Reti idriche: posa in opera

Reti idriche: posa in opera

Scavo

In accordo a quanto definito nella norma UNI 11149 (2005), la larghezza minima dello scavo deve essere di almeno 20 cm superiore al diametro del tubo da contenere. La profondità minima dell’interramento deve essere di 1 m misurata dalla generatrice superiore del tubo e comunque sempre ponderata sulla base di fattori quali i carichi dinamici sul terreno soprastante o il pericolo di gelo. Qualora non possa essere rispettata la profondità minima richiesta, la condotta deve essere protetta con manufatti in cemento o guaine tubolari.

Il tipo di scavo da realizzare deve essere valutato, nella fase iniziale di progettazione, in funzione della consistenza del terreno e della profondità di posa. La classificazione delle trincee è la seguente:

  • trincea stretta (B≤3dn con H≥2B)
  • trincea larga (3dn <B2B)
  • trincea infinita (B≥10dn con H≤2B)

dove

  • H = altezza di ricopertura
  • B = larghezza della trincea

Il montaggio della condotta può essere realizzato anche esternamente allo scavo, pertanto la posa può anche avvenire per tratte successive con l’ausilio di mezzi meccanici.

Letto di posa

Le tubazioni posate sul fondo della trincea devono trovare per tutta la loro lunghezza appoggio continuo. Per questo motivo, il fondo dello scavo deve essere piano per evitare eventuali sollecitazioni alla condotta. In presenza di terreni pietrosi o comunque non adatti all’appoggio ed alla salvaguardia dell’integrità della condotta, il fondo deve essere livellato con sabbia o altri materiali aventi le stesse caratteristiche granulometriche. In tutti i casi le condotte realizzate in PE100 devono essere posate sempre su un letto di sabbia con spessore maggiore di 10 cm e protette su tutta la circonferenza con materiale assimilabile ben compattato (fino a 2/3 dell’altezza del tubo è necessaria una cura particolare nel compattamento che deve essere eseguito manualmente per evitare lo spostamento del tubo). Nel caso in cui le condotte siano realizzate con PE100 VRC (ad elevatissima Mod. MS/Rev. N° 02 – PAG 2 resistenza alla fessurazione), il letto di sabbia può essere omesso secondo quanto dettagliato all’interno della regola tecnica DVGW GW323 e della specifica tecnica PAS 1075.

Riempimento

Completata la posa dei tubi nello scavo e compattato lo strato di sabbia fino a 10 cm sopra la direttrice superiore, si prosegue con l’introduzione di materiali di riempimento selezionati e costipando con mezzi meccanici strati di circa 150 mm per volta fino al riempimento completo dello scavo secondo la classe di compattazione richiesta in base alle esigenze progettuali. Poiché se il tubo è bloccato alle estremità prima del riempimento può dilatarsi in funzione della temperatura del terreno, è necessario eseguire il riempimento per almeno 50 cm sopra il tubo nelle stesse condizioni di temperatura esterna. È, inoltre, consigliabile procedere per tre tratte consecutive di 20-30 m in una sola direzione (e possibilmente in salita) con ricoprimento fino a 50 cm sopra il tubo nella prima tratta, ricoprimento fino 20 cm nella seconda e posa della sabbia nella terza. Per permettere al tubo l’assestamento nel sottosuolo, una delle sue estremità deve essere lasciata libera di muoversi ed il collegamento all’altra estremità del tratto successivo deve essere realizzato soltanto dopo che il riempimento è stato portato ad almeno 5-6 m di distanza dal collegamento stesso. È inoltre consigliata la posa di adeguati nastri di segnalazione sopra la condotta per agevolarne l’ubicazione nel caso di eventuali successivi interventi di manutenzione.

