di Tommaso Moro dell'ENEL Venezia - CPCIE

INDAGINI GEOLOGICHE E GEOMECCANICHE PER IL POSIZIONAMENTO E LO STUDIO DELLA STABILITA’ DEGLI SCAVI DELLA CENTRALE IDROELETTRICA DI EDOLO

1 – Premessa

Per la realizzazione dell’impianto idroelettrico di generazione e pompaggio di Edolo è prevista la costruzione, presso l’abitato di Edolo (BS), di una centrale in sotterraneo costituita da tre caverne affiancate, con assi longitudinali paralleli fra di loro, destinate ad alloggiare rispettivamente gli organi di intercettazione (caverna rotative), il macchinario rotante idraulico ed elettrico (caverna sala macchine), e gli organi di trasformazione della tensione (caverna trasformatori).

Le dimensioni principali delle tre cavità – larghezza, lunghezza ed altezza – sono rispettivamente: per la caverna rotative 9,50 x 134 x 15 m, per la caverna sala macchine 16 x 175 x 47 m e per la caverna trasformatori 14 x 164 x 20 m. (fig. 1)

Le tre cavità sono ubicate nel fianco sinistro della valle Camonica e sono accessibili, dall’esterno, mediante una galleria della lunghezza di circa 700 m; la copertura rocciosa in verticale, in corrispondenza della caverna sala macchine , è pari a circa 370 m.

L’entità delle dimensioni degli scavi da realizzare, specie per la caverna sala macchine, ha reso necessaria un’analisi approfondita dell’ammasso roccioso interessato dalle opere così da ricavarne un modello geologico e geomeccanico che ha permesso di affrontare sia il problema della stabilità di massa delle cavità, con modelli matematici, sia delle pareti per la possibilità geometrica di delimitazione di volumi di roccia.

2 – Caratteristiche della formazione rocciosa

2.1 Inquadramento geologico regionale
La centrale di Edolo è compresa nel foglio geologico 1:100.000 n° 19 “Tirano” edito a cura del Servizio Geologico d’Italia nel 1962. Il foglio “Tirano” comprende tre delle quattro zone tettoniche in cui risulta scomposto l’intero edificio strutturale delle Alpi e cioè:
Alpi Meridionali
Austridi
Pennini
Le fasi di sviluppo di tale schema tettonico possono essere così riassunte:
impostazione delle grandi anticlinali (anticlinale di Cedegolo con direzione N 20E ed immersione WNW.
formazione di grandi faglie e fratture parallele agli assi delle anticlinali suddette.
faglie trasversali verticali normali a quelle di cui sopra.
faglia del Tonale o Insubrica, che si sviluppa dal lago Maggiore fino alle Giudicarie raggiungendo una lunghezza complessiva di 150 Km.

2.2 Caratteristiche litologiche e strutturali
La roccia interessata dallo scavo della centrale è riferibile alla formazione indicata nella letteratura geologica col nome di “Scisti di Edolo” facente parte del basamento cristallino delle Alpi Meridionali.
L’affioramento di tale formazione è delimitato circa 3 km a Nord di Edolo dall’importante linea tettonica del Tonale che ha direzione all’incirca N 70° E e circa 3 km a Sud di Edolo da un’altra linea di dislocazione (sovrascorrimento della Gallinera ) che ha prevalente direzione NE-SW.
All’interno della formazione sono presenti numerose fasce di cataclasiti e miloniti che hanno giacitura concordante con la direttrice tettonica generale (ENE-WSW), ma che tendono a ruotare verso NW nei pressi di Edolo e che rappresentano in taluni casi la convergenza di linee tettoniche che, più ad occidente della zona in esame, sono separate ed indipendenti. Immediatamente a Nord di Edolo, è segnalata la presenza di una fascia di 600-700 m di spessore di cataclasiti e miloniti nerastre con direzione ENE -WNW; le miloniti risultano talora estremamente laminate ed untuose al tatto.
Le dislocazioni principali, hanno andamento principale E-W e sono riferibili principalmente all’orogenesi ercinica riprese successivamente dall’orogenesi alpina.
All’insieme di queste dislocazioni si sono sovrapposti movimenti di tettonica tardiva con direzione circa n –S che hanno interessato le preesistenti linee a direzione W – W.

