COMUNE DI PISA PROGETTO PER LA SISTEMAZIONE FOGNARIA DI PISA NORD-EST [ L O T T O B ]

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2 COMUNE DI PISA Provincia di PISA PROGETTO PER LA SISTEMAZIONE FOGNARIA DI PISA NORD-EST PROGETTO DEFINITIVO [ L O T T O B ] RELAZIONE TECNICO-ILLUSTRATIVA DICEMBRE

3 SOMMARIO 1. PREMESSA Stato Attuale Stazione di Pompaggio Esistente Impianto di Depurazione La Fontina Stato di Progetto Stima delle portate in ingresso al sollevamento Caratteristiche costruttive Impianto di Sollevamento Condotte in pressione Ghisa Dn Scavi e rinterri Interferenze tra rete fognaria nera e altre reti tecnologiche Parallelismi e attraversamenti canali di competenza del Consorzio Fiumi e Fossi Attraversamento e parallelismo al fosso Marmigliano Parallelismo al nuovo canale Parallelismo al nuovo canale e al fosso delle Palazine Attraversamento del canale di collegamento tra il fosso delle Palazzine e il nuovo canale in fase di realizzazione in prossimità della linea ferroviaria PISA LUCCA Attraversamento della linea ferroviaria Pistoia- Pisa San Rossore in corrispondenza del km , nel territorio del Comune di Pisa Verifica delle condotte in pressione

4 1. PREMESSA Il progetto definitivo descritto di seguito ha per oggetto il collettamento dei reflui civili separati, che attualmente arrivano all impianto di depurazione de La Fontina, verso l impianto di depurazione di San Jacopo (entrambi nel Comune di Pisa). Questo a seguito della prevista dismissione dell impianto de La Fontina, rientrante nella centralizzazione dei reflui civili verso impianti Consortili, nel nostro caso quello di San Jacopo, con il relativo ampliamento in corso di realizzazione. Dai sopralluoghi fatti e da quanto espresso dall Esercizio, risulta necessario procedere alla progettazione di una nuova stazione di pompaggio, all interno dell attuale depuratore de La Fontina e, utilizzando le esistenti n.2 tubazioni in PeAD Ø400 che dal depuratore arrivano sino alla recinzione esterna del parcheggio posto in Via Paparelli (vedi planimetrie Elaborati Grafici), partire con nuovamente n.2 tubazioni di progetto in Ghisa Dn400, sino all impianto di San Jacopo. 2. STATO ATTUALE 2.1. Stazione di Pompaggio Esistente Impianto di Depurazione La Fontina L impianto di sollevamento iniziale presente presso il depuratore è dotato di n.3 elettropompe sommerse ciascuna delle quali può assolvere la funzione di alimentazione dei reflui alla linea trattamento acque, di risollevamento reflui verso il depuratore di San Jacopo ed eventuale sollevamento reflui alla linea di by-pass. Nella fattispecie, il sistema di tubazioni e valvole presenti consente l interscambiabilità tra le tre elettropompe in modo da ovviare ad eventuali momentanei disservizi di una di esse. Una elettropompa riesce a sollevare tutta la portata di reflui che può essere trattata dalle due linee di trattamento acque presenti, quella classica con la predenitrificazione e quella attivata nel 2013 con sistema MBR. Una seconda elettropompa si attiva al raggiungimento da parte del liquame di un livello predifinito nel vano del sollevamento iniziale giudicato critico per eventuali rigurgiti nel sistema fognario afferente e conferisce parte dei reflui verso il Depuratore di San Jacopo. Questa pompa sfrutta una delle due condotte in PeAD Dn400 Pn16 esistenti che, a partire dal depuratore, hanno una percorrenza di circa 700 metri all esterno del perimetro finale del parcheggio posto in Via Paparelli, superato il Canale Demaniale dei Molini. Da qui, mentre una tubazione è stata flangiata in testa e quindi chiusa, la condotta termina la percorrenza in un pozzetto, dotato di una sonda di livello, e dal quale la fognatura prosegue a gravità fino al ramo fognario posto in Via Rismondo, facente parte del reticolo afferente al depuratore di San Jacopo. La sonda di livello ha la funzione di disattivare il funzionamento della pompa di cui sopra e di fatto interrompe l afflusso di liquami al reticolo fognario afferente a San Jacopo per evitarne il sovraccarico idraulico soprattutto in concomitanza di eventi meteorici intensi. Il quantitativo di reflui che viene inviato attualmente a San 3

