Regione Autonoma della Sardegna
Assessorato dei Lavori Pubblici
Servizio Tutela e Difesa del Suolo
Consorzio Bonifica
Sardegna Centrale
Interventi per la mitigazione del rischio idraulico nel
bacino del rio Posada a valle della diga di Maccheronis
1° Stralcio
PROGETTO ESECUTIVO
Elaborato Q
PIANO DI MANUTENZIONE DELL’OPERA
Collaboratori
geom. Isidoro Murru
geom. Arcangelo Pira
L’Ufficio Tecnico consortile
dott. ing. Sebastiano Bussalai
ottobre 2009
Fiume Posada. Interventi per la mitigazione del rischio
idraulico nei territori a valle della diga di Maccheronis
INDICE
PREMESSA
1
1. LE OPERE IN PROGETTO
2
1.1 L’area oggetto d’intervento .............................................................................. 2
1.2 Gli obiettivi ....................................................................................................... 3
1.3 Gli interventi previsti ........................................................................................ 3
2. MANUALE D’USO
7
2.1 Gabbionate e materassi..................................................................................... 7
2.2 Arginature ......................................................................................................... 9
3. MANUALE DI MANUTENZIONE
16
3.1 Gabbionate e materassi................................................................................... 16
3.2 Arginature ....................................................................................................... 17
Fiume Posada. Interventi per la mitigazione del rischio
idraulico nei territori a valle della diga di Maccheronis
PREMESSA
Il seguente elaborato costituisce il piano di manutenzione dell’opera, elaborato ai sensi
dell’art. 40 del D.P.R. 554/99 , relativo all’intervento “Fiume Posada. Interventi per la
mitigazione del rischio idraulico nei territori a valle della diga di Maccheronis”.
Progettazione generale e 1° stralcio esecutivo”.
Il documento, dopo una prima descrizione dell’intervento in oggetto, illustra il
Manuale d’uso e il manuale di manutenzione in ordine al programma di manutenzione
rispetto alle prestazioni, ai controlli ed agli interventi.
Progetto esecutivo – Piano di Manutenzione dell’opera
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Fiume Posada. Interventi per la mitigazione del rischio
idraulico nei territori a valle della diga di Maccheronis
1.
1.1
LE OPERE IN PROGETTO
L’area oggetto d’intervento
L’area oggetto d’intervento è costituita dal tratto terminale del rio Posada, dalla
sezione in corrispondenza dello sbarramento di Maccheronis fino alla foce, oltre alla
rete di dreno esterna all’area arginata.
Il bacino in oggetto è situato nella parte nord orientale dell’isola, all’interno della zona
idrografica n. 5 (Posada-Cedrino) e si estende interamente in Provincia di Nuoro nei
Comuni di Torpè e Posada.
È individuato nella Cartografia Tecnica Regionale (CTR) in scala 1:10.000 dai fogli
462 (tavola 160) e 463 (tavola 130).
POSADA
POSADA
Lago
Lago
Lago
Lago
di
di
di
Maccheronis
Maccheronis
Maccheronis
Lago
Lago
Lago
Lagodi
di
di
di
diMaccheronis
Maccheronis
Maccheronis
Maccheronis
Maccheronis
TORPE'
TORPE'
SINISCOLA
SINISCOLA
Figura 1: Inquadramento geografico del bacino del Rio Posada
Il corso d’acqua principale è caratterizzato dalla presenza, sia in destra che in sinistra
idraulica, di argini in terra, localmente rivesti con blocchi di pietra, realizzati nella
metà degli anni ’30 e più volte oggetto di interventi di sistemazione a seguito di danni
alluvionali.
In sinistra gli argini si sviluppano a partire da un rilievo collinare in corrispondenza
del centro abitato di Torpè (Sedda Tramontana) fino in prossimità della foce, con una
lunghezza complessiva di circa 6.350 metri, in destra idraulica invece partono
leggermente più a valle e terminano in corrispondenza del ponte sulla S.S. 125 con
una lunghezza complessiva di circa 3.650 metri.
Le principali infrastrutture viarie interessate dal corso d’acqua sono:
•
il ponte sulla Strada Statale N. 131 D.C.N.;
•
il ponte sulla Strada Statale N. 125 a Posada
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Fiume Posada. Interventi per la mitigazione del rischio
idraulico nei territori a valle della diga di Maccheronis
•
numerose strade comunali che, attraversando il corso d’acqua e gli argini, mettono
in comunicazione varie zone dell’agro di Torpè.
Sia in destra che in sinistra idraulica, nei territori comunali di Torpè e Posada, è
presente una rete di dreno attualmente non efficiente, con numerosi canali tombati od
occlusi dalla vegetazione e dai sedimenti portati dal trasporto solido associato agli
eventi meteorici più intensi.
1.2
Gli obiettivi
In termini generali, il progetto è volto a definire l’assetto idrogeologico del bacino,
ovvero il buon ordine del territorio e delle acque, da conseguire attraverso la
pianificazione di opportune strategie di intervento.
L’obiettivo è quello di garantire la sicurezza delle popolazioni e delle attività
produttive dal rischio di alluvione causato dal sormonto, con possibile distruzione,
degli argini esistenti a protezione degli abitati di Torpè e Posada in occasione di eventi
estremi quali quelli aventi tempi di ritorno di 200 anni.
1.3
Gli interventi previsti
Nell’ambito della progettazione preliminare generale sono stati individuati gli
interventi ritenuti indispensabili per un’organica mitigazione del rischio idraulico nei
territori a valle della diga di Maccheronis.
