INFRASTRUTTURE FERROVIARIE STRATEGICHE DEFINITE DALLA LEGGE OBIETTIVO N. 443/01

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1 COMMITTENTE: : : 1 INFRASTRUTTURE FERROVIARIE STRATEGICHE DEFINITE DALLA LEGGE OBIETTIVO N. 443/01 TRATTA A.V./A.C. TERZO VALICO DEI GIOVI PROGETTO ESECUTIVO RILEVATO DA PK 1+153,50 A PK 1+214,60 DIRETTORE DEI LAVORI Consorzio Cociv Ing. G. Guagnozzi COMMESSA LOTTO FASE ENTE TIPO DOC. OPERA/DISCIPLINA PROGR. REV. I G E C V R I R I 1 A 0 X B Progettazione : Rev Descrizione Redatto Data Verificato Data A00 Prima emissione D.A.M. S.p.a. 23/05/2012 Ing. F. Colla 29/05/2012 Progettista Integratore E. Pagani Data 31/05/2012 IL PROGETTISTA Ing. E. Ghislandi B00 Revisione a seguito istruttoria IG51-01-E-11-IS-RI1A A del 02/ D.A.M. S.p.a. 11/10/2012 Ing. F. Colla 12/10/2012 E. Pagani 15/10/2012 n. Elab.: File: CUP: F81H

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3 3 di 10 INDICE INDICE PREMESSA RIFERIMENTI NORMATIVI DETERMINAZIONE DELLE PORTATE Pluviometria Portate di smaltimento, metodologia di calcolo utilizzata VERIFICA DEGLI ELEMENTI COSTITUENTI LA RETE DI SMALTIMENTO DELLE ACQUE DI PIATTAFORMA FERROVIARIA Verifica del cordolo laterale Verifica del sistema cordolo-embrice VERIFICA SISTEMAZIONE IDRAULICA IMBOCCO NORD GALLERIA CAMPASSO (WBS GA1B)... 9

4 4 di PREMESSA In questa relazione è riportata la verifica delle opere idrauliche di smaltimento delle acque meteoriche di piattaforma ferroviaria per il tratto caratterizzato dalla WBS RI1A, compreso tra la progressiva fino alla pk della linea Alta Capacità Milano-Genova. L intero tratto in esame si presenta in rilevato, con altezza media variabile da 3.6 a 11.0 metri circa. Esso parte dalla progressiva 1+153,50, dove ha inizio la galleria artificiale denominata GA1B (Galleria Campasso), e termina alla progressiva 1+214,63 dove inizia la galleria artificiale GA1C (Galleria di Valico). La sezione trasversale prevista è caratterizzata da una piattaforma ferroviaria larga circa 9,7 m con 1.5 m di corridoio laterale su entrambi i lati. Complessivamente l ingombro in pianta risulta di 12,7 m. Sul lato del binario dispari, poco più a sud dell inizio della galleria artificiale GA1C, è prevista una piazzola di segnalamento asfaltata larga 6 m e con lunghezza 16 m, che termina in corrispondenza della progressiva La pendenza delle scarpate è 3/2 con la presenza di una piccola berma sul lato del binario pari vista la maggior altezza del rilevato. Gli imbocchi delle gallerie presentano muri laterali di altezza 6.75 m e lunghezza variabile. Per tutta la lunghezza del tratto sono inoltre previste barriere antirumore tipo BT1p4 di altezza 5 m. Lo smaltimento delle acque di piattaforma avviene tramite embrici sia per quanto riguarda la piattaforma ferroviaria che per la piazzola di segnalamento. Le acque di piattaforma, vista la pendenza trasversale sia dello strato di base della sede ferroviaria (del 3%) sia del corridoio laterale (del 5%) vengono raccolte ai lati del rilevato e contenute da un cordolo bituminoso alto 25 cm che, avendo pendenza longitudinale pari a quella del tracciato ferroviario (l 1,2%), invia i contributi di pioggia al più vicino embrice. L interasse medio degli embrici è di circa 15 m. Per superare l ostacolo creato dalla presenza delle barriere antirumore, sono state previste delle aperture in corrispondenza degli embrici di dimensioni 55x25 cm in sommità dei muretti di fondazione, per garantire la continuità del deflusso delle acque di pioggia. Queste vengono convogliate alla base del rilevato e smaltire in fossi rivestiti, che fungono anche da rete di drenaggio delle acque di versante (per quanto riguarda le portate e le relative verifiche dei fossi al piede, si rimanda alle relazioni specifiche IG5101ECVRIGA1B0X001 e IG5101ECVRIGA1C0X001). Il recapito finale è rappresentato dal rio Trasta, che interferisce trasversalmente con il corpo del rilevato in corrispondenza della progressiva E previsto un tombamento di sezione rettangolare con base 8.00 m, altezza 6.00 m e con una lunghezza di m (WBS IN1X) con una riprofilatura dell alveo sia a monte che a valle. Oltre alle acque cadute sulla piattaforma, si ha anche un contributo modesto delle acque di drenaggio delle eventuali infiltrazioni della galleria naturale (WBS GN12) che vengono smaltite in direzione sud tramite due tubazioni laterali DN250 che corrono parallelamente alla linea fino all uscita dalla galleria (circa alla progressiva (WBS GA1C)) per poi recapitate ai fossi laterali al piede del rilevato. Relativamente alle verifiche idrauliche effettuate, si è fatto riferimento al Manuale di Progettazione del Corpo Stradale di RFI. Per quanto riguarda i tempi di ritorno adottati, si sono utilizzati i seguenti valori: Opere di drenaggio ferrovia 100 anni