5 Jacopo è variabile e soprattutto dipende dalle condizioni meteo in quanto in occasione di eventi meteorici anche di lieve entità il reticolo fognario afferente a La Fontina risente di notevoli infiltrazioni di acque parassite che perdurano per tempi dell ordine di giorni dopo l evento stesso. Il range di attivazione di questa pompa è limitato, ovvero una volta che il livello del liquame all interno del sollevamento è sceso a valori al di sotto di quello critico la elettropompa si arresta. La terza elettropompa si attiva invece solo in condizioni di forti criticità legate a sovraccarichi idraulici del sistema fognario che si registrano in occasione di eventi meteorici di rilievo o molto intensi seppur di breve durata. Questa elettropompa avvia alla linea di by-pass i reflui eccedenti la capacità di trattamento del depuratore e vengono immessi a valle dello scarico dei reflui depurati, previa loro grigliatura fine. 3. STATO DI PROGETTO All interno dell attuale depuratore di La Fontina verrà realizzata una centralina di sollevamento che invierà i reflui in arrivo dalla rete fognaria esistente al depuratore di San Jacopo. I liquami in arrivo al depuratore di La Fontina saranno sollevati e spinti lungo due condotte in pressione esistenti in PeAD Dn400 che dal depuratore arrivano sino alla recinzione esterna del parcheggio posto in. Da qui, mediante due nuove tubazioni di progetto in Ghisa Dn400, i liquami verranno spinti fino a Via XXIV Maggio dove le condutture verranno collegate alle tubazioni di Ghisa Dn400 già realizzate che convoglieranno i reflui al depuratore di San Jacopo. La percorrenza delle tubazioni avverrà dal parcheggio di Via Paparelli su terreno naturale per circa 70 metri lungo via Lucchese in direzione nord est, per poi proseguire, una volta attraversato il fosso Marmigliano mediante staffaggio sul ponte esistente, su via Lucchese per circa 170 metri in direzione nord est. La percorrenza verrà poi deviata in via Napoli e da qui in prossimità di via Bari proseguirà su strada bianca parallelamente al nuovo canale. Il tracciato proseguirà poi lungo la strada di campagna di collegamento tra via Lucchese e via di Gello per poi continuare lungo via di Gello per circa 85 metri in direzione nord est e svoltare a sinistra su strada poderale, parallelamente al Fosso delle Palazzine e al nuovo canale in fase di realizzazione, in direzione via XXIV Maggio. In prossimità della linea ferroviaria PISA LUCCA verrà eseguito un attraversamento della stessa e del canale di collegamento tra il nuovo canale di realizzazione e il fosso delle Palazzine mediante tecnica di perforazione lineare con spingitubo. 4

6 3.1. Stima delle portate in ingresso al sollevamento Si espongono di seguito brevemente i criteri adottati circa il calcolo delle portate nere considerate nel dimensionamento dell impianto di sollevamento e dei collettori fognari. Per il calcolo delle portate, con le quali vengono verificati i collettori di progetto, si fa riferimento ai dati derivanti dall analisi delle attuali fognature in arrivo all impianto di depurazione di La Fontina. La portata media nera attualmente in arrivo, calcolate tramite il metodo Puman, è pari a 195 mc/h. A tale volume vengono aggiunti, per la verifica idraulica dei collettori, la stima delle portate derivanti da: - convogliamento in fognatura di scarichi attualmente recapitanti in ambiente che dovranno essere inviati a trattamento depurativo (70 mc/h); - incremento delle portate derivanti dal nuovo comparto dell Ospedale di Cisanello (circa 40 mc/h) - sviluppo di eventuali utenze future (circa 25 mc/h). Pertanto la portata di progetto in arrivo dalla rete a monte dell impianto di sollevamento è pari a Qmn=330 mc/h (92 l/s). La portata massima di progetto che dovrà essere tenuta in considerazione risulta invece pari a 3 volte la portata media nera, posta a base di verifica dei collettori fognari, sarà quindi pari a 990 mc/h (275 l/s) Caratteristiche costruttive Impianto di Sollevamento La tipologia dell impianto di sollevamento di progetto, prevede una doppia camera di funzionamento in parallelo degli organi di pompaggio. Tale tipologia è stata decisa a fronte dei consistenti afflussi in arrivo in tempo di pioggia, oltre che per facilitare le operazione di manutenzione ordinaria e non che saranno necessarie. Verranno quindi realizzati n.2 vani collegati idraulicamente mediante una paratoia regolabile tale che all aumentare dell afflusso fognario (e quindi del livello in vasca), dal primo vano il refluo andrà ad occupare anche il volume identico del secondo vano. Nel caso di evento eccezionale tale da non riuscire a smaltire la portata in arrivo, la stazione di pompaggio sarà dotata di una collegamento troppo-pieno con l esistente stazione attualmente in funzione, tale da venire da quest ultima sollevata nella linea di grigliatura dell impianto de La Fontina e in by-pass, riversata nel fosso recettore. In ognuno dei n.2 vani della stazione di progetto, saranno posate n.3 pompe (n.2 + n.1 di riserva). Il primo vano sarà interessato dalla portata media nera in arrivo giornalmente tale che le n.2 pompe in funzione possano garantirne il sollevamento. Come detto prima all aumentare della 5

