Regione Piemonte. Oggetto: DOCUMENTAZIONE INTEGRATIVA - DOMANDA DI AUTORIZZAZIONE UNICA. Provincia di Biella. (ex art. 12 D.Lgs. n. 387/2003 e s.m.i.

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1 Regione Piemonte Provincia di Biella Comune di Vigliano Biellese Oggetto: DOCUMENTAZIONE INTEGRATIVA - DOMANDA DI AUTORIZZAZIONE UNICA (ex art. 12 D.Lgs. n. 387/2003 e s.m.i.) Titolo del Progetto: IMPIANTO IDROELETTRICO VIGLIANO BIELLESE Denominazione elaborato: RELAZIONE GEOLOGICO-TECNICA INTEGRATIVA Committente: SIPOWER SRL Via de Marchi Gherini, Milano Progettazione: Data: dicembre 2012 Commessa:

2 INDICE GENERALE 1. Premessa Indagini svolte e modalità di esecuzione Modello geologico di riferimento Modello idrogeologico di riferimento Modello geotecnico di riferimento Verifiche geotecniche Analisi di stabilità delle terre armate Calcolo paratie in micropali e tiranti Conclusioni ALLEGATI IN FONDO AL TESTO Allegato 1: Stratigrafia S1 Allegato 2: Foto cassette catalogatrici S1 Allegato 3: Stratigrafia S2 Allegato 4: Foto cassette catalogatrici S2 Allegato 5: Prova Lefranc Allegato 6: Tavola idrogeologica del sito di progetto Allegato 7: Prova SPT, elaborazioni Allegato 8: Verifica stabilità terre armate Allegato 9: Verifica paratie in micropali tirantata 2

3 ALTRI ELABORATI RICHIAMATI IN RELAZIONE RELAZIONE TECNICO-ECONOMICA E DI PROGETTO: INTEGRAZIONI STUDIO DI COMPATIBILITA IDRAULICA: RELAZIONE RELAZIONE GEOLOGICO-TECNICA INTEGRATIVA RELAZIONE TECNICA DI MONITORAGGIO AMBIENTALE RELAZIONE TECNICA DI RIPRISTINO AMBIENTALE VERIFICA PREVENTIVA DELL INTERESSE ARCHEOLOGICO PIANO PARTICELLARE DI ESPROPRIO (VERSIONE DICEMBRE 2012) TAVOLE RICHIAMATE IN RELAZIONE (PROGETTO DEFINITIVO ELABORATO IN MAGGIO 2012) TAVOLA 10 Cabina di connessione alla rete elettrica nazionale (scale indicate) TAVOLE RICHIAMATE IN RELAZIONE (INTEGRAZIONI AL PROGETTO DEFINITIVO ELABORATE IN DICEMBRE 2012) TAVOLA 01 Corografia e piano topografico (scale indicate); TAVOLA 02 Planimetria stato di fatto (scala 1:200); TAVOLA 03a Sezioni stato di fatto (scala 1:200); TAVOLA 03b Sezioni stato di fatto (scala 1:200); TAVOLA 03c Sezioni stato di fatto (scala 1:200); TAVOLA 04a Sezioni stato di progetto (scala 1:200); TAVOLA 04b Sezioni stato di progetto (scala 1:200); TAVOLA 04c Sezioni stato di progetto (scala 1:200); TAVOLA 05 Planimetria di progetto e sezione longitudinale impianto (scala 1:200) TAVOLA 06 Impianto: pianta, sezioni e particolari di progetto (scale indicate) TAVOLA 12 Centrale idroelettrica: pianta, sezioni, particolari (scala 1:100) TAVOLA 13 Valutazione di compatibilità idrogeologica: corografia (scala 1:2.000) TAVOLA 14 Profilo longitudinale alveo con livelli idrici di piena (scala 1:1.000) TAVOLA 15 Planimetria progetto di ripristino ambientale (scala 1:2.000) TAVOLA 16 Orgnizzazione del cantiere (scala 1:1.000) INDICE DELLE TABELLE 3

