La geologia della galleria Castellaccio.

L’opera interessa i rilievi collinari che delimitano ad Est e a Sud la piana di Arezzo. La zona collinare di Castellaccio è costituita da pendii poco acclivi degradanti verso Ovest, solcati da impluvi naturali di modesta entità. La superficie è in gran parte ricoperta di boscaglia e localmente coltivata su terrazzamenti.

Gli impluvi naturali significativi sono otto, di cui sei costituiti da inclusioni vallive generate da importanti discontinuità sub-verticali. Tali discontinuità tagliano il tracciato della galleria in direzione trasversale e determinano, probabilmente, dei collegamenti tra le acque profonde e superficiali. Ciò è stato testimoniato da osservazioni sui livelli d’acqua nei pozzi fatte durante le fasi di scavo delle tratte precedenti.

La formazione rocciosa di base, identificata come “Formazione di Londa”, è costituita da una serie marnoso-arenacea di età oligo-miocenica. Le parti superficiali della formazione sono fratturate e alterate. Le caratteristiche della roccia, la giacitura degli strati e le caratteristiche dei materiali di copertura, giustificano le pendenze modeste dei versanti, tipiche della geomorfologia regionale.

Le coperture verticali, rispetto al tracciato della galleria, variano con le progressive e vanno da un massimo di 155 m in corrispondenza della progressiva 653 m ad un minimo di 31 m alla progressiva 1889 m.

I terreni, interessati dall’opera di adduzione in esame, sono costituiti quasi esclusivamente da rocce sedimentarie appartenenti all’Unità Cervarola - Falterona. Nel foglio 114 della Carta Geologica d’Italia, la serie toscana di questa Unità è indicata con la denominazione di “Formazione di Londa” e “Macigno”, contrassegnate rispettivamente dalle sigle “mgL” e “mgC”.

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Figura 62: Carta geologica relativa alla galleria Castellaccio (in tratteggio rosso il tracciato del tunnel)

Questi terreni sono presenti con caratteri abbastanza uniformi su tutta la dorsale collinare dalla Chiassaccia ad Arezzo (come substrato delle coltri detritiche che ammantano i versanti dei rilievi) e nel loro complesso costituiscono anche il basamento delle alluvioni fluviali e fluvio-lacustri quaternarie affioranti nelle aree pianeggianti della conca di Arezzo.

La Formazione di Londa è costituita da diversi tipi litologici, generalmente a struttura caotica e mutuamente intercalati: siltiti, argilliti, marne ed arenarie fini quarzoso- feldspatiche, a cemento siallitico o calcitico, con variabile prevalenza dell’uno o dell’altro tipo.

La roccia presenta diversi gradi di alterazione e di fratturazione, avvicinandosi alla superficie e alle zone di faglia. Lo spessore degli strati supera raramente il metro; più frequentemente si rilevano strati di potenza compresa tra 20 e 50 cm.

In superficie è presente una coltre detritica costituita da frammenti lapidei e da un’abbondante matrice limoso-sabbiosa che passa in profondità, gradualmente, a roccia in parte disgregata e infine a roccia integra. Lo spessore di questa coltre è generalmente modesto, ma localmente può raggiungere anche i 5-10 m.

Tutto ciò è stato osservato negli scavi di cantiere, in alcune trincee stradali e nei fossi più incisi. Anche la documentazione disponibile, relativa ai tratti di galleria eseguiti in precedenza, conferma la prevista disomogeneità della Formazione di Londa dal punto di vista geomeccanico.

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6.4.: Caratteristiche geostrutturali e geomeccaniche dell’ammasso roccioso

Negli scarsi affioramenti dove è stato possibile eseguire osservazioni geostrutturali significative, la stratificazione del substrato miocenico (Formazione di Londa) ha presentato giaciture molto variabili da punto a punto, per effetto di numerose piccole strutture a pieghe e a faglie, di carattere locale.

Nel tratto in studio l’ammasso presenta caratteristiche geostrutturali diverse in funzione della copertura e della vicinanza alle incisioni.

La formazione si presenta generalmente stratificata e la spaziatura varia da centimetrica, nelle formazioni marnose, a decimetrica e oltre nelle formazioni a tessitura più grossolana. L’immersione prevalente degli strati è verso Sud (150°) con valori d’inclinazione compresi tra 20° e 30°.

