 Nel secondo tratto, in prossimità con l intersezione con la S.P. 511, il dissesto evidenzia una diffusa fessurazione del manto stradale con dislivello di ordine decimetrico. Anche in questo è evidente una disconnessione tra le opere idrauliche ed il corpo stradale. AK Ingegneria Geotecnica s.r.l. Torino 4

7 Figura 1.3: dissesto Zona Normativa di riferimento Il progetto esecutivo è stato sviluppato in accordo con quanto previsto dalle Norme tecniche per le costruzioni D.M. 14 gennaio 2008 e dalla successiva Circolare Istruzioni per l applicazione delle Norme tecniche per le costruzioni n 617 del 2 febbraio AK Ingegneria Geotecnica s.r.l. Torino 5

8 2. SISTEMA DI RACCOLTA DELLE ACQUE IN PROGETTO Data la conformazione dell'opera ed il prevalente sviluppo tramite sezioni a mezza costa é stata prevista la realizzazione di due sistemi di raccolta delle acque meteoriche: uno adibito alla raccolta delle acque derivanti dal ruscellamento superficiale sul versante ed uno adibito alla raccolta delle acque di piattaforma. Nella fattispecie, come riportato in Figura 2.1 è prevista la realizzazione di una canaletta prefabbricata in cls adibita ad intercettare le acque provenienti dal versante e di una cunetta alla francese adibita ad intercettare le acque di piattaforma. Figura 2.1: Particolari costruttivi e stralcio di planimetria del sistema di raccolta delle acque derivanti dal ruscellamento superficiale - immagini non in scala AK Ingegneria Geotecnica s.r.l. Torino 6

9 Le acque intercettate dalla cunetta alla francese verranno convogliate tramite sette pozzetti denominati di "Tipo 3" all'interno di un tubo in PVC diametro interno Ø 302 mm che corre continuamente al di sotto della sede stradale. La canaletta prefabbricata in cls presenta una interruzione in corrispondenza della viabilità di accesso ai fondi ed é conseguentemente suddivisibile in due tratti distinti: - il tratto più settentrionale, della lunghezza approssimativa di 70 m terminante con un pozzetto di "Tipo 1" il quale conferisce le acque nel sottostante tubo in PVC Ø 302 mm come riportato in Figura il tratto meridionale, della lunghezza approssimativa di 173 m terminante con un pozzetto di "Tipo 1" collegato con un pozzetto di "Tipo 2" il quale conferisce direttamente le acque in una tubazione esistente in calcestruzzo Ø 800 mm posta al di sotto della Strada Provinciale 500 come riportato in Figura 2.2 Il predetto pozzetto "Tipo 2" convoglia nella tubazione esistente anche tutte le acque trasportate dal tubo in PVC Ø 302 mm. AK Ingegneria Geotecnica s.r.l. Torino 7

10 Figura 2.2: Particolari costruttivi e stralcio di planimetria del sistema di raccolta delle acque derivanti dal ruscellamento superficiale - immagini non in scala AK Ingegneria Geotecnica s.r.l. Torino 8

11 3. DETERMINAZIONE DELLE PORTATE DA SMALTIRE E VERIFICA SISTEMA DI RACCOLTA Al fine di dimensionare in modo corretto i manufatti idraulici è necessario procedere alla quantificazione dei deflussi di origine meteorica. La stima dei deflussi richiede l individuazione dell evento pluviometrico critico per l area in esame; sulla base di tale evento di pioggia si procederà al calcolo dell altezza di pioggia e quindi della portata massima con i metodi di seguito descritti. La previsione dell altezza di pioggia h è stata effettuata attraverso la determinazione delle curve di possibilità pluviometrica, ovvero della relazione tra la medesima altezza di pioggia e la durata t dell evento meteorico considerato, per un assegnato tempo di ritorno: h(t) = a t n [mm] La stima della portata massima in tempo di pioggia è stata condotta utilizzando, quale schema di afflussi-deflussi, il modello cinematico, del quale vengono evidenziate in seguito le caratteristiche. 3.1 Linee segnalatrici di possibilità pluviometrica Sono stati considerati i dati forniti dall' "Atlante piogge intense in Piemonte" di Arpa relativi alle precipitazioni di massima intensità registrate ai pluviografi per un tempo di ritorno di 2, 5, 10, 20, 50, 100 e 200 anni relative a precipitazioni della durata di 10 minuti, 20 minuti, 30 minuti, 1 ora, 3 ore, 6 ore, 12 ore e 24 ore. Tabella 3.1: Dati forniti da Arpa Piemonte relativi a precipitazioni con diverse durate e diversi tempi di ritorno Durata piogge Tempo di ritorno (anni) Altezza precipitazione (mm) 10 minuti 18 24,3 28,5 32,6 37,8 41,7 45,6 20 minuti 23,9 32, ,3 50,3 55,5 60,7 30 minuti 28,1 38,1 44, ,2 65,4 71,5 1 ora 37,1 50,2 58,9 67,3 78,1 86,2 94,3 3 ore 57,4 77,7 91,2 104,1 120,8 133,3 145,8 6 ore 75,6 102,3 120,1 137,1 159,1 175, ore 99,5 134,8 158,1 180,5 209,5 231,2 252,8 24 ore ,5 208,2 237,7 275,9 304,5 332,9 AK Ingegneria Geotecnica s.r.l. Torino 9