4 TABELLA 1 PROPRIETÀ INDICE DEI MATERIALI COSTITUENTI L UNITÀ LITOSTRATIGRAFICA U INDICE DELLE ILLUSTRAZIONI FIGURA 1 ESTRATTO DI PLANIMETRIA DESUNTA DA RILIEVO TOPOGRAFICO (VEDASI TAVOLA 2 DI PROGETTO) CON INDICATI IN ROSSO I PUNTI DI ESECUZIONE DEI SONDAGGI. 6 FIGURA 2 CALCOLO TIPICO DELLA STABILITÀ DI UN PENDIO CON TERRE ARMATE. 14 FIGURA 3 SEZIONE TIPO DELLA SISTEMAZIONE DEL RILEVATO. 15 FIGURA 4 DETTAGLIO TIPICO DI TERRA ARMATA 16 4

5 1. PREMESSA Il presente documento costituisce integrazione alle tematiche riportate nella Relazione geologico-tecnica realizzata a supporto del progetto definitivo relativo all impianto idroelettrico di Vigliano Biellese, iniziativa promossa dalla società SIPOWER s.r.l. Il progetto definitivo, redatto in maggio 2012, era stato presentato insieme allo Studio di Compatibilità Ambientale nell ambito dell procedimento per l ottenimento dell Autorizzazione Unica alla costruzione e all esercizio di impianti alimentati da fonti rinnovabili ex D.Lgs. 387/2003. Nel procedimento di Valutazione di Impatto Ambientale la provincia, Settore Ambiente ed Agricoltura, ha formalizzato la richiesta di chiarimenti e integrazioni con raccomandata A.R. prot. n E XI del 3 ottobre I chiarimenti richiesti riguardano, fra gli altri: a. un approfondimento delle conoscenze inerenti il profilo geologico-tecnico del sottosuolo, da condursi mediante indagini dirette; b. un approfondimento delle conoscenze inerenti la presenza e le caratteristiche della falda idrica libera superficiale nell area di intervento, e le interazioni della stessa con le opere previste. La presente relazione riprende quindi alcune tematiche già espresse nell ambito del progetto definitivo originario (ver. maggio 2012) e ne aggiorna i contenuti in virtù delle modifiche introdotte al layout progettuale (modifiche non sostanziali rese necessarie allo scopo di ottemperare alle richieste della Provincia, secondo quanto espresso nella Relazione di risposta alle osservazioni allegata alla presente documentazione) e delle nuove indagini compiute. 5

6 2. INDAGINI SVOLTE E MODALITÀ DI ESECUZIONE In data 20 novembre 2012 sono stati effettuati due sondaggi a carotaggio continuo con annesse prova penetrometriche dinamiche in foro (SPT) e prova Lefanc nell area di realizzazione degli interventi; nel sondaggio S1 è stato installato un piezometro. I siti di perforazione risultano ubicati sul piazzale di cava dismessa dove si prevedono la realizzazione del canale di derivazione e della vasca di carico (vedasi immagine seguente). Non essendo direttamente accessibile allo stato attuale il sito di realizzazione dell edificio centrale, ed in virtù della profondità di progetto di quest ultimo, il sondaggio S1 è stato realizzato nel settore più orientale del piazzale di cava e spinto sino alla profondità di 18 m da p.c., per tener conto del volume di terreno interessato dalle modifiche del profilo di carico. Figura 1 Estratto di planimetria desunta da rilievo topografico (vedasi tavola 2 di progetto) con indicati in rosso i punti di esecuzione dei sondaggi. 6

