Spetti Geologici

DOTT. GEOL. MICHELE CONTI DOTT. GEOL. ANTONIO CONTI DOTT. ING. FRANCESCO BOCCHIO VIA BENAMATI, 61 . 25080 TOSCOLANO MADERNO (BS) . TEL. +39 0365 470036 . FAX +39 0365 470037 . [email protected] WWW.STUDIOCONTIASSOCIATI.IT

REGIONE LOMBARDIA PROVINCIA DI BRESCIA

COMUNE DI VESTONE, LAVENONE E IDRO

TITOLO: COSTRUZIONE DEVIANTE DA VESTONE NORD A IDRO SUD - S.P. BS 237 "DEL CAFFARO" - TRATTI IN GALLERIA - PROGETTO PRELIMINARE

OGGETTO: RELAZIONE GEOLOGICA RELAZIONE GEOMECCANICA RELAZIONE SISMICA

COMMITTENTE: Provincia di Brescia - Settore Manutenzione e Viabilità

DOCUMENTO R01

REV DATA DESCRIZIONE REVISIONE REDATTO VISTO APPROVATO 00 23/05/14 V.G. A.C. M.C.

COMMESSA 000144 COMMITENTE 144

FILE X:\WORK\000144_14_VALSABBIA_GALLERIA_PROVINCIA_BRESCIA INDICE 1 Premessa ...... 6 2 Ricerca storica e bibliografica...... 9 3 Normativa di riferimento e software utilizzati per elaborazioni e calcoli ...... 12 4 Descrizione sommaria dell’opera di progetto ...... 13

RELAZIONE GEOLOGICA 5 Inquadramento meteo-climatico ...... 16 5.1 Precipitazioni medie, minime e massime annuali ...... 16 5.2 Stima delle curve di possibilità pluviometrica...... 18 5.2.1 Adattamento dei dati di pioggia alle distribuzioni di probabilità...... 19 5.2.2 Tempo di ritorno e curva di possibilità pluviometrica ...... 19 6 Accertamenti preliminari (vincoli e fattibilità geologica)...... 22 6.1 Vincoli inerenti agli aspetti geologici ...... 22 6.2 Fattibilità geologica...... 26 7 Inquadramento litologico-stratigrafico e tettonico ...... 27 7.1 Cenni di carattere paleogeografico e paleoambientale ...... 27 7.2 Caratterizzazione litostratigrafica...... 30 7.3 Assetto tettonico...... 33 8 Inquadramento geomorfologico, idrologico e idrogeologico ...... 39 8.1 Caratteristiche e dinamiche geomorfologiche...... 39 8.2 Caratterizzazione preliminare del fenomeno di caduta massi ...... 42 8.3 Caratteristiche idrologiche e idrografiche...... 53 8.4 Aspetti idrogeologici dell’area in esame...... 56

RELAZIONE SUI RILIEVI E SULLE INDAGINI 9 Considerazioni preliminari ...... 63 9.1 Riepilogo indagini per lo studio preliminare...... 64 9.2 Piano di dettaglio della campagna di indagini ...... 65 9.3 Sintesi delle risultanze delle indagini in sito e di laboratorio...... 71 9.3.1 Indagini e rilievi in sito ...... 72 9.4 Prove geotecniche di laboratorio ...... 80 9.4.1 Prove geotecniche di laboratorio (aggregati) ...... 85

CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA E GEOMECCANICA 10 Aspetti generali...... 87 11 Classificazione – caratterizzazione ammasso roccioso ...... 89 11.1 Rilievi geomeccanici di dettaglio ...... 89 11.2 Classificazione degli ammassi rocciosi ...... 90 11.3 Caratterizzazione degli ammassi rocciosi ...... 94 11.4 Definizione dei cinematismi di rottura...... 99 11.5 Schede Tecniche “ammassi rocciosi”...... 100 12 Modellazione geotecnica – geomeccanica di previsione...... 120 12.1 Tratti in galleria naturale...... 120 12.2 Imbocchi ...... 122

RELAZIONE SULLA PERICOLOSITÀ SISMICA 13 Relazione sulla pericolosità sismica ...... 130 13.1 Valutazione della pericolosità sismica di base ...... 130 13.2 Categorie di sottosuolo...... 133 13.3 Valutazione amplificazione sismica locale (d.g.r. 28/05 n. 8/7374)...... 135 13.3.1 Determinazione del periodo proprio del terreno e stima di Fa...... 139

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Tabelle Tabella 1 (Software utilizzati) ...... 12 Tabella 2 Valori pluviometrici delle stazione di Idro e Lavenone...... 17 Tabella 3 Curve di possibilità climatica - valori dei coefficienti a ed n (Rete pluviometrica “BS”) ...... 21 Tabella 4 Curve di possibilità climatica - valori dei coefficienti a ed n (PAI) ...... 21 Tabella 6 parametri della simulazione ...... 51 Tabella 7 risultati analisi scendimento massi...... 52 Tabella 8 Principali informazioni sulle singole unità idrogeologiche...... 59 Tabella 9 Riepilogo indagini e prove...... 64 Tabella 10 Indagini e rilievi in sito...... 65 Tabella 11 Detrminazioni/prove geotecniche in sito – sondaggio 1 ...... 66 Tabella 12 Detrminazioni/prove geotecniche in sito – sondaggio 2 ...... 67 Tabella 13 Detrminazioni/prove geotecniche in sito – sondaggio 6 ...... 68 Tabella 14 Prove geotecniche in sito (caratterizzazione smarino) – sondaggio 1 ...... 69 Tabella 15 Prove geotecniche in sito (caratterizzazione smarino) – sondaggio 2 ...... 70 Tabella 16 Prove di permeabilità (Lugeon) – S1...... 72 Tabella 17 Prove di permeabilità (Lugeon) – S2...... 72 Tabella 18 Prove di permeabilità (Lugeon) – S6...... 72 Tabella 20 Prove dilatometriche– S1, S2...... 73 Tabella 21 Prove di creep – S1, S2 ...... 73 Tabella 22 estratto informazioni sulle indagine sismiche ed elettriche ...... 75 Tabella 23 output indagini sismica “Tromino”...... 78 Tabella 19 Prova di taglio diretta sui giunti –S1, 2 e 6...... 81 Tabella 24 Prove geotecniche di laboratorio ...... 82 Tabella 25 Determinazione della massa volumetrica dei granuli e dell’assorbimento d’acqua ...... 85 Tabella 26 Determinazione della resistenza al gelo-disgelo ...... 85 Tabella 27 Determinazione della resistenza alla frammentazione – Los Angeles...... 86 Tabella 28 Tabella riassuntiva dei parametri geomeccanici...... 93 Tabella 29 stima del valore GSI...... 95 Tabella 30 Proiezioni stereografiche “reticolo di Schmidt” relative ai rilievi geomeccani...... 119 Tabella 31 stralcio carta della P.S.L...... 137 Tabella 32 Ubicazione indagini e profile Vs...... 139 Tabella 33 Stima fattore di amplificazione Fa ...... 140 Figure Figura 1 Schema semplificato planimetria e sezione delle opera di progetto ...... 15 Figura 2 Stralci delle carte delle precipitazioni rispettivamente medie, minime e massime annue...... 18 Figura 3 Stralcio carta del dissesto con legenda uniformata PAI e vincoli...... 25 Figura 4 Schema tettonico del settore centrale delle Alpi Meridionali...... 27 Figura 5 Sequenza stratigrafica generale...... 28 Figura 6 Stralcio della carta geologica strutturale del trentino...... 33 Figura 7 Modello 3D del terreno (tecnologia LIDAR) ...... 38 Figura 8 Stralcio della cartografia CTR con l’indicazione approssimativa delle strutture tettoniche ...... 38 Figura 9 Fiume Chiese ...... 53 Figura 10 Carta idrogeologica della parte meridionale delle Prealpi Bresciane...... 61 Figura 11 Stralcio Carta idrogeologica con elementi idrologici (T06) ...... 62 Figura 12 Correlazione “Q – RMR” ...... 90 Figura 13 Parametri relativi alla caratterizzazione geomeccanica...... 121 Figura 14 Stratigrafia schematic S1...... 122 Figura 15 Valori RQD S1 ...... 123 Figura 16 Sezione litologica e geotecnica –geomeccanica Galleria “Monte Antegolo” I imbocco ...... 124 Figura 17 Parametri geotecnici e geomeccanica - Galleria “Monte Antegolo” I imbocco...... 125 Figura 18 Stratigrafia schematic S2...... 126 Figura 19 Valori RQD S2 ...... 127 Figura 20 Sezione litologica e geotecnica –geomeccanica Galleria “Monte Antegolo” II imbocco ...... 127 Figura 21 Parametri geotecnici e geomeccanica - Galleria “Monte Antegolo” II imbocco...... 127 Figura 22 Stratigrafia schematic S6...... 128 Figura 23 Sezione litologica e geotecnica –geomeccanica Galleria “Monte Coste” I e II imbocco ...... 129 2

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Figura 24 Parametri geotecnici e geomeccanica - Galleria “Monte Coste” I e II imbocco ...... 129 Figura 25 Valotre massimo PGA...... 130 Figura 26 Grafico di disaggregazine...... 131 Figura 27 raggruppamento dei comuni all’interno delle fasce individuate sulla base degli accelerogrammi .132

Foto Foto 1 Affioramento Arenaria Val Sabbia...... 31 Foto 2 Arenaria della Val Sabbia...... 31 Foto 4 Area sorgente caduta massi ...... 40 Foto 3 massi di dimensioni dell’ordine di 2-3 mc ...... 40 Foto 6 Affluente Fiume Chiese...... 54 Foto 7 (sorgente “Case Maer”) ...... 62 Foto 8 ubicazioni tomografie sismiche e elettriche...... 74

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare ELENCO GENERALE DEGLI ELABORATI

DOCUMENTI E RELAZIONI

Relazione geologica geomorfologica e modello geotecnico

Allegati: R1 Output analisi scendimento massi in corrispondenza del I imbocco galleria “Monte Antegolo” Stratigrafia e documentazione fotografica dei sondaggi Certificati indagini geotecniche in sito A1 Certificati prove geotecniche di laboratorio Tomografia elettrica e sismica ELABORATI GRAFICI Planimetria stato di fatto con inserimento opere di progetto, ubicazione T01 indagini (sondaggi, rilievi geomeccanici, indagini geoelettriche e sismiche, sezione analisi scendimento massi) Modello 3D del terreno con documentazione fotografica dello stato di T02 fatto T03 Carta del dissesto con legenda uniformata PAI e vincoli T04 Carta della fattibilità geologica T05 Carta geologica T06 Carta idrogeologica con elementi idrologici T07 Carta geomorfologica dell’area T08 Sezione geologica T09 Profilo geomeccanico di previsione

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare COSTRUZIONE DEVIANTE DA VESTONE NORD A IDRO SUD - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” RELAZIONE GEOLOGICA, GEOTECNICA E SISMICA PER I TRATTI IN GALLERIA - PROGETTO PRELIMINARE - GRUPPO DI LAVORO

Coordinamento generale Dott. Geol. M. Conti – Dott. Geol. A. Conti

Coordinamento area tecnica Dott. Geol. V. Giannone

Elaborazioni grafiche Ing. A. Campagnolo; N. Conti – T. Conti

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Maderno, 26 maggio 2014

1 Premessa

Il presente lavoro è stato realizzato su incarico e per conto dell’Amministrazione provinciale di Brescia e ha come scopo la caratterizzazione geologica, geomorfologica, idrogeologica e la modellazione geotecnica-geomeccanica per i lavori di “Costruzione deviante da Ve- stone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” – progetto preliminare per i tratti in galleria".

Durante questa fase di studio, oltre ai numerosi sopralluoghi e ai rilievi geologici di dettaglio sono state realizzate indagini geognostiche e prove geotecniche per la caratterizzazione dei terreni presenti lungo il tracciato delle nuove opere di progetto. Ad integrazione delle suddette indagini ne sono state utilizzate altre precedentemente eseguite in corrispondenza dell’area oggetto di studio (indagini dirette e indirette).

Per l'espletamento dell'incarico si è proceduto nel modo seguente:

- raccolta dati ed esame preliminare della documentazione esistente;

- sopralluoghi, esame critico e revisione della cartografia geologica già prodotta e di tutti gli studi specialistici a disposizione, analisi e studio delle foto aeree in possesso dell'Amministrazione Provinciale;

- revisione generale del materiale secondo i criteri standard di lavoro per le zone sismiche (Determinazione del rischio sismico in Lombardia-CNR e Regione Lombardia – L.r. 12/05 e s.m.i.);

- rilevamento di dettaglio ad integrazione della cartografia ufficiale per la definizione dell'assetto geologico, geomorfologico - idrogeologico e geomeccanico dell'area e la conseguente stesura delle carte tematiche;

- sondaggi geognostici e prove geotecniche di laboratorio per la classificazione - caratterizzazione litologica dei terreni e definizione di un modello geologico - geotecnico e geomeccanico delle zone interessate dalle opere di progetto;

- prove geotecniche di laboratorio per la definizione di alcune importanti caratteristiche qualitative e fisico-meccaniche degli inerti.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Relativamente alle attività descritte all’ultimo punto, si precisa che le prove di laboratorio sono state effettuate su campioni di inerti ottenuti dalla frantumazione di spezzoni di carote prelevate direttamente dalle cassette catalogatrici dei materiali provenienti dai sondaggi geognostici S1 e S2, eseguiti in corrispondenza degli imbocchi della galleria “Monte Ante- golo”.

Tali prove sono da intendere come accertamenti preliminari per la valutazione delle caratteristiche qualitative e prestazionali dei materiali di smarino, al fine di verificarne la possibi- lità di impiego nell’ambito della realizzazione delle strutture di progetto.

Le prove eseguite, di cui si riportano nei capitoli successivi i principali risultati acquisiti e si allegano alla presente le relative certificazioni rilasciate dal laboratorio incaricato, sono le seguenti:

 analisi granulometrica mediante setacciatura, per via umida, in accordo con lo standard UNI EN 933-1:1999;  “Prove per determinare le proprietà meccaniche e fisiche degli aggregati – Deter- minazione della massa volumica dei granuli e dell’assorbimento d’acqua” UNI EN 1097-6:2002;  “Prove per determinare le proprietà termiche e la degradabilità degli aggregati - Determinazione della resistenza al gelo e disgelo” UNI EN 1367-1, Parte 1;  “Prove per determinare le proprietà termiche e la degradabilità degli aggregati - Determinazione della resistenza al gelo e disgelo in presenza di sale (NaCl) - UNI EN 1367-6:2008, Parte 6;  “Prove per determinare le proprietà meccaniche e fisiche degli aggregati - Metodi per la determinazione della resistenza alla frammentazione” e misurazione della variazione percentuale del coefficiente Los Angeles (UNI EN 1097-2), di cui alcune determinazioni su campioni precedentemente sottoposti a determinazioni della sensi- bilità al gelo e disgelo (UNI EN 1367-1:2001). Tutte le prove sono state effettuate seguendo scrupolosamente le prescrizioni e le modali- tà operative previste dalle norme di riferimento.

Il numero delle prove eseguite e le indicazioni specifiche sui campioni prelevati sono riportati nel capitolo relativo alla descrizione di dettaglio sui rilievi e sulle indagini (§….).

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Un’altra importante attività condotta in questa fase nell’ambito degli studi per la progettazione preliminare delle opere previste riguarda la realizzazione di un modello digitale della superficie e del terreno con la realizzazione di ortofotopiano, per un’area di circa 4.28 km2 nei pressi della località Pievevecchia (tecnologia LIDAR).

Gli elaborati prodotti grazie ai dati acquisiti mediante l’impiego della suddetta tecnologia di rilievo sono i seguenti:

 DTM GB – Ovest ortometrico in formato (.xyz, .tif);  DTM – TIN GB – Ovest ortometrico in formato dwg;  DTM grid1m GB – Ovest ortometrico in formato dxf;  DTM grid10m GB – Ovest ortometrico in formato dxf;  DSM GB – Ovest ortometrico in formato (.xyz, .tif);  DSM grid1m GB – Ovest ortometrico in formato dxf;  DSM grid10m GB – Ovest ortometrico in formato dxf;  Nuvola Colorata (LasRGB) GB – Ovest ortometrico in formato .las;  Curve di Livello 1m GB – Ovest ortometrico in formato dxf;  Orthophoto GB – Ovest 10 cm/pixel, formato geotif + tfw;  Progetto 3d in format LaserWeb e in format Las rgb compatibile con software QTrea- der.

Le informazioni acquisite e i modelli realizzati sono stati di estrema importanza nelle varie fasi di riconoscimento e rappresentazione su base cartografica di alcuni important elementi di natura geomorfologica e geologico-strutturale.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 2 Ricerca storica e bibliografica

Per il presente lavoro è stata svolta una ricerca storica e bibliografica finalizzata alla acquisizione di una conoscenza il più approfondita possibile del territorio in esame. In particolare sono stati consultati: gli studi disponibili in bibliografia, il Sistema Informativo Territoriale regionale e provinciale, gli studi di tipo geologico per gli strumenti di pianificazione territoriale con le relative cartografie tematiche disponibili al momento della stesura della presente relazione, le pubblicazioni effettuate da vari Centri di ricerca ed Enti Territoriali.

Gli studi presi in esame nell’ambito del presente lavoro sono di seguito elencati:

 AA.VV. - Carta geologica d'Italia, Foglio 47 Brescia;

 Atti del convegno “ricerca e protezione delle risorse idriche sotterranee delle aree montuose” promosso dall’ASM e dalla Fondazione Bresciana per la Ricerca Scienti- fica – Volume 1 e 2;

 Avanzini M. et al (….);Carta idrogeologica della parte meridionale delle Prealpi Bre- sciane;

- Baroni C. et al. (1986) - Depositi fluvioglaciali Wurmiani connessi a rotte glaciali in Val Sabbia (BS);

- Baroni C. et al., (1994) - Nuovi dati sull’assetto geologico e sull’evoluzione paleogeografica giurassica del M. Coro (Val Sabbia, Brescia).

 BARONI C., VERCESI P.L. (1987) - Neotettonica del territorio bresciano: stato delle conoscenze. Fondazione Bresciana per la Ricerca Scientifica, Ed. Ramperto, Brescia.

 BONI A. & CASSINIS G. (1973) - Carta geologica delle Prealpi Bresciane a sud dell'Adamello (note illustrative della legenda stratigrafica). Atti Ist. Geol. Univ. Pavia.

 BONI A., PELOSO G.F. (1982) - Dati sulla neotettonica dei fogli 34 "Breno", 47 "Bre- scia", di parte dei fogli 35 "Riva" e 48 "Peschiera del Garda". In: C.N.R. - "Contributi conclusivi per la realizzazione della Carta neotettonica d'Italia", pubbl.506 P.F. Geo- dinamica.

 BOSCHI E., FAVALI P., SCALERA G., SMIRIGLIO G. (1995) - Massima intensità ma- crosismica risentita in Italia. Carta scala 1:500.000, I.N.G.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare - Brack, P . (1993). Towards a better definition of the Anisian/Ladinian boundary: new biostratigraphic data and correlations of boundary sections from Southern Alps. Ec- logae geologicae Helvetiae 86 (2): 415-527.

- BRACK, P. , RIEBER, H. , and MUNDIL, R., 1995. The Anisian/Ladinian boundary in- terval at Bagolino Southern Alps, Italy): I. Summary and new results on ammonoid horizons and radiometric age dating. Albertiana 15: 45-56.

- BRACK, P., and RIEBER, H. (1986). Stratigraphy and ammonoids from the lower Bu- chenstein Beds in the Brescian Prealps and Giudicarie and their significance for the Anisian/Ladinian boundary. Eclogae geologicae Helvetiae 79 (1): 181-225

 Carta delle Grotte e delle sorgenti delle Prealpi Bresciane a cura della Società Spe- leologica Italiana e dell’Azienda Servizi Municipalizzati Brescia;

 Carta geologica delle Prealpi bresciane a Sud dell’Adamello (1:50.000 Università di Pavia);

- Cassinis G. (1982) - Note geologiche sull’area all’intersezione ta Linea delle Giudica- rie Sud e Linea della Val Trompia;

- Cassinis G. et al. (1982) - Il settore della Linea delle Giudicarie Sud: evoluzione paleo tettonica permo-triassica ed assetto strutturale attuale

 CASSINIS G., PEROTTI C.R., VERCESI P.L. (1990) - Prealpi bresciane a sud dell'Ada- mello: breve sintesi delle conoscenze geologiche ed ulteriori temi di ricerca. In :"Attualità dell'opera di Arturo Cozzaglio nel 40° della scomparsa". Atti del Conve- gno Nazionale, Ateneo di Brescia.

- Castellarin A. et al. (1986) - Structural and Kinematic analysis of the Giudicarie de- formation belt. Implications for compressional tectonics of Soutern Alps;

- Castellarin A. et al. (1982) - Geologia della Linea delle Giudicarie Sud (tra Pieve di Bono e Tione);

- Castellarin A. et al. (1982) - Introduzione alla geologia struttura le del Sudalpino;

 Componente geologica, idrogeologica e sismica per il Piano di Governo del Territo- rio (D.G.R. n. 8/1566 del 22/12/2005 e D.G.R. n. 8/7374 del 28/05/2008) dei Comuni interessati;

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare  Inventario delle frane e dei dissesti idrogeologici della Regione Lombardia “note illustrative e relativa cartografia in scala 1: 10000” (Regione Lombardia, 2002).

- Jadoul F. et al. (1982) - Evoluzione paleogeografico-strutturale e vulcanismo triassico nella Lombardia centro-orientale;

- Picotti V. (1991) - Ladinia-Carnian evolution of the Barghe structural high (Val Sabbia, Southern Alps);

- Picotti V. et al., (1988) - Tettonica sinsedimentaria norica del settore compreso fra il Lago d’Idro e il Lago di Garda;

- Progetto S3 – Scenari di scuotimento in aree di interesse prioritario e/o strategico Responsabili: Francesca Pacor (INGV-MI) e Marco Mucciarelli (Unibas)TASK 4 – GARDA - DELIVERABLE D13 SCENARI DI SCUOTIMENTO AL BEDROCK A VARI LIVELLI DI COMPLESSITÀ

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 3 Normativa di riferimento e software utilizzati per elaborazioni e calcoli

Nell’ambito del presente lavoro si è fatto riferimento alle principali normative vigenti in materia di pianificazione territoriale, tutela ambientale, costruzioni di opere e interventi di ingegneria nelle zone sismiche. Tra queste, assumono una certa importanze le seguenti:

 Circolare del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti 2 febbraio 2009, n.617 re- cante Istruzioni per l'applicazione delle Nuove norme tecniche per le costruzioni di cui al decreto ministeriale 14 gennaio 2008;

 NTC 2008 -"Norme tecniche per le costruzioni" D.M. 14 Gennaio 2008;

 Criteri ed indirizzi per la definizione della componente geologica, idrogeologica e sismica del piano di governo del territorio, in attuazione dell'art. 57, comma 1, della L.R. n. 12 del marzo 2005.e D.G.R. 28 maggio 2008, n. 8/7374;

 Ordinanza 3519- Criteri generali per l'individuazione delle zone sismiche e per la formazione e l'aggiornamento degli elenchi delle medesime zone- G.U. n. 108 dell'11.5.2006;

 Nuova classificazione sismica della OPCM 3274 ZONE 1-2-3-4 Art.104 DPR 380/2001 in vigore dal 24/10/2005;

 Delibera della Giunta Regionale della Regione Lombardia del 22.03.96 n.6/10350: “Regolamento per i termini e le modalità di controllo da effettuarsi sulle costruzioni in zone sismiche regionali”.

I software utilizzati per l’analisi e l’interpretazione dei dati presentati in questo elaborato sono i seguenti:

Tabella 1 (Software utilizzati) Software / modulo di calcolo Produttore Ambito / finalità Parametri sismici Geostru Analisi dati e parametri caratteristici Slide, Vers. 6.017 Rocscience Verifiche di sicurezza Dips 6.0 Rocscience Geomeccanica Swedge Rocscience Verifiche di sicurezza Roc plane Rocscience Verifiche di sicurezza Autocad, Vers. 11 Autodesk Elaborazioni grafiche varie Arc Gis, Vers. 9.3.1 ESRI Elaborazione carta geologica RocLab Rocscience Mecc. Rocce Roc Fall Vers. 4.058 Rocscience Analisi scendimento massi

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 4 Descrizione sommaria dell’opera di progetto

La S.P. ex S.S. 237 “DEL CAFFARO”, una delle strade “ex statali” trasferite alla Provincia di Brescia con D. Lgs. n. 1112/1998, rappresenta la via di collegamento più breve tra le città ricadenti nella pianura lombarda e due importanti poli turistici (il Lago d'Idro e Madonna di Campiglio).

Lungo questo tragitto l’arteria si snoda tra vari centri abitati della Val Sabbia e delle Giudi- carie, una zona molto importante anche dal punto di vista economico per le numerose attività produttive sparse su tutto il territorio.

Ne consegue un intenso traffico, anche di mezzi pesanti, con ripercussioni negative sulla viabilità per carenze in termini dimensionali, strutturali e di livelli di servizio, che rappresentano la motivazione di fondo dei lavori di costruzione di una variante a scorrimento veloce connessa alla Strada Statale 45 bis Gardesana Occidentale, parte della quale è già in esercizio.

La tratta di variante all’attuale tracciato da Vobarno a Ponte Re di Barghe è stata già aperta mentre il completamento della tratta fino a Idro è in fase di progettazione.

Per garantire la continuità funzionale con le opere richiamate è stata prevista la costruzione di tratti di arteria in variante, che consentano di risolvere in prima istanza il nodo strategico di Nozza di Vestone e le strozzature di Vestone e Lavenone, rendendo in tal modo maggiormente scorrevole il traffico verso il lago d’Idro e più funzionale il collegamento con le ipotesi progettuali in corso di elaborazione, da parte della Provincia Autonoma di Trento, di variante alla tratta trentina della ex S.S. 237.

Nell’ambito del presente lavoro si è posta particolare attenzione all’individuazione e alla valutazione delle numerose variabili di tipo geologico, geomorfologico – idrogeologico, geotecnico e geomeccanico necessari per la realizzazione delle opere lungo il nuovo tracciato di progetto alternativo a quello precedentemente ipotizzato. Tale proposta scaturiva dalla necessità di evitare l’attraversamento della zona ai piedi del “Monte Antegolo” interessata da scenari di pericolosità/vulnerabilità legati alla presenza di pareti a tratti stra- piombanti caratterizzate da imponenti fenomeni di crollo con caduta massi, spesso accom- pagnati da instabilità delle coperture detritiche superficiali.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Le perplessità riscontrate sin dalle prime fasi di studio finalizzate all’approfondimento dei fenomeni connessi alla dinamica geomorfologica locale sono state ampiamente suffragate dalle evidenze riscontrate mediante le indagini geofisiche e geoelettriche condotte in sx orografica del Fiume Chiese, dalle quali è emerso che i materiali presenti oltre ad avere caratteristiche fisico-meccaniche tendenzialmente scadenti, inglobano massi e blocchi lapidei di notevoli dimensioni compatibili con l’assetto geomorfologico descritto.

Un ulteriore fattore negativo era rappresentato dalla presenza di scenari di pericolosi- tà/vulnerabilità legati a problematiche idrauliche (cartografia PAI), in corrispondenza dell’ubicazione delle opere di progetto, censiti nella cartografia ufficiale delle “aree a pericolosità idrogeologica molto elevate (ex 267/98) e aree PAI” e di conseguenza recepiti negli elaborati di pianificazione territoriale a scala comunale (§ T03 - Carta del dissesto con legenda uniformata PAI e vincoli).