12 Figura 3.1: Grafico delle Linee segnalatrici di probabilità pluviometrica per diversi tempi di ritorno del Comune di Graglia fornito dall'atlante piogge intense in Piemonte di Arpa Piemonte Sulla base di questi dati é stata calcolata la curva segnalatrice di probabilità pluviometrica relativa a piogge con un tempo di ritorno di 50 anni di cui si sono ricavati gli indici a ed n aventi rispettivamente valore di 77,751 e 0,3995. Figura 3.2: Linea segnalatrice di probabilità pluviometrica relativa ad un eventi con tempo di ritorno di 50 anni AK Ingegneria Geotecnica s.r.l. Torino 10

13 3.2 Modello afflusso-deflussi La modellistica afflusso-deflussi esistente opera su due fenomeni fisici distinti: il primo riguarda la trasmissione della massa liquida; il secondo la laminazione della massa liquida. Il metodo cinematico tiene conto solamente del primo fenomeno mentre il metodo dell invaso soltanto del secondo. Date le ridotte estensioni dei bacini di competenza delle reti in esame, le caratteristiche di copertura di tutta l area e la limitata lunghezza dei collettori, si reputa che possa essere trascurata la componente di laminazione e che l applicazione del modello cinematico simuli con sufficiente approssimazione l evento fisico. Il metodo cinematico (o della corrivazione) si basa sulle seguenti ipotesi : - la formazione della piena è dovuta unicamente a un fenomeno di trasferimento della massa liquida, - ogni singola goccia di pioggia si muove sulla superficie del bacino seguendo un percorso immutabile che dipende soltanto dalla posizione del punto in cui essa è caduta, - la velocità di ogni singola goccia non è influenzata dalla presenza di altre gocce, - la portata defluente si ottiene sommando tra loro le portate elementari provenienti dalle singole aree del bacino che si presentano allo stesso istante nella sezione di chiusura. Si ha quindi: Q max = C hc A 3600 tc dove: Q max : portata massima attesa C: coefficiente di deflusso medio (0.9 per superficie di piattaforma impermeabile, 0.3 per superficie a verde o scarpate); hc: altezza di precipitazione, espressa in mm, relativa ad un dato tempo di ritorno ed una durata di pioggia pari a tc; A: superficie del bacino espressa in m 2 ; tc : tempo di corrivazione del bacino espresso in ore. AK Ingegneria Geotecnica s.r.l. Torino 11

14 3.3 Individuazione delle portate di progetto In virtù della limitata estensione dei bacini in esame l evento pluviometrico critico da considerare è certamente caratterizzato da precipitazioni intense e di breve durata. In particolare si considera un evento di pioggia critico della durata pari ad 1 ora. Inoltre, dato il rischio connesso ad una potenziale inefficienza della rete di raccolta delle acque meteoriche, si assume un tempo di ritorno pari a 50 anni. Sulla base dei coefficienti a ed n precedentemente individuati per un tempo di ritorno di 50 anni si ottiene una altezza di pioggia di 77,75 mm come da formula seguente: h(t) = 77,75 x 1 0,39995 [mm] Per l'individuazione delle portate sono state successivamente calcolate le aree della piattaforma stradale e del bacino di riferimento individuato sul versante. La superficie della piattaforma stradale in progetto é di m 2, la superficie del bacino di riferimento individuato sul versante e riportato nella seguente Figura 3.3 é di m 2. Figura 3.3: Immagine tridimensionale del bacino di competenza individuato sul versante (Fonte Google Earth) Le reti di raccolta sono state suddivise come riportato nella seguente Tabella 3.2. AK Ingegneria Geotecnica s.r.l. Torino 12