In sintesi gli interventi proposti (Tav.7) sono i seguenti:
•
interventi di adeguamento e rafforzamento arginale sul rio Posada e di riqualificazione morfologica dell’alveo;
•
sistemazione del rio S. Caterina e della rete di dreno in destra idraulica;
•
sistemazione del rio Furteddi e della rete di dreno in sinistra idraulica;
•
fornitura e posa in opera di una stazione idrometrica per la misura dei volumi
idrici rilasciati dalla diga Maccheronis.
Con le somme disponibili per questo primo stralcio funzionale è stata data priorità
alla realizzazione di opere che consentano la protezione del centro abitato di Torpè
salvaguardando la vita umana rispetto ad ogni altro elemento a rischio.
In particolare il progetto prevede la realizzazione della quasi totalità dell’intervento di
adeguamento e rafforzamento arginale in destra idraulica per circa 4600 metri. Sono
poi previsti interventi di pulizia e di bonifica dell’alveo dai rifiuti ed opere di
protezione spondale.
1.3.1
Interventi di sopralzo arginale sul rio Posada
Come accennato in precedenza, in questo 1° stralcio funzionale è previsto
l’intervento di sovralzo arginale, in destra idraulica, per quasi tutta la sua lunghezza,
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dall’intestazione dell’argine in località Sedda Tramontana fino a circa 700 metri a
valle del ponte sulla S.S. 125, in corrispondenza con l’inizio dell’area umida protetta.
Il dimensionamento idraulico è stato effettuato prendendo in considerazione portate di
piena con tempo di ritorno duecentennale effettuando le verifiche idrauliche
nell’ipotesi che fosse già stato realizzato il sovralzo di tutti i rilevati arginali, allo
scopo di non considerare il fenomeno di laminazione della piena causato
dall’esondazione in sinistra idraulica del corso d’acqua con l’argine sinistro alla quota
attuale.
Il sovralzo degli argini dovrà necessariamente essere accompagnato da un
allargamento della base degli stessi che si prevede possa essere realizzato sul lato
interno allo scopo di evitare onerosi espropri sul lato esterno (dove sono presenti, oltre
a strade, terreni agricoli pregiati, abitazioni, serre etc.). Ciò comporterà un
restringimento della sezione idraulica di circa il 5% dell’attuale sezione di deflusso,
valore, comunque, ritenuto accettabile ai fini di un regolare deflusso delle portate di
piena.
1.3.1.1
Modalità realizzative del sovralzo arginale
Per quanto riguarda le modalità realizzative, viste le caratteristiche degli argini
esistenti, è stato ipotizzata una ricarica della struttura attuale con materiali sciolti
provenienti da cava di prestito addizionati con materiali impermeabili (argille e limi)
provenienti da una cava in esercizio situata nel limitrofo territorio di Siniscola (nella
relazione geotecnica di cui all’Elaborato E sono riportati i risultati delle prove di
laboratorio di tale materiale).
Il piede del rilevato sarà protetto con una fondazione in gabbioni metallici riempiti in
pietrame dello spesso di due metri con sopra un ulteriore gabbione lungo 1 metro. Per
la protezione meccanica del paramento è stata prevista la posa in opera, sul solo lato
interno e per tutta la lunghezza degli argini, di una mantellata in pietrame realizzata
con materassi di rete metallica zincata a doppia torsione riempiti di ciottolame di
dimensioni tali da non fuoriuscire dalle maglie metalliche. Allo scopo di migliorare
l’inserimento ambientale dell’opera è stato previsto un loro rinverdimento con essenze
erbacee attraverso una idrosemina a spessore 1 .
Sul lato interno della mantellata, sempre per tutto il tratto arginale oggetto
d’intervento, è stato posizionato un geotessile non tessuto a filo continuo del peso di
500 g/m2 allo scopo di evitare lo svuotamento delle particelle più fini del rilevato
causato dai moti di filtrazione della corrente.
In alternativa alla presente soluzione progettuale è stata anche valutata la possibilità di
realizzare il rilevato arginale con terre rinforzate, soluzione poi scartata in quanto, pur
consentendo di contenere notevolmente il restringimento dell’alveo, avrebbe portato
ad un notevole incremento dei costi dell’opera.
È stata altresì scartata l’ipotesi di rivestire il paramento interno degli argini con
muratura in pietrame e malta, procedimento costruttivo in precedenza utilizzato che,
se ben realizzato, garantisce un eccellente grado di protezione meccanica ma che ha il
1
Contrariamente alle ipotesi del progetto preliminare è stato esplicitamente vietata, ai sensi dell’art.
96 del R.D. 523/1904, la piantagione di talee di arbusti sulle scarpe degli argini.
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difetto di rendere rigida l’intera struttura con notevoli rischi in caso di cedimenti
differenziali sempre possibili quando si interviene su strutture esistenti.
1.3.1.2
Accessi alla testa dell’argine e all’alveo
Sulla sommità degli argini verrà realizzata una pista in tout venant per consentire la
manutenzione ordinaria dei rilevati. L’accesso alla sommità arginale verrà comunque
impedito con sbarre o altro tipo di barriere allo scopo di preservare il rilevato.
Verranno inoltre eliminati gli accessi attuali ad eccezione di quelli in sponda destra e
in sponda sinistra in corrispondenza del guado esistente di Adu ‘e mesu (vedi foto
seguente) che verrà sistemato inserendo anche delle protezioni spondali.
La definitiva eliminazione di questo guado, che rappresenta sempre un elemento di
rischio, è prevista nel secondo lotto funzionale, quando verranno completati i sovralzi
arginali e realizzati gli interventi di riqualificazione morfologica dell’alveo. A quel
punto l’accesso ai terreni posti dall’altro lato del rio Posada potrà avvenire solo
attraverso il viadotto sulla S.S. 131 o sul nuovo ponte sul rio Posada previsto dalla
Provincia di Nuoro.