7 portata in arrivo, entreranno in funzione pure le altre n.2 del secondo vano, tutto gestito elettronicamente mediante telecontrollo. Le mandate delle pompe per ogni vano, saranno costituite da tubazioni in acciaio INOX Aisi 316 di diametro 250 avente spessore 5.6 mm. Ognuna delle n. 2+1 mandate per ogni camera, confluirà separatamente in. n.2 collettori principali in acciaio Aisi 316 di diametro 400 con n.2 uscite per le mandate in PeAD Ø450 Pn10 che verranno collegati alle esistenti tubazioni già posate e di cui una già utilizzata attualmente, costituite in PeAD Ø400 Pn10, che dal depuratore de La Fontina arrivano, come descritto in precedenza, al perimetro esterno del piazzale-parcheggio parallelo a Via Paparelli, circa 700 m di distanza dall impianto. La condotta fognaria in arrivo a La Fontina è costituita da una tubazione avente diametro 900 mm con scorrimento a -5.0 m rispetto al piano campagna esistente. Se consideriamo: un franco di sicurezza di circa 20 cm rispetto allo scorrimento attuale; 60 cm per la regolazione dei galleggianti tali da non avere disturbi tra i vari livelli; dai dati di progetto, sono state scelte n.6 pompe (n per ogni vano) aventi altezza dal basamento di appoggio al rotore compreso di circa 1.40 m; 30 cm di spessore della struttura; 10 cm di magrone di fondazione cls Rck 150; si ottiene una profondità di scavo di 7.70 m rispetto al piano campagna che, dalla cartografia regionale al 2000 risulta essere a quota circa m slm. Quindi lo scavo per la realizzazione della nuova stazione di pompaggio sarà ad una quota assoluta di m slm. Le dimensioni delle n.2 vasche in parallelo, data sia la portata media nera in arrivo che quella massima, saranno (per ogni vasca): lunghezza L = 4 m; larghezza l = 3.10 m; altezza utile di funzionamento max-min = 0.60 m. Volume utile pari a 7.50 mc per ogni vasca, per un totale di 15 mc complessivi. Dato di particolare rilievo risulta la profondità di arrivo della condotta fognaria alla stazione di sollevamento esistente nel depuratore La Fontina, pari ad un Ø 900 dove lo scorrimento della tubazione è ad una profondità di circa 5.0 m rispetto al piano campagna. Questo comporterà un notevole scavo per la realizzazione del nuovo pompaggio e l utilizzo di palancole, per la tenuta delle pareti, in acciaio tipo Larssen, sia per tenere gli scavi asciutti dalla presenza di acqua di falda che per stabilizzare le pareti dello scavo. La palancolata avrà le dimensioni in pianta di circa 10 m x 6 m. Le palancole saranno lunghe 12 metri e saranno contrastate in testa con una struttura, costituita dalle travi di ripartizione e puntoni, realizzata in acciaio. Le travi di ripartizione del sistema di contrasto sono del tipo 2 HEB 220 in acciaio Fe 360. Per i puntoni si adotta una sezione circolare cava di 609 mm di diametro e 10 mm di spessore. Per la chiusura idraulica del fondo 6