Il presente studio, pertanto, viene realizzato per il progetto preliminare dei lavori di “Co- struzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO”, relativamente ai tratti in galleria. Nella fattispecie, le opere previste sono: galleria “Monte Antegolo” e galleria “Monte Coste”.

Dalle prime ipotesi progettuali si evince che la galleria “Monte Antegolo” avrà una lunghezza complessiva di ca 890 m, mentre la galleria “Monte Coste” si svilupperà su un tratto di ca 245 m. Le lunghezze indicate si rireriscono ai tratti di galleria naturale e quindi non comprendono eventuali tratti esterni “gallerie artificiali”.

Sulla base del tracciato preliminare fornito dalla stazione appaltante, nel tratto “Monte Antegolo” la copertura avrà uno spessore massimo pari a ca 100 m, mentre nel tratto “Monte Coste” non dovrebbe superare i 30 m. Nella pagina seguente si riporta uno schema per la rappresentazione semplificata dello sviluppo planimetrico e in sezione delle opere di progetto (Figura 1).

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Figura 1 Schema semplificato planimetria e sezione delle opera di progetto

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare RELAZIONE GEOLOGICA

( progetto preliminare)

______

5 Inquadramento meteo-climatico

Una delle tematiche affrontate nell’ambito del presente studio riguarda la caratterizzazione geomorfologica, idrologica e idrografica dei principali bacini individuati nell’area interessata dalle opere di progetto.

Essendo i fenomeni idrologici, geomorfologici e idrogeologici strettamente connessi alle caratteristiche meteo-climatiche del territorio in esame, si ritiene che il primo passo da compiere consista nella definizione dei parametri delle curve di possibilità pluviometriche medie.

Nell’ambito di questo lavoro sono state raccolte alcune informazioni per un inquadramento delle condizioni pluviometriche che caratterizzano l’area, prendendo a riferimento i dati delle seguenti stazioni: Idro, Lavenone.

5.1 Precipitazioni medie, minime e massime annuali

Presso la Regione Lombardia è stata redatta una pubblicazione intitolata “Carta delle precipitazioni medie, minime e massime annue del territorio alpino lombardo” [10]. L’iniziativa di questa pubblicazione si colloca nel quadro delle azioni volte a mitigare il rischio idrogeologico sul territorio regionale. L’elaborato, oltre ad essere una base di partenza per una sistematica acquisizione dei dati idrometeorologici, costituisce uno strumento di grande utilità per quanti operano nel campo territoriale ed ambientale intorno a problematiche che richiedono lunghi periodi di osservazione (ad esempio variazioni di falda, derivazioni idroelettriche e bilanci idrologici). Per la realizzazione delle carte delle precipitazioni medie, massime e minime annue sono stati utilizzati i dati pubblicati negli “Annali Idrologici – parte prima” del Servizio Idrografico, Ufficio Idrografico del Po, dal 1913 al 1983 e nella Pubblicazione n°24 “Precipitazioni medie mensili ed annue e numero dei giorni piovosi per il trentennio 1921/1950 – Bacino del Po”; e solo per alcune aree particolarmente significati-

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare ve i dati sono stati integrati fino al 1990 con il reperimento diretto degli stessi presso azien- de idroelettriche (AEM, ENEL Sondel) e presso il Servizio Idrografico stesso.

Particolare cura è stata riservata nel reperimento dei dati antecedenti il 1913 con un attenta ricerca condotta essenzialmente nel Volume II – Bacino Imbrifero del Po – “Osservazioni Pluviometriche raccolte a tutto l’anno 1915” – Roma 1922, sempre del Servizio Idrografico.

Da un’osservazione sommaria della carta delle precipitazioni medie, massime e minime annue si può notare come partendo dalla Pianura Padana, o meglio dal corso del fiume Po, le precipitazioni medie annue tendono progressivamente ad aumentare spostandosi verso nord, cioè verso i rilievi prealpini.

In riferimento all’area di interesse vengono considerate le due stazioni pluviografiche precedentemente citate: Idro e Lavenone. La seguente tabella contiene i valori desunti dalla pubblicazione sopra indicata (Tabella 2) .

Tabella 2 Valori pluviometrici delle stazione di Idro e Lavenone Stazione Quota (m s.l.m.) Inizio Fine Anni Media Min Max

Idro 381 1924 1975 52 1516.3 919.0 3413.0

Lavenone 385 1915 1983 64 1552.0 755.0 2472.0

Nelle figura seguente (Figura 2) sono riportati stralci delle carte delle precipitazioni rispettivamente medie, minime e massime annue riguardanti la zona di interesse.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Figura 2 Stralci delle carte delle precipitazioni rispettivamente medie, minime e massime annue. CARTA DELLE PRECIPITAZIONI CARTA DELLE PRECIPITAZIONI CARTA DELLE PRECIPITAZIONI MEDIE ANNUE MINIME ANNUE MASSIME ANNUE

5.2 Stima delle curve di possibilità pluviometrica

La previsione quantitativa delle piogge in una determinata località viene effettuata attraverso la determinazione della curva di possibilità pluviometrica; tale relazione lega l’altezza di precipitazione (h) alla sua durata (t) e consente per un assegnato tempo di ritorno (T) di determinare statisticamente l’altezza di acqua precipitata per un evento di durata variabile. Il tempo di ritorno T è definito come il numero di anni in cui h, nella durata d viene supera- ta in media una sola volta.

Per altezza di precipitazione si intende l’altezza d’acqua che si formerebbe al suolo su una superficie orizzontale ed impermeabile nella durata di precipitazione considerata.

La curva di possibilità pluviometrica è comunemente espressa da una legge di potenza del tipo: 18

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare n h(t)  a t p dove h(t) rappresenta l’altezza di pioggia [mm] e tp il tempo di pioggia in ore.

5.2.1 Adattamento dei dati di pioggia alle distribuzioni di probabilità

Lo scopo è quello di cercare distribuzioni di probabilità che ben descrivano gli eventi di pioggia di diversa durata; si devono perciò determinare i parametri fondamentali delle già note e collaudate distribuzioni di probabilità usando i molteplici metodi di stima e sce- gliendo i risultati migliori con un opportuno test.

Si è scelto di utilizzare le sole distribuzioni Lognormale e di Gumbel poiché l’esperienza conferma la loro particolare validità per l’elaborazione dei dati pluviometrici.

Le rette di distribuzione si ottengono direttamente dalla legge probabilistica di Gumbel:

(h u ) P (h ) e e dalla quale per interpolazione si ricava la curva di possibilità climatica connessa all'assegna- to tempo di ritorno.

Per quello che riguarda la stima dei parametri delle distribuzioni adottate si sono utilizzati i seguenti metodi di stima: metodo dei momenti, metodo dei minimi quadrati ed il metodo della massima verosimiglianza.

Il metodo dei momenti si basa sull’ipotesi di equivalenza tra i momenti della popolazione ed i momenti di pari ordine del campione di dati a disposizione. Il metodo dei minimi quadrati permette di interpolare i dati misurati con una curva che assicura il minimo scarto. Il metodo della massima verosimiglianza permette la stima dei parametri della distribuzione massimizzando la funzione di verosimiglianza in relazione ai parametri stessi.

Infine, con il test di Pearson o più comunemente denominato test del c2, si è stabilito quali risultati fossero più attendibili, ossia quali tra i parametri stimati fornissero le distribuzioni di probabilità che meglio si adattassero al campione di dati a disposizione.

5.2.2 Tempo di ritorno e curva di possibilità pluviometrica

Dalle operazioni svolte sono note le varie distribuzioni di probabilità p(hmax) per le precipitazioni di massima intensità di durata 1, 3, 6, 12, 24 ore. 19

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare L’espressione che esprime il tempo di ritorno è la seguente:

1 Trit  1 p(hmax )

Invertendo tale equazione si riesce a determinare la relazione che lega l’altezza di precipitazione al tempo di ritorno per un tempo di pioggia fissato (hmax= hmax(Trit)) oppure in altri termini, fissato il tempo di ritorno, per ogni valore di pioggia considerato, si riesce a determinare l’altezza di acqua precipitata.

Riportando questi punti in un grafico bi-logaritmico (ln(tp); ln(hmax)) ed interpolandoli con delle rette si possono ricavare i parametri a ed n della curva di possibilità pluviometrica semplicemente come:

a = e(intercetta)

n = pendenza

Una volta stimati i parametri mediante i metodi descritti, nella progettazione di un sistema idraulico occorre fare una scelta relativamente al grado di rischio che si vuol correre (livello di importanza) per l’opera da realizzare. Nel caso delle portate critiche e quindi delle piogge che le generano, questo implica la scelta di un tempo di ritorno. Per l’area in esame sono stati considerati i tempi di ritorno: 10, 25, 50, 100, 200 anni.

La stima delle curve di possibilità climatica nelle stazioni di misura è stata effettuata sulla base delle serie storiche dei massimi annuali delle altezze di precipitazione per le durate di 1, 3, 6, 12, 24 ore registrate dall’anno 1924 all’anno 1975 dalle stazioni pluviografiche di Idro e Lavenone, definendo i parametri a ed n per i tempi di ritorno di interesse.

I valori dei parametri a ed n riferiti alle curve di possibilità climatiche (zona di interesse) al variare del tempo di ritorno sono i seguenti:

- “Studio delle precipitazioni intense in provincia di Brescia e verifica funzionale della rete pluviometrica esistente” [9]; le curve di possibilità climatica i valori dei coefficienti a ed n corrispondenti alle sopramenzionate curve vengono riportati sono di seguito riportate (Tabella 3);

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Tempo di STAZIONE DI IDRO STAZIONE DI LAVENONE

ritorno Trit [anni] a n a n

10 48.293696 0.27122361 42.270464 0.27870631

25 56.233884 0.27931585 50.2839304 0.28054540

50 62.124614 0.28390421 56.237814 0.28156499

100 67.971987 0.28763042 62.142217 0.28238089

200 73.798123 0.290727741 68.024939 0.28305114

Tabella 3 Curve di possibilità climatica - valori dei coefficienti a ed n (Rete pluviometrica “BS”)

 “Piano stralcio per l’Assetto Idrogeologico (PAI) - Interventi sulla rete idrografica e sui versanti”, (Legge 18 Maggio 1989, n°183, art. 17, comma 6ter), Piano adottato con de- liberazione dl Comitato Istituzionale n°18 in data 26 Aprile 2001(Tabella 4).

Tempo di STAZIONE DI IDRO STAZIONE DI LAVENONE

ritorno Trit [anni] a n a n

20 51.16 0.254 45.71 0.248

100 64.19 0.256 58.18 0.241

200 69.78 0.257 63.45 0.239

500 77.18 0.258 70.44 0.236

Tabella 4 Curve di possibilità climatica - valori dei coefficienti a ed n (PAI)

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 6 Accertamenti preliminari (vincoli e fattibilità geologica)

6.1 Vincoli inerenti agli aspetti geologici

Per l’indentificazione e la rappresentazione cartografica dei fenomeni di dissesto si è fatto riferimento agli strumenti relativi al Comune in cui ricadono le opere di progetto (Laveno- ne):

a) carta dei vincoli del PGT;

b) aree a rischio idrogeologico molto elevato (ex 267/98) e aree PAI, presenti nel portale cartografico della Regione Lombardia;

c) vincoli derivanti dalla pianificazione di bacino ai sensi della L. 183/89 (carta del dissesto con legenda uniformata PAI).

Da un confronto attento e scrupoloso dei suddetti strumenti, è emerso che l’elaborato di cui al p.to c) si configura come uno strumento completo ed esaustivo per la rappresentazione delle aree interessate da vincoli che derivano da pericolosità di tipo geologico e/o idrogeologico (aree a pericolosità idrogeologica molto elevata ex 267/98 e aree PAI).

Si è ritenuto, pertanto, di acquisire gli elementi (lineari e areali) relativi ai dissesti e ai vincoli in formato SHP disponibili nel portale “Cartografia” e “PGT WEB” della Regione Lombar- dia, rappresentati anche negli elaborati cartografici del PGT. Al termine della raccolta e organizzazione di tutte le informazioni disponibili, si è proceduto con la realizzazione di una carta unica, intitolata “Carta del dissesto con legenda uniformata PAI” e vincoli, allegata alla presente relazione (T03).

A tal proposito, trattandosi di un documento che contiene elementi individuati su basi cartografiche a scala differente, si precisa che potrebbero esserci lievi scostamenti tra i limiti originari e quelli rappresentati nella cartografia. Si raccomanta, quindi, di verificare anche con l’ausilio di eventuali sopralluoghi l’effettiva congruenza degli scenari riportati che vengono di seguito elencati:

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare  Frane

Aree di frana attiva (Fa)

Aree di frana quiescente (Fq)

Aree di frana stabilizzata (Fs)

 Trasporto in massa sui conoidi

Area di conoide attivo non protetta (Ca)

Area di conoide attivo parzialmente protetta (Cp)

Area di conoide non recentemente attivatosi o completamente protetta (Cn)

 Esondazioni e dissesti morfologici di carattere torrentizio

Area a pericolosità molto elevata non perimetrata (Ee)

Area pericolosità elevata non perimetrata (Eb)

 Aree a rischio idrogeologico molto elevato

Frana zona 1

Frana zona 2

 Vincoli di polizia idraulica

Fasce di rispetto del reticolo idrico.

Dalla sovrapposizione del tracciato delle opere di progetto con i poligoni relativi ai suddetti scenari di pericolosità/vulnerabilità, emerge che in corrispondenza dei tratti in galleria sono presenti solo ed esclusivamente dissesti tendenzialmente superficiali che non possono costituire pregiudizio alla fattibilità delle strutture. Per quanto riguarda gli imbocchi delle due gallerie, invece, occorre fare un distinguo.

I luoghi degli imbocchi della galleria “Monte Antegolo” non risultano direttamente interessati da vincoli inerenti agli aspetti geologici, anche se si trovano in prossimità di zone PAI: 23

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare  Area di Frana attiva Fa e Area di Conoide attiva parzialmente protetta Cp nei pressi del I imbocco;

 Area di Frana quiescente Fq e Frana zona 2 nei pressi del II imbocco.

Ciononostante, l’area del I imbocco è molto delicata in quanto si colloca ai piedi di un versante con pareti rocciose localmente molto acclivi e interessate da crollo di massi; il tracciato, nella fattispecie, ricade in una zona di transito/ accumulo di tali massi che talvolta raggiungono dimensioni dell’ordine di 3-4 mc, così come testimoniato dalla presenza di blocchi litoidi lungo il versante ed in corrispondenza degli argini del Fiume Chiese.

Relativamente alla galleria “Monte Coste” è possibile affermare che il primo imbocco (Ovest) non ricade in un’area PAI, mentre il secondo imbocco (Est) ricade in una zona direttamente interessata dai seguenti vincoli PAI:

 Area di Frana attiva Fa e Area di Frana attiva Fq;

 Frana zona 2;

Considerato che la perimetrazione dei poligoni inseriti in tali strumenti è stata fatta a piccola scala e tenendo in debito conto dell’esistenza di importanti fenomeni di caduta massi con relative zone di transito/accumulo in corrispondenza dell’asse delle infrastrutture da realizzare (zona I imbocco “Monte Antegolo”), oltre al fatto che l’imbocco Ovest della galleria “Monte Coste” ricade in zona sottoposta a “vincoli PAI”, appare oltremodo necessario prevedere una serie di approfondimenti in sede di studi per i livelli di progettazione superiori che potrebbero anche richiedere l’avvio dell’iter previsto dagli Enti di competenza per la ridefinizione delle limitazioi attualmente in essere.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Figura 3 Stralcio carta del dissesto con legenda uniformata PAI e vincoli

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 6.2 Fattibilità geologica

La Carta della Fattibilità geologica per le azioni di piano (L.R. n. 41 del 24 novembre 1997, DGR 29/10/01 n. 7/6645 e DGR n. 7/7365 11/12/01, L.R. 12/2005) rappresenta uno strumen- to molto importante nell’ambito delle attività di pianificazione territoriale che scaturisce dalla valutazione incrociata degli elementi contenuti nella Carta di Sintesi e dei Vincoli con i fattori ambientali, territoriali ed antropici dell’area studiata.

Dalla consultazione degli elaborati cartografici del PGT emerge che il tracciato delle opere in progetto intercettano o si trovano in prossimità di zone caratterizzate dalle classi di fatti- bilità geologica di seguito specificate:

 3a1 Aree a pericolosità potenziale legata a pendenze > 20-25° o ad orientazione sfa- vorevole degli strati

 3a3 – area di frana stabilizzata

 3a4 – Aree a rischio idrogeologico molto elevato

 3b1 – area interessata da esondazioni e/o da potenziali flussi di detrito e/o protetta con idonee opere di difesa

 3b3 – area di conoide attivo-parzialmente protetta (Cp)

 4a Area pericolosa riguardo all’instabilità dei versanti

 4b Area vulnerabile dal punto di vista idrogeologico ed idraulico

Anche in questo caso, così come avvenuto per la tematica relativa alle aree sottoposte a vincoli di carattere geologico e/o aree interessate da dissesti PAI, si ritengono necessari studi approfonditi da condurre nell’ambito dei livelli di progettazione superiore (definitiva- esecutiva) per verificare le condizioni reali in corrispondenza di ogni singolo imbocco, al fine di stabilire la necessità di proporre l’eventuale riperimetrazione del mosaico della fattibilità geologica dopo aver progettato idonei interventi per la mitigazione del rischio idrogeologico.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 7 Inquadramento litologico-stratigrafico e tettonico

7.1 Cenni di carattere paleogeografico e paleoambientale

L’area presa in esame ricade interamente nel Comune di Vestone. Prima di descrivere dettagliatamente l’assetto geologico che caratterizza l’area in studio, compresa nelle Pre- alpi bresciane, si ritiene opportuno fornire un inquadramento generale degli elementi che caratterizzano il tratto delle Alpi poste immediatamente a Nord dell’area di interesse e che con essa presentano molte similitudini sotto il profilo stratigrafico e tettonico (Figura 4).

Schema tettonico del settore centrale delle Alpi Meridionali

(da Castellarin 1981, modificato):

1. Basamento cristallino e plutoniti tardo – erciniche;

2. Plutoniti alpine dell’Adamello;

3. Fronti di sovrascorrimento

4. Assi di anticlinali

5. Assi di sinclinali

6. Assi di flessure

7. Faglie verticali Figura 4 Schema tettonico del settore centrale delle Alpi Meridionali 8. Lineamento periadriatrico

Le Alpi Meridionali sono una catena post collisionale alpina che si estende per oltre 700 Km di lunghezza, dal territorio Canavese al bacino Pannonico. Il tratto considerato è costituito da nuclei ercinici, talvolta metamorfosati, ricoperti da una pila di depositi sedimentari con età compresa tra il permiano e il terziario, interessati da intense attività tettoniche che si sono verificate in più fasi dall’Eocene al Plio-Quaternario, senza generare processi meta- morfici. Proseguendo da ovest verso est si rilevano numerosi “settori” distinguibili grazie ad evidenti caratteristiche strutturali.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare A Nord delle Alpi Meridionali, oltre il Lineamento Insubrico (o Periadriatico), si trovano le Alpi s.s. Il lineamento Insubrico comprende la Linea del Canavese (SW-NE), la linea del Tonale (W-E), la Linea delle Giudicarie (SSW-NNE) e la Linea della Pusteria-Gaita- Caravanche. Si tratta di un insieme di allineamenti strutturali ad andamento variabile ma con comportamento e significato unitario. La caratteristica saliente di questa “geosutura” si concretizza nel separare unità simili, in origine adiacenti e affini, ma interessate da meccanismi tettonici differenti: il settore sudalpino vergente a Sud e interessato da significativi raccorciamenti e il settore Austroalpino articolato in coltri vergenti verso Nord. La catena sudalpina si distingue per alcuni elementi caratteristici, tra cui si riportano: direzione di sviluppo preferenziale E-W; suddivisione in settori secondo allineamenti orientati N-S; eterogeneità e asimme- tria tra il settore occidentale, centrale e orientale; presenza del basamento ercinico metamorfosato.

La parte basale della successione triassica è rappresentata da depositi alluvionali di aree continentali (Verrucano lombardo), tendenzialmente peneplanate, ricoperte da una sequenza di quarzoare- Figura 5 Sequenza stratigrafica generale. niti, argilliti e marne (Servino) che testimoniano una trasgressione marina iniziata al passaggio dal Trias inf. al Trias medio. Al limite Scitico-Anisico si verifica una regressione marina a cui si ricollegano dolomie e talvolta anidridi affioranti in alcune località.

Dall’Anisico inferiore si verifica la sedimentazione carbonatica subtidale che porta alla formazione del Calcare di Angolo, talvolta passante lateralmente a piattaforme carbonatiche di estensione limitata, sia subtidali che peritidali. Questi depositi evolvono nell’Anisico

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare superiore in facies pelagiche calcareo-marnose conosciute in letteratura geologica come Calcare di Prezzo, ben note per l’elevato contenuto faunistico.

L’ambiente di sedimentazione interessato da questa trasgressione generalizzata, al limite Anisico – Ladinico subisce una significativa diversificazione per la formazione di solchi e banchi carbonatici a prevalente sviluppo E-W (Brusca et al., 1981). Nelle aree ribassata ha inizio una sedimentazione carbonatico-silicea (Formazione di Buchenstein) che evolve gradualmente a sedimentazione terrigena, prevalentemente arenacea nei settori sud orien- tali (F.ne di Wengen della Val Camonica meridionale), tendenzialmente fine nelle aree settentrionali (F.ne di Wengen Brembana, Argillite di Lozio). Nelle zone interessate da scarsa subsidenza attecchiscono i primi nuclei carbonatici con facies peritidali e lagunari che portano alla formazione di corpi carbonatici consistenti, tra cui la piattaforma dell’Esino, che alla fine del Ladinico subisce un sollevamento significativo con conseguenti locali e prolungate emersioni (Figura 5).

I termini del Triassico superiore affiorano ampiamente nel settore centro-meridionale delle Prealpi Bresciane, anche se non si riscontrano nell’area rilevata. Nel Carnico si verifica una differenziazione tra i settori meridionali delle Prealpi dove prevalgono le successioni arenaceo-siltose, fluviali-deltizie, marine transazionali e i settori settentrionali dove persistono le piattaforme carbonatiche. Il Norico si caratterizza per lo sviluppo di una estesa ed impo- nente piattaforma carbonatica (Dolomia Principale) separata da lagune e bacini anossici (calcari, dolme di Zorzino, argillite di Riva di Solto ecc.).

Nel Retico prevale invece una successione mista costituita da alternanze cicliche argilliti- marne-calcari (Calcare di Zu).

I primi prodotti vulcanici del triassico (vulcanoclastiti) sono attribuibili ad una serie di eventi che si verificavano al passaggio dall’Asinico sup. – al Ladinico inf.. Seguono piccole manife- stazione i cui prodotti costituiti da tufi e tufiti si rinvengono quasi esclusivamente nella Formazione di Wengen affiorante nel territorio bresciano. Altra importante sequenza di eventi vulcanici connessi ad imponenti mobilitazioni tettoniche da collegare all’evoluzione paleogeografica generale delle piattaforme carniche inferiori si verificarono al limite Ladini- co-Carnico e nel Carnico inf.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 7.2 Caratterizzazione litostratigrafica

Nell’area rilevata affiorano esclusivamente rocce di natura sedimentaria del Trias medio – sup. e del Pleistocene. Mancano del tutto i termini della successione tardo mesozoica mentre il cenozoico è rappresentato solo da depositi fluvioglaciali wurmiani continentali.

Nel corso dei vari sopralluoghi condotti nell’area di interesse, sia per effettuare una precisa ricostruzione dell’assetto litologico-stratigrafico e tettonico che per ricavare informazioni sulle condizioni geomeccaniche degli ammassi rocciosi in corrispondenza degli affioramenti, non sono mancati notevoli problemi di vario ordine. Innanzitutto va precisato che si tratta di una zona impervia caratterizzata da versanti molto acclivi, talvolta scoscesi, di scarso interesse agricolo e di conseguenza con una vegetazione molto fitta che rende difficili le osservazioni dirette, compreso il prelievo di campioni e quindi l’individuazione esatta dei contatti stratigrafici tra i diversi litotipi.

Ad uno scenario di questo genere, già piuttosto complesso ed articolato, si sommano le difficoltà riscontrate per la mancanza di strade vicinali o sentieri percorribili che hanno comportato una ulteriore riduzione dei luoghi accessibili.

Cionostante si ritiene di avere acquisito una quantità sufficiente di dati utili per effettuare una ricostruzione dell’assetto geologico-stratigrafico attendibile, seppur con un margine di approssimazione e qualche lieve ed accettabile incertezza.

Di seguito si riportano le descrizioni dettagliate sulle caratteristiche litologico-stratigrafiche dei litotipi direttamente interessati dalle opere di progetto, distinguendo le formazioni mesozoiche dai depositi quaternari, desunte dalle note bibliografiche pubblicate da vari autori nel corso degli ultimi decenni.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare FORMAZIONI

Arenaria della Val Sabbia (Carnico inf.- medio). Questa Formazione è costituita prevalentemente da arenarie e siltiti vulca- no clastiche di colore grigio- versastro in strati e banchi spesso mal distinti, talora caratterizzati dalla presenza di noduli calcareo- arenacei o calcareo-marnosi.

Nella zona rilevata l’arenaria poggia in discordanza stratigrafica sulla F.ne di Wengen e/o sul Cal- Foto 2 Arenaria della Val Sabbia care di Esino (non intercettati dalle opere di progetto). Considerato Foto 1 Affioramento Arenaria Val Sabbia che non sono disponibili fossili per la datazione, vista la natura litologica e il meccanismo genetico che ha portato alla deposizione di questi materiali, gli unici elementi che possono essere presi in considerazione sono rappresentati dall’eteropia con altre formazioni (F.ne di Gorno), secondo i quali è possibile riferirla al Carnico inferiore medio (Foto 2).

DEPOSITI QUATERNARI

Alluvioni di fondovalle. Questi depositi si sviluppano ampiamente nelle zone depresse di fondovalle. Sono costituiti da ghiaie arrotondate e sub arrotondate, sabbie con ciottoli, localmente passanti a depositi sabbiosi poco addensati e/o depositi fini di origine lacustre. Infatti laddove il fiume sfociava in laghi si formavano depositi prevalentemente fini, anche se il passaggio è mal distinto e spesso indefinibile. In taluni casi tali depositi si chiudono lateralmente con i depositi di versante, con i quali sono frequentemente interdigitati.

Depositi fluvioglaciali. Si tratta di depositi lacustri e/o fluviali costituiti da sabbie-ghiaiose poligeniche localmente cementate, contenenti ciottoli e blocchi talvolta di notevoli dimensioni, spesso caotici e mal stratificati anche se non mancano gli affioramenti dove invece appare evidente la stratificazione. L’area sorgente degli elementi litoidi presenti in questi depositi può essere rappresentata sia dagli affioramenti locali circostanti che dalle unità paleozoiche e dal basamento cristallino e dal plutone tonalitico dell’Adamello. Questi

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare depositi, disposti in più ordini di terrazzi, sono difficilmente distinguibili in relazione al collegamento con le cerchie moreniche indistinte (elevate e interne), per tale motivo riferite tutte alla glaciazione del Wurm.

Depositi di versante e Conoidi. Nell’area rilevata si riscontrano molti corpi detritici sia sotto forma di coperture superficiali instabili che come depositi con spessori elevati e di- screte caratteristiche fisico-meccaniche (detrito di falda stabilizzato). Si tratta di materiali a granulometria eterogenea, prevalentemente spigolosi, misti a eluvium-colluvium che pren- dono origine dalla disgregazione degli affioramenti rocciosi e si accumulano sui versanti, in corrispondenza di significative variazioni di pendenza.