Per eventuali interventi di manutenzione è stato comunque previsto il mantenimento,
previo adeguamento, di un secondo accesso all’alveo, subito a valle del ponte sulla
S.S. 131 D.C.N..
1.3.1.3
Interventi in prossimità dei ponti sulla S.S. 131 D.C.N. e sulla S.S. 125
I lavori di sovralzo arginale in oggetto interessano due importanti arterie stradali: la
S.S. 131 D.C.N. e la S.S. 125 Orientale Sarda.
Il primo viadotto è stato realizzato inserendo le pile anche in mezzo ai rilevati arginali
esistenti rendendo in quei punti più fragile l’opera di protezione idraulica. Ciò ha fatto
sì che in occasione dell’evento di piena del 2005 si verificasse una rottura dell’argine
sinistro proprio in corrispondenza delle pile.
La rottura arginale avvenne per la spinta dell’acqua presente sul lato esterno al fiume
in quanto, a monte, si era verificata un’altra rottura che provocò l’allagamento di tutte
le aree in sinistra idraulica. L’argine fu poi ripristinato con un intervento curato dal
Servizio del Genio Civile di Nuoro.
Sul lato sinistro (oggetto del presente intervento) l’argine sotto il viadotto si presenta
abbastanza malandato, con evidenti segni di erosione causati anche dalla percolazione
delle acque piovane dal sovrastante impalcato stradale.
L’intervento in oggetto prevede, anche in corrispondenza del ponte sulla S.S. 131, un
sovralzo arginale. Si è comunque ritenuto opportuno, per evitare fenomeni come
quello verificatosi nel 1995 sull’argine sinistro, estendere la protezione meccanica del
rilevato anche sul lato esterno.
In particolare la mantellata di protezione è stata prevista, per circa 300 m a cavallo
della pila, su tutto lo sviluppo arginale (lato interno, sommità e lato esterno).
Le modalità di dettaglio dell’intervento (eventuali canalette di raccordo delle acque
piovane, raccordi con le travi e l’impalcato) verranno invece definite all’atto operativo
con l’ANAS.
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Minori problemi vi sono invece in corrispondenza della S.S. 125 in quanto il rilevato
arginale si appoggia sulle spalle del ponte. In questo caso la protezione meccanica con
1.3.1.4
Pulizia dell’alveo e tagli della vegetazione
Pur non intervenendo sulla capacità di deflusso delle portate di piena in alveo
attraverso un diradamento della vegetazione ed una riqualificazione morfologica
dell’alveo (intervento previsto nel 2° stralcio a seguito delle valutazioni di impatto
ambientale), il progetto prevede una pulizia di tutto l’area arginata con l’asportazione
e lo smaltimento in discarica di tutti i rifiuti in esso presenti.
Alcuni settori dell’area di intervento presentano infatti evidenti situazioni di degrado
dovute alla presenza di microdiscariche di rifiuti solidi ed urbani. Il degrado è giunto a
livelli inaccettabili per il decoro e la salute pubblica e tale situazione è aggravata dal
fatto che le discariche sono situate proprio all’interno dell’alveo.
In particolare si prevede l’asportazione e lo smaltimento in discarica di circa 3.000 m3
di materiali inerti provenienti da demolizioni e di 100 tonnellate di materiali ferrosi.
Laddove necessario per l’accesso ai rilevati arginali si prevede il taglio selettivo della
vegetazione. L’intervento verrà effettuato riponendo particolare attenzione al rispetto
delle cenosi vegetali e prevede, così come prescritto dalla DGR 3/14 del 16.01.2009,
la conservazione dei consorzi vegetali che colonizzano in modo permanente gli
ambienti ripariali e le zone di deposito alluvionale adiacenti. In particolare per gli
esemplari arborei e per eventuali specie vegetali da tutelare, per cui sia indispensabile
l’espianto, è previsto il reimpianto con adeguato pane di terra in siti prossimi all’area
d’intervento.
È altresì prevista l’eradicazione di tutte le specie esotiche (es. Acacia, Eucaliptus,
Robinia etc.) eventualmente presenti lungo i tratti d’intervento.
Il taglio della vegetazione si diraderà nella parte finale dell’alveo, a valle del ponte
sulla S.S. 125 in maniera tale da non interferire con l’area stagnale presente alla foce
di Orvile.
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2.
MANUALE D’USO
Nell’ambito degli interventi di progetto sono stati individuati i seguenti elementi
manutenibili:
•
gabbionate e materassi;
•
arginature.
Di seguito si procederà ad una breve descrizione generale degli elementi oggetto di
manutenzione.
2.1
2.1.1
Gabbionate e materassi
Generalità
Le gabbionate sono strutture di sostegno modulari formate da elementi a forma di
parallelepipedo in rete a doppia torsione tessuta con trafilato di acciaio riempite con
pietrame. Questo tipo di struttura è nata in Italia ed ha avuto ampia diffusione,
sopratutto come opera di sostegno e drenaggio, negli interventi di consolidazione e
sistemazione di versanti instabili e in altri settori dell'ingegneria civile.
La struttura modulare, a forma di parallelepipedo, è realizzata con tecniche semplici e
rapide. Le reti metalliche sono costituite in filo di acciaio con zincatura forte.
Per il riempimento dei gabbioni possono essere utilizzati materiali lapidei e disponibili
in loco o nelle vicinanze, purchè abbiano caratteristiche granulometriche e peso
specifico tali da soddisfare le esigenze progettuali e garantire l'efficienza dell'opera. I
materiali più comunemente usati sono costituiti da materiale detritico di grossa
pezzatura, alluvionale o di cava (ciottoli, pietrame).