5 5 di 10 Opere di drenaggio strade 25 anni 2. RIFERIMENTI NORMATIVI. Manuale di progettazione del corpo stradale di RFI. Idrologia e Idraulica - Relazione pluviometrica (codice elaborato PD: ID00A D- CVRGID B00). Idrologia e Idraulica - Relazione idrologica (codice elaborato PD: ID00A D- CVRIID C01). Nota stralcio acque di piattaforma 3. DETERMINAZIONE DELLE PORTATE 3.1. Pluviometria Al fine di valutare le portate afferenti ai sistemi di drenaggio delle acque di piattaforma ferroviaria, si fa riferimento all analisi pluviometrica sviluppata con riferimento ai dati di precipitazione ed alle elaborazioni statistiche delle stazioni di misura più prossime alle aree di interesse. Il dato di progetto per il dimensionamento è costituito dall altezza di pioggia per tempo di ritorno assegnato; il legame tra la precipitazione e la durata dell evento è espresso dalla forma: n' h a t dove h [mm] rappresenta l'altezza di pioggia per la durata t dell'evento, mentre a ed n sono parametri caratteristici della stazione di misura e del tempo di ritorno fissato. Nel seguito si forniscono i valori di riferimento da utilizzare. Per quanto attiene alla tratta di linea che si sviluppa nel versante tirrenico si assumono i valori risultanti dalla procedura di calcolo indicata dalla Regione Liguria, che considera la distribuzione di pioggia variabile secondo longitudine; in questa tratta il tracciato della linea A.C. è praticamente sovrapposto alla direzione meridiana di longitudine La distribuzione delle piogge intense di durate inferiori all ora da adottare per il dimensionamento delle opere è riportata nella seguente tabella: a_10 n _10 a_20 n _20 a_50 n _50 a_100 n _ Parametri a e n da utilizzare nella tratta dal km al km I valori utilizzati, secondo le prescrizioni del manuale RFI, sono quelli corrispondenti a un tempo di ritorno 100 anni: a [mm] n 0.390