15 Tabella 3.2: Caratteristiche dei bacini delle reti di raccolta Rete di raccolta Sup. bacino. [m 2 ] Coeff. deflusso Elemento di recapito Canaletta prefabbricata in cls- tratto settentrionale ,3 62,7 302 mm tramite pozzetto tipo 1 Canaletta prefabbricata in cls - tratto meridionale , mm tramite pozzetto tipo 2 Cunetta alla francese ,9 38,8 302 mm tramite pozzetto tipo 3 Sulla base delle superfici di competenza di ciascuna rete di verifica si é proceduto alla stima delle portate di progetto di seguito riportate; nel caso della canaletta la portata é stata suddivisa sui due tratti proporzionalmente alla loro lunghezza, per il tubo in PVC diametro Ø 302 mm é stata considerata la somma delle portate derivanti dalla cunetta alla francese e dal tratto settentrionale della canaletta dato che il tratto meridionale scarica direttamente nella tubazione esistente Ø 800 mm. Tabella 3.3: Portate di progetto e stima portate smaltibili per le diverse opere idrauliche Segmento Sup. raccolta [m 2 ] Pendenza min. Diametro tubazione/area canale smaltita Canaletta prefabbricata in cls - tratto settentrionale Canaletta prefabbricata in clstratto meridionale 302 mm 800 mm ,7 8% 1/2 Ø 600 mm 811, % 1/2 Ø 600 mm 811, ,5 8% 302.6mm % 800 mm Di conseguenza si possono considerare correttamente dimensionati tutti i manufatti idraulici in esame. AK Ingegneria Geotecnica s.r.l. Torino 13

16 Provincia di Biella - Interventi di ripristino della Circonvallazione di Graglia tra le S.P. 500 e 511 nel Comune di Graglia Sono state inoltre valutate condizioni differenti afferenti alla medesima probabilità di ritorno. In particolare sono state valutate due ulteriori condizioni di durata del temporale: - Mezz ora - 10 minuti corrispondente al tempo minimo di durata dell evento Nelle tabelle seguenti si riportano i risultati espressi in forma tabellare; le ipotesi adottate sono le medesime di quelle adottate per la durata dell evento di una ora, mentre l altezza di pioggia considerata è pari a: mm per la durata di mezz ora mm per una durata di 10min. Tabella 3.4: Caratteristiche dei bacini delle reti di raccolta durata dell evento: mezz ora Rete di raccolta Sup. bacino. 2 [m ] Canaletta prefabbricata in clstratto settentrionale Coeff. Elemento di deflusso recapito , mm tramite pozzetto tipo 1 Canaletta prefabbricata in cls tratto meridionale , mm tramite pozzetto tipo 2 Cunetta alla francese , mm tramite pozzetto tipo 3 Tabella 3.5: Portate di progetto e stima portate smaltibili per le diverse opere idrauliche durata dell evento: mezz ora Segmento Diametro tubazione/area smaltita canale 8% 1/2 Ø 600 mm 811, % 1/2 Ø 600 mm 811, % mm % 800 mm Sup. raccolta Pendenza [m2] min Canaletta prefabbricata in cls tratto settentrionale Canaletta prefabbricata in clstratto meridionale 302.6mm 800 mm AK Ingegneria Geotecnica s.r.l. Torino 14

17 Provincia di Biella - Interventi di ripristino della Circonvallazione di Graglia tra le S.P. 500 e 511 nel Comune di Graglia Dalla tabella precedente si osserva che per la durata dell evento piovoso di mezz ora, gli elementi idraulici del sistema sono in grado di smaltire le acque con un certo margine di sicurezza (rapporto tra portata smaltita e portata effettiva). Tabella 3.6: Caratteristiche dei bacini delle reti di raccolta durata dell evento: 10min Sup. bacino. Rete di raccolta 2 [m ] Canaletta prefabbricata in clstratto settentrionale Coeff. Elemento di deflusso recapito , mm tramite pozzetto tipo 1 Canaletta prefabbricata in cls tratto meridionale , mm tramite pozzetto tipo 2 Cunetta alla francese , mm tramite pozzetto tipo 3 Tabella 3.7: Portate di progetto e stima portate smaltibili per le diverse opere idrauliche durata dell evento: 10min Segmento Diametro tubazione/area smaltita canale 8% 1/2 Ø 600 mm 811, % 1/2 Ø 600 mm 811, % mm % 800 mm Sup. raccolta Pendenza [m2] min Canaletta prefabbricata in cls tratto settentrionale Canaletta prefabbricata in clstratto meridionale 302.6mm 800 mm Per una durata dell evento piovoso di 10min (durata minima), il sistema riesce ancora a garantire il deflusso delle acque meteoriche. I fattori di sicurezza, espressi in termini di portata smaltita e portata effettiva, diminuiscono e diventano prossimi all unità per il tubo 302.6mm. AK Ingegneria Geotecnica s.r.l. Torino 15

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