Il pietrame deve essere non gelivo, non friabile e di buona durezza. Le gabbionate
devono essere riempite con cura utilizzando pezzature di pietrame diversificate in
modo da minimizzare la presenza di vuoti.
Dal punto di vista statico le gabbionate agiscono come un muro a gravità, opponendosi
con il proprio peso alle sollecitazioni cui sono sottoposte. Le gabbionate sono delle
strutture permeabili, resistenti ed allo stesso tempo molto flessibili in grado di
resistere, senza gravi deformazioni dei singoli elementi, ad assestamenti e/o cedimenti
del piano di posa o del terreno a tergo dovuti a fenomeni erosivi o a fenomeni franosi,
o a scosse sismiche. La struttura modulare e la forma degli elementi conferiscono
all'opera una notevole capacità di adattamento alle diverse conformazioni planoaltimetriche del terreno, specie in territori collino-montani o in interventi di
sistemazione in alveo e difese di sponda, consentendo la realizzazione di opere anche
di ridotte dimensioni ed in zone di difficile accesso.
Le gabbionate sono impiegate come opere di sostegno e di contenimento in interventi
quali:
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•
sistemazione e stabilizzazione di pendii in frana, regimazione idrica superficiale e
ricostituzione della copertura vegetale;
•
protezione delle sponde fluviali dall'erosione ed arginature, realizzazione di briglie
per la regimazione dei corsi d'acqua torrentizi.
I materassi sono difese spondali flessibili e permeabili alla vegetazione, costituite da
elementi a tasche in rete metallica a doppia torsione zincata. I materassi vengono
assemblati in situ e riempiti di pietrame. Dato lo spessore esiguo (massimo 30 cm) ed
il riempimento caratterizzato da forte porosità, queste strutture si prestano molto bene
ad essere colonizzate dalla vegetazione.
In particolare, è possibile accelerare i processi di rinaturalizzazione ed aumentare
l'efficacia di queste protezioni, inserendo talee di salice, intasando il pietrame con terra
e rinverdendo successivamente, oppure realizzando delle tasche riempite di terra e
foderate mediante un filtro all'interno delle quali mettere a dimora la vegetazione.
I materassi possono essere realizzati secondo due diverse modalità:
•
materassi prefabbricati: per inclinazioni fino a 40-45° e superfici di posa regolari,
si possono utilizzare materassi tipo Reno spessi 17-30 cm, larghi 2 m e lunghi 3 o
più m, dotati di diaframmi che andranno posti in direzione perpendicolare alle
linee di massima pendenza. Il materasso una volta messo in scatola, viene posato
sulla scarpata, fissato con delle chiodature costituite da barre d'acciaio, foderato al
suo interno con una biostuoia, riempito di terreno, coperto con una ulteriore
biostuoia di protezione ed infine chiuso con un coperchio in rete metallica a
doppia torsione. In alternativa la chiusura può venire effettuata con una geostuoia
tridimensionale rinforzata con una rete metallica a doppia torsione (in tal caso non
è necessaria la biostuoia). Successivamente si potranno mettere a dimora piantine,
talee ed effettuare una idrosemina.
•
rivestimento a tasche: per inclinazioni superiori a 40-45° e fino a 55-65° e
superfici di posa irregolari si possono realizzare dei rivestimenti riportando del
terreno tra una rete di contenimento ed il pendio. L'elemento di contenimento sarà
costituito da una geostuoia tridimensionale in polipropilene armata con rete
metallica a doppia torsione a maglie esagonali realizzata con trafilato d'acciaio
protetto con lega eutettica di zinco-alluminio (galfan). La geostuoia armata verrà
ancorata con idonee chiodature alla scarpata rocciosa.
Successivamente si potranno posare piantine, talee ed effettuare una idrosemina a
spessore.
Questo sistema è utilizzato negli interventi di difese spondali, sistemazione, ripristino
ambientale e consolidamento dei pendii e delle scarpate in materiali granulari o roccia,
privi di terreno vegetale e caratterizzati da pendenze molto alte, superiori ai 35-40°. I
rivestimenti con materassi rinverditi e con tasche vegetative sono impiegati
frequentemente negli interventi di risanamento di siti estrattivi degradati, nella
protezione e nel rinverdimento di scarpate naturali, come pareti rocciose, o artificiali,
come ad esempio scarpate di rilevati ferroviari o stradali.
Vengono usati anche nell'ambito di opere idrauliche per realizzare difese in grado di
contrastare l'azione erosiva della corrente al fondo e sulle sponde di corsi d'acqua.
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2.1.2
Gabbionate e materassi. Modalità d’uso corretto
Le gabbionate e i materassi devono essere poste in opera con particolare cura in modo
da realizzare un diaframma continuo; per migliorare la tenuta dei gabbioni possono
essere eseguite delle talee di salice vivo che vengono inserite nel terreno dietro ai
gabbioni. Inoltre durante il montaggio cucire tra di loro i gabbioni prima di riempirli
con il pietrame e disporre dei tiranti di ferro all'interno della gabbia per renderla meno
deformabile. In seguito a precipitazioni meteoriche eccessive controllare la tenuta
delle reti e che non ci siano depositi di materiale portati dall'acqua che possano
compromettere la funzionalità delle gabbionate.
2.1.3
Gabbionate e materassi. Anomalie riscontrabili
Anomalia
Descrizione
Corrosione
Fenomeni di corrosione delle reti di protezione dei gabbioni e dei
materassi
Deposito superficiale
Accumulo di pulviscolo atmosferico o di altri materiali estranei.