Gli spessori e le proprietà fisico-meccaniche sono molto variabili a seconda delle condizioni locali; talvolta si evidenziano indizi riconducibili a dissesti e/o instabilità superficiali con estensione areale difficilmente determinabile a causa della folta vegetazione.

I depositi di conoide hanno proprietà litologiche molto similli ai termini sopra descritti e per tale ragione difficilmente distinguibili.

Accumulo di frana. Si tratta di corpi di dimensioni variabili, talvolta anche molto estesi, costituiti da frane antiche ormai stabilizzate e/o con settori quiescenti. Sono caratterizzati da materiali molto eterogenei costituiti da ghiaie grossolane con clasti spigolosi in matrice sabbioso-limosa e limi argillosi di colore rossastro con clasti spigolosi.Questi depositi non sono direttamente interessati dal tracciato di progetto.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 7.3 Assetto tettonico

L’area in esame ricade nel settore posto a Sud dell’allineamento della LVT (Linea della Val Trompia) e a Est della faglia dell’Abbioccolo (Figura 6).

Figura 6 Stralcio della carta geologica strutturale del trentino

Secondo le informazioni bibliografiche ricavate nel corso di una approfondita ricerca si può affermare che il settore centrale delle Alpi meridionali è stato interessato da diverse fasi tettoniche che hanno generato tre distinti sistemi strutturali.

Il sistema più antico, di età pre-miocenica, è caratterizzato da un regime compressivo che ha prodotto sistemi di pieghe con asse orientato in direzione NE-SW e discontinuità sub verticali con direzione analoga e immersione a 160° e a 340° (trend dinarico), anche se occorre segnalare che l’evoluzione tettonica di questo settore risente fortemente sia della presenza del plutone dell’Adamello che dell’esistenza di una serie di lineamenti incrociati

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare ad orientamento N-S ed E-W generatesi durante le fasi distensive del tardo Paleozoico e del Mesozoico.

Il secondo sistema, più recente e presumibilmente di età tortoniana – serravalliana, ha generato strutture orientate secondo la direttrice E-W ed è riferito al trend Valsugana – Valtrompia. In questa fase i lineamenti di precedente formazione, ereditati dalle fasi distensive del tardo Paleozoico e del Mesozoico, sono stati riattivati. In particolare quelli ad orientamento E-W, sono stati interessati da consistenti sovrascorrimenti mentre le discontinuità orientate N-S hanno agito come svincoli meccanici (tranfer faults). A questo si è aggiunto il terzo sistema che si è verificato nel Miocene con allineamento NNE-SSW (trend Giudicarie- se) ed ha coinvolto in modo significativo le precedenti strutture. In quest’ultima fase le deformazioni verificatesi quasi perpendicolarmente al sistema Val Sugana – Val Trompia hanno generato una serie di strutture a “duomi e conche” diffuse soprattutto nell’area che si estende dall’Adamello al Fiume Adige.

Le strutture tettoniche compressive orientate E-W non terminano in corrispondenza della zona delle giudicarie ma hanno una loro prosecuzione ad oriente, dove vengono troncate dalle preponderanti strutture a direzione NNE-SSW.

La distribuzione delle strutture tettoniche compressive ha indotto a considerare sia la zona delle Prealpi lombarde a prevalenti strutture E-W che il corridoio giudicariese come un unico elemento strutturale, definito come “cintura giudicariese”.

Si tratta quindi di una evoluzione strutturale molto complessa determinata dall’intreccio di strutture compressive (accavallamenti, pieghe, faglie inverse e trascorrenti) a differente orientazione e con frequenti riattivazioni e cambiamenti di significato meccanico delle faglie con il susseguirsi degli eventi tettonici.

La zona studiata quindi ricade in un settore caratterizzato da alcuni lineamenti di notevole importanza: La Linea della Val Trompia e Linea del T. Bergua a Nord, l’allineamento di P. Almana a W, l’insieme delle strutture del “fascio strutturale” di Brescia-Gardone V.T. nella zona centrale, la faglia dell’Albioccolo a Nord Est, la terminazione meridionale e occidentale del sovrascorrimento di Tremosine-Tignale-Costa nelle strutture di Serle-Botticino- Gavardo a Sud-Ovest.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare La Linea della V.T., che affiora a N della zona studiata, viene considerata come sovrascorrimento caratterizzato da un’anticlinale di rampa con vergenza preferenziale N-S, mentre la faglia dell'Abbioccolo pone a diretto contatto le Unità carbonatiche del triassico Superiore con quelle del Triassico inferiore. Comunque le suddette strutture non non attraversa la struttura di progetto descritta nel presente lavoro.

La tipologia e lo sviluppo delle principali discontinuità tettoniche e lo stile strutturale di interi settori differiscono in relazione alle caratteristiche litologiche in quanto le risposte delle unità stratigrafiche allo stato tensionale determinato dai principali eventi tettonici sono condizionati dal comportamento reologico delle rocce.

L’assetto strutturale del settore interessato dalle opere in progetto è stato ricostruito grazie alle osservazioni dirette condotte durante i rilievi di campagna, agli indizi geomorfologici, alla distribuzione del reticolo idrico, alle attente osservazioni delle fotografie aeree in mo- dalità stereoscopica ed alla realizzazione di un modello 3D del terreno mediante la tecnologia LIDAR.

Sotto il profilo tettonico, il settore di stretto interesse per la realizzazione delle opere è interessato da strutture tettoniche distensive (faglie dirette) con orientazione preferenziale NO-SE, anche se queste ultime non essendo sempre ben evidenziabili, talvolta vengono cartografate come “presunte”.

L’analisi delle mesostrutture evidenziate consente di distinguere le strutture tettoniche che interessano l’intera compagine rocciosa (strutture tettoniche diffuse) da quelle localizzate in aree limitate, tipiche delle deformazioni pervasive ed intense che generano le cosiddette rocce di faglia.

Strutture tettoniche diffuse. Queste strutture variano in funzione delle caratteristiche fisiche e del comportamento meccanico dei litotipi interessati. Nei litotipi a comportamen- to resistivo sono determinate dallo stato tensionale pre-fagliamento (fatturazione tipo Griffith craks) e dallo sviluppo di discontinuità ridotte (joints), mentre nei litotipi a comportamento prevalentemente plastico si verificano strutture correlate al piegamento (fratture estensionali trasversali e longitudinali, joint ad H, cleavage di piano assiale).

La direzione di sviluppo preferenziale delle strutture è correlata alla direzione di applicazione del vettore di massima compressione 1 di ciascuna fase deformativa sull’ammasso

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare roccioso. Nel caso di ammassi fratturati occorre quindi distinguere i sistemi di discontinuità determinati dalle tensioni pre-fagliamento dai sistemi legati allo sviluppo di pieghe e faglie.

Nella zona rilevata sono stati individuati sistemi di fatturazione pre-fagliamento negli affioramenti rilevati, costituiti prevalentemente da fratture lenticolari riempite di calcite, talvolta parzialmente deformate e rese sigmoidali dallo sviluppo di zone di taglio pre-faglia (ten- sion gasse “en chelone”), disposte in direzione parallela alla direzione di applicazione del vettore  1.

Lo stato tensionale che precede la formazione delle strutture di maggiore importanza è anche responsabile della formazione del clivaggio da dissoluzione da pressione (Pressure Solution Cleavage “PSC”), caratterizzato da discontinuità a superficie scabra che si sviluppano in direzione perpendicolare ai vettori di massima compressione, in modo particolare negli intervalli carbonatici ben stratificati.

In corrispondenza di alcuni affioramenti della zona rilevata è possibile individuare almeno 2 o 3 famiglie di giunti di PSC tra loro intersecati, quasi sempre ortogonali ai giunti di stratificazione, generati da diversi eventi compressivi.

Maggiormente diffuse in tutte le litologie riscontrate, soprattutto nei corpi massivi, sono le fratture formatesi nel corso dello sviluppo delle strutture tettoniche prevalenti, riconoscibili in quanto presentano superficie liscia o ondulata (joints, sistemi di fratture vere e proprie) e solo raramente sono interessate da riempimenti primari.

Queste discontinuità si sviluppano in associazione con le faglie di maggiore importanza per alcuni metri, secondo modelli complessi che prevedono o un loro parallelismo rispetto ai vettori 1 (extension joints) oppure un angolo variabile da 0 a 30° attorno al vettore (schear e hybrid joint).

Nei materiali a comportamento prevalentemente plastico tutte le discontinuità possono generarsi e svilupparsi secondo i criteri sinora descritti oppure in corrispondenza della zona di cerniera e nei fianchi delle strutture plicative.

Strutture delle rocce di faglia. Le rocce di faglia sono generate da discontinuità tettoniche correlabili a meccanismi di deformazione fragile in condizioni di bassa pressione di confinamento. Lo sviluppo di queste strutture è fortemente collegato alle proprietà litolo-

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare giche ed alle condizioni fisiche dominanti (pressione, temperatura, pressione dei fluidi, ecc.). I principali processi di deformazione sono i seguenti:

 deformazione cataclastica. Consiste nella frammentazione della roccia in frammenti di modeste dimensioni a spigoli vivi, immersi in una matrice a granulometria fine generata dallo scorrimento e dalla rotazione dei frammenti che favoriscono lo spostamento dei lembi del piano di faglia. Questa tipologia di rocce è tipica di materiali a comportamento più fragile o caratterizzate da bassissimo grado di solubilità, come il Calcare di Esino e le Arenarie di Val Sabbia, mentre si riscontra localmente e in minor misura nel Calcare di Angolo, nella Formazione di Buchenstein e nella Formazione di Wen- gen.

 deformazione per PSC. Si verifica con il meccanismo di clivaggio per dissoluzione da pressione (Pressure Solution Cleavage), con conseguente appiattimento-estensione della roccia e allontanamento dei fluidi che ne derivano. Nelle condizioni di deformazione superficiale tipiche delle fasi tettoniche che caratterizzano l’area di indagine, la deformazione per sviluppo di Pressur Solution si verifica nei materiali caratterizzati da stratificazione ed ed elevato grado di solubilità (carbonati e marne), come nei Calcari di Angolo e di Buchenstein.

 deformazioni per piani di taglio. Rappresenta lo stadio finale dell’evoluzione delle rocce di faglia da PSC nelle marne ed è tipica dei litotipi con elevato contenuto peliti- co, come la Formazione di Wengen e le Arenarie di Val Sabbia. La distribuzione pervasiva dei piani di taglio produce una marcata suddivisione della roccia in scagliette di modesta entità che ruotando l’una rispetto all’altra garantiscono lo scorrimento lungo le discontinuità. Questo movimento si verifica con la minima creazione di vuoti che man mano vengono riempiti di calcite.

Si riportano di seguito una immagine estrapolata dal modello 3D del terreno (tecnologia LIDAR) e uno stralcio della cartografia CTR con l’indicazione approssimativa delle strutture tettoniche più importanti evidenziabili anche grazie agli indizi morfologici:

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Figura 7 Modello 3D del terreno (tecnologia LIDAR)

Figura 8 Stralcio della cartografia CTR con l’indicazione approssimativa delle strutture tettoniche

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 8 Inquadramento geomorfologico, idrologico e idrogeologico

8.1 Caratteristiche e dinamiche geomorfologiche

L’assetto geomorfologico del territorio preso in esame è strettamente legato alle caratteristiche dei litotipi affioranti, all’estensione delle coperture moreniche o detritiche, all’entità delle strutture tettoniche presenti nonché alle modalità di circolazione delle acque superficiali.

Il rilievo geomorfologico è stato eseguito su un’area sufficientemente estesa, che prende in considerazione sia il versante in destra orografica che il versante in sinistra orografica del Fiume Chiese, anche se il primo non è stato trattato in modo approfondito in quanto non sarà interessato dalle infrastrutture di progetto.

L’elemento geomorfologico predominante nell’ambito del territorio esaminato è rappresentato dall’incisione del Fiume Chiese, in corrispondenza della quale sorgono gli abitati di Lavenone e Vestone (tratto di interesse). L’asse fluviale si snoda in seno ad una valle talvolta piuttosto ampia, orientata secondo la direttrice preferenziale NE-SO. L’area del fondovalle è costituita prevalentemente da depositi alluvionali recenti ed attuali e da depositi fluvioglaciali talvolta parzialmente ricoperti da conoidi alluvionali, da falde e coni di detrito (Foto 2).

Questa depressione morfologica è deli- mitata da rilievi impervi con versanti talvolta molto acclivi solcati da corsi d’acqua a regime torrentizio, affluenti del Fiume Chiese.

Le forme d’instabilità dei versanti nel territorio esaminato sono rappresentate da alcune frane di dimensioni limitate e da aree interessate da fenomeni di Foto 2 Area del fondovalle ricoperta da falde di detrito e blocchi franosità superficiale attiva, fatta ecce-

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare zione per la “frana di Idro”, caratterizzata da una estensione areale significativa e che nonostante sia considerata quiescente (paleo frana), studi recenti hanno messo in risalto alcune piccole porzioni interessate da instabilità ancora in atto.

Molto importante e da non sottovalutare appare invece il fenomeno di caduta massi e crolli che si può riscontrare dove esistono versanti subverticali, in relazione a situazioni di rilascio parietale dell’ammasso roccioso (pareti che caratterizzano le principali dorsali del settore posto in sinistra orografica).

Questi fenomeni, determinati sia dalla presenza delle pareti di distacco che delle relative zone di accumulo del materiale lapideo, sono presenti in modo preponderante sulla porzione di versante posta immediatamente in corrispondenza del I imbocco della galleria “Monte Antego- lo”(Foto 4) .

Nella carta geomorfologica sono evidenziati sia i cigli delle pareti di distacco, sia le zone di accumulo. Queste ultime spesso sono interessate anche da dissesti superficiali (franosità attiva) che in alcune zone Foto 3 Area sorgente caduta massi hanno determinato la deformazione e/o l’inclinazione delle pian- te ad alto fusto. Nelle aree sorgenti rilevate sul versante l’ammasso roccioso affiorante si presenta fratturato e tendenzialmente disarticolato, ragione per la quale si ritiene che il volume degli eventuali blocchi di distacco dovrebbe essere relativamente ridot-

Foto 4 massi di dimensioni dell’ordine di 2-3 mc 40

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare to. Ciononostante, lungo l’argine del Fiume Chiese contiguo alle zone interessate da tali fenomeni, si rileva la presenza di massi di dimensioni molto elevate, talvolta dell’ordine di 3-4 mc (Foto 3), tendenzialmente incompatibili con le caratteristiche geomeccaniche delle aree sorgenti, così come si presentano nelle attuali configurazioni.

In linea di massima, gli accumuli detritici addossati ai versanti non sempre sono facilmente identificabili a causa della folta copertura vegetale. Gli affioramenti individuati possono essere considerati sostanzialmente stabilizzati, anche se non mancano limitate falde di detrito non stabilizzato in corrispondenza di aree limitate ai piedi di canaloni o di scarpate particolarmente acclivi, dove il fenomeno di caduta massi appare caratterizzato da maggiore attività.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 8.2 Caratterizzazione preliminare del fenomeno di caduta massi

Nell’ambito del presente lavoro, oltre ai numerosi rilievi in loco e alla consultazione di una serie di studi condotti precedentemente sul territorio di interesse, sono state eseguite una serie di attività specifiche, tra le quali assume particolare la realizzazione di un modello digitale della superficie e del terreno con la realizzazione di ortofotopiano, per un’area di circa 4.28 km2 nei pressi della località Pievevecchia (LIDAR).

L’intervento finalizzato alla caratterizzazione preliminare dei fenomeni di caduta massi, nello specifico, si è concentrato su una zona ben precisa, ossia in corrispondenza del versante presente a monte del sito in cui è prevista la realizzazione del I imbocco della galleria “Monte Antegolo”.

E’ proprio in questa zona, infatti, che si concentrano la maggior parte delle pareti rocciose attive che rappresentano le aree sorgenti caratterizzate da un elevato grado di pericolosità. I rilievi, le indagini e le osservazioni (dirette e indirette) hanno permesso di caratterizzare, sia qualitativamente che quantitativamente, il fenomeno di caduta massi.

Tali pareti si sviluppano sulle arenarie della Val Sabbia, così come si evince dalla carta geologica e geomorfologica. Nel complesso si rileva che la roccia presenta caratteri distintivi riconducibili a importanti fenomeni di stress e deformazioni tettoniche (elevato grado di fatturazione).

Ciò determina l'obliterazione dei caratteri sedimentari primari (stratificazione regolare) e la compattazione di più strati con fessure ricementate a dare di- stacchi di blocchi di volumetrie consistenti.

Il pendio è interessato dalla pesenza di vegetazione ad alto fusto ed arbustiva. Essa svolge una discreta azione di trattenuta delle coperture detritiche e di arresto dei blocchi in movimento o mobilizzabili. E' infatti frequen-

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare te osservare l'accumulo di blocchi al piede di alberi e ceppaie, oltre a tracce di impatto sui tronchi. La vegetazione risulta però efficace nell'azione di trattenuta o rallentamento dei blocchi di volumetria tendenzialmente ridotte.

I rilievi e le analisi svolte hanno permesso di individuare le aree sorgenti dei fenomeni di crollo reali o potenziale.

Le caratteristiche geometriche dell’area sorgente principale e le proprietà dei massi di progetto adottati nell’ambito delle analisi condotte sono le seguenti:

 Lunghezza tratto interessato da caduta massi ca 180 m;

 Volume complessivo ca 4.0 mc;

 Geometria prevalente “Cubica e prismatica”.

Il fenomeno della caduta massi è una combinazione dei moti di caduta libera, rimbalzo e rotolamento, difficilmente modelizzabili se non adottando opportune semplificazioni. I parametri principali che influenzano tale fenomeno sono sinteticamente riassumibili in:

 Geometria del pendio: in particolare inclinazione, lunghezza, rugosità, variabilità laterale della conformazione spaziale del pendio. Le prime due grandezze sono considerate nel modello di calcolo schematizzando la geometria del pendio tramite una spezzata, definita sulla base delle coordinate cartesiane dei vertici. Senza dubbio il primo parametro è uno di quelli maggiormente influenzanti la dinamica del moto; per tale motivo occorre una precisa rappresentazione della geometria dello stesso, sotto- ponendo a verifica le sezioni più rappresentative, o meglio più sfavorevoli per il caso in analisi. Altro elemento di rilievo di notevole influenza sulla dinamica del moto è l’interazione tra il masso in caduta e le irregolarità del pendio. Esse introducono una sorta di variabilità pseudo-casuale degli eventi di crollo, e sono le principali responsabili dell’elevata variabilità osservata nei risultati sperimentali degli eventi di caduta massi che si originano dalla medesima sorgente. Le irregolarità del pendio vengono considerate nel parametro indicato come rugosità; essa altera l’angolo di impatto tra il masso in caduta e la superficie del pendio determinando le caratteristiche dei rimbalzi dei massi.

 Proprietà fisiche del pendio: determinano le caratteristiche dell’interazione tra il masso in movimento ed il pendio. Tali proprietà vengono numericamente definite dai co- 43

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare efficienti di restituzione, normale (Rn) e tangenziale (Rt), i quali definiscono quantitativamente la perdita di energia cinetica che si verifica a seguito di ogni impatto a causa dell’attrito e delle componenti anelastiche degli urti. Rn rappresenta la misura del grado di elasticità delle collisioni perpendicolari al pendio, Rt invece è una misura delle resistenza attritiva degli spostamenti paralleli al pendio che riducono l’energia di impatto.

 Geometria del masso in moto: dimensioni e forma del masso. La dimensione dei massi in moto sono basilari nel determinare la dinamica del moto, dal momento che massi di dimensione maggiore hanno minore probabilità di essere influenzati nel mo- to dalle irregolarità (rugosità) del pendio; massi più grandi hanno maggiori probabilità di percorrere un tragitto più lungo.

 Proprietà fisiche della roccia: la durabilità determina la possibilità che un masso in moto si frammenti durante il tragitto e che quindi vari la propria massa e dimensioni modificando le modalità di interazione del masso con il pendio.

Codice di calcolo. Il fenomeno di scendimento massi è caratterizzato da elevata comples- sità e caoticità, in quanto a variazioni anche minime nelle condizioni iniziali corrispondono grandi variazioni nei risultati finali, a causa della variabilità e della assenza di linearità delle leggi e dei parametri che lo governano. Risulta quindi evidente come non sia matematica- mente possibile prevedere il percorso esatto di un preciso blocco lungo una determinata sezione di scendimento, ma che sia necessario affrontare il problema con un approccio di tipo statistico, simulando lo scendimento di diverse centinaia di blocchi, variando i parametri che governano il fenomeno in modo casuale, in modo da riprodurre compiutamente l’intero campo di variabilità naturale e di tenere conto dell’elevato grado di aleatorietà inevitabilmente connesso al fenomeno.

Le ipotesi semplificative su cui si fonda il codice di calcolo utilizzato sono:

 la caduta massi avviene lungo il percorso più probabile determinato sulla base dei rilievi di terreno effettuati; pertanto la modellazione può essere effettuata in due dimensioni.

 dal momento che il masso in caduta non cambia durante il tragitto, e che la variabilità delle proprietà fisiche del pendio sono molto maggiori rispetto a quelle delle proprie-

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare tà fisiche del materiale roccia, i coefficienti assegnati alle proprietà del pendio (Rn, Rt) sono comprensivi delle caratteristiche del pendio d del materiale roccia.

 lo scenario peggiore è quello del masso di maggiori dimensioni che rimane intatto lungo tutto il tragitto. Pertanto viene assunto che il masso non si frammenti a seguito del distacco dalla nicchia.

 dimensione e forma del masso sono ritenute costanti per le simulazioni di caduta massi da una data area sorgente. I valori assegnati a tali parametri derivano dalle osservazioni effettuate in sito.

I coefficienti di restituzione normale e tangenziale (Rn, Rt) che governano la restituzione di energia ad ogni impatto, e l’angolo di attrito dinamico alla rototraslazione che governa il fenomeno nei tratti di rotolamento equivalente, sono stati inizialmente assunti sulla base delle caratteristiche locali del pendio secondo le indicazioni di Hoek (1987) e successivamente affinati eseguendo una calibrazione del modello sulla base della distribuzione dei punti di arresto realmente osservati in sito.

In base alla natura del substrato su cui avviene il fenomeno il pendio sottostante le zone di distacco è stato suddiviso in diverse zone geomeccaniche omogenee caratterizzate dai seguenti parametri cinematici:

 Rn = coefficiente di restituzione normale;

 Rt = coefficiente di restituzione tangenziale;

 r = angolo di attrito dinamico alla rototraslazione equivalente;

 max= rugosità massima della superficie.

La rugosità della superficie topografica, che assume particolare importanza soprattutto per blocchi impattanti aventi dimensioni paragonabili od inferiori a quelle medie dei blocchi costituenti il substrato è stata determinata in accordo alla seguente espressione:

max= arctg (Smax / R) dove

Smax = altezza massima delle asperità, dipendente dal diametro medio dei blocchi costituenti il substrato;

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare R = raggio del blocco in moto.

Nelle simulazioni effettuate la rugosità del pendio viene fatta variare in modo casuale entro un campo di variabilità pari a  max.

Per tener conto della diminuzione del coefficiente di restituzione normale all’aumentare della velocità di impatto conseguente a fenomeni di scoppio in caso di urti su roccia affiorante o subaffiorante ed a fenomeni di punzonamento ed aratura in casi di urti su substrato deformabile il coefficiente Rn è stato scalato in funzione della velocità all’impatto secondo la seguente espressione (Habib 1976):

2 Rns = Rn/(1+(Vimp/9.14) )

In tutte le simulazioni effettuate il blocco è stato considerato di forma sferica avente raggio R pari ai valori massimi osservati in sito e sono stati considerati gli effetti dovuti alla rotazione del blocco calcolandone il momento di inerzia I secondo l’espressione:

I = 2MR2/5 con M = massa del blocco

Le simulazioni sono state effettuate assegnando ai blocchi in moto una velocità iniziale pari a 0.1 m/s e distribuendo i punti di distacco in maniera casuale su tutta l’altezza delle pareti rocciose.

In genere la simulazione prevede una fase iniziale di caduta libera in cui la componente verticale della velocità viene incrementata gradualmente fino all’intersezione con la superficie topografica (punto di impatto) per effetto dell’accelerazione gravitazionale secondo la seguente equazione:

Vy = Vyo + gt dove

Vy = componente verticale finale della velocità

Vyo = componente verticale finale della velocità g = accelerazione di gravità t = intervallo tempo dal distacco all’impatto

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare In corrispondenza del punto di impatto, determinato dall’intersezione tra la traiettoria balistica assunta dal blocco in volo e la superficie topografica vengono determinate le componenti di velocità incidente normale e tangenziale al pendio secondo le equazioni:

Vni = Vy cos  - Vx sin 

Vti = Vy sin  + Vx cos  dove

Vni = componente normale della velocità di impatto

Vti = componente tangenziale della velocità di impatto

Vy = componente verticale della velocità di impatto

Vx = componente orizzontale della velocità di impatto

 = angolo di incidenza all’impatto calcolato tenendo conto della inclina zione della superficie topografica e della relativa rugosità.

Successivamente vengono determinate le componenti normale e tangenziale della velocità di uscita dall’urto attraverso le seguenti equazioni:

Vno = Vni Rns

2 2 2 0.5 Vto = [(R(2Ii + M Vti )*F1*F2)/(I + MR )] dove

Vno = componente normale della velocità post-impatto

Vto =componente tangenziale della velocità post-impatto

Rns = coefficiente di restituzione normale scalato in funzione della vel. di impatto

R = raggio del blocco

M = massa del blocco

I =momento di inerzia del blocco

i = velocità rotazionale all’impatto

F1 = funzione di attrito

F2 = fattore scala 47

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare La funzione d’attrito ed il fattore scala sono calcolati a mezzo delle seguenti equazioni:

2 F1 = Rt + [(1 – Rt) / (((Vti - i R) / 6.1) ) + 1.2)]

2 F2 = Rt / [(Vni / (76.2 * Rn) )+ 1]

Viene poi determinata la velocità angolare in uscita dall’urto in base all’equazione:

o = Vto / R

Successivamente vengono ricalcolate le componenti verticale ed orizzontale della velocità in uscita dall’urto e la velocità traslazionale risultante secondo le equazioni:

Vxo = Vno sin  + Vto cos 

Vyo = Vto sin  - Vno cos 

2 2 0.5 V = (Vxo + Vyo ) 

Al termine della fase di calcolo relativa a ciascun impatto viene condotto un confronto tra la velocità risultante in un uscita dall’urto ed un valore di soglia, assunto pari a 0.1 m/s; nel caso in cui la velocità in uscita dall’urto sia superiore a tale valore di soglia il calcolo prose- gue con una successiva parabola e con la determinazione di un nuovo impatto, altrimenti si passa ad una fase di rotolamento equivalente governato dalla seguente equazione:

2 0.5 Ve = (Vo – 2Sgk) dove

Ve = velocità in uscita dal segmento considerato

Vo = velocità iniziale tangente al segmento considerato

S = lunghezza del segmento considerato g = accelerazione di gravità

k =  sin i – cos i * tan r i = inclinazione del segmento considerato

r = angolo di attrito dinamico alla rototraslazione

Nel caso in cui il valore sotto radice nella precedente equazione risulti negativo il blocco si arresta all’interno del segmento considerato; in tal caso viene determinato il punto di arre-

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare sto ponendo Ve = 0 e risolvendo la precedente equazione rispetto ad S, ottenendo in tal modo la distanza percorsa sul segmento considerato.