7 La perforazione è stata condotta per tramite di una sonda Atlas Copco autocarrata (rif. allegati 2 e 4), capace di perforazione a carotaggio continuo in qualsiasi terreno con diametro interno 101 mm e diametro esterno 127 mm. I campioni estratti sono stati alloggiati in apposite cassette catalogatrici e fotografati (rif. allegati 2 e 4). All interno del foro di sondaggio S1, alla profondità di 6 m da p.c., è stata realizzata n. 1 prova SPT (Standard Penetration Test) per la valutazione della resistenza meccanica a penetrazione del materiale (rif. allegato 7): la prova è andata a rifiuto, per effetto della rilevante granulometria e dell elevata resistenza meccanica dei depositi alluvionali attraversati. All interno del foro di sondaggio S2, invece, è stata condotta una prova di permeabilità Lefranc a carico variabile (a fondo foro), per l analisi della trasmissività del corpo arginale (rif. allegato 5). Oltre alle indagini sopra citata, la riduzione volumetrica della vegetazione presente per effetto della stagione autunnale ha consentito l esperimento di ulteriori sopralluoghi ed accertamenti lungo l alveo, principalmente a monte della briglia interessata dalle opere in progetto fino alla traversa di derivazione della Roggia Marchesa (ca. 1 km a monte rispetto a quella di interesse). 7

8 3. MODELLO GEOLOGICO DI RIFERIMENTO Le indagini geognostiche, al di sotto del terreno superficiale e del materiale bituminoso di copertura del piazzale di cava, identificano la presenza di due unità litostratigrafiche distinte, come di seguito indicato: Unità 1 (U1) Individuabile da p.c. sino alla profondità di 3.5 m, è costituita essenzialmente da sabbie e ghiaie di chiara origine fluviale, di colorazione grigiastra. I clasti hanno diametro massimo di ca. 8 cm. Tale unità è riferibile alle ghiaie e sabbie fluviali di origine recente (Alluvioni antiche Olocene). Unità 2 (U2) Sottostante alla precedente, risulta costituita da sabbie e ghiaie da debolmente a molto limose, talvolta argillose, fortemente alterate soprattutto nelle porzioni superficiali, di colorazione bruno.giallastra o rossastra, più raramente grigiastra. Tale unità risulta riferibile alle alluvioni fluvioglaciali più antiche, probabilmente rissiane, con strato di alterazione superficiale. I sopralluoghi esperiti lungo l asta torrentizia evidenziano una sostanziale concordanza tra i dati di sondaggio e gli affioramenti individuati lungo le scarpate di erosione fluviale sia a monte che a valle del sito di progetto (vedasi foto seguenti), denotando quindi una sostanziale geometria tabulare per i depositi individuati. Com era lecito aspettarsi già dalle analisi preliminari, il substrato roccioso non è individuabile a profondità prossime al p.c. e non sarà interessato dagli scavi in progetto (profondità stimata oltre i 40 m da p.c.). 8

9 4. MODELLO IDROGEOLOGICO DI RIFERIMENTO Relativamente alle caratteristiche idrogeologiche del substrato, il sondaggio S1, attrezzato con un piezometro (diametro 2 ), ha intercettato la falda ad una profondità di ca m da p.c., ovvero ad una profondità maggiore rispetto a quanto indicato su base bibliografica in via preliminare. Le quote relative di bocca foro e di falda mettono quindi in relazione diretta la falda con il livello idrico del T. Cervo. Considerato il sistema idrogeologico locale, già descritto in sede di progettazione definitiva e che vede il T. Cervo come collettore di drenaggio principale della falda superficiale, la direzione di deflusso locale si imposta verso i quadranti Orientali-Nord Orientali, con rapido approfondimento in prossimità della briglia: le informazioni raccolte consentono di delineare il quadro idrogeologico descritto nella cartografia allegata (rif. allegato 6). Sotto il profilo delle interazioni previste con le opere in progetto, si evidenziano quindi: a. l interessamento della falda superficiale nel corso della realizzazione della bocca di captazione e del primo tratto di canale di derivazione, fin dove lo stesso si allinea con il primo salto della traversa; b. l assenza sostanziale di interazione con la falda superficiale con riferimento al sistema dissabbiatorevasca di carico ed alla condotta forzata: il rapido approfondimento della falda a valle del primo salto della traversa (fino a quote assolute di circa 291 m s.l.m.) comporta la presenza di acqua a partire da 9 m circa da p.c., contro i 7 m previsti per il fondo scavo; c. la presenza di una modesta interazione delle opere con la falda superficiale in corrispondenza del sito di centrale: tale interazione è tuttavia limitata al solo livello basale dell edificio (locale turbina) ed al canale di scarico, senza dimenticare che l unità litologica interessata dalle opere a tale profondità (U2) è caratterizzata da permeabilità relativamente bassa (rif. cap. 4). I settori dell impianto caratterizzati da interazione con la falda idrica saranno attrezzati con opportune opere di aggottamento (well points), da dimensionarsi in sede di progetto esecutivo: le opere in progetto non determineranno in ogni caso alcuna modificazione delle caratteristiche chimico-fisiche delle acque intercettate, né sono prevedibili effetti di medio-lungo termine sul profilo piezometrico o sulla direzione e/o il gradiente della falda (la locale modifica del profilo di falda per effetto del prelievo puntuale è un effetto transitorio destinato a sparire completamente al termine dei lavori). 9