6 6 di Portate di smaltimento, metodologia di calcolo utilizzata Il calcolo della portata di afflusso per il dimensionamento della rete meteorica di drenaggio delle acque di piattaforma viene eseguito mediante il metodo del volume d'invaso che assume come lineare il legame tra il volume W, complessivamente invasato sul bacino e nella rete, e la contemporanea portata Q defluente attraverso la rete stessa. Con riferimento ai dati pluviometrici riportati precedentemente, alla base del calcolo si utilizzano solo i valori della curva di possibilità climatica per eventi di forte intensità e breve durata, dato che tutti i casi di applicazione del metodo in esame riguardano bacini assai piccoli con tempi di corrivazione nettamente inferiori ad 1 ora. Per il calcolo della portata in rete si adotta l espressione seguente: K a u 2168 n 1 n 1 W ove: u = coefficiente udometrico, espresso in litri al secondo per ettaro di area drenata; K = coefficiente di deflusso del bacino; W = volume specifico d invaso per unità di area del bacino scolante, espresso in metri; n' a = coefficiente della curva di possibilità climatica h a t ; n' = coefficiente in esponente della suddetta curva. I parametri utilizzati per il calcolo del coefficiente udometrico sono: Coefficienti di deflusso K1 = 0,90 per la fascia relativa alla piattaforma stradale e ferroviaria K2 = 0,40 per le porzioni di bacino scolante esterno Volume W W = W 1 + W 1 + W2 [m] dove: W 1 = 0,005 m per la porzione di competenza della piattaforma stradale e ferroviaria; W 1 = 0,003 m per l'eventuale porzione di bacino esterna alla piattaforma stradale; W2 = A/L per la parte relativa alla rete di drenaggio, ove A è l'area bagnata massima (in m²) ed L è la larghezza (in m) del bacino scolante. Determinato il coefficiente udometrico u, la portata affluente per unità di lunghezza è pari a: u Q L (l/sec m) La procedura utilizzata per il dimensionamento della rete è la seguente: - per ogni tratto si determina la larghezza media del bacino drenato considerando il contributo della piattaforma ferroviaria (o stradale) e dell eventuale area esterna, - si calcola il coeff. di afflusso facendo la media pesata dei coefficienti K delle singole sottoaree che compongono il bacino drenato, 1 n

7 7 di 10 - si calcolano i volumi specifici dei piccoli invasi Wi e sommandoli si determina il valore di W, - applicando la formula del coeff. udometrico e moltiplicando il risultato per la larghezza complessiva del bacino L si determina il contributo di portata per unità di lunghezza che va a sollecitare la tratta, - moltiplicando infine la portata unitaria per la lunghezza del tratto si ottiene la portata massima di dimensionamento. Per il calcolo del volume di invaso del cordolo bituminoso, la cui sezione idraulica è schematizzabile a quella di una cunetta di forma triangolare, si è considerata come area bagnata massima, il valore corrisponde a una larghezza del pelo libero di 1,5 m, pari alla larghezza dei due corridoi laterali. Considerando quindi una pendenza trasversale del 5%, si ottiene: - Larghezza pelo libero cordolo = 1,5 m - Battente = 7,5 cm - Area bagnata = 0,055 mq - Larghezza media del bacino scolante = 12,7/2 = 6,35 m - W2 = 0,009 m Si riporta di seguito la tabella riassuntiva dei calcoli per determinare il coefficiente udometrico e quindi la portata di progetto: L lunghezza tratto TIPO Fosso Canaletta o Tubo curva di probabilità climatica a curva di probabilità climatica n' C1 = Coeff. deflusso rilevato l = largh. media piattaforma C2 = Coeff. deflusso bacino esterno C = Coeff. deflusso medio W1' Volume piattaforma Area sezione bagnata massima mq (m) (m) (m) (m) (m²) 15.0 Cordolo TIPO Fosso Canaletta o Tubo Larghezza totale bacino scolante W2 Volume canale Wtot Volume totale Coefficiente udometrico qb portata per metro di canale Qa = qbxl + Qc PORTATA TOTALE AFFLUENTE (m) (m²) (m²) (l/sec * ha) (l/sec/m) (l/sec) Cordolo

8 8 di VERIFICA DEGLI ELEMENTI COSTITUENTI LA RETE DI SMALTIMENTO DELLE ACQUE DI PIATTAFORMA FERROVIARIA 4.1. Verifica del cordolo laterale Per effettuare le verifiche idrauliche delle opere in esame, viene confrontata la portata affluente, calcolata con il metodo razionale, con la portata massima smaltibile, calcolata con la formula del moto uniforme: 2/3 Q k A R i dove: Q = portata [m³/s], k = coefficiente di scabrezza secondo Gauckler-Strickler (67 per il Cls, 95 per il PVC), A = sezione bagnata [m²], R = raggio idraulico (sezione bagnata/perimetro bagnato) [m], i = pendenza media di fondo [m/m] = 0,012 (pari a quella della linea ferroviaria) Dall analisi della scala di deflusso della sezione triangolare, si determina che, a una portata di 15,7 l/sec corrisponde un battente di circa 5 cm, con una larghezza del pelo libero di 1 m. Dato che il cordolo ha altezza massima di 25 cm e larghezza utile 1,5 m, la sezione si intende verificata Verifica del sistema cordolo-embrice Per la verifica dell embrice, si determinata la massima portata defluibile attraverso la sezione con la seguente formula delle luci di stramazzo in parete grossa: Q = Lh (2gh) 0.5 dove i simboli indicano: = coefficiente di deflusso = 0.385, L = 0,90 m larghezza luce (pari alla larghezza dell embrice iniziale di invito, che si raccorda con il cordolo bituminoso), h = carico sulla soglia = 0.05 m nella condizione più gravosa. Ne deriva che la portata defluibile dallo stramazzo risulta di 17,1 l/s, superiore a quella massima di progetto raccolta dal cordolo.