Calcolo statico per tubi interrati

Il carico esterno trasmesso dal terreno sul tubo interrato induce uno sforzo che si aggiunge a quello derivante dalla pressione interna generata dal fluido trasportato. I parametri che esercitano influenza sul dimensionamento della condotta (SDR) sono:

  • la profondità di interramento
  • la tipologia di trincea
  • il tipo di terreno di posa e di materiale di riempimento
  • i sovraccarichi esterni statici (corpi presenti sul terreno) e/o dinamici (traffico stradale o ferroviario)
  • la presenza eventuale di falde acquifere

Il tipo di posa maggiormente utilizzato corrisponde alla trincea stretta (modello di Marston con h≥2B se B≤3dn): in questo caso, nel calcolo del carico del terreno qt intervengono il coefficiente di attrito fra il materiale di reinterro e quello nativo costituente le pareti dello scavo ed il coefficiente di attrito interno del terreno di reinterro:

Dove

  • Cd = coefficiente di Marston (dipendente dagli angoli di attrito tra materiale di riempimento e terreno originale oltre che dall’angolo di attrito interno del terreno)
  • γ = peso specifico del terreno
  • B = larghezza della trincea misurata in corrispondenza della generatrice superiore del tubo

Per il dimensionamento della condotta sottoposta a traffico veicolare, l’andamento del carico è funzione dell’altezza di ricopertura h e del tipo di carico dinamico (traffico stradale leggero o pesante, traffico ferroviario). Il caso più gravoso si realizza in condizioni di trincea infinita (h ≤ 2B se B > 10dn) e l’andamento del carico qs è illustrato dalla seguente figura:

Il carico qf esercitato da una falda acquifera presente nel sottosuolo è dato infine da:

Dove

  • γa = peso specifico dell’acqua (N/m3 )
  • H = altezza di riempimento misurata dalla generatrice superiore del tubo (m)
  • Hf = altezza di riempimento misurata a partire dal livello della falda d’acqua (m)

Dilatazione longitudinale

La dilatazione di una condotta dovuta a variazioni termiche deve essere tenuta sottocontrollo e, nel caso di installazioni fuori dal terreno, sono necessari adeguati sistemi di compensazione e relativi supporti (nel caso di posa interrata le forze di attrito tra terreno e tubo assorbono completamente l’effetto dilatazione).

La dilatazione termica può essere valutata con la seguente formula:

dove

  • α = coefficiente di dilatazione termica lineare del polietilene (circa 0,20 mm/m·°C)
  • ΔT = differenza tra la temperatura di posa e la massima o minima temperatura di esercizio (°C)
  • L = lunghezza della condotta sottoposta a dilatazione (m)

Il metodo più semplice per compensare la dilatazione termica della condotta prevede l’adozione di bracci elastici che consentono la deformazione del tubo limitando così le tensioni indotte (gli ancoraggi possono essere fissi oppure direzionali).

Curvatura

L’elevata flessibilità delle condotte in PE permette il loro adattamento ai percorsi di posa senza la necessità di impiegare curve, purché il raggio di curvatura sia superiore ad un valore limite dipendente dall’SDR. I raggi di curvatura minimi, alla temperatura di 20 °C, sono indicati nel seguente prospetto.

SDR Raggio di curvatura
7.4 ÷ 17 ≥ 25 dn
21 ÷ 26 ≥ 35 dn

Alla temperatura di 0 °C è opportuno raddoppiare i valori dei raggi minimi di curvatura e, nel caso in cui i tracciati prevedano raggi di curvatura minori di quelli ammissibili, è indispensabile l’utilizzo di raccordi (è assolutamente da evitare la curvatura a caldo della condotta). Nel caso in cui si richiedano raggi di curvatura inferiori a quelli sopra riportati, è necessario l’utilizzo di curve stampate o formate a settori.

Parallelismi ed attraversamenti

Nei percorsi paralleli tra linee tranviarie urbane e condotte, la distanza minima misurata orizzontalmente deve essere superiore a 0,50 m, mentre l’attraversamento di linee tranviarie prevede una profondità di posa non inferiore a 1 m tra la generatrice superiore della condotta (inserita in un tubo di protezione) ed il piano di ferrovia. L’attraversamento dei corsi d’acqua può essere realizzato sfruttando opere preesistenti, come ponti, sottopassaggi, ecc.