10 Per una migliore comprensione del comportamento idraulico dell unità lito/idrostratigrafica U2 (rif. precedente cap. 3), ovvero dell unità direttamente interessata dalle opere, a fondo foro (10 m da p.c.) del sondaggio S2 è stata eseguita una prova di permeabilità Lefranc a carico variabile: la prova, condotta su un tratto di foro di 1 m di altezza (da 9 a 10 m da p.c., con rivestimento foro posizionato alla profondità di 9 m da p.c.), ha previsto il riempimento del foro con acqua fino alla quota di +0.1 m da p.c. (sporgenza rivestimento) e successivamente l esecuzione di una serie di letture registranti l abbassamento progressivo del livello. I risultati della prova sono riportati nell allegato 5; la permeabilità del materiale interessato si attesta attorno a 1x10-5 cm/s: si tratta di valori bassi, corrispondenti a quelli di un limo argilloso. 10

11 5. MODELLO GEOTECNICO DI RIFERIMENTO L indagine SPT effettuata ha interessato l unità geologica U2, quella che presumibilmente sarà interessata maggiormente dagli scavi e che risulta costituita da materiali aventi proprietà geotecniche di qualità inferiore rispetto a quelli costituenti l unità 1 (vedasi allegato 07). Le prove dinamiche di tipo SPT sono state ideate per lo studio dei terreni incoerenti. Nel caso di raggiungimento delle condizioni di rifiuto, l interpretazione geotecnica del dato è stata effettuata facendo riferimento ad un valore NSPT calcolato come segue: se le condizioni di rifiuto sono raggiunte nel primo tratto di 15 cm o nel secondo tratto di 15 cm se le condizioni di rifiuto sono raggiunte nel terzo tratto di 15 cm, essendo a l affondamento misurato per un numero di colpi pari a 50. Nel caso in esame, il valore di NSPT rilevato per entrambi i sondaggi è pari a 70. Relativamente alle proprietà geotecniche del materiale desunte dalla prova SPT, se ne riporta di seguito la quantificazione con riferimento ai principali indici caratteristici: Valore Simbolo dato U.M. Densità relativa Dr >75% Angolo di resistenza al taglio 27 Modulo Young E 425 kg/cm 2 Peso per unità di volume 1.90* t/m 3 Coesione efficace c 10 kpa Tabella 1 Proprietà indice dei materiali costituenti l Unità litostratigrafica U2. 11

12 * Le elaborazioni desunte direttamente dalla prova SPT portano ad una stima non realistica del dato (2.40 t/m3); si ricorre pertanto a valori medi desunti da indagini eseguite nelle vicinanze su depositi aventi caratteristiche litostratigrafiche sostanzialmente simili. Ai fini delle analisi e delle verifiche geotecniche seguenti, si adotteranno i valori indicati anche per l Unità litostratigrafica U1, a favore di sicurezza, benché quest ultima sia costituita da materiale avente proprietà tecniche generalmente migliori. 12

13 6. VERIFICHE GEOTECNICHE Nei capitoli che seguono si riportano i risultati delle analisi compiute. 6.1 ANALISI DI STABILITÀ DELLE TERRE ARMATE Il dimensionamento e la verifica di stabilità per l intervento proposto con terre armate si è svolto in condizioni sismiche, in ottemperanza al DM 14 Gennaio 2008 "Nuove norme tecniche per le costruzioni". Il dimensionamento di una terra armata è effettuato con l'ausilio di software tecnici dedicati. I dati di input necessari sono: - le caratteristiche geomeccaniche del terreno di riempimento, del terreno a tergo e del terreno di fondazione, - le condizioni idrauliche reali o presunte, - la distribuzione e l'entità dei carichi applicati in superficie, - l'altezza dell'intervento, - la geometria del pendio a monte ed a valle del manufatto, - la geometria del rilevato. - le resistenze nominali e i fattori di riduzione delle geogriglie di rinforzo come definiti dai certificati di prodotto. L'output del software di calcolo fornisce i seguenti risultati: - lunghezza di ancoraggio della geogriglia di rinforzo per ciascun strato di terra rinforzata; - resistenza a trazione (ammissibile) della geogriglia di rinforzo per ciascuno strato di cui è composta la terra rinforzata; - fattore di sicurezza della stabilità interna, globale o composita dell'opera in condizioni sismiche. La figura seguente illustra lo schema statico tipico per la verifica dell equilibrio del rilevato, della quale si riporta il calcolo completo, per la sezione tipo, nell Allegato 8. 13

14 Figura 2 Calcolo tipico della stabilità di un pendio con terre armate. Nel caso specifico, il progetto, nella configurazione aggiornata per effetto delle prescrizioni emerse in sede di V.I.A., prevede la realizzazione di terre armate esclusivamente a supporto di un tratto di pista di accesso alla centrale per una lunghezza complessiva di ca m. Si prevede l utilizzo di terra rinforzata tipo terramesh verde, il cui rinforzo avviene mediante elementi in rete metallica a doppia torsione con maglia esagonale 8x10, tessuta con filo d acciaio protetto con lega eutettica ZN-AL 5% e ulteriore rivestimento plastico PVC. Il paramento esterno è anche dotato di un ulteriore pannello interno di rinforzo in rete elettrosaldata con maglie differenziate e filo di diametro 8 mm. Gli elementi sono anche provvisti di 2 staffe triangolari collegate alla struttura e di 4 tiranti in acciaio di ametro 8 mm, ad estremità uncinate, utilizzate in cantiere per ottenere l inclinazione richiesta del parameto esterno (fino a 70 ). Gli elementi sono provvisti di un tessuto a maglia accoppiato a micro-nontessuto. La sezione 3 di progetto (vedasi tavola 4), la più sfavorevole sulla quale sono state effettuate le verifiche, presenta un altezza del rilevato di ca m complessivi (considerata la copertura sopra). Le analisi eseguite confermano la stabilità dell opera. Va rilevato a tal proposito che i calcoli si sono sviluppati considerando le condizioni maggiormente cautelative, ovvero: la presenza, quale substrato, della sola unità 2 (quella con caratteristiche geotecniche peggiori); l ipotesi semplificativa di assenza di basamento di ancoraggio (gabbioni, micropali o tiranti). 14

15 Il calcolo è stato compiuto in condizioni sismiche (i cui parametri erano già stati individuati nella Relazione geologico-tecnica del progetto definitivo redatta nel maggio 2012, a cui si rimanda), inoltre sono stati aggiunti i carichi accidentali dovuti al passaggio dei mezzi. Si rimanda quindi all allegato 8 per la lettura delle verifiche e alle figure seguente per le specifiche tecniche. Figura 3 Sezione tipo della sistemazione del rilevato. 15

16 Figura 4 Dettaglio tipico di terra armata 6.2 CALCOLO PARATIE IN MICROPALI E TIRANTI Il progetto aggiornato prevede opere di scavo da effettuarsi in corrispondenza del piazzale di cava abbandonato (per la vasca di carico/dissabbiatore e per il canale di derivazione) o lungo il corpo arginale (soprattutto per la centrale idroelettrica). L allontanamento dall alveo sia del sistema dissabbiatore-vasca di carico che dell edificio centrale, per effetto delle prescrizioni emerse in sede di V.I.A., oltre a determinare un incremento relativo dei volumi di scavo, impone la realizzazione di opere di difesa e sostegno inizialmente non previste, divenute ora necessarie per il sostegno di pareti di scavo di dimensioni più rilevanti (es. edificio centrale) e per la salvaguardia della stabilità delle infrastrutture esistenti (ex impianto di frantumazione presso il piazzale di cava). Per tali ragioni le opere di scavo saranno precedute dalla realizzazione di opportune paratie di sostegno, costituite da micropali e più ordini di tiranti in funzione della profondità di scavo prevista. Nello specifico è prevista la realizzazione di due paratie berlinesi aventi caratteristiche differenti: la prima sosterrà lo scavo della centrale idroelettrica, la seconda sarà associata allo scavo del sistema canale di 16

17 derivazione/vasca di carico. Sono state eseguite quindi due distinte verifiche di stabilità sulla base delle sezioni topografiche aggiornate. Da un punto di vista tipologico, entrambe le paratie saranno costituite da tubi in acciaio tipo Fe 430 aventi diametro φ = 203 mm e spessore 30.6 mm, disposti ad interasse di 0.4 m. I micropali saranno ancorati al terreno mediante più ordini di tiranti aventi tiro utile orizzontale in genere pari a 300 o 450 KN ed interasse di 2.4 m. I tiranti saranno collegati orizzontalmente tramite due profilati IPE 220. I micropali saranno immorsati nel terreno, al di sotto del piano finale di scavo, per una profondità massima di m da p.c.. Il modello di calcolo utilizzato si riconduce ai modelli di analisi noti come SSI (Soil Structure Interaction) o interazione terreno-struttura, che assicura la compatibilità tra pressioni di terreno, spostamenti e forze negli ancoraggi tenendo conto della flessibilità del sistema paratia-ancoraggi. Il modello, basato su un criterio monodimensionale agli elementi finiti, descrive il sistema sotto forma di elementi linearmente elastici di travi di lunghezza finita per la paratia, di molle alla Winkler non lineari per rappresentare il terreno e di molle non lineari concentrate per rappresentare gli ancoraggi. La correlazione tra le deformazioni del sistema e le forze esterne agenti è condotta tramite un analisi strutturale classica di tipo matriciale. Il progetto e la verifica delle sollecitazioni della paratia, conseguenti all interazione dell opera con il terreno, sono stati determinati con l ausilio del codice di calcolo PARATIE (Dario Flaccovio Editore). In allegato 9 si riportano i risultati delle verifiche, le sezioni schematiche degli interventi e la posizione planimetrica. 17

18 7. CONCLUSIONI Il presente documento costituisce integrazione alle tematiche riportate nella Relazione geologico-tecnica realizzata a supporto del progetto definitivo relativo all impianto idroelettrico di Vigliano Biellese, iniziativa promossa dalla società SIPOWER s.r.l. In particolare sono stati compiuti approfondimenti a partire dall esecuzione di una campagna di indagini geognostiche (sondaggi a carotaggio continuo con prove in foro, implemetazione di piezometro) e da un nuovo sopralluogo lungo l asta fluviale del T. Cervo. Le indagini hanno permesso di confermare: l andamento del profilo della falda idrica superficiale libera, e le conseguenti interazioni attese con le opere in progetto; le proprietà indice dei materiali interessati dagli scavi; la stabilità complessiva delle terre armate che costituiranno il sostegno alla pista di accesso alla centrale di produzione; il dimensionamento delle paratie in micropali (berlinesi) e dei relativi tiranti di ancoraggio per il sostegno degli scavi in corrispondenza delle opere di maggior rilevanza e/o a salvaguardia della stabilità delle infrastrutture esistenti. I risultati di tutte le elaborazioni e dei dati disponibili vengono riportati come allegati al presente testo. 18