Difetti di tenuta
Difetti di tenuta dei gabbioni e dei materassi dovuti ad erronea
posa in opera degli stessi.
Patina biologica
Strato sottile, morbido e omogeneo, aderente alla superficie e di
evidente natura biologica, di colore variabile, per lo più verde. La
patina biologica è costituita prevalentemente da microrganismi cui
possono aderire polvere, terriccio.
Perdita di materiale
Perdita dei conci di pietra che costituiscono i gabbioni ed i
materassi.
Rotture
Rotture delle reti di protezione che causano la fuoriuscita dei conci
di pietra
2.2
2.2.1
Arginature
Generalità
Gli argini sono costituiti da rilevati artificiali in terra con funzione di tenuta d'acqua, di
altezza generalmente inferiore ai 10-12 m, che si realizzano specialmente nel bacino
inferiore dei corsi d'acqua, allo scopo di contenere le acque di piena e preservare da
inondazioni le aree poste lateralmente.
Esistono due tipologie di argini: longitudinali e trasversali. I primi corrono continui
lungo le sponde mentre i secondi sono disposti a coppie in direzione circa normale alla
corrente: la corrente, obbligata a passare fra le teste delle successive coppie di argini,
viene centralizzata, e nei periodi di piena le acque alte stendendosi in altrettanti bacini
nelle zone comprese fra ciascuna coppia di argini e la successiva, danno luogo ad
abbondanti e si ha di conseguenza un graduale sovralzo della golena rispetto all'alveo.
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Gli argini longitudinali si dicono in froldo, se sono costruiti in diretta continuazione
delle sponde del corso d'acqua, generalmente però nei corsi d'acqua importanti e
soggetti a notevoli piene, gli argini longitudinali sorgono a distanza dalle sponde, in
modo da lasciare alle acque di piena un certo letto di espansione; il terreno compreso
fra gli argini e le sponde prende il nome di golena. Non è raro il caso che il terreno di
golena sia del tutto o in parte soggetto a coltivazione o altre attività pertanto può
essere necessario proteggerlo dalle piene che non siano massime mediante arginelli
minori, detti argini sommergibili di golena.
La sezione trasversale degli argini è generalmente trapezia; per gli argini maestri, la
larghezza in sommità generalmente non è inferiore a 3-4 m.
Gli argini maestri di grandi corsi d'acqua generalmente presentano una sezione più
complessa di quella trapezia ordinaria; essi vengono rafforzati sia verso il fiume che
verso la campagna da banche e sottobanche. Le dimensioni trasversali che così
vengono ad avere questi argini sono superiori a quelle che risulterebbero dai calcoli
basati sull'equilibrio statico del terrapieno assoggettato alla spinta dell'acqua; tali
sezioni rinforzate si adottano per allontanare il pericolo derivante dalla filtrazione
dell'acqua attraverso la massa del terrapieno o nel suolo sottostante, e per evitare
franamenti dell'argine, anche in caso di parziali erosioni prodotte da una eccessiva
velocità della corrente.
Gli argini vengono realizzati con terreno compattato aventi caratteristiche fisiche e
meccaniche adeguate a renderlo stabile e a trattenere e contenere l'acqua; la tipologia
di tali materiali condizionerà la forma della sezione arginale.
si utilizzano generalmente materiali a bassa permeabilità di natura argillosa e limosa,
in grado di assicurare la stabilità del complesso argine-terreno di fondazione e nel
contempo da adattarsi ai cedimenti del terreno di fondazione.
E' importante che nella costruzione degli argini si eviti la creazione di superfici di
discontinuità tra il nuovo manufatto e il terreno di fondazione o un argine già
esistente; a tal fine si prevedono scotichi, solcature, gradonature. Il terreno
normalmente viene posto in opera a strati dello spessore dell'ordine di 30-35 cm e
successivamente compattato.
Si adottano, nella pratica sezioni, formate con materiali omogenei con filtri e drenaggi
verso campagna o sezioni formate da sole due zone, mettendo in opera il materiale
meno permeabile e meno erodibile verso fiume e quello più permeabile e più stabile
verso campagna.
Gli argini di grandi dimensioni hanno pendenza più dolce verso campagna, per
l'esigenza di contenere la linea di filtrazione, al fine di garantire la stabilità del rilevato
stesso e per la necessità di contrastare il pericolo di perdita di consistenza del terreno a
campagna e di sifonamento attraverso il terreno di fondazione. Questo ultimo
fenomeno è dovuto all'incremento della pressione dell'acqua nel terreno di fondazione.
L'acqua infatti oltre che attraverso l'argine filtra anche nel terreno di fondazione e
l'incremento di pressione che ne deriva è in grado di sollevare il terreno oltre l'argine
(fontanazzi) e innescare un fenomeno di erosione che arretra verso il fiume causando
anche il collasso dell'argine.
La quota della sommità arginale viene posta significativamente più alta (generalmente
1 m) rispetto la quota raggiunta dalla piena di progetto, rappresentando, così, una
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riserva di sicurezza che rende ancora più raro l'evento in grado di sollecitare l'opera al
di là delle normali prestazioni.
Materiali impiegati per la costruzione. I materiali impiegati per la costruzione delle
arginature devono garantire una bassa permeabilità ( limi e argille) ed una adeguata
resistenza meccanica, compatibile con la stabilità dell'opera e, devono essere nello
stesso tempo sufficientemente deformabili per assecondare le deformazioni in fase di
costruzione senza fessurarsi. Devono inoltre essere poco plastici, per non essere
soggetti a sensibili rigonfiamenti o ritiri sotto l'azione della filtrazione e delle
variazioni climatiche stagionali.