8 della palancolata verrà realizzato un tampone di fondo con la metodologia jet-grouting, che avrà uno spessore di circa 4 metri. Inoltre, vista la presenza di falda superficiale, per contrastare la sottospinta dell acqua è necessario che la vasca venga ancorata, in quanto il suo peso proprio non è sufficiente per evitare il galleggiamento. Per l ancoraggio si prevede la realizzazione di 10 micropali del diametro di 150 mm e lunghi circa 20 metri. I micropali saranno armati con circa 15 Kg/m di ferro Condotte in pressione Ghisa Dn400 Dal piazzale di Via Paparelli, verranno collegate la n.2 tubazioni di progetto in Ghisa dn400 alle esistenti condotte già posate qualche anno fa (Pead Ø400) così da proseguire lungo il tracciato di progetto fino ad incontrare la tubazione di Ghisa Dn400 proveniente dal sollevamento di Via Lenin, in Via XXIV Maggio. In ultima parte, in coincidenza con il pozzetto sezionatore che in primis permetterà di mandare quanto arriva da Via Lenin e da La Fontina e dalla condotta a gravità su Via San Jacopo nell esistente vasca di equalizzazione del Depuratore omonimo, successivamente seguirà parallela alla Provinciale ma nel campo limitrofo per poi attraversare la stessa Via fino ad arrivare al trattamento preliminare di grigliatura fine dell ampliamento di progetto del Depuratore Scavi e rinterri Lo scavo dovrà avvenire di regola con pareti verticali e nel caso di profondità di scavo maggiori di 150 cm dovrà essere provvista la posa di armatura continua con pannelli antifrana. Potrà essere evitata unicamente l armatura di fosse poco profonde purché scavate in terreni compatti, e su strade chiuse al transito di veicoli o a senso unico alternato con rallentamento del traffico. Il riempimento dello scavo al di sopra del rinfianco in sabbia della tubazione verrà effettuato in misto cementato, secondo di quanto disposto dalle amministrazioni locali. A scavo ultimato si procederà ad un ulteriore costipamento del rinterro con mezzi idonei a raggiungere un grado di addensamento sufficiente (effettuando il costipamento degli strati ogni 30 cm) per scongiurare la possibilità di cedimenti differiti nel tempo. 4. INTERFERENZE TRA RETE FOGNARIA NERA E ALTRE RETI TECNOLOGICHE Per quanto riguarda le eventuali interferenze con le reti tecnologiche esistenti (acqua, gas, telefono, Enel, etc.) le condotte di fognatura sono state previste ad una quota più profonda in modo da assicurare la corretta esecuzione degli allacciamenti ai fabbricati. Non essendo possibile ad oggi stabilire l effettiva posizione plano-altimetrica dei sottoservizi esistenti, in quanto la documentazione fornita dai diversi Enti riporta i sottoservizi con un certo 7

9 grado di tolleranza, in fase esecutiva sarà necessario eseguire dei saggi preventivi e dei sopralluoghi con i tecnici degli enti competenti in modo da stabilire l eventuale spostamento o protezione delle reti esistenti Parallelismi e attraversamenti canali di competenza del Consorzio Fiumi e Fossi Nel settembre 2010, è stata inoltrata, da parte di Acque Spa, la richiesta di autorizzazione per l attraversamento e/o parallelismo con i corsi d acqua di competenza cel Consorzio di Bonifica Ufficio dei Fiumi e Fossi della Provincia di Pisa. Di seguito vengono descritte le interferenze tra condotte in pressione e corsi d acqua Attraversamento e parallelismo al fosso Marmigliano L attraversamento e il parallelismo del fosso Marmigliano sono previsti lungo via Lucchese nel tratto compreso tra via Paparelli e via Napoli. L attraversamento del fosso Marmigliano sarà realizzato mediante staffaggio al ponte esistente delle due tubazioni in Ghisa Dn400, non intervenendo con scavi e demolizioni sulla sezione idraulica del corso d acqua. Il parallelismo al fosso di Marmigliano è previsto sulla destra idraulica del fosso stesso nel tratto di percorrenza della tubazione in via Lucchese per circa 170 metri nel tratto compreso tra l attraversamento appena descritto e via Napoli ad una distanza dall argine superiore del corso d acqua di circa 7,50 metri Parallelismo al nuovo canale Il parallelismo al nuovo canale attualmente in fase di realizzazione situato tra via Bari e via Figuretta sarà realizzato posando le tubazioni lungo l asse della strada bianca sopra descritta ad una distanza dall argine superiore del corso d acqua di circa 7,50 metri Parallelismo al nuovo canale e al fosso delle Palazine Il parallelismo contemporaneo al fosso delle Palazzine e al nuovo canale attualmente in fase di realizzazione sarà realizzato posando le tubazioni lungo l asse della strada poderale situata tra i due fossi ad una distanza dall argine superiore del nuovo corso d acqua di circa 2,50 metri e dall argine superiore del fosso delle Palazzine di circa 2,10 metri Attraversamento del canale di collegamento tra il fosso delle Palazzine e il nuovo canale in fase di realizzazione in prossimità della linea ferroviaria PISA LUCCA Questo attraversamento sarà realizzato mediante la tecnica della trivellazione orizzontale teleguidata: tale tecnologia permette di non intervenire con scavi e demolizioni sulla sezione idraulica del corso d acqua. Le trivellazioni saranno eseguite posizionando la macchina sul lato a nord del corso d acqua, come meglio si evince dai dettagli grafici allegati. Il tracciato delle condotte, nel tratto di perforazione, sarà per quanto possibile rettilineo e parallelo alla viabilità, per cui il canale sarà attraversato ortogonlmente al proprio asse di 8

10 scorrimento; il profilo delle condotte, invece, visibile nella tavola grafica allegata, sarà tale da consentire un franco di almeno 0,50 m tra il fondo del canale e l estradosso delle tubazioni Attraversamento della linea ferroviaria Pistoia- Pisa San Rossore in corrispondenza del km , nel territorio del Comune di Pisa Per la realizzazione di nuovo attraversamento di tipo interrato al km della Linea Pistoia Pisa San Rossore le condotte di servizio saranno in Pead PE 100 PN 10 Ø450 e spessore 26.7 mm (DN 396.6mm), fornito in barre di 6 metri, unite con sistema di giunzione a caldo. A protezione della condotta di servizio verrà posato una guaina in acciaio bitumato API 5L GRADO B DN600 e spessore 10 mm fornito in barre di 6 metri. La tubazione di protezione verrà posata con la tecnica della pressotrivella ed avrà una pendenza costante del 15 per mille in direzione del pozzetto più lontano a via XXIV Maggio. Le dimensioni della guaina sono state scelte in modo che l acqua di eventuali perdite non interessi in alcun modo la sede ferroviaria; l acqua infatti verrà convogliata al pozzetto di spurgo. La condotta attraversante si troverà sempre ad una profondità maggiore di 2m al di sotto del piano del ferro. L estremità del tubo di protezione termineranno in due pozzetti di ispezione posti da parti opposte rispetto ai binari, a distanza maggiore di 10 metri dalla rotaia più vicina, così come previsto da D.M. 2445/71. A lato di ogni pozzetto di spurgo verrà costruito un altro pozzetto dove verrà posizionata una saracinesca a cuneo gommato in ghisa sferoidale in modo da isolare il tratto interessato per le operazioni di gestione e manutenzione. La posa all interno del tubo guaina verrà eseguita inserendo opportuni anelli distanziatori in PEAD ad elementi componibili con sistema a incastro ed idonee alettature, posti ad una distanza reciproca minima di 1,5 metri ed ivi bloccati in modo da garantire l isolamento elettrico fra i due tubi. Gli interventi in oggetto saranno realizzati conformemente a quanto previsto dal D.M. n.2445 del 23 febbraio 1971 Norme tecniche per attraversamenti e parallelismi di condotte convoglianti liquidi e gas con ferrovie e altre linee di trasporto, la domanda di attraversamento è stata presentata, da parte di Acque Spa, a RFI nel Settembre VERIFICA DELLE CONDOTTE IN PRESSIONE Per il calcolo delle perdite di carico nelle condotte viene utilizzata la formula di Hazen Williams : 9

11 dove: J = Perdita di carico per unità di lunghezza; D = Diametro della tubazione [m]; Q = portata [mc/sec]; C = coefficiente di scabrezza (m 1/3 /s). Per le condotte in ghisa sferoidale riveste internamente con malta di cemento centrifugata tale valore, assunto per i calcoli effettuati, è pari a 130. Per le condotte in PEAD è stato considerato, è pari a 120. Si riportano di seguito le caratteristiche dei tratti in pressione previsti in progetto: N. Condotte Lunghezza [m] Acciaio sollevamento 1 5 TrattoPEAD Tratto Ghisa Tabella 1: Lunghezza condotte in pressione Si riporta di seguito le caratteristiche di funzionamento delle condotte con la portata di progetto pari a 1000 mc/h. Lunghezza [m] Perdite concentrate [m] Perdite distribuite [m] Diam. int. Condotta [mm] Velocità [m/s] Acciaio sollevamento TrattoPEAD Tratto Ghisa Tabella 2: Caratteristiche di funzionamento delle condotte in pressione. Le perdite di carico complessive in condotta sono di 24.16m mentre il dislivello geodetico tra partenza e arrivo è di circa 5.5m con una prevalenza necessaria per le pompe di sollevamento di circa 29.66m. Il tecnico 10