2.3 Composizione mineralogica
All’osservazione microscopica i costituenti mineralogici fondamentali del materiale roccioso risultano essere: quarzo, mica bianca, clorite e biotite. Come accessori compaiono: feldspato, granato, tormalina, idrossidi di ferro e carbonati.
Il quarzo si presenta ad elementi generalmente piccoli con contatti per lo più irregolari.
La mica bianca e la clorite, sono i principali costituenti dei letti lepidoblastici e determinano la scistosità principale della roccia. La biotite compare anch’essa principalmente nei letti lepidoblastici, in taluni casi segue la scistosità, ma in gran parte è distribuita in modo irregolare o trasversale alla scistosità principale mostrando la sua origine da contatto. E’ frequente la presenza di lenti e vene di quarzo per lo più parallele alle scistosità mentre in corrispondenza di alcuni sistemi di frattura compaiono riempimenti di minerali secondari.
All’interno della formazione come già detto sono state rinvenute fasce di rocce notevolmente fratturate e laminate: alcune di queste presentano colore nerastro in superficie e sono untuose al tatto per la concentrazione di materiale probabilmente granitico sulle superfici di laminazione.
Questo tipo litologico mostra una grana più fine rispetto a quelle circostanti, una maggiore percentuale di clorite, per lo più concentrata ed allungata lungo le direzioni delle fratture, fasce di microgranulazione e, molto spesso, una “struttura a nastri” del quarzo. I caratteri strutturali testimoniano che tali rocce hanno subito una forte deformazione e cataclasi seguita da una ricristallizzazione postcinematica.

3. Studio geologico per il progetto di massima

La prima fase di indagine stata impostata sulla fotointerpretazione, puntando in particolare l’attenzione sulla individuazione delle linee strutturali maggiori.
Da tale studio, eseguito su foto aeree riprese da alta quota e da quota più bassa, è risultato che l’ammasso roccioso, dalla centrale fino a Monte Colmo è interessato da nove faglie tutte ben individuate da incisioni vallive molto nette, mentre la zona strettamente relativa alla centrale è interessata da una sola faglia.
A seguito della costruzione della strada di accesso al pozzo piezometrico di Monte Colmo, la roccia è stata messa a nudo per lunghi tratti: ciò ha permesso di rilevarne, almeno a zone, le caratteristiche meccaniche dal punto di vista qualitativo.

Dall’esame sul posto è inoltre stato confermato che la zona strettamente relativa agli scavi della centrale era interessata direttamente da una sola faglia con immersione a Nord, accompagnata da una fascia di materiale laminato dello spessore di m 20. La previsione della posizione di tale faglia a quota centrale è schematizzata nelle fig. 2 e 3. La posizione della centrale sulla base di questo studio di tettonica generale è stata pertanto modificata, rispetto al progetto iniziale, fino a conciliare le esigenze geologiche con quelle di ottimazione dell’impianto.
4. Studio della fratturazione e delle caratteristiche dei giunti
Lo studio geologico sia regionale che di dettaglio, sulla base della foto-interpretazione e sul posto, ha permesso, come già detto, di individuare quali fossero le linee tettoniche maggiori che potevano interessare la centrale e di ubicare quindi l’opera nella posizione più adatta per quanto riguarda la tettonica in grande.
A tale sistema di faglie si sovrappone normalmente una rete di discontinuità minori che tuttavia rivestono grande importanza per lo studio della stabilità delle pareti di uno scavo.
In fase di scavo della galleria di accesso, pertanto, si è proceduto al rilevamento di tutte le fratture che interessavano lo scavo stesso definendone in particolare:
Immersione ed inclinazione
Estensione monodimensionale
Apertura
Presenza o meno del materiale di riempimento
Presenza di acqua

Si è così concluso che l’ammasso roccioso, in cui verrà scavata la centrale, è interessato da almeno cinque famiglie di fratture, i cui valori di immersione e pendenza in corrispondenza dei massimi di frequenza nel reticolo di Schmidt (fig. 4) possono essere così sintetizzati: