Alessandro BAIETTO, Paolo PERELLO (GDP Consultants) Torino, Ottobre Italian DHI Conference 2015
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- Giuditta Bellucci
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1 Modelli di flusso sotterraneo nell ambito della progettazione di tunnel - casi di applicazione relativi alla Galleria di Base del Brennero, alle Gallerie dell AC/AV Milano-Genova Terzo Valico dei Giovi e alla Galleria di Verduno (Autostrada AT-CN) Alessandro BAIETTO, Paolo PERELLO (GDP Consultants) Torino, Ottobre 2015
2 Modellizzazione nell ambito dei tunnel Scopi: 1. Supporto alla progettazione 2. Valutazione di impatto sull acquifero e sulle risorse idriche 3. Previsione dei drenaggi d acqua in galleria 4. Verifica dell affidabilità del modello concettuale 5. Definizione del piano di monitoraggio delle risorse idriche DHI
3 Casi studio Modellizzazione nell ambito dei tunnel Galleria di Base del Brennero (BBT) Gallerie dell AC/AV Milano-Genova Terzo Valico dei Giovi Galleria di Verduno Autostrada AT-CN Simulazioni effettuate con FeFlow DHI
4 Galleria di Base del Brennero (BBT) Modellizzazione nell ambito dei tunnel Caratteristiche principali Lunghezza totale: Innsbruck-Fortezza Lunghezza del cunicolo Aica-Mules Diametro del tunnel di base Distanza delle uscite di emergenza 55 km 10.9 km 8.1 m 330 m Aica DHI Fortezza Brennero 1371 m.l.m. Mules Valle Isarco Innsbruck AUSTRIA ITALIA
5 AUSTRIA ITALIA Torino, Ottobre 2015 Modellizzazione nell ambito dei tunnel Galleria di Base del Brennero (BBT) GEOLOGIA DI TRACCIATO Finestra dei Tauri (Pennidico-Sub-Pennidico) Zona tettonica Mista di Val Di Mules Gneiss Marmi, Calcescisti, Filladi, Micascisti, Quarziti Basamento Austroalpino Scisti, filladi Sudalpino Graniti Anfiboliti
6 Terzo Valico dei Giovi Modellizzazione nell ambito dei tunnel Caratteristiche principali Lunghezza totale Linea Sviluppo in Galleria Lunghezza interconnessioni 53 km 37 km 23 km Numero di Comuni interessati 12
7 Terzo Valico dei Giovi GEOLOGIA DI TRACCIATO Argilloscisti con intercalazioni di calcari, scisti carbonatici e metabasiti Conglomerati areniti Marne, marne calcaree, areniti, marne calcaree Depositi alluvionali antichi e recenti
8 Galleria di Verduno Autostrada AT-CN Modellizzazione nell ambito dei tunnel Caratteristiche principali Lunghezza canne principali Metodo di scavo delle canne principali Diametro di scavo della canna principale Lunghezza cunicolo esplorativo Metodo di scavo del cunicolo esplorativo Diametro del cunicolo esplorativo 3100 m Meccanizzato (EPB) 14.5 m 400 m Tradizionale 6 m
9 Modellizzazione nell ambito dei tunnel Limi argillosi GEOLOGIA DI TRACCIATO Alluvioni del Tanaro Gessi Galleria di Verduno Marne di S.Agata DHI
10 1. Modellizzazione per supporto alla progettazione OBIETTIVI: - Scelta di tracciato più idoneo in relazione alle condizioni idrogeologiche attese - Scelta della metodologia di scavo della galleria - Predisposizione di metodologie di controllo della falda in fase di scavo - Valutazione delle opzioni di drenaggio dell acqua di falda - Valutazioni delle pressioni idrauliche al contorno del cavo - Ubicazione dei sotto-servizi - Interferenze con strutture esistenti DHI
11 1. Supporto alla progettazione BBT - Gestione della falda durante il congelamento del terreno per il tratto di sottoattraversamento del Fiume Isarco SCOPO: definizione dello schema di pompaggio per la riduzione del flusso di falda durante il congelamento del terreno Settore in cui è previsto il congelamento DHI
12 1. Supporto alla progettazione BBT - Gestione della falda durante il congelamento del terreno per il tratto di sottoattraversamento del Fiume Isarco Flusso naturale di falda: 8-10 m/s Obiettivo di flusso controllato: 2-4 m/s Settore in cui è previsto il congelamento DHI
13 1. Supporto alla progettazione BBT - Gestione della falda durante il congelamento del terreno per il tratto di sottoattraversamento del Fiume Isarco DHI