Sulla base dei valori di velocità traslazionale e rotazionale, di massa e momento di inerzia del blocco viene infine determinata l’energia cinetica totale associata al blocco in moto sulla base dell’equazione:

E = 0.5 M V2 + 0.5 I 2

Al termine delle simulazioni effettuate considerando 1000 scendimenti per ciascuna sezione di verifica è possibile disporre della distribuzione dei punti di arresto e degli inviluppi delle seguenti grandezze: Altezze di rimbalzo; Velocità traslazionale; Velocità rotazionale; Energia cinetica totale.

L’analisi di tali grafici consente una oculata scelta della migliore posizione per le eventuali opere di difesa nonché la determinazione delle loro resistenze minime in termini di energia assorbibile.

Sezione di verifica e simulazioni caduta massi. L’inclinazione, o meglio, la geometria del versante, è il fattore che maggiormente influenza la modellazione della caduta massi. Per- tanto per avere risultati attendibili è necessario partire da un’accurata descrizione topografica delle sezioni di verifica. Nei modelli bidimensionali è inoltre fondamentale la scelta del tracciato delle sezioni da sottoporre a verifica. Esse devono considerare le più probabili traiettorie di caduta o quelle maggiormente sfavorevoli, ricavabili dalle analisi e rilievi di terreno.

Nella presente analisi è stata sottoposta a verifica una sezione ritenuta significativa per il caso in esame; l’ubicazione di tale sezioni è contenuta nella tavola Tavola T01. allegata alla presente relazione.

I parametri di ingresso richiesti sono costituiti da:

 Profilo topografico del pendio;

 Rugosità del pendio, coefficienti di restituzione normale Rn e tangenziale Rt;

 Forma e dimensioni delle aree sorgenti e dei massi di crollo.

I valori di rugosità del pendio sono stati determinati sulla base di osservazioni e misurazioni eseguite direttamente in sito. 49

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare I valori associati ai coefficiente di restituzione normale e tangenziale per ogni tipologia di deposito o substrato presente sono sintetizzati nella seguente tabella:

Parametri Substrato Rn Rt r max Substrato lapideo affiorante 0.35  0.04 0.85  0.04 30  2 - - - Detrito grossolano 0.32  0.04 0.82  0.04 30  2 30  2

Nelle modellazioni effettuate, sono state considerate:

- Numero simulazioni (per ogni sezione è stato simulato il lancio di 500 massi dalle aree sorgenti);

- Velocità iniziale dei massi: tale parametro risulta di difficile determinazione. Possono essere effettuate delle stime in funzione dell'altezza libera di caduta di massi, qualora si contempli un iniziale salto con caduta libera. Nel caso in esame sono state considerate le velocità minime necessarie ad innescare la dinamicizzazione dei massi nelle a- ree sorgenti, variabile tra 0,1 m/s e 1,0 m/s.

- Posizione e caratteristiche delle aree sorgenti.

Per ciascuna delle sezioni analizzate e per ciascuno dei punti di verifica, il codice di calcolo determina:

- Altezza di rimbalzo, in metri;

- Energia di impatto, in J;

- Velocità, in m/s.

I parametri della simulazione effettuata sono contenuti nella Tabella 5, mentre i risultati dell’analisi scendimento massi SM1 per il dimensionamento di eventuali opere di difesa (energia ipotizzata MEL 2000 KJ) sono contenuti nella Tabella 6.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Tabella 5 parametri della simulazione Parametri della simulazione Zona di distacco Lineare e puntuale Velocità orizzontale 2.0 m/s Velocità verticale 2.0 m/s Massa Blocco di progetto di 4 mc (10000 Kg) Velocità angolare 0.1 rad/sec Unità Metrica

Angolo di attrito Da Rt o di default 30°-35° (scivolamento) Tipo di contatto con il Scivolamento e rimbalzi successivi terreno RN (coefficiente di In alcune simulazioni scalato considerando la velocità del masso. In accordo con : Rn (scalato) = Rn/(1+(vrock/k)^2) , restituzione normale) dove k=9.144 RT (coefficiente di In alcune simulazioni scalato considerando la massa della roccia, in accordo con: Rn (scalato) = Rn/(1+(mrock/c)^2) , restituzione tangenziale) dove c è variabile in funzione delle condizioni geologico- morfologiche del pendio e del peso del masso di progetto Velocità minima Pari a 0.001 m/s Velocità angolare del Da nulla a 5 rad/s masso Usata nella generazione delle coordinate del pendio (pari a Standard Deviations 0.05), della massa dei gravi (pari a 0.05), delle caratteristiche di restituzione (pari a 0.04) e della velocità iniziale (0.02) ed angolare (0.04)

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Tabella 6 risultati analisi scendimento massi Analisi scendi mento massi Norma UNI 11211-4:2012

Altezza (m) 2.0-2.5 ER – valore massimo di energia MEL dU (KJ) 2000

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 8.3 Caratteristiche idrologiche e idrografiche

Nell’ambito di questo studio si è ritenuta opportuna la definizione delle caratteristiche idrografiche e idrologiche dell’area di interesse, necessarie in sede di progettazione per la stima dei deflussi che possono generarsi soprattutto in occasione di eventi meteorici particolarmente intensi.

Il Fiume Chiese (Figura 9) è l'elemento idrografico principale del territorio e rappresenta il punto di recapito delle acque provenienti dall’intero bacino idrografico di competenza. Nasce dalla Vedretta di Fumo, sul monte Fumo (3.418 m), nel Gruppo dell'Adamello, Figura 9 Fiume Chiese percorre la Val di Fumo e la Val Daone, forma i laghi artificiali di Malga Bissina, di Malga Boazzo, e di Ponte Murandin. Entrando in provincia di Brescia sfocia nel Lago d'Idro, attraversa la Val Sabbia fino a Roè Volciano, giunge in pianura e scorre in direzione nord-sud bagnando nel bresciano Gavarado, Monti- chiari e Carpenedolo e in Provincia di Mantova, Asola, prima di confluire da sinistra nell'O- glio a valle di Acquanegra sul Chiese. La sua lunghezza complessiva è di circa 147 km. Si tratta di un corso d'acqua perenne contraddistinto da un regime prealpino con periodo di magra invernale, un massimo di portata in primavera - estate per lo scioglimento delle nevi e per le precipitazioni primaverili, un altro massimo autunnale, inferiore al precedente, dovuto alle sole piogge. Nel tratto in esame è caratterizzato da normali processi di trasporto in alveo e a tratti da fenomeni erosivi di sponda più o meno marcati.

Il Fiume Chiese attraversa il territorio di Vestone e Lavenore con direzione NE - SW.

Il Fiume Chiese è caratterizzato da un bacino idrografico molto esteso, in seno al quale si rileva un cospicuo numero di affluenti con bacini di pertinenza solitamente di entità medio piccola (sottobacini). Tali affluenti, esclusivamente a regime torrentizio, sono generalmente disposti perpendicolarmente alla linea di deflusso dell’asse principale..

Considerata l’ubicazione delle opere di progetto appare evidente l’esigenza di dover stu- diare in modo approfondito il versante in sinistra orografica del Chiese. 53

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Per la caratterizzazione di dettaglio di queste aree, sia sotto il profilo idrografico che idraulico, oltre all’esame della cartografia e delle ortofoto esistenti, sono stati condotti una serie di sopralluoghi dagli scriventi al fine di verificarne le reali caratteristiche.

L’analisi morfologica è stata condotta sulla base del rilievo fotogrammetrico a scala 1:5.000 fornito dall’Ufficio Tecnico dell’Amministrazione provinciale.

I versanti in esame non sono attraversati da corsi d’acqua superficiali considerevoli, anche se localmente si rileva l’esistenza di ruscelli a carattere stagionale alimentati da emergenze sorgentizie poste a monte. Foto 5 Affluente Fiume Chiese

Gli elementi geomorfologici cartografati appartengono a gruppi diversi, in base agli agenti morfodinamici che li hanno determinati:

Forme, processi e depositi gravitativi di versante

- Area di frana attiva;

- Area a franosità superficiale diffusa e/o zona di distacco-accumulo di blocchi;

- Area di frana quiescente;

- Area di frana stabilizzata;

- Zona di accumulo di frana (attiva, non attiva, quiescente);

- Orlo di scarpata di degradazione e/o frana;

- Parete interessata da crolli.

Forme, processi e depositi per acque correnti superficiali

- Area con emergenze idriche e/o ristagni diffusi;

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare - Area potenzialmente allagabile;

- Cono alluvionale;

- Erosione laterale;

- Orlo di scarpata (processi morfologici concomitanti);

- Orlo di erosione fluviale o torrentizia;

- Solco di erosione concentrate;

La coincidenza di alcuni affluenti principali con lineazioni tettoniche evidenziate da fasce di roccia cataclasata, determina la presenza di marcati fenomeni erosivi che hanno nel tempo condotto ad un approfondimento progressivo degli alvei nel substrato roccioso con conseguenti ingenti fenomeni di trasporto. A questi fenomeni si è sovrapposto il ringiovanimento morfologico dovuto alla variazione del profilo del Fiume Chiese.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 8.4 Aspetti idrogeologici dell’area in esame

La ricostruzione dell'assetto idrogeologico dell'area di interesse è stata fatta tenendo con- to delle informazioni bibliografiche ed in considerazione dei dati riscontrati nel corso dei sondaggi geognostici. Per un inquadramento completo ed esaustivo, viene presa in esame un’area relativamente estesa all’interno della quale ricade la zona interessata dalle opere di progetto. Per tale ragione, nell’ambito del presente lavoro saranno descritte e caratterizzate anche unità idrogeologiche ricadenti in aree non direttamente interessate dalle infrastrutture di progetto.

In linea di massima si può affermare che la distribuzione e l'entità dei bacini idrogeologici presenti nell’area considerata sono strettamente connesse all’assetto geologico-strutturale, con particolare riferimento alla presenza di rocce permeabili che possono costituire serba- toi naturali e alle caratteristiche strutturali che condizionano sensibilmente l'infiltrazione e la circolazione idrica sotterranea.

L’evoluzione tettonica-stratigrafica del Mesozoico ha delineato la geometria e le potenziali- tà dei principali acquiferi, agendo soprattutto sullo spessore e sulla localizzazione delle piattaforme norico-liassiche e dei bacini coevi, separati tra di loro da discontinuità tettoniche sin sedimentarie generate da un regime distensivo.

Le proprietà idrogeologiche di ogni singola formazione rocciosa variano a seconda che si tratti di sequenze bacinali, caratterizzate da termini a prevalente componente pelitica o di piattaforma; queste ultime sono spesso interessate da strutture distensive che in certi casi, nel corso del susseguirsi delle varie fasi tettoniche neoalpine, hanno condizionato la distribuzione delle nuove strutture compressive.

La funzione drenante svolta da queste faglie è giustificata sia dalla loro geometria, normale rispetto alle superfici impermeabili di base, che dalle caratteristiche delle loro rocce di faglia.

Il livello di fatturazione pervasiva collegato alle discontinuità principali (roccia di faglia) può originare strutture differenti in relazione alle caratteristiche dei litotipi interessati, distinguendo in particolare le deformazioni cataclastiche dalle deformazioni per “Pressure Solu- tion Cleavage”. Le deformazioni per piani di taglio possono essere trascurate in quanto

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare non si verificano significative variazioni. La permeabilità delle rocce di faglia quindi varia in funzione del tipo di deformazione che si verifica:

a) nelle rocce cataclastiche non cementate, il cui sviluppo dipende sia dall’entità delle deformazioni che da altri parametri come pressione dei fluidi interstazionali, velocità di deformazione e pressione di confinamento, il coefficiente di permeabilità aumenta all’aumentare della granulometria dei clasti;

b) nelle rocce di faglia da PSC la variazione dipende principalmente dalla composizione delle rocce, essendo elevata nei litotipi più carbonatici e tendenzialmente ridotta nei litotipi marnosi.

L’area rilevata nel corso di questo studio è stata oggetto di approfondite indagini svolte da diversi autori spinti da vari obiettivi, tra i quali possiamo citare i seguenti:

- identificare le principali discontinuità tettoniche (dovute a regimi distensivi e compressivi) e le deformazioni plicative;

- rilevare con vari strumenti di indagine le principali discontinuità correlate alle emergenze idriche più significative;

- rilevare e rappresentare graficamente, mediante diagrammi strutturali , la geometria delle principali direttrici tettoniche.

Sotto il profilo idrogeologico nell'area in esame si distinguono alcuni settori prettamente montuosi, dominati dagli affioramenti rocciosi localmente ricoperti da depositi sciolti, ed i settori di fondovalle, caratterizzati dalla presenza di depositi alluvionali e/o fluvioglaciali.

Gli affioramenti di rocce calcaree, calcareo-marnose e/o arenacee, sono caratterizzati da una permeabilità per fessurazione (in grande), determinata dalla presenza di giunti di stratificazione, sistemi di fratturazione e cavità carsiche nei termini prevalentemente calcarei (Calcare di Angolo e Calcare di Esino).

I depositi di versante, gli accumuli di frana e i depositi di conoide spesso contengono falde di modeste dimensioni e scarsa produttività, mentre i depositi fluviali e fluvioglaciali sono maggiormente permeabili. Entrambi sono caratterizzati da permeabilità secondaria o in piccolo (per porosità).

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Dopo aver effettuato un inquadramento generale sotto il profilo idrogeologico è possibile definire le principali unità idrogeologiche mediante l’accorpamento dei litotipi con caratteristiche simili. Le unità idrogeologiche più importanti di pertinenza dell’area di interesse e i relativi parametri caratteristici sono di seguito descritte:

Unità idrogeologica del Calcare di Buchenstein, della Formazione di Wengen e del Calare di Prezzo (MB). Comprende le seguenti formazioni: a) il Calcare di Buchenstein, costituito da calcari grigio-nerastri, silicei a stratificazione netta e regolare con strati di 20- 30 cm, intervallati da sottili interstrati argillosi, passanti verso l’alto a calcari intercalati da arenarie a grana da fine a grossolana e siltiti grigio-nerastre compatte; b) la Formazione di Wengen, costituita da marne, calcari marnosi nerastri, marne arenacee nerastre cui si intercalano argilliti marnose ed arenarie talora tufacee; c) il Calcare di Prezzo. Questa unità idrogeologica è caratterizzata da un comportamento idrogeologico che varia sensibilmente in funzione della presenza di livelli marnosi ed argillosi e in relazione al grado di fatturazione.

Unità idrogeologica dell’Arenaria di Val Sabbia e delle porfiriti (B). Questa unità idrogeologica comprende varie formazioni con caratteristiche idrogeologiche omogenee. L’unico litotipo affiorante nell’area di interesse è l’Arenaria di Val Sabbia, costituita da arenarie tufacee e marne arenacee con intercalazioni calcareo – marnose per lo più di spessore limitato, con associati conglomerati ad elementi calcareo-marnosi e caratterizzata da una permeabilità da ridotta a molto ridotta.

Unità idrogeolica dei depositi di versante, conoide e accumuli di frana (al). Si tratta di depositi con notevole variabilità granulometrica, sia lateralmente che in senso verticale, anche se prevalgono terreni medio fini a bassa permeabilità, alternati da livelli sabbiosi o sabbioso-ghiaiosi che danno vita a piccole falde sospese, alimentate prevalentemente dai circuiti idrici provenienti dai rilievi montuosi.

Unità idrogeologica dei Depositi fluviali e fluvioglaciali (mb). Questa unità idrogeologica è costituita dai depositi ghiaioso-sabbiosi molto permeabili presenti lungo il fondovalle; contengono una falda freatica in diretta connessione con l’alveo ed il subalveo dei corsi d'acqua più importanti (Fiume Chiese, Torrente Gorgone).

Di seguito (Tabella 7) si riportano in forma schematica le principali informazioni relative alle singole unità idrogeologiche sinora descritte: 58

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare UNITA' Permeabilità Formazione geologica e litologia prevalente Modalità di circolazione IDROG. Tipo Grado

Formazione di Wengen, Vulcaniti porfiriche, Calcare di

Buchenstein Fessurazione (Medio Circolazione idrica MB (Calcari, calcari selciosi, arenarie, interstrati marnosi e Bassa) irregolare e discontinua vulcaniti)

Arenaria di Val Sabbia, Porfiriti Circolazione idrica poco Fessurazione B (Arenarie tufacee e marne arenacee con intercalazioni (Bassa) sviluppata (frequenti livelli calcareo–marnose) marnoso-argillosi)

Depositi fluviali e fluvioglaciali Porosità al (Alta) Falda acquifera continua (depositi ghiaioso-sabbiosi molto permeabili)

Depositi di versante, depositi di conoide, accumuli di (Media - frana e riporti Porosità Circolazione idrica mbs Medio (terreni medio fini a bassa permeabilità, alternati da livelli localizzata e discontinua Bassa) sabbiosi o sabbioso-ghiaiosi)

Tabella 7 Principali informazioni sulle singole unità idrogeologiche

Una suddivisione simile, riportata nella “Carta idrogeologica della Parte meridionale delle Prealpi bresciane” (Avanzini M. et al., 1983), di cui si riporta uno stralcio nelle pagine seguenti (Tavola A), tiene conto dell’ubicazione e delle caratteristiche delle principali sorgenti rilevate, degli elementi tettonici principali nonché dei risultati di prove specifiche condotte con l’utilizzo di traccianti.

Sulla base di tutte le informazioni acquisite nell'ambito del suddetto studio sono state individuate tre classi basate su valori orientativi della trasmissività media delle unità idrogeologiche:

Classe A: caratterizzata da valori elevati di trasmissività correlati a fenomeni carsici più o meno diffusi (unità idrogeologiche del Calcare di Esino);

Classe B: caratterizzata da valori di trasmissività medi (Calcare di angolo);

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Classe C: in questa classe ricadono le unità idrogeologiche con Trasmissività da bassa a molto bassa, con scarso interesse dal punto di vista idrogeologico (Calcare di Buchenstein, Formazione di Wengen, Arenaria di Val Sabbia).

La carta idrogeologica allegata alla presente relazione (T06), di cui si riporta uno stralcio nelle pagine seguenti, oltre alle unità idrogeologiche contiene gli elementi idrogeologici desunti dalla consultazione dei seguenti elaborati:

a) “Carta idrogeologica della parte meridionale delle Prealpi Bresciane", CNR – ASM – Politecnico di Milano (

b) Figura 10);

a) "Carta delle grotte e delle sorgenti delle Prealpi bresciane", Società Speleologica italiana – Azienda servizi municipalizzati Brescia (Figura 11).

b) Carta IGM a scala 1:25.000, Foglio n. 34, quadrante II, tavoletta "S.E. Vestone" e quadrante III, tavoletta "S.O IDRO";

L'elaborato di cui al p.to b) è stato necessario per individuare le strutture carsiche regolar- mente censite, mentre per localizzare le sorgenti e/o i pozzi perenni (portata non specifica- ta) si è fatto riferimento prevalentemente alle carte IGM citate al p.to c).

Durante l'esecuzione dei sondaggi geognostici sono state acquisite informazioni utili ma non del tutto esaustive ai fini di un inquadramento di dettaglio delle caratteristiche idrogeologiche locali, trattandosi di dati puntuali che possono fornire indicazioni per una caratterizzazione delle porzioni superficiali.

Dalle risultanze di tali sondaggi si evidenzia l’esistenza di zone umide con stillicidio e locali venute d’acqua, da cui si desume la presenza di acquiferi di spessore ridotto e scarsa con- tinuità laterale. Nel sondaggio n. 6, eseguito nel 2009 in corrispondenza del tratto interessato dalla galleria “Monte Coste”, è stata rilevata anche la presenza di un orizzonte acquifero a -19 m dal p.c.. Pertanto, considerato l’assetto litologico-geomorfologico e idrologico dell’area, non è possibile escludere la presenza di falde idriche in corrispondenza degli orizzonti a permeabilità relativa maggiore, di entità e importanza maggiori rispetto a quelle direttamente rilevate anche in corrispondena dei sondaggi S1 e S2 (Monte Antegolo).

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Visto che tali acquiferi possono essere anche in relazione con il corpo idrico superficiale (Fiume Chiese), sarebbe opportuno procedere con adegauti approfondimenti nel corso degli studi per i successivi livelli di progettazione.

Stralcio della “Carta idrogeologica della parte meridionale delle Prealpi Bresciane (CNR – ASM – POLITECNICO DI MILANO)

LEGENDA

Classe A: Trasmissività elevata

Classe b: Trasmissitivà media

Classe C: Trasmissività Bassa

Figura 10 Carta idrogeologica della parte meridionale delle Prealpi Bresciane.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Stralcio Carta delle grotte e delle sorgenti delle prealpi bresciane (Società Speleologica italiana – Azienda servizi municipalizzati Brescia)

Figura 11 Stralcio Carta idrogeologica con elementi idrologici (T06)

Durante i rilievi condotti in sito sono state individuate alcune zone interessate da stillicidio, venute d’acqua, oltre a sorgenti vere e proprie. Una di queste è presente presso “Case Maer”, alla quota topografica di ca 382 m sl.m. (Foto 7)

Foto 6 (sorgente “Case Maer”)

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare RELAZIONE SUI RILIEVI E SULLE INDAGINI (progetto preliminare)

______

9 Considerazioni preliminari

Uno degli aspetti più delicati da affrontare prima di intraprendere la progettazione definitiva-esecutiva di una galleria profonda consiste nella determinazione dei parametri geotecnici degli ammassi rocciosi, al fine di ricavare i parametri utili per il calcolo della stabilità durante le operazioni di scavo. Questi "dati di ingresso" riguardano la caratterizzazione geologico-geotecnica dell'ammasso roccioso che comprende la valutazione di:

 caratteristiche di deformabilità di breve e lungo termine;  caratteristiche di resistenza;  caratteristiche di permeabilità;  stato di tensione naturale, carichi di tipo idraulico e/o di altra natura. Si può affermare pertanto che per ottenere modelli del mezzo roccioso affidabili non si può prescindere dalla determinazione dei parametri di deformabilità e resistenza relativi alla roccia intatta, alle discontinuità e all'ammasso nel suo complesso.

Altro aspetto di notevole importanza riguarda la caratterizzazione delle zone di imbocco, specie nel caso in cui si rileva la presenza di materiali di copertura con caratteristiche fisico- meccaniche tendenzialmente scadenti. A tal riguardo, oltre ai tradizionali rilievi geologici e geomorfologici e alle indagini precedentemente realizzate (sondaggi, indagini sismiche e geoelettriche), sono state pianificate ed eseguite una serie di indagini geognostiche in sito e prove geotecniche di laboratorio allo scopo di ottenere una corretta caratterizzazione dei materiali presenti nell’area investigata sia dal punto di vista stratigrafico che geotecnico e geomeccanico.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 9.1 Riepilogo indagini per lo studio preliminare

Le indagini e i rilievi eseguiti svolgono una funzione particolarmente importante per la definizione della sequenza stratigrafica, la classificazione e la caratterizzazione dei terreni per il progetto preliminare delle opere.

Le prove disponibili possono essere sintetizzate nel seguente prospetto:

Tabella 8 Riepilogo indagini e prove RIEPILOGO INDAGINI E PROVE

n. rilievi/indagini Descrizione “Monte “Monte Coste” Antegolo” sondaggi geognostici 1 2

vi e prove dilatometriche - 4

e e rili prove di permeabilità (Lugeon) 1 4

in sito rilievi geomeccanici 2 16

Indagini tomografia elettrica e sismica - 5 + 9

Peso di volume 4 29

rio

o Compressione monassiale 4 12

Compressione triassiale 6 8

Taglio sui giunti 3 2

Trazione indiretta 4 8

Velocità onde sismiche (Vp, Vs) 4 28

Determinazioni/prove

geotecniche di laborat Peso di volume 4 15

Peso di volume - 38

Distribuzione granulometrica aggregato - 6

ni/prove

gati)

e Massa volumica Dei granuli e Assorbimento - 5

(aggr

geotecniche Resistenza al gelo-disgelo (anche in presenza NaCl) - 6

di laboratorio

Determinazi Resistenza alla Frammentazione (Los Angeles) - 6

Questi dati (Tabella 8) integrano quelli che derivano dalle indagini precedentemente effettuate nelle zone limitrofe per la progettazione di altre opere relative alla medesima struttura viaria, oltre al sondaggio n. 6 (con relative prove geotecniche) che è stato realizzato proprio in corrispondeza dell’asse della galleria “Molte Colmo” nell’anno 2009. Vengono 64

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare prese in esame anche le indagini geoelettriche e sismiche precedentemente realizzate per la caratterizzazione dei terreni presenti alla base del versante di “Monte Antegolo”, in prossimità del Fiume Chiese nell’ambito di una ipotesi progettuale precedente a quella attuale che prevede la realizzazione del tunnel per bypassare il Monte Antegolo.

Infine, si riportano anche le prove geotecniche di laboratorio per la qualifica degli aggregati (smarino) al fine di consentire ai progettisti delle opere la possibilità del loro riutilizzo.

Nei capitoli seguenti, dopo aver presentato il piano di dettaglio dell’intera campagna di indagini, si riportano in modo sintentico i risultati desunti dalle certificazioni rilasciate dalle strutture incaricate, allegate alla presente e alle quali si rimanda per dettagli e approfondimenti.

9.2 Piano di dettaglio della campagna di indagini

Tenendo conto dell’impostazione metodologica seguita per la costruzione del “riepilogo indagini e prove” (Tabella 8 Riepilogo indagini e prove, in questa sezione saranno presentate alcune informazioni aggiuntive per ottenere una ricostruzione chiara ed esaustiva del piano di dettaglio delle indagini e delle prove.