Le modalità di costruzione di nuovi argini, per il ripristino o ringrosso di quelli
esistenti, sono legate innanzitutto alla necessità di garantire un adeguato collegamento
con il terreno di fondazione e/o con quello costituente il rilevato esistente e di
realizzare un'opera di caratteristiche fisiche e meccaniche omogenee. Per non creare
discontinuità tra nuova opera e quella esistente sono previsti scortichi, solcature e
gradonature; il materiale viene usualmente posto in opera a strati dello spessore
dell'ordine di 30 cm e successivamente compattato.
Per mettere in opera e costipare i materiali, in modo da ottenere adeguate
caratteristiche di resistenza e deformabilità, si fa riferimento generalmente alla densità
ottenuta con l'energia Proctor Standard nelle prove di laboratorio.
Nel costipare qualsiasi tipo di terra si può variare il contenuto d'acqua, il tipo di
costipamento e l'energia di costipamento. Il proporzionamento di questi fattori nella
posa in opera dipende sia dal tipo di terra che dalle proprietà che si desidera esaltare
principalmente. Variando, infatti, nella posa in opera i fattori sopraindicati, cambiano
anche le relazioni sforzi-deformazioni, la resistenza al taglio, la compressibilità, il
rigonfiamento, il ritiro e la permeabilità. Aumentando la densità si aumenta la
resistenza, diminuisce la compressibilità, si riduce la permeabilità e si riduce il
potenziale di liquefazione. All'aumentare del contenuto d'acqua, per valori che si
mantengono inferiori all'optimum, si ha una sensibile diminuzione di permeabilità,
mentre si ha un leggero aumento per contenuti d'acqua superiori all'optimum.
All'aumentare dell'energia di costipamento si riduce la permeabilità perchè aumentano
sia la densità che l'orientazione delle particelle. Quando viene dato accesso all'acqua,
un campione costipato con W inferiore all'optimum rigonfia più di un campione
costipato con W maggiore dell'optimum, poichè ha una maggiore deficienza d'acqua
ed un minor grado di saturazione insieme ad una distribuzione più disordinata delle
particelle.
Il terreno deve essere posto in opera con contenuti in acqua prossimi o superiori
all'optimum e con densità secca non particolarmente elevata. In questo caso, anche le
variazioni di volume a seguito di imbibizione rimangono sufficientemente limitate.
La densità di riferimento per la compattazione è usualmente quella pari al 95% di
quella ottenuta al "maximum" in laboratorio con la prova Proctor Standard e l'umidità
naturale dovrebbe essere mantenuta +- 2% di quella ottenuta all'optimum sempre in
laboratorio.
In questo modo si ottiene un rilevato con caratteristiche meccaniche medie ed una
deformabilità buona che gli consente di assestarsi con il terreno di fondazione senza
dar luogo a fessurazioni.
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I materiali impiegati per il rialzo ed il rinforzo delle arginature vengono in genere
scelti con una energia di costipamento pari a quella Proctor Standard, vengono
impiegate terre limose e argillose comprese tra il tipo A-6, della classificazione CNR UNI 10006, con contenuto minimo in sabbia del 15% e del tipo A-4 con contenuto
massimo in sabbia del 50%.
Sifonamento. In presenza di terreno di fondazione permeabile con problemi di
filtrazione e di sifonamento occorre alle volte aggiungere provvedimenti di
intercettazione della filtrazione (paratie di vario tipo e con varia ubicazione) o
provvedimenti di controllo della filtrazione e diminuzione della pressione delle acque
(strati drenanti, trincee, pozzi drenanti).
In presenza di pericolo di sifonamento un intervento tipico e sicuramente più efficace,
basato sul concetto di far percorrere alle acque di filtrazione un maggior percorso, in
modo da determinare una perdita di carico alle acque e tale da impedire che questi
possano effettuare una qualsiasi erosione del terreno permeato, è quello della
realizzazione di diaframmi impermeabili. Si tratta di creare degli schermi lungo
l'arginatura costituiti da taglioni riempiti di terra argillosa costipata o da diaframmi
continui ed impermeabili al fine di limitare o impedire totalmente il flusso attraverso il
terreno di fondazione, aumentando il percorso di filtrazione e quindi il coefficiente di
sicurezza ottenuto dal rapporto fra il carico idraulico e il percorso.
I diaframmi verticali svolgono essenzialmente due funzioni: con prevalente funzione
statica e/o per funzione impermeabilizzante.
Sono costituiti con conglomerato cementizio armato utilizzati nelle sistemazioni
fluviali nei muri di sponda o nella stabilizzazione dei pendii sovrastanti corsi d'acqua;
con prevalente funzione idraulica impermeabili o permeabili quando sono da utilizzare
come drenaggi. I diaframmi impermeabili erano per lo più impiegati al di sotto di
dighe e argini (taglioni) con il compito di mantenere l'impermeabilità anche se si
verificavano spostamenti dovuti al carico idraulico ed al peso del rilevato. La necessità
di poter far subire spostamenti, anche significativi, ha portato all'impiego dei materiali
plastici nella costruzione dei diaframmi di tenuta capaci di tollerare spostamenti senza
creare discontinuità strutturali, assicurando l'impermeabilità. La scelta della tipologia
del diaframma è legata alle esigenze di ordine tecnico riguardanti la resistenza e
l'impermeabilità di ordine costruttivo riguardanti l'accettabilità delle modalità
costruttive. Per quanto riguarda la profondità di raggiungere, se allo strato sabbioso o
ghiaioso permeabile segue a profondità non esagerata uno strato argilloso o limoso
impermeabile, è opportuno che questi penetri nello strato impermeabile.