14 1. Supporto alla progettazione BBT - Gestione della falda durante il congelamento del terreno per il tratto di sottoattraversamento del Fiume Isarco Soluzione di abbattimento del gradiente idraulico attraverso pozzi di estrazione/reimmissione Pozzo di estrazione Pozzo di reimmissione Flusso naturale Flusso controllato DHI
15 1. Supporto alla progettazione BBT utilizzo dei risultati delle simulazioni Velocità di falda in condizioni controllate Traiettorie in 10 gg condizioni naturali DHI Traiettorie in 10 gg condizioni Italian controllate DHI Conference 2015
16 1. Supporto alla progettazione Galleria di Verduno Implicazioni della metodologia costruttiva in rapporto alle caratteristiche dell acquifero dei gessi OBIETTIVO : verifica degli effetti dello scavo sulla falda ospitata nell acquifero dei gessi minimizzazione effetto barriera della galleria soluzione di drenaggio idonea per ridurre il rischio di sotto-scavi della galleria Gessi Tratto di galleria nei gessi
17 1. Supporto alla progettazione Galleria di Verduno Implicazioni della metodologia costruttiva in rapporto alle caratteristiche dell acquifero dei gessi Soluzione di PE: Realizzazione di un cunicolo esplorativo con funzione drenante (scavo in tradizionale), scavo meccanizzato delle due canne e realizzazione di un by-pass drenante per il controllo dell innalzamento del livello piezometrico Cunicolo centrale Canna di monte Canna di valle Galleria di Verduno
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19 Galleria di Verduno utilizzo dei risultati delle simulazioni 1. Supporto alla progettazione Analisi traiettorie di flusso Analisi velocità di flusso
20 1. Supporto alla progettazione BBT Valutazione di diverse opzioni di drenaggio delle acque dal cunicolo esplorativo alle canne della galleria di base OBIETTIVO: analisi di abbattimento delle pressioni idrauliche con diverse configurazioni geometriche dei dreni e in relazione alle diverse caratteristiche di permeabilità dell ammasso Gallerie di base Dreni Cunicolo esplorativo
21 1. Supporto alla progettazione BBT Valutazione di diverse opzioni di drenaggio delle acque dal cunicolo esplorativo alle canne della galleria di base Configurazione a 2 dreni Configurazione a 3 dreni Configurazione a 4 dreni
22 BBT Abbattimento delle pressioni idrauliche rispetto alle condizioni iniziali 3 dreni 4 dreni 1. Supporto alla progettazione Sezione Profilo lungo galleria di base
23 1. Supporto alla progettazione BBT Abbattimento delle pressioni idrauliche rispetto alle condizioni iniziali Variazione pressione 1000 kpa vs. diverse configurazioni e vs diverse permeabilità t 0 2 dreni (t1 anno) 3 dreni (t1 anno)
24 1. Supporto alla progettazione BBT Valutazione di diverse opzioni di drenaggio delle acque dal cunicolo esplorativo alle canne della galleria di base
25 2. Valutazione di impatto sulle risorse idriche BBT Analisi variazioni di deflusso in superficie causata dal drenaggio del cunicolo esplorativo tra Aica e Mules (Italia)
26 Terzo Valico dei Giovi analisi variazioni piezometriche attese in seguito alla realizzazione della Galleria di Serravalle (AL) 2. Valutazione di impatto sulle risorse idriche Carichi idraulici ante-operam Depositi Fl2 Galleria Depositi Fl3 Variazioni piezometriche attese
27 3. Previsione dei drenaggi in galleria BBT Stima delle portate nel cunicolo esplorativo di Aica e nelle gallerie di base OBIETTIVO: dimensionamento del sistema di drenaggio delle gallerie Portate simulate al tunnel di Aica
28 Galleria di Verduno Stima delle portate nel cunicolo esplorativo OBIETTIVO: previsione dimensionamento del sistema di drenaggio delle gallerie Imbocco cunicolo Portate transitorie cumulate lungo il cunicolo centrale calcolate su tratte successive di 20 m scavate ogni 4 gg; calcolo effettuato sulla cunicolo centrale alle due canne attraversante l acquifero dei gessi DHI
29 Feedbacks Modello idrogeologico concettuale Semplificazione della geologia e idrogeologia Proprietà idrauliche materiali Affidabilità modello numerico Scala di rappresentazione del modello
30 Grazie Alessandro Baietto GDP Consultants Torino, Ottobre 2015 DHI
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