INDAGINI E RILIEVI IN SITO

Tabella 9 Indagini e rilievi in sito Località/ubicazione Indagini anno Prove – indagini/Codice S1_D1 Dilatometrica S1_D2 S1 - Sondaggio orizzontale 2014 Permeabilità S1_01 II imbocco (L = 97.0 m) (lugeon) S1_02 “Monte Antegolo” S2_D1 Dilatometrica S2_D2 S2 - Sondaggio orizzontale 2014 Permeabilità S2_01 I imbocco (L = 98.0 m) (lugeon) S2_02 Tomografia elettrica 2009 Tomografia E1 ÷ E5 Monte Antegolo – Fiume (Base versante) Chiese Tomografia sismica 2009 MASW M1 (Base versante) ÷ M9 S6 - Sondaggio verticale Permeabilità “Monte Coste” S6_P1 (L = 69.5 m) 2009 (lugeon)

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare DETERMINAZIONI/PROVE GEOTECNICHE DI LABORATORIO

Tabella 10 Detrminazioni/prove geotecniche in sito – sondaggio 1 SONDAGGIO N. 1

sione sione

siale

s s

etta

INTERVALLO i

Codice

volume

Peso di

provino

ind

Trazione

triassiale

sui giunti

monoa

Taglio diretto

Velocità onde

Compre Compre

PROFONDITA’ 12.00 ÷ 13.00 gcf1 X X X

13.00 ÷ 14.00 gcf2 X X X

16.50 ÷ 17.00 gcf4 X X

16.50 ÷ 17.00 gcf3 X X

17.00 ÷ 18.00 gcf5 X X X

I TRATTO 17.00 ÷ 18.00 gcf6 X (7 ÷ 37) 19.00 ÷ 20.00 gcf7 X

19.00 ÷ 20.00 gcf8 X

22.00 ÷ 22.50 gcf9 X X

22.00 ÷ 22.50 gcf10 X X

22.50 ÷ 23.00 gcf11 X X X

31.50 ÷ 32.00 gcf12 X X X

53.00 ÷ 53.50 gcf13 X X X

58.50 ÷ 59.00 gcf14 X X II TRATTO 58.50 ÷ 59.00 gcf15 X X (37 ÷78) 68.50 ÷ 69.00 gcf16 X X X 68.00 ÷ 69.00 gcf44 X X

80.00 ÷ 81.00 gcf17 X X X

82.00 ÷82.50 gcf18 X X III TRATTO 82.00 ÷82.50 gcf19 X X (78 ÷ 97) 87.50 ÷87.90 gcf20 X X X

92.50 ÷ 93.00 gcf21 X X X

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Tabella 11 Detrminazioni/prove geotecniche in sito – sondaggio 2 SONDAGGIO N. 2

Vp)

INTERVALLO siale

noassiale

Codice

volume

Peso di

provino

(Vs

indiretta

Trazione

tria

sui giunti

Taglio diretto

Velocità onde

Compressione Compressione

PROFONDITA’

57.20 ÷ 57.60 gcf23 X X X

58.20 ÷ 58.60 gcf22 X X X

62.70 ÷ 62.80 gcf24 X X II TRATTO 62.70 ÷ 62.80 gcf25 X X (49 ÷70) 63.30 ÷ 63.90 gcf26 X X X

67.50 ÷ 67.90 gcf28 X X X 69.0 ÷ 69.50 gcf47 X X

80.00 ÷ 80.50 gcf27 X X X

80.50 ÷ 81.00 gcf29 X X

80.50 ÷ 81.00 gcf30 X X

86.40 ÷ 86.70 gcf31 X X X 86.40 ÷ 86.70 gcf32 X X

88.40 ÷ 88.70 gcf33 X X

89.60 ÷ 89.90 gcf34 X X X III TRATTO 92.00 ÷ 92.60 gcf35 X X X (70 ÷ 98) 92.60 ÷ 93.00 gcf36 X X X

93.00 ÷ 94.00 gcf40 X

93.00 ÷ 94.00 gcf41 X

93.00 ÷ 94.00 gcf42 X

96.30 ÷ 97.00 gcf37 X X X

96.30 ÷ 97.00 gcf38 X X

96.30 ÷ 97.00 gcf39 X X

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Tabella 12 Detrminazioni/prove geotecniche in sito – sondaggio 6 SONDAGGIO N. 6

Vp)

INTERVALLO siale

noassiale

Codice

volume

Peso di

provino

(Vs

indiretta

Trazione

tria

sui giunti

Taglio diret

Velocità onde

Compressione Compressione

PROFONDITA’

- 47.08-47.26 S6C1 X X X

- 47.26-47.3 S6C2 X

- 47.3-47.34 S6C3 X

- 46.22-46.4 S6C4 X X X

- 46.7-46.82 S6C5 X

- 46.52-46.64 S6C6 X

- 46.4-46.52 S6C7 X

- 56.34-56.38 S6C8 X

- 56.38-56.42 S6C9 X

- 56.42-46.60 S6C10 X X X

- 56.6-56.78 S6C11 X X X

- 57.5-57.62 S6C12 X

- 57.62-57.74 S6C13 X

- 57.74-57.86 S6C14 X

- 55.19-55.27 S6C1T1 X

- 55.49-55.56 S6C1T2 X

- 49.53-49.61 S6C1T3 X

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare PROVE GEOTECNICHE DI LABORATORIO (CARATTERIZZAZIONE SMARINO)

Tabella 13 Prove geotecniche in sito (caratterizzazione smarino) – sondaggio 1 SONDAGGIO N. S1

INTERVALLO

disgelo disgelo

- -

orbimento

aggregato

gelo gelo

Resistenza al Resistenza al

Dei granuli e

Distribuzione

(Los Angeles)

Ass

Resistenza alla

PROFONDITA’

granulometrica

Massa volumica

(presenza NaCl)

Frammentazione x

x I TRATTO 14.00 ÷ 17.00 x

x II TRATTO 50.00 ÷ 55.00 x

x III TRATTO 85.00 ÷ 90.00 x

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Tabella 14 Prove geotecniche in sito (caratterizzazione smarino) – sondaggio 2 SONDAGGIO N. S2

za al INTERVALLO

disgelo disgelo

- -

aggregato

gelo gelo

Resistenza al Resisten

Dei granuli e

Distribuzione

(Los Angeles)

Assorbimento

Resistenza alla

PROFONDITA’

granulometrica

Massa volumica

(presenza NaCl)

Frammentazione X

X 36.00 ÷ 39.00 X

X** I TRATTO X

X 60.00 ÷ 65.00 X

X II TRATTO 85.00 ÷ 90.00 X

Note: Il materiala sottoposto a prova è stato selezionato dal campione preventivamente frantumato mediante frantoio da laboratorio a partire dagli spezzoni di carota *Il materiale sottoposto a prova è stato selezionato dal campione preventivamente frantumato mediante frantorio da laboratorio a partire dagli spezzoni di carota. La prova è stata eseguita sul materiale sottoposto alla prova resistenza al gelo/disgelo (UNI EN 1367-1) **Il materiale sottoposto a prova è stato selezionato dal campione preventivamente frantumato mediante frantorio da laboratorio a partire dagli spezzoni di carota. La prova è stata eseguita sul materiale sottoposto alla prova resistenza al gelo/disgelo in presenza di sale (UNI EN 1367-6)

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 9.3 Sintesi delle risultanze delle indagini in sito e di laboratorio

Stratigrafia sondaggi

Si riportano di seguito le rappresentazioni schematiche delle sequenze stratigrafiche rilevate; considerata la complessità delle informazioni, si rimanda agli elaborati in forma integrale contenuti nell'allegato "Report sui rilievi, indagini e prove di laboratorio" (Allegato A1) per ulteriori approfondimenti:

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 9.3.1 Indagini e rilievi in sito

Prove di permeabilità (Lugeon)

SOND Prova Diametro Sezione H immis- Gradino di Pressione Tem- Lettu- RQ sione carico (bar) po ra D . foro (m) (m) Acqua (m) (min) (L) (%) I 1 10 42 II 2 10 122 III 3 10 210 1 0.101 66-67 12.5 0 IV 5 10 503 V - - - scar. 3-2 - - - S1 I 4 10 324 II 6 10 423 III 8 10 722 2 0.101 88-89 - 0 IV - - - V - - - Scar. 6-4 - - - Tabella 15 Prove di permeabilità (Lugeon) – S1 SOND Prova Diametro Sezione H immis- Gradino di Pressione Tem- Lettu- RQ sione carico (bar) po ra D . foro (m) (m) Acqua (m) (min) (L) (%) I 2 10 126 II 4 10 211 III 6 10 261 30- 1 0.101 64-67 - IV 8 10 397 60 V - - - S2 scar. 5-3 - - - I 4 10 269 II 6 10 404 III 8 10 440 70- 2 0.101 87-88 - IV 12 10 601 80 V 16 10 883 scar. 8-4 - - - Tabella 16 Prove di permeabilità (Lugeon) – S2 SOND. Prova Diametro Sezione H immis- Gradino di Pressione Tempo Lettura RQD sione Acqua carico (bar) (min) (L) (%) foro (m) (m) (m)

S6 I 5 15 781 60- 62.5- 6 0.101 2.45 II 8.5 15 1002 67.5 100 III 11.5 15 284 Tabella 17 Prove di permeabilità (Lugeon) – S6

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Prove dilatometriche

SOND Prova Profon- Diametro Diametro Inclina- Modulo di Modulo RQD . dità sond. guaina zione deformazio- Elastic (Ee) (%) prova (°) ne (Ed) (Mpa) Mpa S1 D1 79.5 102.8 95 0 2527 3498 40-50 D2 93.5 102.0 95 0 12875 16093 30-40 D1 95.0 101.6 95 0 8463 13296 80-90 S2 D2 74.0 105.2 95 0 14546 19394 40-50 Tabella 18 Prove dilatometriche– S1, S2

Prova di creep

SOND Pro- Pressio- Tem- Ora D1 D2 D3 Tem- D D po (me- va ne po - (s) dio) costante max (bar) (min)

10.01.26 7.907 8.418 8.178 0 8.168 0.000 10.02.14 7.909 8.419 8.179 48 8.169 0.001 10.02.57 7.910 8.420 8.180 91 8.170 0.002 D1 3.4 34.8 10.03.36 7.910 8.420 8.181 130 8.170 0.003 10.04.04 7.911 8.420 8.182 158 8.171 0.003 S1 10.04.49 7.911 8.421 8.183 203 8.172 0.004 10.52.11 6.798 6.723 7.540 0 7.020 0.000 10.52.48 6.798 6.724 7.541 37 7.021 0.001 10.53.18 6.799 6.724 7.541 67 7.021 0.001 D2 47.6 3.7 10.53.54 6.799 6.724 7.541 103 7.021 0.001 10.54.33 6.799 6.724 7.541 142 7.021 0.001 10.55.19 6.799 6.725 7.541 188 7.022 0.001 10.55.52 6.799 6.725 7.541 211 7.022 0.001 13.22.41 6.980 6.405 6.467 0 6.617 0.000 13.23.04 6.980 6.406 6.467 23 6.618 0.000 13.23.48 6.981 6.406 6.467 67 6.618 0.001 D1 35.2 3.4 13.24.27 6.981 6.406 6.468 106 6.618 0.001 13.24.51 6.981 6.407 6.468 130 6.619 0.001 13.25.29 6.981 6.407 6.468 168 6.619 0.001 S2 13.26.04 6.981 6.407 6.468 203 6.619 0.001 14.11.53 10.713 11.499 8.434 0 10.216 0.000 14.12.38 10.714 11.499 8.434 45 10.216 0.000 14.12.59 10.714 11.499 8.435 66 10.216 0.000 D2 35.1 3.6 14.13.39 10.714 11.499 8.435 106 10.216 0.000 14.14.02 10.714 11.500 8.435 129 10.216 0.001 14.14.50 10.714 11.500 8.435 177 10.216 0.001 14.15.26 10.715 11.500 8.435 213 10.217 0.001 Tabella 19 Prove di creep – S1, S2

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Tomografia sismica e elettrica. Per un inquadramento organico e approfondito dell’assetto litologico - stratigrafico e geotecnico, sono stati recepiti i profili di tomografia elettrica (tracciato investigato ca 1500 m), i profili sismici Masw e le indagini a stazione singola mediante il tromino, precedentemente eseguite per la caratterizzazione di alcuni tratti di interesse.

L’ubicazione delle suddette indagini, eseguite laddove non è stato possibile accedere con mezzi equipaggiati per indagini dirette, è di seguito rappresentata (Foto 8).

Foto 7 ubicazioni tomografie sismiche e elettriche.

Le indagini sono state eseguite dalla ditta GG Service di Torbole (TN). Le informazioni di dettaglio sulla strumentazione utilizzata, sulle metodologie di indagine e sui risultati finali sono contenute nella relazione allegata alla presente, di cui se ne riporta un estratto nelle schede seguenti (Tabella 20):

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Profili di tomografia elettrica e profili sismici Masw

Tabella 20 estratto informazioni sulle indagine sismiche ed elettriche Indagini E1 - M4 – M5 – M6 Tratto considerato Nord (Progr. 7275-6900)

Il sondaggio meccanico eseguito pochi metri a nord del l’inizio del profilo E1 ha intercettato il substrato roccioso arenaceo a 2m di profondità. Il tratto indagato inizia poco dopo il ponte nord e si arresta contro la dorsale rocciosa arenacea posta alla progressiva 6900m ca. La posizione del substrato rigido si appoggia prevalentemente sui dati sismici in quanto la superficie di erosione si trova al limite inferiore del modello elettrico e non si osserva una variazione significativa del gradiente analoga a quanto si può apprezzare nel tratto più settentrionale della sezione. La profondità media del substrato roccioso rigido si pone quindi a più di 15m e risale in corrispondenza degli affioramenti di inizio e fine profilo. Di dubbia interpretazione è il medio conduttivo posto tra le progressive 7225 e 7125m che presenta una immersione congruente con quella della superficie di erosione del substrato. Si propende per una natura deposizionale più che per un bedrock alterato o un intercalazione siltosa al l ’ i nt erno dello stesso. Non ci sono invece dubbi interpretativi per i corpi resistivi che arrivano fino in superficie e che hanno potenze anche superiori a 10m e che sono riconducibili ad accumuli gravitativi a grossi blocchi.

Indagini E2 e M7 Tratto considerato centrosettentrionale progr.6870-6600

In questa tratta la morfologia si fa decisamente più movimentata e ci si alza di quota (10-15m). Il substrato roccioso rigido risale notevolmente mantenendosi a profondità di circa 5m in M7 in ottimo accordo con le variazioni di gradiente verticale di resistività. I valori tipici del substrato roccioso sano sono superiori a 600ohm m. In questo contesto la copertura a bassa velocità ha un comportamento elettrico prevalentemente conduttivo con zone a media resistività interpretabili come depositi di versante a blocchi. La porzione conduttrice deve essere ricca in matrice fine e rappresenta proba- bilmente la parte eluviale delle rocce siltiti che che si intercalano alle arenarie della formazione delle Arenari e di Valsabbia. Un aspetto molto interessante è rappresentato dalle variazioni laterali di resistività del substrato roccioso che si configurano come fasce conduttive subverticali interpretabili come zone di intensa fatturazione.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Indagini E4, E3 M8 e M9 Tratto considerato Centromeridionale (progr.6600-6250)

L’ area coincide con un terrazzo alluvionale pianeggiante che rappresenta anche la zona di fondazione delle imponenti terre armate che sosterranno la nuova viabilità e che vanno ad appoggiarsi verso est alla parete rocciosa. I profili elettrici corrono lungo la base del versante e evidenziano una struttura del sottosuolo costituita nel tratto settentrionale da un forte resistivo di forma lenticolare che si raccorda ad un medio resistivo che occupa tutto il settore meridionale. La copertura sciolta conduttiva ha uno spessore di circa 6-7m e l ’ interfaccia di base è pianeggi ante. Sulla base dei due profili Masw è stato verificato che mentre i medio conduttivo ha caratteristiche di un bedrock (come quelle del profilo E2), quello alto resistivo ha un comportamento più consono ad un materiale sciolto che ad uno l api deo. Il profilo Masw M8 eseguito all’estremità nord del profilo E4 individua il bedrock a profondità coincidenti con la base della lente resistiva che si trova a 18m di profondità. È quindi probabile che si tratti di una barra fluvio torrentizia che poggia sul substrato roccioso. Il substrato roccioso che occupa E3 e M9 si pone a debole profondità (7-8m) e appare interessato da fratture che determinano un modesto decremento della resistività media.

Indagini E5 M1, M2 e M3 Tratto considerato Meridionale (progr. 6025-5775)

La peculiarità di questo tratto è la marcata differenziazione tra la parte superficiale e quella più profonda. L’orizzonte superiore, al disotto di una copertura sciolta di circa 4m, appare molto conduttivo e relativamente omogeneo con valori di resistività inferiori a 150ohm m. La superficie del terreno si caratterizza per la presenza di massi di differente taglia provenienti dalla soprastante parete rocciosa. I dati sismici concordano con quelli elettrici nel porre l ’ interfaccia con il bedrock Vs>800m/ sa circa 20m. Quest’ultimo mostra una variabilità laterale in termini di resistività lasciando intuire un approfondimento all’estremità meridionale e la presenza di una fascia di forte fatturazione nel settore centrale e settentrionale Per quanto riguarda l’orizzonte conduttivo superiore al quale vengono attribuite Vs intermedie e progressivamente crescenti con la profondità si può ritenere che si tratti di un orizzonte siltitico fortemente alterato nella parte più superficiale. Ciò anche sulla base della sua giacitura media concorde con quella dell’ interfacci a del bedrock sottostante.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Indagini a stazione singola (tromino). La tecnica di indagine adottata a supporto di questo studio è basata sulla misura a stazione singola del tremore sismico. Questa misura, attraverso i rapporti spettrali porta alla determinazione immediata della frequenza fondamentale di risonanza del sottosuolo. Le misure di microtremore a stazione singola, oppor- tunamente invertite, permettono di stimare in maniera rapida sia la stratigrafia superficiale, che il Vs30. Il presupposto è che:

1. Il rumore ambientale è generato da riflessioni e rifrazioni di onde di taglio con gli strati superficiali e dalle onde di superficie;

2. Le sorgenti di rumore superficiale non interessano il rumore ambientale alla base di una struttura non consolidata;

3. Gli strati soffici non amplificano la componente verticale del rumore ambientale: questo è composto da onde di superficie tipo Rayleigh generate dall’interazione del ven- to con le strutture, dal traffico e da altre attività urbane.

La validità pratica del metodo è quella di fornire le frequenze proprie del modo di vibrare di un sito.

Si può quindi verificare se queste frequenze ricadano all’interno di quelle tipiche di terremoti di piccola magnitudo per valutare la possibile instaurazione di effetti di amplificazione locale.

Misure strumentali. Nell'ambito del presente lavoro si riportano le risultanze di n. 2 indagini(Tabella 21):

 T1, realizzata in prossimità del II imbocco della galleria Antegolo;

 T2, realizzata in prossimità del I imbocco della galleria Antegolo.

Nelle pagine seguenti si riportano i dati e le informazioni relative a due siti investigati (curva dei rapporti spettrali, profilo delle Vs, parametri dei sismo strati e considerazioni sulle risultanze delle analisi).

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Tabella 21 output indagini sismica “Tromino” INDAGINE SISMICA "TROMINO" (Misura tremore sismico) T1

Depth at the Thickness [m] Vs [m/s] bottom of the layer [m] 0.70 0.70 170 1.30 0.60 340 11.30 10.00 450 21.30 10.00 600 51.30 30.00 900 inf. inf. >900 (Vs30 = 551m/s)

Note: Il test effettuato sull’ area mostra una curva dei rapporti spettrali caratterizzata da un picco superficiale, a cui segue un aumento delle Vs che porta ad un picco poco evidente posizionato ad una profondità intorno ai 20-22 m circa. L’interpretazione porta a evidenziare la presenza di un livello molto addensato già poco oltre il p.c. Oltre le Vs raggiungono velocità superiori, fino a circa 20-22 m dove superano gli 800 m/s. Di conseguenza si è in presenza di un terreno di tipo B, ( Vs30= 551 m/s). Per l’area indagata pertanto, considerando il picco a 6.38 Hz, il periodo T significativo è di 0.15 s.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare INDAGINE SISMICA "TROMINO" (Misura tremore sismico) T2

Depth at the Thickness [m] Vs [m/s] bottom of the layer [m] 0.50 0.50 100

1.50 1.00 160 5.50 4.00 300 9.50 4.00 430 17.50 8.00 550 27.50 10.00 650 52.50 25.00 750 92.50 40.00 850 inf. inf. 1200 (Vs30 = 447m/s)

Note: Il test effettuato sull’ area mostra una curva dei rapporti spettrali caratterizzata da un picco superficiale, a cui segue un aumento delle Vs che porta ad un secondo picco evidente posizionato ad una profondità intorno ai 5-7 m circa. L’interpretazione ( confrontata con il sond. N. 20 ) porta a evidenziare la presenza di livelli addensati già poco oltre il p.c. Oltre i 5-7 m le Vs raggiungono velocità elevate, fino a circa 25-27 m dove superano i 650 m/s.

Di conseguenza si è in presenza di un terreno di tipo B, ( Vs30= 447 m/s). Per l’area indagata pertanto, considerando i picchi a 26.88 Hz e 11.88 Hz il periodo T significativo è di 0.037s e 0.08 s.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 9.4 Prove geotecniche di laboratorio

I prospetti sinottici riportati nelle pagine seguenti contengono i principali dati relativi alle prove geotecniche di laboratorio, desunti dalle certificazioni allegate alla presente relazione. Si precisa a tal proposito che il piano di indagine di tali prove è stato concordato con i progettisti incaricati dalla stazione appaltante.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Prova di taglio diretto sui giunti

SOND. Campione Profondità campione n p  MPa MPa MPa Gcf6 17.00-18.00 0.25 0.61 0.29

S1 Gcf7 19.00-20.00 0.50 0.90 0.73

Gcf8 19.00-20.00 1.00 1.17 0.87

Criteri di resistenza lineari di Valori di picco Valori residui

Mohr – Coulomb (=c+ntan) Cp = 0.48 p =35.6 Cp =0.22 p =35.1 SOND. Campione Profondità campione n p  MPa MPa MPa Gcf40 93.00-94.00 0.25 0.37 0.34 S2 Gcf41 93.00-94.00 0.50 0.61 0.47

Gcf42 93.00-94.00 1.00 0.97 0.87

Criteri di resistenza lineari di Valori di picco Valori residui

Mohr – Coulomb (=c+ntan) Cp =0.19 p =38.3 Cp =0.14 p =35.8 SOND. Campione Profondità campione n p  MPa MPa MPa C1_T1 55.19-55.27 1.00 0.77 0.33

S6 C1_T2 55.49-55.56 4.00 2.52 1.12

C1_T3 49.53-49.61 8.00 4.23 2.02

Criteri di resistenza lineari di Valori di picco Valori residui

Mohr – Coulomb (=c+ntan) Cp = - p = - Cp = - p = - n = sforzo normale p = sforzo di taglio (picco) sforzo di taglio (residuo)

Tabella 22 Prova di taglio diretta sui giunti –S1, 2 e 6

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Tabella 23 Prove geotecniche di laboratorio CARATT. PROVA DI COMPRESSIONE UNIASSIALE CON RILIEVO DELLE PROVA DI COMPRESSIONE TRIASSIALE A ROTTURA MULTIPLA CON PROVA DATI IDENTIFICATIVI VELOCITA’ ONDE ELASTICHE LONG. E TRASV. FISICHE DEFORMAZIONI ASSIALI E DIAMETRALI RILIEVO DELLE DEF. ASSIALI E DIAM. “BRASILIANA”

tà

son son son son

e di

s s s s

0’

e di

lume

dità

son

0’

(m)

Lamè

stante di

lo di rigidità

Provino

Poi

corretta

Secante Secante

o indiretta

tangente tangente

Profo

Sondaggio

corretta C

Tratto curva

long. secante long. secante

confinamento

Coefficient

Modulo di Bulk

Peso di v long. Tangente long. Tangente

Modulo elastico Modulo elastico Modulo elastico Modulo elastico

Carico di rottura

Mod

Resistenza uniass. Resistenza uniass.

Velocità onde long.

Velocità onde trasv.

Pressione lateral

Resistenza triassiale

Modulo di elastic

Resistenza a trazi

Rapporto di Poi Rapporto di Poi Rapporto di Poi Rapporto di Poi

m KN/mc m/s m/s Gpa Gpa Gpa Gpa Gpa MPa MPa GPa GPa - - - MPa MPa GPa GPa - - KN MPa S1 Gcf1 12.00-13.00 26.23 5281 2984 60.31 23.83 0.27 26.96 42.85 76.52 78.26 54.56 56.73 0.44 0.39 ------0-A 0.50 89.16 47.25 45.77 0.29 0.23 A-B 1.00 123.86 42.42 44.29 0.37 0.36 S1 Gcf2 13.00-14.00 26.37 4640 2823 51.69 21.43 0.21 15.04 29.32 ------B-C 2.00 130.88 45.59 38.48 0.30 0.27 - - C-D 3.00 130.00 n.p. n.p. n.p. n.p. res. E 3.00 52.76 / / / / S1 Gcf3 16.00-17.00 25.85 ------16.30 5.18 S1 Gcf4 16.50-17.00 25.95 4333 2680 45.25 19.01 0.19 11.67 24.35 ------S1 Gcf5 17.00-18.00 26.23 5157 2644 49.43 18.70 0.32 33.75 46.22 35.70 36.52 19.61 22.71 0.38 0.41 ------S1 Gcf6 17.00-18.00 ------S1 Gcf7 19.00-20.00 ------S1 Gcf8 19.00-20.00 ------S1 Gcf9 2200-22.50 25.92 ------7.60 2.42 S1 Gcf10 22.00-22.50 26.26 3564 2215 31.15 13.14 0.19 7.74 16.50 ------0-A 0.50 23.06 57.35 54.99 0.37 0.24 A-B 1.00 38.62 58.22 56.83 n.p. n.p. S1 Gcf11 22.50-23.00 26.21 5243 3073 62.50 25.23 0.24 23.01 39.83 ------B-C 2.00 48.99 35.55 36.25 n.p. n.p. - - C-D 3.00 59.51 5.32 10.44 n.p. n.p. res. E 3.00 45.51 / / / / S1 Gcf12 31.50-32.00 26.21 5273 3005 60.81 24.14 0.26 26.03 42.13 47.68 48.82 49.46 59.16 0.37 n.p. ------S1 Gcf13 53.00-53.50 26.50 4974 2611 48.27 18.43 0.31 30.00 42.28 16.07 16.43 35.29 30.55 0.40 0.32 ------S1 Gcf14 58.50-59.00 25.54 ------9.20 3.05 S1 Gcf15 58.50-59.00 26.25 3570 2165 30.34 12.54 0.21 9.02 17.38 ------0-A 0.50 238.15 59.87 60.15 0.31 0.27 A-B 1.00 261.02 44.73 49.94 0.52 0.49 S1 Gcf16 68.50-69.00 26.24 6207 3287 75.49 28.92 0.31 45.28 64.56 ------B-C 2.00 / / / / / - - C-D 3.00 / / / / / res. E 3.00 69.41 / / / / S1 Gcf44 68.00-69.00 26.31 5188 3179 65.05 27.11 0.20 18.01 36.09 ------S1 Gcf17 80.00-81.00 26.62 5284 2869 57.69 22.34 0.29 31.11 46.01 130.13 132.90 45.89 47.74 0.27 0.18 ------S1 Gcf18 82.00-82.50 26.43 ------38.80 13.46 S1 Gcf19 82.00-82.50 26.52 4710 2728 50.22 20.13 0.25 19.72 33.14 ------S1 Gcf20 87.50-87.90 26.35 6108 3322 76.50 29.65 0.29 40.94 60.71 108.58 110.89 64.41 67.01 0.34 0.30 ------0-A 0.50 85.69 72.69 75.05 0.32 0.30 A-B 1.00 129.67 63.87 66.29 0.33 0.31 S1 Gcf21 92.50-93.00 26.81 6213 3598 88.33 35.40 0.25 34.75 58.35 ------B-C 2.00 156.82 59.99 73.00 0.39 0.48 - - C-D 3.00 190.25 55.57 58.80 0.57 0.47 res. E 3.00 76.76 / / / /

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare CARATT. PROVA DI COMPRESSIONE UNIASSIALE CON RILIEVO DELLE PROVA DI COMPRESSIONE TRIASSIALE A ROTTURA MULTIPLA CON PROVA DATI IDENTIFICATIVI VELOCITA’ ONDE ELASTICHE LONG. E TRASV. FISICHE DEFORMAZIONI ASSIALI E DIAMETRALI RILIEVO DELLE DEF. ASSIALI E DIAM. “BRASILIANA”

tà

son son son son

s s s s

0’

niass.

stico

lume

dità

son

0’

(m)

Lamè

stante di

lo di rigidità

Provino

Poi

corretta

Secante Secante

o indiretta

tangente tangente

Profo

Sondaggio

corretta C

Tratto curva

long. secante long. secante

confinamento

Coefficiente di

Modulo di Bulk

Peso di v long. Tangente long. Tangente

Modulo elastico Modulo elastico Modulo ela Modulo elastico

Carico di rottura

Mod

Resistenza u Resistenza uniass.

Velocità onde long.

Velocità onde trasv.