9 9 di VERIFICA SISTEMAZIONE IDRAULICA IMBOCCO NORD GALLERIA CAMPASSO (WBS GA1B) L area degli imbocchi delle gallerie (WBS GA1B e GA1C) è una zona di transizione che permette il raccordo tra la sezione tipica della galleria naturale (di forma circolare) e quella del rilevato (WBS RI1A). Gli imbocchi risultano delimitati da muri laterali di altezza variabile che, partendo dal piano della ferrovia, salgono fino a raccordarsi con la fornice della galleria naturale. Qui la piattaforma ferroviaria è caratterizzata dalla presenza ai lati di due rampe che servono per collegare la quota del camminamento presente lungo il rilevato con i marciapiedi che si trovano invece lungo la galleria. Le acque di pioggia che cadono sugli imbocchi tendono ad accumularsi ai lati della piattaforma ferroviaria, in corrispondenza delle due rampe, e necessitano di essere portate fuori dalla galleria. A tal proposito si è previsto una serie di tubi F80 che attraversano trasversalmente il corpo delle rampe e scaricano su una canaletta di dimensioni interne 20x20 posata tra i muri ad altezza variabile e le rampe stesse. Tale sistemazione viene prevista solo per l imbocco nord della galleria Campasso (WBS GA1B) visto che, per l altro imbocco sud della galleria di Valico, la pendenza longitudinale della linea ferroviaria tende ad allontanare le acque dall imbocco. La canaletta smaltirà i contributi di pioggia in direzione nord fino a un pozzetto con caditoia che è posizionato ai margini della piattaforma ferroviaria, all inizio dei muri. Dal pozzetto, tramite una tubazione F200 in pvc che attraverserà il muro le acque meteoriche saranno recapitate all esterno nei fossi che drenano le acque di versante. Le verifiche per il calcolo dei contributi di pioggia, sono effettuati secondo le metodologie riportate nel paragrafo 3.2. Si riporta di seguito la tabella riassuntiva dei calcoli per determinare il coefficiente udometrico e quindi la portata di progetto: L lunghezza tratto TIPO Fosso Canaletta o Tubo curva di probabilità climatica a curva di probabilità climatica n' C1 = Coeff. deflusso rilevato l = largh. media piattaforma C2 = Coeff. deflusso bacino esterno C = Coeff. deflusso medio W1' Volume piattaforma Area sezione bagnata massima mq (m) (m) (m) (m) (m²) 7.0 Canaletta

10 10 di 10 TIPO Fosso Canaletta o Tubo Larghezza totale bacino scolante W2 Volume canale Wtot Volume totale Coefficiente udometrico qb portata per metro di canale Qa = qbxl + Qc PORTATA TOTALE AFFLUENTE (m) (m²) (m²) (l/sec * ha) (l/sec/m) (l/sec) Canaletta Per effettuare le verifiche idrauliche della canaletta in esame, si fa riferimento a quanto riportato nel paragrafo 4.1. Dall analisi della scala di deflusso della sezione quadrata si determina che, a una pendenza dello 0,5% corrisponde una portata massima, all 80% di riempimento, di 23.6 l/sec, superiore a quella di calcolo pari a 10,7 l/sec.. Per quanto riguarda invece la tubazione F200 che dal pozzetto di recapito si collega poi alla rete di drenaggio esterno attraverso il muro, con una pendenza dello 0.5% all 80% di riempimento, è in grado di smaltire una portata massima 21,1 l/sec, anche questa superiore a quella di calcolo.