In presenza di spessori di terreno permeabile molto elevati il diaframma può
aumentare notevolmente la sicurezza contro il sifonamento e ridurre la portata di
filtrazione, nella scelta della profondità da raggiungere risulta molto importante la
stratigrafia del terreno.
La diaframmatura sotto il corpo arginale può essere collocata in posizioni differenti.
La posizione più vantaggiosa, quando vi sia spazio sufficiente, è quella all'unghia
dell'argine lato golena perchè si contengono le variazioni di imbibizione e di
pressione, legate alle escursioni idrometriche. E' inoltre importante considerare le
variazioni che la realizzazione dei diaframmi possono provocare nel regime delle
acque superficiali e di falda (posizione e profondità).
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Stabilità delle sponde. Si hanno vari tipi di rottura per argini e sponde, rotture che si
possono verificare durante la costruzione o in esercizio.
Tra le rotture che si possono avere durante la costruzione sono da ricordare
particolarmente quelle per scivolamento dell'argine e dell'argine con il terreno di
fondazione. Queste si verificano quando il terreno di fondazione superficiale è formato
da argille, argille limose, argille torbose normalmente consolidate e a bassa
permeabilità. Con riferimento alle verifiche allo scivolamento globale si tratta di
verifiche a breve tempo ovvero a fine costruzione nelle quali la resistenza al taglio del
terreno argilloso è rappresentata dalla coesione non drenata.
Le azioni che possono modificare le condizioni di stabilità delle sponde o delle
scarpate arginali si possono dividere in due categorie:
- azioni esterne dovute all'erosione ed allo scalzamento delle scarpate per effetto della
corrente dovute anche alla presenza di singolarità come strutture artificiali come ponti,
pennelli, traverse e degli eventi meteorici;
- azioni interne causate da moti di filtrazione nel versante con flusso alimentato dalle
falde, dagli eventi meteorici e dalle variazioni del livello nel corso d'acqua (rapido
abbassamento dei livelli idrici, onde provocate dal passaggio di natanti, onde
provocate dal vento).
Le arginature esistenti possono richiedere durante la loro vita interventi di
adeguamento della sagoma consistenti in sopralzi, berme, riprofilature o allargamenti,
interventi che si rendono necessari per incrementare il grado di sicurezza sia nei
confronti di eventi di piena sia in relazione alla stabilità idraulica e geotecnica.
Non sono infrequenti i casi in cui gli interventi di costruzione o di rinforzo interessino
rilevati arginali fondati su terreni coesivi teneri normalconsolidati o leggermente
sovraconsolidati. Se la costruzione del rilevato avviene rapidamente, si generano
elevate sovrapressioni interstiziali, che rendono la fase costruttiva quella più critica nei
confronti della stabilità del rilevato stesso. In relazione a ciò, qualora i requisiti di
stabilità a breve termine non siano soddisfatti, è possibile adottare una particolare
tecnica esecutiva consistente nel suddividere la costruzione del rilevato in fasi
successive. In ogni fase l'entità dell'incremento di carico applicato viene scelta in
modo tale da non indurre la rottura per scivolamento del complesso rilevato-terreno di
fondazione. In altre parole, la velocità di applicazione del carico del terreno durante la
costruzione deve consentire la dissipazione delle sovrapressioni neutre necessaria per
conseguire l'aumento di resistenza, docuto alla consolidazione, sufficiente a sostenere
l'incremento di carico successivo con adeguato margine di sicurezza.
Cedimenti. Anche se la verifica alla stabilità rappresenta il punto centrale della
progettazione di un rilevato arginale, è importante formulare una previsione delle
deformazioni e degli spostamenti che maturano nel terreno di fondazione durante e
successivamente al termine della costruzione del rilevato stesso. Tale previsione è
accompagnata anche dalla stima dell'evoluzione delle tensioni neutre ed efficaci nel
tempo.
La necessità di conoscere l'entità degli spostamenti nel terreno di fondazione
determina l'influenza dei cedimenti sulla quantità totale di materiale necessaria per
costruire il rilevato, sull'estensione in senso trasversale del rilevato nonchè sulle
pressioni indotte nel terreno di fondazione stesso.
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Cedimenti consistenti del terreno di fondazione non adeguatamente previsti possono
essere causa non solo di sensibili variazioni della livelletta di progetto e fessurazioni
del corpo arginale, ma possono altresì danneggiare strutture eventualmente interagenti
con il rilevato. Inoltre tali cedimenti , diminuendo il franco arginale, possono ridurre il
grado di sicurezza idraulica nei confronti della piena di progetto.
L'effetto indotto dalla costruzione di un rilevato su cedimenti e sulle tensioni neutre in
uno strato di terreno coesivo di notevole spessore. La prima fase (a breve termine) è
caratterizzata da spostamenti immediati in condizioni non drenate mentre la seconda
(a lungo termine) è contraddistinta dallo sviluppo delle deformazioni nel tempo in
condizioni drenate, accompagnate dalla espulsione dell'acqua interstiziale (processo di
consolidazione).
Vegetazione. Risulta importante anche il ruolo assunto dalla vegetazione, che spesso
colonizza con piante e arbusti il letto del corso d'acqua ed il rilevato arginale. Essa
produce duplice effetti, sia di miglioramento a livello ambientale, sia di
peggioramento nei confronti della capacità di convogliamento della portata e di
stabilizzazione e ammaloramento del rilevato arginale. In quest'ultimo caso l'apparato
radicale rende facile il moto di filtrazione delle acque attraverso vie preferenziali
all'interno del rilevato arginale. Si dovranno pertanto prevedere interventi di taglio
frequente e relativamente intensi in modo da garantire le migliori condizioni di
sicurezza.