Pressione laterale di

Resistenza triassiale

Modulo di elastic

Resistenza a trazi

Rapporto di Poi Rapporto di Poi Rapporto di Poi Rapporto di Poi

m KN/mc m/s m/s Gpa Gpa Gpa Gpa Gpa MPa MPa GPa GPa - - - MPa MPa GPa GPa - - KN MPa S2 Gcf23 57.20-57.60 26.26 5052 2640 48.98 18.66 0.31 31.03 43.47 52.81 54.13 32.00 39.29 0.41 0.30 ------0-A 0.50 54.28 34.32 52.82 0.41 0.44 A-B 1.00 66.52 27.38 30.94 0.49 0.19 S2 Gcf22 58.20-58.60 26.21 5225 2755 53.06 20.29 0.31 32.29 45.92 ------B-C 2.00 78.19 32.24 28.47 n.p. n.p. - - C-D 3.00 85.79 19.51 21.77 n.p. n.p. res. E 3.00 49.51 / / / / S2 Gcf24 62.70-62.80 26.17 ------19.60 6.69 S2 Gcf25 62.70-62.80 26.16 5023 2725 51.16 19.81 0.29 27.69 40.89 ------S2 Gcf26 63.30-63.90 26.57 5587 2957 61.84 23.69 0.31 37.19 52.98 103.52 106.02 47.13 56.34 0.25 0.27 ------0-A 0.50 66.72 66.20 60.33 0.30 0.14 A-B 1.00 / / / / / S2 Gcf28 67.50-67.90 26.02 5052 3112 61.37 25.69 0.19 16.32 33.45 ------B-C 2.00 / / / / / - - C-D 3.00 / / / / / res. E 3.00 / / / / / S2 Gcf47 69.00-69.50 26.48 4991 3078 61.04 25.58 0.19 16.11 33.17 ------S2 Gcf27 80.00-80.50 26.49 5301 2939 59.66 23.34 0.28 29.25 44.80 68.61 70.26 47.17 55.85 0.37 0.24 ------S2 Gcf29 80.50-81.00 26.03 ------16.00 5.47 S2 Gcf30 80.50-81.00 26.36 5462 3106 65.41 25.93 0.26 28.34 45.63 ------0-A 0.50 52.05 70.74 61.68 0.27 0.14 A-B 1.00 66.50 72.94 83.47 0.51 0.54 S2 Gcf31 86.40-86.70 26.46 6038 3424 79.91 31.63 0.26 35.10 56.19 ------B-C 2.00 78.29 88.50 86.75 0.45 0.33 - - C-D 3.00 98.81 70.78 86.85 n.p. 0.15 res. E 3.00 59.07 / / / / S2 Gcf32 88.40-88.70 25.79 ------15.00 5.39 S2 Gcf33 88.40-88.70 26.33 5903 3268 73.36 28.68 0.28 36.20 55.32 ------S2 Gcf34 89.60-89.90 26.64 5785 3214 71.66 28.06 0.28 34.80 53.50 109.91 112.51 53.91 54.56 0.28 0.25 ------S2 Gcf35 92.00-92.60 26.59 5854 3379 77.41 30.96 0.25 30.99 51.63 94.32 96.55 56.94 62.91 0.30 0.29 ------0-A 0.50 86.39 61.24 66.70 0.27 0.27 A-B 1.00 101.98 55.43 48.74 0.33 0.32 S2 Gcf36 92.60-93.00 26.29 5974 3329 75.73 29.70 0.27 36.28 56.08 ------B-C 2.00 119.38 50.68 52.57 0.33 0.27 - - C-D 3.00 153.75 49.83 49.44 0.22 0.33 res. E 3.00 54.41 / / / / S2 Gcf40 93.00-94.00 ------S2 Gcf41 93.00-94.00 ------S2 Gcf42 93.00-94.00 ------S2 Gcf37 96.30-97.00 25.96 5548 2898 58.35 22.23 0.31 37.00 51.82 25.70 26.33 31.78 35.86 0.26 0.26 ------S2 Gcf38 96.30-97.00 26.26 5721 3057 65.08 25.03 0.30 37.60 54.28 ------S2 Gcf39 96.30-97.00 26.32 ------14.10 5.24

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare CARATT. PROVA DI COMPRESSIONE UNIASSIALE CON RILIEVO DELLE PROVA DI COMPRESSIONE TRIASSIALE A ROTTURA PROVA DATI IDENTIFICATIVI VELOCITA’ ONDE ELASTICHE LONG. E TRASV. FISICHE DEFORMAZIONI ASSIALI E DIAMETRALI MULTIPLA CON RILIEVO DELLE DEF. ASSIALI E DIAM. “BRASILIANA”

tà 0’



son son son son

s s s s

0’

Poi

lume 

gente

dità

son

0’

(m)

Lamè

(MPa)

stante di

lo di rigidità

Provino

Poi

Secante Secante

o indiretta

tangente tangente

(picco)

Profo

Sondaggio

corretta C

long. secante long. secante

Coefficiente di

Modulo di Bulk

Peso di v long. Tan long. Tangente

Modulo elastico Modulo elastico Modulo elastico Modulo elastico

Carico di rottura

Mod

Resistenza uniass. Resistenza uniass.

corretta (picco)

Velocità onde long.

Velocità onde trasv.

Resistenza triassiale Resistenza triassiale

Modulo di elastic

Resistenza a trazi

Rapporto di Poi Rapporto di Poi Rapporto di Rapporto di Poi

m KN/mc m/s m/s Gpa Gpa Gpa Gpa Gpa MPa MPa GPa GPa - - MPa MPa GPa GPa - - KN MPa S6 S6C1 47.08-47.26 27.1 4855.24 2665.28 49.47 0.28 19.26 38.23 33.14 - 27.65 26.06 ------S6 S6C2 47.26-47.3 ------6.86 S6 S6C3 47.3-47.34 ------16.28 S6 S6C4 46.22-46.4 27.20 4860.1 2666.7 49.61 - 0.28 19.31 38.39 67.11 - 34.16 21.16 ------S6 S6C5 46.7-46.82 ------174.54 - 45.72 45.24 - - - - S6 S6C6 46.52-46.63 ------84.69 - 37.28 41.68 - - - - S6 S6C7 46.4-46.52 ------94.03 - 36.80 37.71 - - - - S6 S6C8 56.34-56.38 ------6.55 S6 S6C9 56.38-56.42 ------9.48 S6 S6C10 56.42-46.60 27.20 4872.4 2671.6 49.93 - 0.29 19.43 38.71 36.98 - 21.45 19.97 ------S6 S6C11 56.6-56.78 27.20 7330.1 2375.1 39.41 - 0.28 15.34 30.52 88.15 - 36.12 35.05 ------S6 S6C12 57.5-57.62 ------59.35 - 39.06 41.59 - - - - S6 S6C13 57.62-57.74 ------59.02 - 56.16 54.81 - - - - S6 S6C14 57.74-57.86 ------123.38 - 39.97 54.78 - - - - S6 S6C1T1 55.19-55.27 ------S6 S6C1T2 55.49-55.56 ------S6 S6C1T3 49.53-49.61 ------

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 9.4.1 Prove geotecniche di laboratorio (aggregati)

Determinazione della massa volumetrica dei granuli e dell’assorbimento

d’acqua

Sondaggio Profondità Massa volume- Massa volumetrica Massa volume- Assorbimento trica apparente dei granuli pre- trica dei granuli d’acqua prova dei granuli ρa essiccati in stufa in condizione di ρrd saturazionea (Mg/m3) superficie asciut- ta

ρssd

- (m) (Mg/m3) (Mg/m3) (Mg/m3) (%)

14.00-17.00 2.75 2.65 2.69 1.31 S1 50.00-55.00 2.75 2.54 2.62 2.96 85.00-90.00 2.81 2.66 2.71 2.08 36.00-39.00 2.82 2.53 2.63 4.05 S2 60.00-65.00 2.76 2.67 2.70 1.19 85.00-90.00 2.74 2.62 2.66 1.57 Tabella 24 Determinazione della massa volumetrica dei granuli e dell’assorbimento d’acqua

Determinazione della resistenza al gelo-disgelo

ρssd

- (m) (Mg/m3) (Mg/m3) (Mg/m3) (%)

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Determinazione della resistenza alla frammentazione – Los Angeles.

Sondaggio Litotipo Classe Profondità Massa secca Coeff. di Los Presenza granulometrica trattenuta al Angele L.A. di NaCl prova setaccio 1.6 mm

- - (mm) (m) (g) (%) -

agg. 11.2-16.0 14.00-17.00 4082 18 S1 inerte 50.00-55.00 3980 20 85.00-90.00 3747 25 agg. 11.2-16.0 36.00-39.00 2154 57 x S2 inerte 60.00-65.00 3872 23 85.00-90.00 4143 17 Tabella 26 Determinazione della resistenza alla frammentazione – Los Angeles

Sondaggio Lito- Prof. Campio- Pezzatu- Massa Massa Perdita Presen- ne ra ag- secca secca di za di tipo prova gregato comples- complessi- massa NaCl siva va finale M2 % F iniziale M1

- - (m) - (g) (g) (mm) (%) - 14.00- 1,2,3 8-16 6109.2 5975.0 2.2 x 17.00 S1 agg. 50.00- 1,2,3 8-16 6021.8 5842.4 3.0 inerte 55.00 85.00- 1,2,3 8-16 6288.4 5424.9 13.7 90.00 36.00- 1,2,3 8-16 6189.0 4478.0 27.6 x 39.00 S2 agg. 60.00- 1,2,3 8-16 6200.4 6125.7 1.2 inerte 65.00 85.00- 1,2,3 8-16 6185.5 6125.0 1.0 90.00

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA E GEOMECCANICA

(Progetto preliminare)

______

10 Aspetti generali

Questo documento affronta le tematiche relative agli aspetti geologici, geotecnici e geomeccanici delle aree interessate dagli imbocchi e dal cavo di progetto.

La ricostruzione dei modelli geomeccanici, la classificazione e la caratterizzazione dei materiali sciolti e degli ammassi rocciosi viene fatta tenendo conto delle informazioni acquisite e delle risultanze relative alle indagini ampiamente descritte nei capitoli precedenti.

Si precisa a tal riguardo che in certi casi i dati acquisiti hanno consentito una ricostruzione dell'assetto geologico-geotecnico con alcuni margini di incertezza, per cui si ritiene che tali dubbi interpretativi possano essere definitivamente risolti mediante ulteriori approfondimenti in fase definitiva-esecutiva.

Per quanto riguarda i luoghi interessati dalla realizzazione delle gallerie di progetto occorre fare alcune importanti considerazioni in funzione delle caratteristiche dei materiali rilevati. Infatti, nonostante i due tratti si sviluppino interamente in corrispondenza di affioramenti litoidi costituiti dalle Arenarie della Valsabbia, il tratto “Monte Antegolo” risulta maggiormente problematico nella zona del I imbocco. In considerazione dello spessore e della natura dei materiali riscontrati nel corso dei sondaggi geognostici, la situazione più critica è senza dubbio quella del I imbocco, ove si rileva una copertura costituita da depositi quaternari di ca 30-35 m. Occorre aggiungere, inoltre, che questo imbocco si colloca ai piedi di un versante con affioramento di pareti rocciose interessate da fenomeni di caduta massi, di cui bisogna necessariamente tener conto in sede di progettazione delle opere al

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare fine di prevedere la realizzaizone di adeguate opere di difesa per la mitigazione del rischio.

Con ogni probabilità, queste indagini potrebbero risultare insufficienti per un livello di progettazione superiore e quindi, nell’ambito della pianificazione delle indagini geognostiche da effettuare in sito, potrebbe rendersi necessaria la pianificazione di una campagna di indagini integrativa rispetto a quella già effettuata.

Tale scelta sarebbe motivata dalla complessità geologico-geomorfologica di queste aree, la cui interpretazione è resa ancora più difficile dalla presenza di versanti aspri, spesso ricoperti da una fitta e rigogliosa vegetazione e privi di sentieri percorribili per una facile osservazione e/o per l’accesso con strumentazione di indagine diretta.

In questo capitolo saranno trattate le problematiche relative alla classificazione- caratterizzazione dei terreni, affrontado in un primo momento i tratti interessati dal cavo e successivamente le zone degli imbocchi.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 11 Classificazione – caratterizzazione ammasso roccioso

11.1 Rilievi geomeccanici di dettaglio

Nell’ambito del presente lavoro sono stati eseguiti n. 16 rilievi geomeccanici in corrispondenza dei versanti del “Monte Antegolo”, mentre per quanto riguarda la zona di “Monte Coste” è stato ripreso un rilievo geomeccanico precedentemente realizzato. I dati acquisiti mediante tali rilievi, sono indispensabili per ricavare dati e informazioni utili per la classificazione e la caratterizzazione degli ammassi rocciosi in relazione alle principali finalità da perseguire.

Si è ritenuto pertanto di articolare l’intero lavoro in modo da mettere in risalto le caratteristiche e le finalità legate ai due aspetti più significativi dal punto di vista progettuale: da una parte la realizzazione dell’opera principale con la definizione delle aree omogenee dal punto di vista geomeccanico lungo il tracciato (gallerie naturali e imbocchi), dall’altra l’analisi dei tratti di versante che incombono sul suddetto tracciato per individuare le situazioni critiche dal punto di vista della caduta massi (zona I imbocco “Monte Antegolo”) e definire quindi le caratteristiche del masso di progetto per l’analisi numerica di scendimento massi (§ 8.2).

Ogni rilievo è stato articolato in modo da ricavare le seguenti informazioni:

Litologia prevalente Categoria 1 Resistenza delle pareti (descrizione del materiale roccia) Grado di alterazione Tipo Categoria 2 Orientazione (descrizione delle discontinuità) Rugosità (pettine di Barton) Apertura Categoria 3 Natura e spessore del riempimento (riempimento delle discontinuità) Spaziatura delle discontinuità Categoria 4 Persistenza delle discontinuità (descrizione dell’ammasso) Numero delle famiglie di discontinuità Dimensione forma dei blocchi Categoria 5 Venute d’acqua (Circolazione d’acqua)

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare I dati e le informazioni di dettaglio su ogni singola stazione geomeccanica, sono riportati nelle schede tecniche “Modello geomeccanico dei giunti” (§ 11.5).

11.2 Classificazione degli ammassi rocciosi

Sulla base delle informazioni e dei dati acquisiti mediante i rilievi geomeccanici, è stata eseguita la classificazione geomeccanica degli ammassi rocciosi.

I sistemi di classificazione maggiormente utilizzati per la classificazione degli ammassi rocciosi sono i seguenti: sistema RMR pubblicato da Bieniawski nel 1973, sistema Q, descritto per la prima da Barton et al. nel 1974, sistema RMi presentato da Palmström nel 1995. Questi sistemi consentono di ottenere una stima quantitativa della qualità dell’ammasso roccioso in relazione alle scelte progettuali. Alcuni di essi forniscono inoltre una valutazione empirica dei sistemi di sostegno provvisori da adottare durante le operazioni di scavo (utili per la realizzazione della nuova galleria). Esistono anche altri metodi, come il NATM (New Austrian Tunnelling Method) o il GSI (Geological Strenght Index), molto efficaci ma meno precisi in quanto si basano su descrizioni qualitative e non su parametri oggettivi. A questo proposito occorre segnalare che recentemente, per il metodo GSI, è stata messa a punto una nuova metodologia che utilizza parametri quantifica- bili con il metodo RMi, così come vedremo nei prossimi capitoli.

Secondo molti autori, per giungere a stime affidabili è necessario fare riferimento ad almeno due sistemi di classificazione contemporaneamen- te.

A tal riguardo, è possibile utilizzare relazioni empiriche che permettono di ricavare un

Figura 12 Correlazione “Q – RMR” 90

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare valore in termini di qualità dell’ammasso partendo da un sistema di riferimento principale. Una delle correlazioni più conosciute è la seguente: "Q –RMR" (Figura 12), utilizzata nell’ambito del presente lavoro solo per la classificazione del tratto in cui è prevista la realizzazione della galleria.

Osservando la distribuzione dei valori sul grafico sopra esposto si può affermare che si tratta di un'equazione molto approssimativa che in certi casi può comportare errori gros- solani.

Considerato che i principali sistemi di classificazione degli ammassi rocciosi fanno riferimento a parametri ben identificati, molti dei quali simili tra di loro, appare oltremodo consigliato combinare tali dati durante la fase di input, utilizzando apposite tabelle. In questo modo è possibile ottenere la stima della qualità dell’ammasso roccioso utilizzando un unico strumento ed inserendo una sola serie di parametri. Il risultato ovviamente non può che essere maggiormente attendibile. Nell’ambito del presente studio preliminare sono stati utilizzati il Sistema di classificazione RMR e il Sistema GSI.

Sistema RMR. La classificazione geomeccanica dell’ammasso di Bieniawski, nota come “Rock Mass Rating System (RMR)”, è stata sviluppata a partire dagli anni 1972-1973 fino al 1989 e si ottiene dalla somma di coefficienti numerici, attribuiti ai seguenti parametri tipici dell’ammasso roccioso (RMR):

RMR = (A1 + A2 + A3 + A4 + A5) + A6 dove:

A1 Valore numerico derivato dalla resistenza della roccia intatta (Co)

A2 Valore numerico derivato dall’indice RQD%

A3 Valore numerico derivato dalla spaziatura delle discontinuità

A4 Valore numerico derivato dalle condizioni delle discontinuità

A5 Valore numerico derivato dalle condizioni idrauliche

A6 Indice di correzione per la correzione delle discontinuità

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare La qualità dell’ammasso roccioso dei rilievi geomeccanici secondo la classificazione di Bieniawski fornisce valori di RMR di base variabili in funzione dell’unità litologica presa in esame e, in secondo luogo, anche in funzione del luogo in cui viene effettuata.

Questo sistema presenta dei limiti, tra i quali: non sono previste condizioni con tensioni superiori a 25 MPa; non tiene conto di zone di debolezza particolarmente disturbate; nNon sono considerate condizioni particolari dovute a rocce rigonfianti.

Sistema GSI. Il sistema GSI consente di effettuare una valutazione della resistenza e della deformabilità dell'ammasso roccioso sulla base dell'assetto strutturale ed in funzione delle caratteristiche delle discontinuità in esso presenti.

L'uso di questo sistema di classificazione consente di ottenere un indice "geostrutturale", diversamente dalla condizione precedente basata sull'indice RMR dipendente anche alla resistenza a compressione monoassiale della roccia intatta (c).

Questo metodo è molto utile sia per la classificazione dei contesti geomeccanici tendenzialmente sfavorevoli (GSI<35), sia per una valutazione del grado di reciproca interconnes- sione dei blocchi rocciosi.

Per poter utilizzare questo metodo occorre assimilare l'ammasso roccioso ad un modello geotecnico "continuo-equivalente" ed isotropo.

Questa valutazione inizialmente veniva derivata dagli indici di qualità RMR Bieniawski, 1973 e segg.) e Q (Barton, 1974 e segg.), mentre attualmente si fa sempre più riferimento ad approcci quantitativi, tra cui uno dei più importanti è quello proposto da Cai Kaiser et al. (2004), basato su due parametri del sistema di classificazione RMi: Vb (Volume Unitario dei blocchi rocciosi) e il JC (Joint Condition Factor).

Nel caso specifico il parametro Vb è stato stimato prendendo a riferimento il valore di RQD rilevato mediante i rilievi geomeccanici.

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Tabella 27 Tabella riassuntiva dei parametri geomeccanici

R1 R2 R3 R4 R6 R8 R12 R15

RQD 65 15 37 0 36 34 21 81

C0 (Mpa) 60.3 53.0 60.3 35.0 48.0 52.0 54.0 60.0 Vb 6.1 0.65 1.44 0.42 1.38 1.12 0.79 10.31 Jv 15.17 30.37 23.78 38.8 23.87 24.51 28.59 10.39 GSI 42 35 40 30 40 40 45 42

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 11.3 Caratterizzazione degli ammassi rocciosi

Per effettuare la caratterizzazione geotecnica delle formazioni rocciose interessate dalle opere di progetto occorre valutare la riduzione delle caratteristiche di resistenza in relazione alle condizioni geologiche esistenti.

In relazione alle finalità dello studio, l’ammasso roccioso può essere considerato come mezzo continuo equivalente o discontinuo:

 modello continuo equivalente, nel quale le caratteristiche di resistenza e di defor- mabilità dell’ammasso roccioso sono stimate applicando ai parametri meccanici della roccia intatta opportune correzioni mediante correlazioni empiriche espresse in funzione degli indici di qualità (discontinuità non caratterizzate in modo esplicito);

 modello discontinuo: nel quale l’ammasso roccioso è considerato come insieme di blocchi integri (matrice rocciosa) separati da discontinuità.

Nell’ambito del presente lavoro viene adottato il modello continuo equivalente.

La metodologia più utilizzata per raggiungere tale obiettivo fa riferimento al criterio di Hoek & Brown (1980) e successive nonché all'indice GSI (Geological Srenght Index).

Il criterio di rottura proposto da Hoek & Brown è empirico per cui tutte le relazioni derivate dalla sua applicazione risultano approssimate.

Questo criterio è espresso nel seguente modo:

dove

'  1 = Tensione principale massima a rottura;

'  3= Tensione principale minima a rottura

ci = resistenza a compressione uniassiale della roccia intatta

mb = parametro dell’ammasso, nel caso di roccia intatta mb = mi

a = parametro dell’ammasso, nel caso di roccia intatta a= 0,5

s = parametro dell’ammasso 94

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare I parametri a, mb e s si ricavano mediante relazioni che tengono conto dell'indice GSI, ricavato nei capitoli precedenti.

La fase successiva alla stima del valore di GSI consiste quindi nel determinare i parametri che descrivono la resistenza dell'ammasso roccioso, tramite diverse espressioni legate al valore di GSI:

Tabella 28 stima del valore GSI VALORE PARAMETRI

GSI mb s a

> 25 a= 0.5

< 25 s = 0

Attraverso complesse relazioni matematiche è possibile mettere in relazione il criterio di Hoek & Brown espresso in termini di sforzi principali efficaci e il metodo di Mohr - Cou- lomb espresso in termini dello sforzo di taglio e dello sforzo normale. Per ovviare alle complessità di tali correlazioni Hoek & Brown utilizzano un approccio che tramite l'equazione generale sopra citata genera una serie di prove triassiali a grande scala. Un proce- dimento di tipo statistico invece serve a derivare un inviluppo equivalente di Mohr definito dalla seguente equazione:

dove A e B sono costanti del materiale, 'n è lo sforzo normale efficace e m è la resistenza a trazione dell'ammasso roccioso, data dalla relazione

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Come noto, al fine di adottare il criterio di Hoek & Brown per una stima della resistenza degli ammassi rocciosi occorre prioritariamente determinare alcune proprietà:

 la resistenza a compressione monoassiale ci relativa alla roccia intatta;

 il valore della costante mi di (Hoek & Brown), sempre per la roccia intatta;  il valore dell'indice GSI (Geological Strength Index) per l'ammasso considerato.

L'equazione che esprime il criterio di rottura di Hoek & Brown può essere semplificata nel seguente modo:

da cui è possibile osservare che la relazione fra gli sforzi principali a rottura è definita tramite due costanti: resistenza a compressione monoassiale ci e costante mi.

Queste costanti possono essere determinate tramite prove triassiali di laboratorio oppure utilizzando apposite tabelle di comparazione, così come è avvenuto nel presente lavoro.

I valori di coesione ed angolo di resistenza al taglio, ottenuti dall’applicazione del criterio non lineare di Hoek e Brown, risultano accurati solamente per specifici livelli di n o 3. Pertanto nel 2002 Hoek ha ulteriormente modificato il suo criterio allo scopo di ottenere i parametri di resistenza validi per ogni tipo di roccia e di livello di stress tramite una procedura di regressione. Questo metodo, nonostante compor- ti una sottostima della resistenza per bassi valori del livello tensionale e una sovrastima per valori delle tensioni applicate elevate, allo stato attuale è considerato affidabile e quindi viene molto utilizzato. Si tratta nella fattispecie della sovrapposizione del criterio di rottura lineare di Mohr-Coulomb alla curva generata dall'ultima equazione descritta, per livelli della tensione principale minore 3 compresi tra t e 3max.

L'equazione utilizzata per ricavare le resistenza di picco dell'ammasso roccioso è: 96

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare dove mb si ricava riducendo il valore di mi relativo al materiale intatto mediante la seguente espressione:

Le costanti s e a sono date dalle seguenti relazioni:

dove D rappresenta un fattore che dipende dal grado di disturbo dell'ammasso roccioso (variabile da 0 per rocce indisturbate a 1 per rocce molto disturbate).

Per ricavare i parametri di resistenza al taglio in funzione del criterio di rottura di Mohr - Coulomb, è necessario determinare l'angolo di attrito e la coesione equivalenti per ciascun ammasso roccioso e campo tensionale. Questo è possibile usando un'equazione lineare media in grado di approssimare il più possibile la curva generata dall'equazione del criterio di rottura generalizzato di Hoek-Brown.

Per la stima dell'angolo di attrito e della coesione sono state definite pertanto le seguenti

relazioni:

La resistenza al taglio  secondo il criterio di rottura M-C (per un determinato valore della tensione normale n) si ricava sostituendo i valori ' e c' ricavati dalle espressioni precedenti nella seguente equazione:

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare L'equazione lineare relativa al criterio di M-C riportata nel piano degli sforzi principali 1' e

 3' diventa:

La resistenza a compressione monoassiale c dell'ammasso roccioso può essere ottenuta dalla seguente equazione

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 11.4 Definizione dei cinematismi di rottura

Il metodo descritto in questo paragrafo è stato utilizzato solo ed esclusivamente per la caratterizzazione delle pareti rocciose interessate da distacco di blocchi rocciosi presenti in corrispondenza del I imbocco della galleria “Monte Antegolo”.

