Galleria in rocce carbonatiche attraversata da una thrust regionale
È in progetto una galleria stradale bidirezionale lunga 2,8 km, con imbocco sud a quota 620 m e imbocco nord a quota 640 m. Il tracciato, diretto a N20, attraversa una successione di calcari e marne con pieghe N120 e una thrust regionale con piano N60/40° immergente a SSE, cioè verso l'imbocco sud, che al piano di campagna passa a 400 m dall'imbocco sud. Il sondaggio BH1, eseguito in asse a progressiva 900 m, ha intercettato la zona di taglio a 120 m sotto il piano stradale; il carotaggio mostra gouge argillosa, RQD 10–25% e una perdita d'acqua di 5 L/s. I rilievi di superficie indicano una piega sinclinalica con asse N120 e immersione 20° a NE, e due famiglie di jointing. Il committente chiede una previsione delle condizioni di scavo e un piano di indagini supplementari, con budget limitato.
1. Stima la progressiva di attraversamento della thrust e discuti l'attendibilità della previsione.
Read the worked answer
La thrust ha piano N60/40° e immerge a SSE; l'asse della galleria è N20. L'angolo tra asse e direzione di immersione è 130°, quindi la componente di immersione lungo l'asse è opposta all'avanzamento: la faglia si alza verso l'imbocco nord. L'inclinazione apparente si ottiene con tan δapp = tan 40° × sin(angolo tra asse e strike). Lo strike è N60, l'asse N20, quindi l'angolo è 40°: tan δapp = 0,839×0,643 = 0,539, δapp ≈ 28°. Il dislivello di 120 m viene colmato in 120/tan 28° ≈ 222 m, per cui l'attraversamento è atteso intorno alla progressiva 1.120 m. L'attendibilità è limitata: un solo sondaggio, faglia non planare, spessore di cataclasite di 150 m, incertezza sull'apparente dip di ±5° (che sposta l'intersezione di alcune decine di metri). Va quindi definito un intervallo, non un punto, e previsto un sondaggio orizzontale o una prospezione sismica per raffinare la previsione.
2. Prevedi il comportamento dello scavo nella zona di taglio e indica le misure di progetto.
Read the worked answer
Nella zona di taglio ci si deve attendere: gouge argillosa, RQD 10–25%, quindi terreno sciolto o running ground alla parete e al fronte; venute d'acqua fino a 5 L/s, con possibilità di picchi; comportamento squeezing nelle marne; cunei instabili per le due famiglie di joint. Il progetto deve prevedere ombrello di forepoling o jet-grouting, centine ravvicinate, spritzbeton, drenaggi e tubi di alleggerimento, oltre a probe drilling sistematico di 30 m con sovrapposizione di 10 m. Importante è il preconsolidamento del fronte prima dello scavo e il monitoraggio delle convergenze. Se la copertura è di 250 m e la zona di taglio è molto deformabile, valgono anche le verifiche di stabilità globale. In fase di scavo, ogni anomalia (aumento d'acqua, riduzione del RQD, deformazioni) va trattata come segnale di peggioramento. Il rivestimento definitivo non deve essere progettato solo per il carico geostatico, ma per le deformazioni indotte.
3. Quali indagini supplementari proporresti con budget limitato e perché?
Read the worked answer
Con budget limitato, priorità a: un sondaggio inclinato o orizzontale dall'imbocco sud che intercetti la thrust tra 1.000 e 1.200 m, con carotaggio, prove di permeabilità (packer) e campioni per mineralogia della gouge; una linea sismica a riflessione o tomografia tra i due imbocchi per seguire il piano; un piezometro nella zona di taglio; prove di laboratorio per rigonfiamento e resistenza residua. In alternativa, un sondaggio verticale profondo in asse a 1.100 m. Queste indagini valgono più di molte prove superficiali perché il rischio è localizzato. Chiederei anche un aggiornamento del modello geologico 3D e un piano di avanzamento con probe drilling. Se il budget non copre tutto, meglio un solo sondaggio ben posizionato che cinque prove superficiali. La relazione geologica deve dichiarare le incertezze e il piano di gestione del rischio.