Oltre che dalla stratificazione l’ammasso è interessato da sistemi di giunti per lo più serrati e con superfici ondulate. Dai dati stereometrici disponibili ,ricavati da campagne di superficie lungo il tracciato e nella zona degli scavi aperti nelle fasi di realizzazione delle precedenti gallerie, i giunti possono essere raggruppati secondo quattro famiglie con giaciture medie 30°/80°, 200°/80°, 160°/80°, 270°/50° (direzione d’immersione/inclinazione).

In corrispondenza delle principali incisioni vallive sono state rilevate faglie ad andamento subverticale spesso riempite con materiale argilloso di scarsa resistenza e notevole deformabilità. Si nota che le faglie maggiori hanno giacitura pressoché coniugata con la famiglia di discontinuità di giacitura 160°/80°. Questo ha indotto a credere che la presenza di almeno questa famiglia fosse generalizzabile a tutto il tracciato.

Il tracciato della galleria Castellaccio si mantiene interamente entro le rocce della Formazione di Londa con immersione media prevalente verso Sud-Sud/Ovest, con un tratto in curva, con raggio pari a 500m, tra la progressiva 180 e la progressiva 240. In media gli strati a consistenza litoide sono subordinati rispetto a quelli relativamente teneri, aventi caratteristiche intermedie tra quelle di una roccia e quelle di un terreno sciolto coerente, fortemente addensato.

Per quanto riguarda l’abbattimento, le caratteristiche di resistenza meccanica dei diversi litotipi presenti (arenarie quarzose, marne, siltiti semi lapidee) sono molto differenti, ma sembra scarsa la presenza di termini abrasivi. Eventuali fasce di disturbo, costituite da litotipi ricchi di componenti argillose, potrebbero denotare un comportamento spingente, ma la presenza di questi terreni è stata stimata su non più del 10% del tracciato.

La scarsa permeabilità d’insieme della formazione attraversata permette di considerare poco probabili venute d’acqua molto rilevanti e persistenti. Venute di modesta entità sono state tuttavia previste lungo tutta la galleria, dato che nella Formazione di Londa la falda idrica è presente (testimoniata anche da numerose piccole sorgenti) con livello piezometrico superiore alla quota della galleria stessa.

In definitiva, la notevole varietà dei litotipi e le modifiche indotte dalla tettonica e dall’alterazione hanno reso difficile, in fase progettuale, un’unica caratterizzazione geomeccanica significativa per l’intero tracciato.

Dalle indagini geognostiche eseguite sul finire degli Anni ’80 nella stessa zona è stato possibile classificare l’ammasso roccioso in tre classi di roccia diverse.

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Tabella 33 : Parametri geomeccanici dell’ammasso in condizioni discrete ( Galleria Castellaccio)

Ammasso roccioso discreto

Parametri geomeccanici della roccia

γ PESO DI VOLUME 26 kN/m3

σc RESISTENZA UNIASSIALE 60 MPa

Indici di qualità dell'ammasso roccioso

RQD ROCK QUALITY DESIGNATION

60-

70 %

BRMR BIENIAWSKI ‘76 55

GSI HOEK et al. 59

CLASSE III

Parametri geomeccanici dell’ammasso roccioso

φ ANGOLO D’ATTRITO 30 (°)

c COESIONE 0,5 MPa

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Tabella 34 : Parametri geomeccanici dell’ammasso in condizioni scadenti (Galleria Castellaccio)

Ammasso roccioso scadente

Parametri geomeccanici della roccia

γ PESO DI VOLUME 26 kN/m3

σc RESISTENZA UNIASSIALE 40 MPa

Indici di qualità dell'ammasso roccioso

RQD ROCK QUALITY DESIGNATION 25 %

BRMR BIENIAWSKI ‘76 30

GSI HOEK et al. 42

CLASSE IV

Parametri geomeccanici dell’ammasso roccioso

φ ANGOLO D’ATTRITO 30 (°)

c COESIONE 0,5 MPa

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Tabella 35 : Parametri geomeccanici dell’ammasso in condizioni molto scadenti ( Galleria Castellaccio)

Ammasso roccioso scadente

Parametri geomeccanici della roccia

γ PESO DI VOLUME 26 kN/m3

σc RESISTENZA UNIASSIALE 10 MPa

Indici di qualità dell'ammasso roccioso

RQD ROCK QUALITY DESIGNATION 10 %

BRMR BIENIAWSKI ‘76 15

GSI HOEK et al. 31

CLASSE V

Parametri geomeccanici dell’ammasso roccioso

φ ANGOLO D’ATTRITO 25 (°)

c COESIONE 0,1 MPa

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