Per la valutazione del potenziale cinematismo di rottura che si può innescare lungo le discontinuità presenti nell’ammasso roccioso si utilizza nell’ambito di questo lavoro il test di Matheson, noto anche con il nome di test di Harrison & Hudson. Questo metodo, basa- to sulla rappresentazione dell’orientazione del pendio, dei piani di discontinuità e dell’angolo di attrito delle discontinuità attraverso le proiezioni stereografiche, consente di stimare in via preliminare la possibilità che un fenomeno di rottura si verifichi, definendo nel contempo il cinematismo di distacco del blocco dalla parete rocciosa. I possibili cinematismi di rottura con le relative condizioni generali di applicazione sono di seguito speci- ficati:

Cinematismi possibili e Condizioni di applicazione Instabilità per scivolamento planare  Ammasso roccioso discreto con superfici di svincolo laterale  Inclinazione pendio > potenziale superficie di scivolamento  Potenziale superficie di scivolamento affiorante sul pendio  Inclinazione potenziale superficie di scivolamento > angolo di attrito (forze stabilizzanti)  Immersione superficie di scivolamento pari all’immersione del pendio ± 20° Instabilità per scivolamento di un cuneo  Ammasso roccioso discreto  Inclinazione pendio > inclinazione linea di intersezione dei due piani di discontinuità che definiscono un potenziale cuneo di roccia  Linea di intersezione di due piani di discontinuità che definiscono un potenziale cuneo di roccia affiorante sul pendio  Inclinazione linea di intersezione di due piani di discontinuità > angolo di attrito (forze stabilizzanti) Instabilità per ribaltamento  Ammasso roccioso discreto con superfici di svincolo laterale  Block toppling  Immersione giunto all’interno del versante con inclinazione sufficiente a generare slittamento su piani  Inclinazione giunto > somma angolo di attrito e angolo complementare all’inclinazione del versante  Immersione dei piani pari all’immersione del pendio ± 20°  Flexural toppling  Presenza di un sistema di discontinuità che immerge verso l’esterno del versante alla base dei blocchi  Presenza di due sistemi di discontinuità che immergono all’interno del versante (lati dei blocchi)  Immersione dei piani pari all’immersione del pendio ± 20°

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 11.5 Schede Tecniche “ammassi rocciosi”

MODELLO GEOMECCANICO DEI GIUNTI (INFORMAZIONI DISCONTINUITÀ)

Rilievo: R1 - Caratteristiche del versante: N43°/90°

Parametro Famiglia giunti SET 1 SET 2 SET3 --- Parametro JCS di base (MPa) 60.8 60.8 60.8 ---

Parametro JCS corretto (MPa) 29.2 39.5 37.4 ---

Parametro JRC di base 8.0 8.0 9.0 ---

Parametro JRC corretto 5.0 6.0 7.0 ---

Angolo d’attrito di base (°) 37.0 37.0 37.0 ---

Angolo d’attrito di picco (°) 41.0 45.0 47.0 ---

Angolo d’attrito residuo (°) 29.0 29.0 29.0 ---

Apertura idraulica equivalente (mm) 1.75 0.69 0.75 ---

Permeabilità per la sigma normalizzata (cm/s) 0.0025 0.0003 0.0004 ---

Spostam. per il sup. della resistenza di picco (mm) 26.1 12.0 12.6 ---

100

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Caratteristiche versante (versante naturale): N 43°/90° Rilievo:R1 Direzione tunnel: N 71° Sistemi di discontinuità (geometria e caratteristiche)

Il rilievo R1 è caratterizzato da tre sistemi di discontinuità. I giunti di strato sono planari, scabri, debolmente alterati, con valori di JRC mediamente pari a 8. I giunti di strato hanno spaziatura compresa tra 10 e 40 cm, con valore medio pari a 30 cm, persistenza lineare elevata (100%) e sono caratterizzati da aperture di circa 1-5 mm, con riempimento mineralizzato. I rimanenti sistemi di giunti sono risultati da planari ad ondulati, da lisci a debolmente rugosi, debolmente alterati, con valori di JRC compresi tra 8 e 9. Le spaziature medie sono risultate comprese tra 20 e 8 cm, con valori di persistenza lineare percentuale pari a 100 e 60. I giunti di tali sistemi mostrano aperture mediamente < 1 mm e non mostrano riempimento. Il valore di resistenza a compressio- Famiglia Dip Slip ne monoassiale delle pareti dei giunti è risultato mediamente compreso tra 40 e 60 MPa. Il grado di fratturazione è risultato Set 1 277 60 alto, con valore di Jv pari a 15.17. Il volume roccioso unitario medio Vb è risultato pari a 6.10, con blocchi di forma prismatica. Set 2 141 62

Set 3 330 50

Classificazione ammasso roccioso (Bieniawski) RMR di RQD Jv GSI Vb Classe ammasso qualità ammasso base (%) roccioso 49 65 15.17 42 6.1 IV SCADENTE

Caratterizzazione dell'ammasso roccioso 1 Classificazione di GSI ci (MPa) mi D Ei (MPa) Hoek e Brown 42 35.0 15 0 25.000 Criterio di mb s a - - - Hoek e Brown 1.89 0.0016 0.51

I Criterio di c' (MPa) ' (°) ------

AMMASSO

PARAMETR ROCCIOSO Mohr - Coulomb 0.209 58.13

1 Modulo Elastico roccia intatta

101

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare MODELLO GEOMECCANICO DEI GIUNTI (INFORMAZIONI DISCONTINUITÀ)

Rilievo: R2 - Caratteristiche del versante: N32°/90°

Parametro Famiglia giunti SET 1 SET 2 SET3 --- Parametro JCS di base (MPa) 52.3 52.3 52.3 ---

Parametro JCS corretto (MPa) 30.2 34.0 34.0 ---

Parametro JRC di base 6.0 8.0 8.0 ---

Parametro JRC corretto 4.0 6.0 6.0 ---

Angolo d’attrito di base (°) 37.0 37.0 37.0 ---

Angolo d’attrito di picco (°) 39.0 44.0 44.0 ---

Angolo d’attrito residuo (°) 29.0 29.0 29.0 ---

Apertura idraulica equivalente (mm) 1.26 0.73 0.73 ---

Permeabilità per la sigma normalizzata (cm/s) 0.0013 0.0004 0.0004 ---

Spostam. per il sup. della resistenza di picco (mm) 24.2 12.0 12.0 ---

102

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Caratteristiche versante (Versante naturale): N 32°/90° Rilievo:R2 Direzione tunnel: N 71° Sistemi di discontinuità (geometria e caratteristiche)

Il rilievo R2 è caratterizzato da tre sistemi di discontinuità. I giunti di strato sono planari, scabri, debolmente alterati, con valori di JRC mediamente pari a 6. I giunti di strato hanno spaziatura compresa tra 10 e 38 cm, con valore medio pari a 30 cm, persistenza lineare elevata (100%) e sono caratterizzati da aperture di circa 1-5 mm, con riempimento mineralizzato. I rimanenti sistemi di giunti sono risultati da planari ad ondulati, da lisci a debolmente rugosi, debolmente alterati, con valori di JRC compresi tra 6 e 8 . Le spaziature medie sono risultate comprese tra 20 e 8 cm, con valori di persistenza lineare percentuale pari a 100 e 60. I giunti di tali sistemi mostrano aperture mediamente < 1 mm e non mostrano riempimento. Il valore di resistenza a compressione monoassiale delle pareti dei giunti è risultato mediamente compreso tra 40 e 60 MPa. Il grado di fratturazione è risultato alto, con valore di Jv pari a 30.37. Il Famiglia Dip Slip volume roccioso unitario medio Vb è risultato pari a 6.10, con Set 1 244 70 blocchi di forma prismatica.

Set 2 144 72

Set 3 002 25

Classificazione ammasso roccioso (Bieniawski) RMR di RQD Jv GSI Vb Classe ammasso qualità ammasso base (%) roccioso 42 15 30.37 35 0.65 IV SCADENTE

Caratterizzazione dell'ammasso roccioso 2 Classificazione di GSI ci (MPa) mi D Ei (MPa) Hoek e Brown 35 34 15 0 25.000 mb s a Criterio di - - - Hoek e Brown 1.472 0.0007 0.516

I Criterio di c' (MPa) ' (°) ------

AMMASSO

PARAMETR ROCCIOSO Mohr - Coulomb 0.166 56.36

2 Modulo Elastico roccia intatta

103

Rilievo: R3 - Caratteristiche del versante: N47°/87°

Parametro Famiglia giunti SET 1 SET 2 SET3 --- Parametro JCS di base (MPa) 61.3 61.3 61.3 ---

Parametro JCS corretto (MPa) 35.4 32.0 32.0 ---

Parametro JRC di base 6.0 8.0 8.0 ---

Parametro JRC corretto 4.0 5.0 5.0 ---

Angolo d’attrito di base (°) 37.0 37.0 37.0 ---

Angolo d’attrito di picco (°) 38.0 41.0 41.0 ---

Angolo d’attrito residuo (°) 28.0 28.0 28.0 ---

Apertura idraulica equivalente (mm) 1.16 1.37 1.37 ---

Permeabilità per la sigma normalizzata (cm/s) 0.0011 0.0015 0.0015 ---

Spostam. per il sup. della resistenza di picco (mm) 24.2 20.8 20.8 ---

104

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Caratteristiche versante (Versante naturale): N 47°/90° Rilievo:R3 Direzione tunnel: N 71° Sistemi di discontinuità (geometria e caratteristiche)

Il rilievo R3 è caratterizzato da tre sistemi di discontinuità. I giunti di strato sono planari, scabri, debolmente alterati, con valori di JRC mediamente pari a 6-8. I giunti di strato hanno spaziatura compresa tra 12 e 20 cm, con valore medio pari a 30 cm, persistenza lineare elevata (100%) e sono caratterizzati da aperture di circa 1-5 mm, con riempimento mineralizzato. I rimanenti sistemi di giunti sono risultati da planari ad ondulati, da lisci a debolmente rugosi, debolmente alterati, con valori di JRC compresi tra 6 e 8 . Le spaziature medie sono risultate comprese tra 20 e 8 cm, con valori di persistenza lineare percentuale pari a 100 e 60. I giunti di tali sistemi mostrano aperture mediamente < 1 mm e non mostrano riempimento. Il valore di resistenza a compressione monoassiale delle pareti dei giunti è risultato mediamente compreso tra 40 e 60 MPa. Il grado di fratturazione è risultato Famiglia Dip Slip alto, con valore di Jv pari a 23.75. Il volume roccioso unitario medio Vb è risultato pari a 1.44, con blocchi di forma prismatica. Set 1 257 68

Set 2 351 75

Set 3 72 42

Classificazione ammasso roccioso (Bieniawski) RMR di RQD Jv GSI Vb Classe ammasso qualità ammasso base (%) roccioso 45 37 23.78 40 1.44 IV SCADENTE

Caratterizzazione dell'ammasso roccioso 3 Classificazione di GSI ci (MPa) mi D Ei (MPa) Hoek e Brown 40 34 15 0 25.000 mb s a Criterio di - - - Hoek e Brown 1.760 0.0013 0.511

I Criterio di c' (MPa) ' (°) ------

AMMASSO

PARAMETR ROCCIOSO Mohr - Coulomb 0.195 57.66

3 Modulo Elastico roccia intatta

105

Rilievo: R4 - Caratteristiche del versante: N17°/87°

Parametro Famiglia giunti SET 1 SET 2 SET3 --- Parametro JCS di base (MPa) 44.5 44.5 44.5 ---

Parametro JCS corretto (MPa) 25.7 32.2 28.9 ---

Parametro JRC di base 6.0 6.0 8.0 ---

Parametro JRC corretto 4.0 5.0 6.0 ---

Angolo d’attrito di base (°) 37.0 37.0 37.0 ---

Angolo d’attrito di picco (°) 39.0 42.0 44.0 ---

Angolo d’attrito residuo (°) 29.0 29.0 29.0 ---

Apertura idraulica equivalente (mm) 1.19 0.54 069 ---

Permeabilità per la sigma normalizzata (cm/s) 0.0011 0.0002 0.0003 ---

Spostam. per il sup. della resistenza di picco (mm) 24.2 11.2 12.0 ---

106

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Caratteristiche versante (Versante naturale): N 17°/90° Rilievo:R4 Direzione tunnel: N 71° Sistemi di discontinuità (geometria e caratteristiche)

Il rilievo R4 è caratterizzato da tre sistemi di discontinuità. I giunti di strato sono planari, scabri, debolmente alterati, con valori di JRC mediamente pari a 6-8. I giunti di strato hanno spaziatura compresa tra 8 e 15 cm, con valore medio pari a 10 cm, persistenza lineare elevata (100%) e sono caratterizzati da aperture di circa 1-5 mm, con riempimento mineralizzato. I rimanenti sistemi di giunti sono risultati da planari ad ondulati, da lisci a debolmente rugosi, debolmente alterati, con valori di JRC compresi tra 6 e 8 . Le spaziature medie sono risultate comprese tra 10 e 8 cm, con valori di persistenza lineare percentuale pari a 80 e 60. I giunti di tali sistemi mostrano aperture mediamente < 1 mm e non mostrano riempimento. Il valore di resistenza a compressione monoassiale delle pareti dei giunti è risultato mediamente compreso tra 40 e 50 MPa. Il grado di fratturazione è risultato Famiglia Dip Slip alto, con valore di Jv pari a 38.8. Il volume roccioso unitario Set 1 270 77 medio Vb è risultato pari a 0.42, con blocchi di forma prismatica.

Set 2 155 85

Set 3 335 79

Classificazione ammasso roccioso (Bieniawski) RMR di RQD Jv GSI Vb Classe ammasso qualità ammasso base (%) roccioso 34 0 38.8 30 0.42 IV SCADENTE

Caratterizzazione dell'ammasso roccioso GSI c (MPa) mi D Ei4 (MPa) Classificazione di i Hoek e Brown 30 35 15 0 25.000

mb s a Criterio di - - - Hoek e Brown 1.231 0.0004 0.522

I Criterio di c' (MPa) ' (°) ------

AMMASSO

PARAMETR ROCCIOSO Mohr - Coulomb 0.143 54.85

4 Modulo Elastico roccia intatta

107

Rilievo: R6 - Caratteristiche del versante: N280°/87°

Parametro Famiglia giunti SET 1 SET 2 SET3 --- Parametro JCS di base (MPa) 47.1 47.1 47.1 --- Parametro JCS corretto (MPa) 24.8 30.6 30.6 --- Parametro JRC di base 7.0 8.0 8.0 --- Parametro JRC corretto 5.0 6.0 6.0 --- Angolo d’attrito di base (°) 37.0 37.0 37.0 --- Angolo d’attrito di picco (°) 37.0 40.0 40.0 --- Angolo d’attrito residuo (°) 25.0 25.0 25.0 --- Apertura idraulica equivalente (mm) 1.47 0.75 0.75 --- Permeabilità per la sigma normalizzata (cm/s) 0,0018 0.0004 0.0004 --- Spostam. per il sup. della resistenza di picco (mm) 26.1 12.0 12 ---

108

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Caratteristiche versante (Versante naturale): N 280°/90° Rilievo:R6 Direzione tunnel: N 33° Sistemi di discontinuità (geometria e caratteristiche)

Il rilievo R6 è caratterizzato da quattro sistemi di discontinuità. I giunti di strato sono planari, scabri, debolmente alterati, con valori di JRC mediamente pari a 7-8. I giunti di strato hanno spaziatura compresa tra 10 e 20 cm, con valore medio pari a 10 cm, persistenza lineare elevata (100%) e sono caratterizzati da aperture di circa 1-5 mm, con riempimento mineralizzato. I rimanenti sistemi di giunti sono risultati da planari ad ondulati, da lisci a debolmente rugosi, debolmente alterati, con valori di JRC compresi tra 7 e 8 . Le spaziature medie sono risultate comprese tra 10 e 20 cm, con valori di persistenza lineare percentuale pari a 80 e 60. I giunti di tali sistemi mostrano aperture mediamente < 1 mm e non mostrano riempimento. Il valore di resistenza a compressione monoassiale delle pareti Famiglia Dip Slip dei giunti è risultato mediamente compreso tra 40 e 50 MPa. Il Set 1 210 65 grado di fratturazione è risultato alto, con valore di Jv pari a 23.87. Il volume roccioso unitario medio Vb è risultato pari a Set 2 150 83 1.38, con blocchi di forma prismatica.

Set 3 338 79

Set 4 35 35

Classificazione ammasso roccioso (Bieniawski) RMR di RQD Jv GSI Vb Classe ammasso qualità ammasso base (%) roccioso 39 36 23.87 40 1.38 IV SCADENTE

Caratterizzazione dell'ammasso roccioso GSI c (MPa) mi D Ei5 (MPa) Classificazione di i Hoek e Brown 40 35 15 0 25.000

mb s a Criterio di - - - Hoek e Brown 1.760 0.0013 0.511

I Criterio di c' (MPa) ' (°) ------

AMMASSO

PARAMETR ROCCIOSO Mohr - Coulomb 0.195 57.66

5 Modulo Elastico roccia intatta

109

Rilievo: R8 - Caratteristiche del versante: N118°/90°

Parametro Famiglia giunti SET 1 SET 2 SET3 --- Parametro JCS di base (MPa) 52.3 27.3 52.3 --- Parametro JCS corretto (MPa) 25.1 8.0 34.0 --- Parametro JRC di base 8.0 5.0 8.0 --- Parametro JRC corretto 5.0 37.0 6.0 --- Angolo d’attrito di base (°) 37.0 37.0 37.0 --- Angolo d’attrito di picco (°) 37.0 25.0 40.0 --- Angolo d’attrito residuo (°) 25.0 1.41 25.0 --- Apertura idraulica equivalente (mm) 1.77 0.0016 0.69 --- Permeabilità per la sigma normalizzata (cm/s) 0.0026 20.8 0.0003 ---

Spostam. per il sup. della resistenza di picco (mm) 26.1 27.3 12 ---

110

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Caratteristiche versante (Versante naturale): N 118°/90° Rilievo:R8 Direzione tunnel: N 33° Sistemi di discontinuità (geometria e caratteristiche)

Il rilievo R8 è caratterizzato da quattro sistemi di disconti- nuità. I giunti di strato sono planari, scabri, debolmente alterati, con valori di JRC mediamente pari a 7-8. I giunti di strato hanno spaziatura compresa tra 10 e 20 cm, con valore medio pari a 10 cm, persistenza lineare elevata (100%) e sono caratterizzati da aperture di circa 1-5 mm, con riempimento mineralizzato. I rimanenti sistemi di giunti sono risultati da planari ad ondulati, da lisci a debolmente rugosi, debolmente alterati, con valori di JRC compresi tra 7 e 8 . Le spaziature medie sono risultate comprese tra 10 e 20 cm, con valori di persistenza lineare percentuale pari a 80 e 60. I giunti di tali sistemi mostrano aperture mediamente < 1 mm e non mostrano riempimento. Il valore di resistenza a compressione monoassiale delle pareti dei giunti è risultato mediamente compreso tra 40 e 50 MPa. Il grado di fratturazione è risultato alto, con valore di Jv pari a 24.51. Il volume Famiglia Dip Slip roccioso unitario medio Vb è risultato pari a 1.28, con Set 1 289 73 blocchi di forma prismatica.

Set 2 165 37

Set 3 88 22

Classificazione ammasso roccioso (Bieniawski) RMR di RQD Jv GSI Vb Classe ammasso qualità ammasso base (%) roccioso 35 34 24.51 40 1.128 IV SCADENTE

Caratterizzazione dell'ammasso roccioso GSI c (MPa) mi D Ei6 (MPa) Classificazione di i Hoek e Brown 40 35 15 0 25.000

mb s a Criterio di - - - Hoek e Brown 1.760 0.0013 0.511

I Criterio di c' (MPa) ' (°) ------

AMMASSO

PARAMETR ROCCIOSO Mohr - Coulomb 0.195 57.66

6 Modulo Elastico roccia intatta

111

Rilievo: R12 - Caratteristiche del versante: N69°/80°

Parametro Famiglia giunti SET 1 SET 2 SET3 SET4 Parametro JCS di base (MPa) 93.5 93.5 93.5 93.5 Parametro JCS corretto (MPa) 49.3 52.9 57.4 60.8 Parametro JRC di base 7.0 7.0 6.0 8.0 Parametro JRC corretto 5.0 5.0 4.0 6.0 Angolo d’attrito di base (°) 37.0 37.0 37.0 37.0 Angolo d’attrito di picco (°) 41.0 42.0 39.0 45.0 Angolo d’attrito residuo (°) 28.0 28.0 28.0 28.0 Apertura idraulica equivalente (mm) 1.39 1.15 10.2 0.70 Permeabilità per la sigma normalizzata (cm/s) 0.0016 0.001 0.0008 0.0004 Spostam. per il sup. della resistenza di picco (mm) 26.1 20.8 19.3 12

112

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Caratteristiche versante (Versante naturale): N 69°/80° Rilievo:R12 Direzione tunnel: N 33° Sistemi di discontinuità (geometria e caratteristiche)

Il rilievo R12 è caratterizzato da quattro sistemi di discontinuità. I giunti di strato sono planari, scabri, debolmente alterati, con valori di JRC mediamente pari a 9-15. I giunti di strato hanno spaziatura compresa tra 10 e 20 cm, con valore medio pari a 10 cm, persistenza lineare elevata (100%) e sono caratterizzati da aperture di circa 1-5 mm, con riempimento mineralizzato. I rimanenti sistemi di giunti sono risultati da planari ad ondulati, da lisci a debolmente rugosi, debolmente alterati, con valori di JRC compresi tra 9 e 15 . Le spaziature medie sono risultate comprese tra 10 e 20 cm, con valori di persistenza lineare percentuale pari a 80 e 60. I giunti di tali sistemi mostrano aperture mediamente < 1 mm e non mostrano riempimento. Il valore di resistenza a compressione monoassiale delle pareti dei giunti è risultato Famiglia Dip Slip mediamente compreso tra 40 e 50 MPa. Il grado di fratturazione è risultato alto, con valore di Jv pari a 28.59. Il volume roccioso Set 1 210 65 unitario medio Vb è risultato pari a 0.79, con blocchi di forma Set 2 150 83 prismatica. Set 3 338 79 Set 4 35 35

Classificazione ammasso roccioso (Bieniawski) RMR di RQD Jv GSI Vb Classe ammasso qualità ammasso base (%) roccioso 49 21 28.59 45 0.79 IV SCADENTE

Caratterizzazione dell'ammasso roccioso GSI c (MPa) mi D Ei7 (MPa) Classificazione di i Hoek e Brown 45 35 15 0 25.000

mb s a Criterio di - - - Hoek e Brown 2.104 0.0022 0.508

I Criterio di c' (MPa) ' (°) ------

AMMASSO

PARAMETR ROCCIOSO Mohr - Coulomb 0.232 58.78

7 Modulo Elastico roccia intatta 113

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Rilievo: Caratteristiche versante (Versante naturale): N 69°/80° RG12 Cinematismo potenziale: Instabilità per scivolamento planare Risultati analisi: Il test identifica la potenzialità di uno ribaltamento flessurale lungo le discontinuità 4 (Set4)

Cinematismo potenziale: Instabilità per scivolamento su cunei Risultati analisi: Il test identifica scivo- lamenti potenziali lungo cunei di roccia delimitati dai seguenti piani: - 1/2 (Set1 – Set2) - 1/4 (Set1 – Set4) - 2/4 (Set2 – Set4)

VALUTAZIONE DEL GRADO DI RISCHIO Classe: 3 Rischio: molto alto

114

Rilievo: R15 - Caratteristiche del versante: N75°/90°

Parametro Famiglia giunti SET 1 SET 2 SET3 --- Parametro JCS di base (MPa) 61.3 61.3 61.3 --- Parametro JCS corretto (MPa) 29.5 39.8 35.8 --- Parametro JRC di base 8.0 8.0 10.0 --- Parametro JRC corretto 5.0 6.0 7.0 --- Angolo d’attrito di base (°) 37.0 37.0 37.0 --- Angolo d’attrito di picco (°) 40.0 44.0 46.0 --- Angolo d’attrito residuo (°) 28.0 28.0 28.0 --- Apertura idraulica equivalente (mm) 1.68 0.66 0.84 --- Permeabilità per la sigma normalizzata (cm/s) 0.0023 0.0003 0.0005 --- Spostam. per il sup. della resistenza di picco (mm) 26.1 12.0 12.6 ---

115

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Caratteristiche versante (Versante naturale): N 75°/90° Rilievo:R15 Direzione tunnel: N 33° Sistemi di discontinuità (geometria e caratteristiche)

Il rilievo R15 è caratterizzato da tre sistemi di discontinuità. I giunti di strato sono planari, scabri, debolmente alterati, con valori di JRC mediamente pari a 12. I giunti di strato hanno spaziatura compresa tra 20 e 60 cm, con valore medio pari a 50 cm, persistenza lineare elevata (100%) e sono caratterizzati da aperture di circa 1-5 mm, con riempimento mineralizzato. I rimanenti sistemi di giunti sono risultati da planari ad ondulati, da lisci a debolmente rugosi, debolmente alterati, con valori di JRC compresi tra 8 e 9. Le spaziature medie sono risultate comprese tra 30 e 15 cm, con valori di persistenza lineare percentuale pari a 100 e 60. I giunti di tali sistemi mostrano aperture mediamente < 1 mm e non mostrano riempimento. Il valore di resistenza a compressione monoassiale delle pareti dei giunti è risultato Famiglia Dip Slip mediamente compreso tra 40 e 60 MPa. Il grado di fratturazione è risultato alto, con valore di Jv pari a 10.39. Il volume roccioso Set 1 277 60 unitario medio Vb è risultato pari a 10.31 con blocchi di forma prismatica. Set 2 141 62

Set 3 330 50

Classificazione ammasso roccioso (Bieniawski) RMR di RQD Jv GSI Vb Classe ammasso qualità ammasso base (%) roccioso 54 81 10.31 42 10.31 III MEDIOCRE

Caratterizzazione dell'ammasso roccioso GSI c (MPa) mi D Ei8 (MPa) Classificazione di i Hoek e Brown 45 35.0 15 0 25.000

mb s a Criterio di - - - Hoek e Brown 2.104 0.0022 0.508

c' (MPa) ' (°) Criterio di ------

AMMASSO

ROCCIOSO PARAMETRI Mohr - Coulomb 0.232 58.78

8 Modulo Elastico roccia intatta 116

Rilievo: MONTE COSTE (2009) - Caratteristiche del versante: N210°/80°

Parametro Famiglia giunti SET 1 SET 2 SET3 --- Parametro JCS di base (MPa) 43.4 43.4 43.4 43.4

Parametro JCS corretto (MPa) 14.5 31.3 38.3 22.6

Parametro JRC di base 12.0 4.0 6.0 8.0

Parametro JRC corretto 6.0 3.0 6.0 5.0

Angolo d’attrito di base (°) 37.0 37.0 37.0 37.0

Angolo d’attrito di picco (°) 38.0 32.0 40.0 37.0

Angolo d’attrito residuo (°) 25.0 25.0 25.0 25.0

Apertura idraulica equivalente (mm) 4.15 0.75 0.27 1.48

Permeabilità per la sigma normalizzata (cm/s) 0.0143 0.0004 0.000 0.0018

Spostam. per il sup. della resistenza di picco (mm) 27.7 17.6 5.7 20.8

117

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Rilievo: Caratteristiche versante (Versante naturale): N 210°/80° MONTE COSTE (2010) Direzione tunnel: N 110° Sistemi di discontinuità (geometria e caratteristiche)

Il rilievo MONTE COSTE è caratterizzato da quattro sistemi di discontinuità. I giunti di strato sono planari, scabri, debolmente alterati, con valori di JRC mediamente pari a 12. I giunti di strato hanno spaziatura compresa tra 20 e 60 cm, con valore medio pari a 50 cm, persistenza lineare elevata (100%) e sono caratterizzati da aperture di circa 1-5 mm, con riempimento mineralizzato. I rimanenti sistemi di giunti sono risultati da planari ad ondulati, da lisci a debolmente rugosi, debolmente alterati, con valori di JRC compresi tra 6 e 9. Le spaziature medie sono risultate comprese tra 30 e 15 cm, con valori di persistenza lineare percentuale pari a 100 e 60. I giunti di tali sistemi mostrano aperture mediamente < 1 mm e non mostrano riempimento. Il valore di resistenza a compressione mono- Famiglia Dip Slip assiale delle pareti dei giunti è risultato mediamente compreso tra 40 e 50 MPa. Il grado di fratturazione è risultato alto, con Set 1 75 20 valore di Jv pari a 19.30 Il volume roccioso unitario medio Vb è Set 2 262 53 risultato pari a 4.7 con blocchi di forma prismatica. Set 3 250 29 Set 4 346 83

Classificazione ammasso roccioso (Bieniawski) RMR di RQD Jv GSI Vb Classe ammasso qualità ammasso base (%) roccioso 60 61 16.3 30 4.7 III MEDIOCRE

Caratterizzazione dell'ammasso roccioso GSI c (MPa) mi D Ei9 (MPa) Classificazione di i Hoek e Brown 30 35.0 15 0 25.000

mb s a Criterio di - - - Hoek e Brown 1.231 0.0004 0.522

c' (MPa) ' (°) Criterio di ------

AMMASSO

ROCCIOSO PARAMETRI Mohr - Coulomb 0.160 56.42

9 Modulo Elastico roccia intatta 118

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Nella scheda seguente sono riportate le proiezioni stereografiche “reticolo di Schmidt” relative ai rilievi geomeccanici eseguiti durante questo studio ma non utilizzati ai fini della caratterizzazione geomeccanica:

Tabella 29 Proiezioni stereografiche “reticolo di Schmidt” relative ai rilievi geomeccani

119

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 12 Modellazione geotecnica – geomeccanica di previsione

12.1 Tratti in galleria naturale

L’intero percorso seguito nell’ambito del presente lavoro, basato su una serie di rilievi, osservazioni, approfondite analisi e relative elaborazione dati, si è concluso con la ricostruzione della successione litologica e la stima di alcuni importanti parametri relativi alle caratteristiche fisiche e meccaniche dei materiali, sia litoidi che di copertura. Considerato che le problematiche di natura geotecnica delle coperture detritiche saranno presentate nel capitolo relativo alla caratterizzazione degli imbocchi (§ 12.2), in questo capitolo vengono descritti i criteri adottati per la caratterizzazione dei materiali litoidi interessati dalle opere di progetto, fornendo anche i parametri caratteristici per ciascun ambito omogeneo individuato.