Applicazioni. Gli argini longitudinali hanno la funzione di impedire ogni
comunicazione fra l'alveo ed il territorio laterale ed obbligano la corrente in piena a
passare per una sezione convenientemente limitata.
L'arginatura di un fiume produce effetti significativi sia sul tratto direttamente
interessato che in quelli a valle di esso. Il contenimento della portata entro argini, nei
tratti ove abitualmente il corso d'acqua, allagando, espande, comporta l'aumento dei
valori della portata a valle per la sottrazione di parte della capacità d'invaso
conseguente all'arginatura.
2.2.2
Arginature. Modalità d’uso corretto
Gli argini devono essere preparate in maniera opportuna per consentire ai materiali
utilizzati di svolgere il loro compito di contenimento e di stabilizzazione.
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2.2.3
Arginature. Anomalie riscontrabili
Anomalia
Descrizione
Erosione
Erosione al piede, erosione delle scarpate per azione della corrente
Instabilità
Fenomeni di instabilità locale e globale del terreno costituente il
rilevato
Ruscellamento
Erosione per ruscellamento delle acque superficiali e meteoriche.
cedimento
Cedimento del terreno del rilevato con conseguente riduzione del
franco.
Arbusti
Crescita di arbusti sulla sommità arginale e lungo le scarpate
Usura
Usura del cassonetto strada in sommità dell'argine
Filtrazione
Filtrazione del corpo arginale.
Sifonamento
Fenomeni di sifonamento
Fossi
Formazione di fossi nella pista in sommità dell'argine
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3.
3.1
MANUALE DI MANUTENZIONE
Gabbionate e materassi
3.1.1
Controlli eseguibili da personale specializzato
Oggetto
Cadenza temporale e descrizione dell’intervento
Cadenza
Ogni 6 mesi
Tipologia
Ispezione
Oggetto
Verificare la stabilità dei gabbioni controllando che le reti
siano efficienti e che non causino la fuoriuscita dei conci di
pietra.
Requisiti da verificare
1) Resistenza alla corrosione; 2) Resistenza alla trazione
Anomalie riscontrabili
1) Corrosione; 2) Deposito superficiale; 3) Difetti di tenuta;
4) Patina biologica; 5) Perdita di materiale; 6) Rotture.
Operatori
Specializzati vari
3.1.2
Manutenzioni eseguibili da personale specializzato
Oggetto
Descrizione dell’intervento
Frequenza
Pulizia
Eliminare tutti i depositi e la vegetazione
eventualmente accumulatasi sui gabbioni
Ogni 6 mesi
Sistemazione
gabbioni
Sistemare i gabbioni e le reti in seguito ad eventi di
piena e in ogni caso quando occorre
Quando
occorre
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3.2
Arginature
3.2.1
Controlli eseguibili da personale specializzato
Oggetto
Cadenza temporale e descrizione dell’intervento
Cadenza
Ogni anno e dopo ogni evento di piena rilevante (tempo di
ritorno maggiore di 5 anni)
Tipologia
Ispezione
Oggetto
Verificare la tenuta del rilevato e verificare che non siano
presenti fenomeni di erosione del terreno e che le piante
seminate abbiano attecchito.
Requisiti da verificare
1) Resistenza alla trazione
Anomalie riscontrabili
1) erosione; 2) Instabilità; 3) cedimento; 4) Ruscellamento; 5)
Arbusti; 6) usura; 7) filtrazione; 8) sifonamento.
Operatori
Specializzati vari
3.2.2
Manutenzioni eseguibili da personale specializzato
Oggetto
Descrizione dell’intervento
Frequenza
Riprofilatura
scarpate
Eseguire ricarica e sistemazione mediante apporto
di materiale terroso, riprofilatura scarpate e relativa
semina, interventi di protezione attiva (materassini
tipo "Reno", geotessuti, lastroni in calcestruzzo
gettati in opera o prefabbricati).
Quando
occorre
Consolidamento
scarpate
Eseguire il consolidamento delle scarpate mediante
il ripristino delle scarpate mediante l'apporto di
materiale terroso, la formazione di banche lato
campagna
e lato fiume per aumentare il
coefficiente di sicurezza allo scivolamento,
diminuzione delle pendenze delle scarpate.
Quando
occorre
Sistemazione
delle scarpate
Sistemazione delle scarpate, dell'inerbimento, della
idrosemina eventualmente con l'utilizzo di
geotessili (biostuoie).
Quando
occorre
Rialzo argine
Adeguamento del rilevato arginale in sagoma
(rialzo e ringrosso).
Quando
occorre
Sfalcio arbusti
Sfalcio, disboscamento e decespugliamento degli
arbusti cresciuti sulla sommità arginale e sulle
scarpate.
Ogni 6 mesi
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Ricarica
cassonetto argine
Scarifica del cassonetto strada in sommità
dell'argine per eliminare la vegetazione infestante e
la ricarica con materiale inerte (eventualmente
asfaltatura).
Quando
occorre
Rivestimenti
arginali
Interventi per diminuire il flusso delle filtrazioni
attraverso il corpo arginale con la formazione di
nuclei con materiali impermeabili, rivestimenti in
calcestruzzo, rivestimenti con geotessili
Quando
occorre
Ringrosso
arginatura
Adeguamento, per evitare fenomeni di sifonamento,
in sagoma dell'arginamento (ringrosso) mediante la
realizzazione di banche e sottobanche, realizzazione
di diaframmi al fine di aumentare il percorso di
filtrazione
Quando
occorre
Pulizia fossi
pulizia dei fossi, ripristino delle sezioni, sfalcio e
decespugliamento.
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