L’Eurocodice 7: "Eurocode 7: Geotechnical design - Part 1: General rules", introduce il concetto di valore caratteristico, inteso come una stima cautelativa del parametro che influenza l’insorgere dello stato limite in considerazione, dovrà essere utilizzato in qualsiasi tipo di verifica geotecnica, che si tratti di SLU (stati limite ultimi ovvero potenziale presenza di una superficie di rottura) o di SLE (stati limite di esercizio ossia deformazioni di tipo elastico o di consolidazione a prescindere dallo stato di rottura). Lo stesso concetto fa parte della più ampia trattazione agli stati limite (SL), volta ad armonizzare la progettazione strutturale con quella geotecnica.

Ai fini della caratterizzazione dei terreni, occorre fare riferimento al volume significativo, ovvero al volume entro il quale l'incremento della tensione verticale efficace Δσv’(z) ecce- de di oltre il 10 % la tensione verticale efficace preesistente σ’vo(z) in assenza di sovraccari- chi: Δσv’ ≥1/10 σ’vo(z).

Dalla correlazione dei risultati acquisiti mediante i rilievi geomeccanici, le prove in sito e le prove di laboratorio sono state elaborate le modellazioni basate sulle caratteristiche di resistenza e deformabilità dei materiali prevalenti.

120

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Nel complesso, si afferma che i valori scelti si riferiscono ai materiali presenti nelle zone maggiormente disturbate in affioramento e quindi sono da considerare come rappresentativi delle resistenze residue (condizioni residue).

Per quanto riguarda gli affioramenti litoidi delle Arenarie della Valsabbia, è stato possibile suddividere l’intero tracciato esaminato in quattro zone omogee, oltre alle zone di pertinenza delle faglie (certe e presunte), ciascuna delle quali è caratterizzata da parametri derivanti dalla classificazione e caratterizzazione geomeccanica; si distinguono in particolare le seguenti zone:

 Zona 1 - classe di qualità “Bieniawski” III – IV (risp. 70% e 30%) – GSI 30-35;

 Zona 2 - classe di qualità “Bieniawski” III – IV (risp. 80% e 20%) – GSI 40-45;

 Zona 3 - classe di qualità “Bieniawski” III – IV (risp. 70% e 30%) – GSI 35-40;

 Zona 4 - classe di qualità “Bieniawski” III – IV (risp. 80% e 20%) – GSI 40-45;

 Zona faglie - classe di qualità “Bieniawski” IV – V (risp. 20% e 80%) – GSI < 25;

I dati completi, compresi i parametri relativi alla caratterizzazione geomeccanica medi, sono riportati nel Modello geomeccanico contenuto nella sezione T09 (profilo geomeccanico di previsione), di cui si riportano le principali informazioni nel seguente prospetto (Figura 13):

Figura 13 Parametri relativi alla caratterizzazione geomeccanica

121

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 12.2 Imbocchi

Galleria MONTE ANTEGOLO (I imbocco). La definizione delle caratteristiche litostratigrafiche e fisico-meccaniche dei terreni presenti in questa zona è stata fatta tenendo conto delle seguenti indagini:

 sondaggio geognostico S2 e relative prove geotecniche in sito e di laboratorio;

 tomografia elettrica E5 e sismica Masw M1-M2 e M3;

 indagine a stazione singola T1 (tromino).

Incrociando i dati disponibili con le osservazioni condotte in sito e debitamente riportate nella carta geologica, si desume che lo spessore della copertura superificale è di circa 35 metri in corrispondenza del sondaggio e tende a ridursi a quote topografiche maggiori, sino a lasciare spazio agli affioramenti litoidi.

Dall’interpretazione dei profili geoelet- trici e sismici ottenuti si desume la presenza di una interfaccia bedrock/copertura irregolare e molto articolata, oltre alla presenza di blocchi di grosse dimensioni presenti in seno alla coltre detritica e/o di depositi alluvionali con elevato grado di adden- samento anche per fenomeni di dis- seccamento.

Quindi, il sondaggio geognostico in questo caso è stato molto importante in quanto ha permesso di determinare con chiarezza la sequenza stratigrafica. Si tratta nella fattispecie di depositi quaternari e Arenarie della Valsabbia precedute dal cappellaccio di altera- Figura 14 Stratigrafia schematic S1

122

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare zione interposto tra i due lititotipi.

Per quanto riguarda i depositi quaternari, si può ipotizzare la presenza in questa porzione di versante investigato di terrazzi alluvionali e/o depositi fluvio-glaciali (ghiaie poligeniche in matrice limo-argillosa), con spessore di ca 12 m, ricoperti da materiali riconducibili a depositi eluvio-colluviali (limi e limi argillosi) e/o detriti di versante.

I materiali di origine alluvionale sono presenti da 15 a 27 m, dopodiché si rinviene il cappellaccio di alterazione delle Arenarie della Valsabbia che ha uno spessore di qualche metro. Intorno ai 30 m e fino a ca 50 m sono state rinvenute le arenarie della Valsabbia di colore grigio – verde e/o rossastre, molto fratturate e con discontinuità piano-parallele localmente riempite da calcite. Questa fascia molto disturbata dal punto di vista strutturale, con ogni probabilità è riconducibile ad una faglia diretta con orientazione preferenziale NE-SO evidenziata durante i rilievi in sito grazie ad una serie di indizi morfologici superficiali (cfr T09-sezione geomeccanica di previsione).

Relativamente ai materiali litoidi, compreso l’intervallo molto fratturato testé descritto (probabile zona di faglia), è possibile individuare almeno tre livelli omogenei sulla base dei valori di RQD:

Figura 15 Valori RQD S1

 I livello con RQD prevalenti nell’intervallo 0-20%;

 I livello con RQD prevalenti nell’intervallo 40-60%;

 I livello con RQD prevalenti nell’intervallo 60-80%;

123

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Per quanto riguarda la caratterizzazione dei materiali litoidi presenti in questo tratto si fa riferimento alla suddividione in zone omogenee precedentemente descritta, mentre per i terreni di copertura occorre fare alcune distinzioni.

I depositi limo-argillosi di probabile origine eluvio-colluviale, vengono caratterizzati tenendo conto dei risultati acquisiti mediante le indagini condotte per la progettazione preliminare dei tratti in superficie relativi alla medesima opera viaria, mentre i depositi ghiaiosi di origine alluvionale e/o fluvioglaciale vengono caratterizzati con l’impiego di correlazioni empiriche basate sulla velocità delle onde Vs stimate dalle prove sismiche.

Rimanendo nell'ambito di valutazioni molto cautelative è possibile assumere per tali materiali valori di Vs medio non superiori ai 350-400 m/s, per cui, utilizzando correlazioni empiriche molto diffuse in letteratura è possibile stimare il valore SPT corrispondente a tali valori di Vs e di conseguenza ricavare tutti gli altri parametri direttamente collegati che possono essere ragionevolmente assunti come caratteristici. Si riporta di seguito una ricostruzione schematica del modello geotecnico relativo ai terreni considerati:

Galleria “Monte Antegolo” I imbocco (sezione litologica e geotecnica -geomeccanica)

Figura 16 Sezione litologica e geotecnica –geomeccanica Galleria “Monte Antegolo” I imbocco

124

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Figura 17 Parametri geotecnici e geomeccanica - Galleria “Monte Antegolo” I imbocco

Durante la perforazione si sono registrate venute d'acqua di modesta entità a diverse profondità.

Altro aspetto importantissimo da esaminare e tenere in conto nella progettazione dell’imbocco riguarda il fenomeno della caduta massi, così come risulta dalla descrizione completa ed organica presentata nell’ambito del presente lavoro.

125

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Galleria MONTE ANTEGOLO (II imbocco NORD). In questo caso, la definizione delle caratteristiche litostratigrafiche e fisico-meccaniche dei terreni affioranti è stata fatta mediante le osservazioni in sito, i rilievi geomeccanici e il sondaggio geognostico S2 (con relative prove geotecniche in sito).

Dalle informazioni acquisite nel corso dei rilievi di superficie, si rileva che in corrispondenza dell’imbocco non dovrebbe essere presente il materiale di copertura rilevato nel luogo in cui è stato eseguito il sondaggio, in quanto posto a quote topografiche leggermen- te inferiori.

Pertanto, escludendo la parte di materiale superficiale che non viene caratterizzata in quanto ritenuta di scarso interesse ai fini geotecnici, è possibile affermare che la zona del II imbocco è interessata esclusivamente da materiali litoidi riconducibili alle Arenarie della Valsabbia per l’intero tratto investigato. Figura 18 Stratigrafia schematic S2 Tenendo conto del grado di fatturazione medio, nel complesso è stato possibile individuare tre distinti livelli omogenei:

 I livello con RQD prevalenti nell’intervallo 50-70%;

 I livello con RQD prevalenti nell’intervallo 20-40%;

 I livello con RQD prevalenti nell’intervallo 40-60%;

126

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Figura 19 Valori RQD S2

Durante l'esecuzione del sondaggio sono state riscontrate manifestazioni idriche a diverse profondità (portata modesta, è stata bloccata con i rivestimenti).

In questo sito vengono attribuite ai materiali riscontrati le caratteristiche geomeccaniche relative alla zona omogenea n. 3 precedentemente descritta:

Galleria “Monte Antegolo” II imbocco (sezione litologica e geotecnica smematica)

Figura 20 Sezione litologica e geotecnica –geomeccanica Galleria “Monte Antegolo” II imbocco

Figura 21 Parametri geotecnici e geomeccanica - Galleria “Monte Antegolo” II imbocco

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L'ultimo tratto di galleria previsto, denominato "Monte Coste", si sviluppa per ca 300 m e sarà realizzato a Sud dell'abitato di Idro. Dai rilievi geologici preliminari e dai successivi approfondimenti si presume che l'area sia interessata dall'affioramento delle arenarie della Val Sabbia nell'intero tratto. Considerata l'assenza di materiali con scarse caratteristiche fisico-meccaniche in corrispondenza degli imbocchi, si è ritenuta sufficiente l'esecuzione di un solo sondaggio geognostico in asse con la costruenda opera. Osservando la colonna stratigrafica di sintesi riportata a fianco, si nota che fino alla profondità di 69.5 m sono presenti le arenarie della Val Sabbia, a conferma di quanto osservato in superficie.

I materiali campionati sono caratterizzati da un medio grado di disturbo nella parte più superficiale (RQD 50-60%) fino a ca 20 m di profondità, mentre proce- dendo verso il basso si riscontra un significativo miglioramento testimoniato da un valore di RQD prossimo al 90-100%.

Sotto il profilo idrogeologico si segnala Figura 22 Stratigrafia schematic S6 un orizzonte acquifero a 19.0 m dal p.c..

Nelle pagine seguenti si riporta uno stralcio della sezione geomeccanica di previsione (T09), valida anche ai fini della caratterizzazione degli imbocchi.

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Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Galleria “Monte Coste” I e II imbocco (sezione litologica e geotecnica schematica)

Figura 23 Sezione litologica e geotecnica –geomeccanica Galleria “Monte Coste” I e II imbocco

Figura 24 Parametri geotecnici e geomeccanica - Galleria “Monte Coste” I e II imbocco

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13 Relazione sulla pericolosità sismica

13.1 Valutazione della pericolosità sismica di base

Per la valutazione della pericolosità sismica di base del territorio nazionale si fa riferimento ad un recente lavoro dell'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (http://esse1- gis.mi.ingv.it/).

Con questa metodologia è possibile eseguire una analisi probabilistica di pericolosità sismica secondo una griglia regolare di nodi (con passo di 5 km, per un totale di oltre 10000 nodi), che consente di ricavare le curve di pericolosità per le accelerazioni spettrali elastiche, Sa (T), con T compreso nell'intervallo 0s – 2s. La pericolosità del sito, definita in termini di accelerazione orizzontale massima attesa su suolo A e del corrispondente spettro di risposta elastico, è funzionale alla definizione delle azioni sismiche sulle costruzioni. Per accelerazione massima attesa si intende il picco del segnale che ha una certa probabilità PVR di essere superato in un periodo di riferimento VR (probabilità del 10% in 50 anni come riferimento per il progetto), dato dal prodotto dei seguenti parametri: vita nominale della costruzione (VN) e coefficiente d'uso (CU).

La figura (Figura 25) a fianco, tratta dalla Figura 25 Valotre massimo PGA piattaforma inte-

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Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare rattiva dell’INGV, mostra che il valore massimo della PGA su roccia nella zona di interesse, corrispondente ad una probabilità del 10% in 50 anni, può essere 0,150 – 0,175.

Con lo stesso applicativo è possibile effettuare anche una procedura che consente di determinare i parametri del terremoto che maggiormente influenzano la pericolosità sismica del sito considerato (disaggregazione della pericolosità sismica).

La disaggregazione (o deaggregazione) (Figura 26) della pericolosità sismica consente di valutare i contributi di diverse sorgenti sismiche alla pericolosità di un sito. Figura 26 Grafico di disaggregazine

La forma più comune di disaggregazione è quella bidimensionale in Magnitudo e Di- stanza (M-R) che permette di definire il contributo di sorgenti sismogenetiche a distanza R capaci di generare terremoti di magnitudo M. In altri termini si può affermare che il processo di disaggregazione in M- R fornisce il terremoto che domina lo scenario di pericolosità (terremoto di scenario o di riferimento) inteso come l’evento di magnitudo M a distanza R dal sito oggetto di studio che contribuisce maggiormente alla pericolosità sismica del sito stesso.

Per il sito considerato, i valori di magnitudo sono circa 4.8 con distanza epicentrale di circa 9.7 Km (da progetto DPC INGN S1 mappe di pericolosità sismica).

Per le analisi dinamiche dei sistemi geotecnici le Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC, 2008) prevedono esplicitamente l’uso di 5 accelerogrammi registrati, rappresentativi della sismicità del sito e compatibili con le caratteristiche sismogenetiche della sorgente.

A tal proposito il Dipartimento di Ingegneria Strutturale “Politecnico di Milano” (Pergalani F. et al., 2009) ha condotto uno studio per la selezione di accelerogrammi da utilizzare nelle analisi di 3° livello (L.R. 12/05 e successive modifiche e integrazioni), articolato nel modo seguente:

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Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare  suddivisione del territorio regionale in n. 8 fasce caratterizzate da severità sismica omogenea (valori di accelerazione massimi attesi al suolo e valori dell’ordinata spettrale massima compresi in un range del +- 10% dal valore medio);

 raggruppamento dei co- Figura 27 raggruppamento dei comuni all’interno delle fasce individuate sulla base degli accelerogrammi muni all’interno delle fasce (Figura 27) individuate sulla base degli accelerogrammi riportati nella banca dati degli eventi sismici italiani (ITACA) relativi ad eventi sismici compatibili con le caratteristiche sismogne- netiche per il territorio lombardo (meccanismo compressivo, profondità 8-12 Km, M max 5.5 e R 5 ÷ 80 Km);

 selezione delle registrazioni caratterizzate da picchi di accelerazione simili alle massime accelerazioni orizzontali attese;

 individuazione dei 5 accelerogrammi registrati per ciascuna fascia considerata (fascia 1 ÷ fascia 5), da utilizzare nelle analisi dinamiche secondo le norme di riferimento.

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Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 13.2 Categorie di sottosuolo.

Come già affermato nelle pagine precedenti, la modalità di determinazione delle azioni sismiche rappresenta una delle principali novità del nuovo testo normativo che abbando- na il concetto di “Zone Sismiche”. Una volta calcolata la pericolosità sismica di base è necessario tener conto delle condizioni litologiche e morfologiche locali che influiscono in modo determinante sulle caratteristiche del moto del suolo in superficie. Sotto il profilo litologico, secondo le indicazioni della nuova normativa, per prima cosa bisogna caratterizzare i terreni del sottosuolo presenti nell’intervallo compreso tra il piano di imposta delle fondazioni degli edifici ed un substrato roccioso rigido di riferimento (bedrock). Questa valutazione si effettua sulla stima delle velocità medie delle onde di taglio (se disponibile, altrimenti sulla base del valore Nspt per terreni prevalentemente granulari) o di cu (per terreni prevalentemente coesivi), nei primi trenta metri di profondità con la seguente espressione:

dove hi e Vi indicano lo spessore (in m) e la velocità delle onde di taglio (per deformazioni di taglio g < 10-6) dello strato i-esimo, per un totale di N strati presenti nei 30 m superiori.

Sulla base delle risultanze delle indagini geognostiche, geotecniche e geofisiche effettuate nell’ambito del presente lavoro, è possibile affermare che i terreni interessati dalle opere di progetto sono:

 Classe A (Formazioni litoidi o suoli omogenei molto rigidi caratterizzati da valori di

Vs30 superiori a 800 m/s, comprendenti eventuali strati di alterazione superficiale di spessore massimo pari a 5 m) – in corrispondenza di tutti gli affioramenti litoidi presenti in zona (arenaria della Valsabbia);

 Classe B (Depositi di sabbie o ghiaie molto addensate o argille molto consistenti, con spessori di diverse decine di metri, caratterizzati da un graduale miglioramento

delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs30 compresi tra 360 m/s

e 800 m/s (ovvero resistenza penetrometrica media NSPT > 50, o coesione non drena-

ta media cu > 250KPa) – in corrispondenza del I imbocco della galleria “Monte Ante- 133

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare golo”, ove affiorano depositi fluvioglaciali ricoperti da depositi eluvio-colluviali e/o detrito di versante ecc..

Dal punto di vista topografico, nel caso in esame si assume la categoria T2.

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Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 13.3 Valutazione amplificazione sismica locale (d.g.r. 28/05 n. 8/7374)

Per l’analisi della sismicità del sito considerato, oltre alla normativa nazionale si è fatto riferimento ai metodi contenuti nella LR 12/05 e ss.mm.ii..

I “Criteri ed indirizzi per la definizione della componente geologica, idrogeologica e sismica del piano di governo del territorio, in attuazione dell’art. 57 della L.R. 11 marzo 2005, n. 12” e successivi aggiornamenti, in merito alla valutazione della pericolosità sismica locale, prevedono tre livelli di approfondimento:

 il 1° livello consiste nell’individuazione delle aree passibili di amplificazione sismica e instabilità sulla base di dati geologici e geomorfologici.

 il 2° livello fornisce la stima della risposta sismica dei terreni in termini di “Fattore di amplificazione Fa” mediante una valutazione semi-quantitativa degli effetti di amplificazione attesi nelle zone individuate nel livello precedente (1° Livello). L’applicazione del 2° livello consente l’individuazione delle aree in cui la normativa nazionale risulta insufficiente a salvaguardare dagli effetti di amplificazione sismica locale (Fa calcolato superiore a Fa di soglia comunali forniti dal Politecnico d Milano). Secondo la normativa regionale per queste aree occorre procedere alle indagini ed agli approfondimenti di 3° livello o, in alternativa, utilizzare lo spettro di norma caratteristico della categoria di suolo superiore, con il seguente schema:

 anziché lo spettro della categoria di suolo B si utilizzerà quello della categoria di suolo C; nel caso in cui la soglia non fosse ancora sufficiente si utilizzerà lo spettro della categoria di suolo D;

 anziché lo spettro della categoria di suolo C si utilizzerà quello della categoria di suolo D;

 anziché lo spettro della categoria di suolo E si utilizzerà quello della categoria di suolo D;

 il 3° livello si basa su indagini approfondite e viene eseguito in fase progettuale solo nei seguenti casi:

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Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare  se si riscontrano effetti di amplificazioni morfologiche e litologiche (zone Z3 e Z4 della tabella 1 dell’allegato 5), con Fa superiori ai valori soglia fissati dalla normativa sismica nazionale;

 quando ci si trova in aree caratterizzate da effetti di instabilità, cedimento e/o liquefazione e zone di contatto tra litotipi con caratteristiche fisico meccaniche molto diverse (zone Z1, Z2 e Z5 della tabella 1 dell’allegato 5).

 per la realizzazione di strutture con funzioni pubbliche o strategiche, e per strutture il cui uso prevede affollamenti significativi, industrie con attività pericolose per l’ambiente, reti viarie e ferroviarie la cui interruzione provochi situazioni di emergenza.

Analisi 1° livello. Per l’inquadramento della Pericolosità Sismica Locale sono stati consultati gli elaborati cartografici del PGT relativi al Comune interessato dalle opere di proget- to: Vestone. Per rendere più chiara ed esplicita l’esposizione si è ritenuto opportuno creare una scheda con lo stralcio cartografico relativo ai territori dei Comuni di interesse, nella quale sono rappresentati i seguenti scenari:

 Z1a (zona caratterizzata da movimenti franosi attivi);

 Z1b ( zona caratterizzata da movimenti franosi quiescenti);

 Z1c (zona potenzialmente franosa o esposta a rischio di frana);

 Z4a (zona di fondovalle e di pianura con presenza di depositi alluvionali e/o fluvioglaciali granulari e/o coesivi);

 Z4b (zona pedemontana di falda di detrito, conoide alluvionale, e conoide deltizio lacustre);

 Zad (zona con presenza di argille residuali e terre rosse di origine eluvio-colluviale).

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Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Tabella 30 stralcio carta della P.S.L PERICOLOSITA’ SISMICA LOCALE

Fonte: PGT Comune di Lavenone (Tav. 4) - Studio)

Osservando il suddetto stralcio cartografico(Tabella 30), è possibile notare che le aree attrarsate dalle opere di progetto sono interessate dai seguenti scenari: Z1a, Z1b, Z4a e Z4b.

Analisi 2° livello. La stima degli effetti di amplificazione litologica è stata fatta seguendo le indicazioni della procedura semplificata prevista dalla L.R. 12/05 e ss.mm.ii.. I parametri di cui si è tenuto conto per l’applicazione del metodo adottato per la stima del Fa sono:

 litologia prevalente dei materiali presenti nel sito;

 stratigrafia del sito;

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Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare  andamento delle Vs con la profondità fino a valori pari o superiori a 800 m/s (quando possibile);

 spessore e velocità di ciascuno strato presente nelle zone rappresentative scelte per l’esecuzione delle indagini.

L’assetto litologico dell’area di interesse è stato ricostruito tenendo conto dei dati biblio- grafici ufficiali e sulla base dei risultati delle indagini geognostiche condotte in sito, mentre per la stima dei valori di Vs necessari per calcolare il periodo proprio del sito T sono state eseguite apposite indagini sismiche (misura a stazione singola del tremore sismico).

Sulla base dei valori di Vs rilevati e/o stimati in ciascuna sezione investigata, è stato calcolato il periodo proprio del sito T:

n 4x hi T  i1  n   Vsi xhi   i1   n    hi   i1 

dove hi e Vsi sono rispettivamente lo spessore e la velocità dello strato i-esimo del modello.I valori del periodo proprio T sono infatti necessari per la determinazione del Fattore di amplificazione Fa, mediante le schede di riferimento e le relazioni contenute nell’allegato 5 della L.R. 11 marzo 2005, n. 12 e ss.mm.ii. I valorie di Fa riportati nella seguente tabella, definiti in funzione della classe di suolo, si riferiscono agli intervalli di periodo tra 0.1-0.5 s (strutture relativamente basse, regolari e piuttosto rigide):

D.G.R. 28 maggio 2008, n. 8/7374 intervallo B C D E

Lavenone 0.1 - 0.5 1,5 1,9 2,3 2,0

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Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare 13.3.1 Determinazione del periodo proprio del terreno e stima di Fa

La tecnica di indagine principale adottata a supporto di questo studio è basata sulla misura a stazione singola del tremore sismico; per la consultazione di dettaglio delle risultanze acquisite mediante tali indagini si rimanda al capitolo sulle indagini in sito. In questo paragrafo ci si limita a riportare in forma schematica l’ubicazione delle indagini prese in esame (tromino) e i principali dati acquisiti, necessari per la stima del valore di Fa:

Ubicazione indagini e rappresentazione profilo Vs (confronto Vs con curva litologica di riferimento)

Tabella 31 Ubicazione indagini e profile Vs 139

Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Osservando il grafico sopra riportato, è possible notare che il profilo delle Vs rilevato nei siti investigati è congruente con la curva litologica di riferimento “ghiaiosa”; si tratta quindi di un dato in linea con le informazioni di carattere litologico derivate dalla cartografia geologica ufficiale, verificate mediante le indagini geognostiche e le prove geotecniche in sito.

Dopo aver stimato il periodo T e scelto il modello litologico di riferimento tra quelli pro- posti si è proceduto con la stima del fattore di amplificazione Fa applicando la metodologia semplificata riportata nella LR 12/05 e ss.mm.ii.:

Tabella 32 Stima fattore di amplificazione Fa Stima del Fattore di amplificazione (Fa) (procedura semplificata LR 12/05 e s.m.i.)

Nella tabella di riepilogo seguente, si riportano alcune importanti informazioni che riguardano le singole stazioni investigate; in questo caso si fa riferimento al periodo T stimato mediante la procedura semplificata della normativa regionale:

Profilo Periodo Categoria di suolo Fa stimato Fa soglia Verifica sismico (opere superficiali)

T1 0.19 B 1.3 Fastimato < Fasoglia 1.5

T2 0.23 B 1.4 Fastimato < Fasoglia

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Costruzione deviante da Vestone Nord a Idro Sud - S.P. BS 237 “DEL CAFFARO” Relazione geologica, geotecnica e sismica per i tratti in galleria - progetto preliminare Nell’ambito del presente lavoro si è deciso di effettuare un’ulteriore verifica che prevede il calcolo di Fa partendo dal valore del periodo proprio del terreno T ottenuto direttamente dalle indagini sismiche prese in considerazione (Tromino):

Profilo sismico Periodo Categoria di Fa stimato Fa soglia Verifica suolo

T1 0.15 s B 1.3 Fastimato < Fasoglia 1.5 0.037 1.0 T2 B Fa < Fa 0.08 1.1 stimato soglia

Prendendo in esame le risultanze sinora esposte, è possibile affermare che il valore di Fa stimato è sempre inferiore al valore di Fa soglia e quindi la normativa nazionale è da con- siderarsi sufficiente a tenere in considerazione anche gli eventuali effetti di amplificazione litologica del sito. Nell’ambito della progettazione delle opere previste, sarà possibile pertanto applicare lo spettro previsto dalla normativa nazionale.

Si precisa, comunque, che laddove il tracciato intercetta gli scenari di Pericolosità Sismica Z1a e Z1b e\o zone in dissesto così come rappresentato nella carta geomorfologica, in fase di progettazione definitiva-esecutiva sarà necessario procedere con studi di III livello di complessità e grado di approfondimento congruenti con la tipologia di opere da realizzare.

STUDIO CONTI ASSOCIATI

Dott. Geol. Michele Conti Dott. Geol. Antonio Conti

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