ASSOBETON...MANUALE DI PROGETTAZIONE ED UTILIZZO ASSOBETON Associazione Nazionale Industrie...

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ASSOBETONAssociazione Nazionale Industrie Manufatti Cementizi

Sezione Produttori Tubi per Acquedotti

La redazione del presente manuale è stata curata dal

Prof. Ing. Roberto Guercio, ordinario di costruzioni

idrauliche, marittime e di idrologia presso l’università

“Sapienza” di Roma.

SIFONE DI SEGARIU - CAGLIARIDoppia canna in c.a.p. DN 3.200 mm

SS EE ZZ II OO NN EE TT UU BB II PP EE RR AA CC QQ UU EE DD OO TT TT IITubi in press ione in cemento armato ord inar io e precompresso, per acquedot t i idropotabi l i , i r r igu i , indust r ia l i e per scar ich i .

AA ZZ II EE NN DD EE AA DD EE RR EE NN TT II AA LL LL AA SS EE ZZ II OO NN EE

Sede legale:

OPERE IDRICHE S.p.A.Via Guidubaldo del Monte, 13 – 00197 Roma Tel. 06 8070281 Fax 06 8083292

mail: [email protected] web: www.operepubbliche.it

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• 74016 MASSAFRA (TA) S.S. 7 Appia Km 635,700

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• 33097 SPILIMBERGO (PN) Via Val Cellina Zona Industriale Nord Istrago

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• 07046 PORTO TORRES (SS) Zona Industriale

SSCCOOPPOO DDEELL MMAANNUUAALLEE

Questo manuale ha lo scopo di indirizzare progettisti, committenze, utilizzatori ed imprese

esecutrici verso una oculata valutazione delle caratteristiche e dei conseguenti vantaggi tecnico

prestazionali dei tubi in cemento armato ordinario e precompresso ai fini del loro corretto

impiego nella realizzazione di condotte per adduzioni idriche in pressione.

L’obiettiva preliminare disamina delle componenti caratteriali di questi manufatti, può peraltro

essere un valido aiuto, nella fase di impostazione progettuale di una condotta, per la scelta del

materiale tubolare da impiegare.

ACQUEDOTTO DELLA CAMPANIA OCCIDENTALE - 3° LOTTOPosa in opera di condotta in c.a.p. DN 2.100 mm affiancata

MANUALE DELLE TUBAZIONI IN C.A. pag. 5

Manuale tubazioni CAP rev.08/10/08 Prof. Ing. Roberto Guercio

MANUALE DELLE TUBAZIONI IN C.A. ORDINARIO E PRECOMPRESSO PER CONDOTTE IN PRESSIONE

1. Introduzione 6

2. Evoluzione dei principi produttivi e delle tipologie 6

3. Produzione e collaudo idraulico in stabilimento 15

4. La normativa di riferimento 20

5. Trasporto, posa e collaudo in opera 24

a) Carico in stabilimento 24

b) Trasporto 25

c) Scarico in cantiere 26

d) Sfilamento 27

e) Scavo e preparazione del letto di posa 28

f) Posa in opera 31

g) Collaudo della condotta a giunti scoperti 36

h) Rinterro definitivo e collaudo finale 38

6. Giunti e pezzi speciali 39

I - Problematiche di carattere statico – criteri di progettazione 42

II - Problematiche di carattere idraulico 44



1. Introduzione

Le tubazioni in C.A. ordinario e precompresso per il convogliamento dei fluidi in pressione

costituiscono, nell’ambito del proprio campo applicativo, la soluzione più valida dal punto

di visto tecnico economico evidenziando indici prestazionali di assoluta rilevanza rispetto a

tutte le possibili alternative attualmente disponibili. In particolare si possono

sinteticamente indicare nell’affidabilità e nella durabilità di tale tipologia di condotte gli

aspetti più rilevanti per progettisti, committenze, realizzatori ed utilizzatori di opere

acquedottistiche.

Al fine di evidenziare tali caratteristiche, spesso ignorate in ambito professionale, verranno

proposte nel seguito alcune indicazioni di carattere progettuale, prestazionale ed esecutivo

da considerare per un corretto impiego del materiale e nel contesto delle differenti

soluzioni tecnologiche disponibili commercialmente. Per una più organica articolazione

funzionale della esposizione verranno considerate sequenzialmente la fase di produzione

delle tubazioni con un richiamo alla loro evoluzione tipologica, le modalità di trasporto e

posa in opera, le verifiche di accettazione e collaudo in opera ed infine le procedure di

gestione ordinaria e di manutenzione del sistema acquedottistico in esame, corredate di

un’appendice sui criteri progettuali di natura idraulica e strutturale.

2. Evoluzione dei principi produttivi e delle tipologie

Uno dei più famosi sistemi acquedottistici dell’antichità, l’acquedotto di oltre 56 km di

sviluppo che collegava la località di Eifel a Colonia, venne realizzato dagli antichi Romani

nell’80 a.C. ed è tuttora esistente, dopo un esercizio di oltre 1800 anni. Il segreto di tale

longevità è da ricercare nella natura del materiale con cui vennero realizzate le

canalizzazioni, un conglomerato di inerti e leganti naturali.

Tubazioni in materiali lapidei del I sec d.c.



Sul finire dell’800, sulla scorta di numerose e concordanti osservazioni, divenne prassi

comune il rivestimento delle condotte metalliche con malte cementizie o l’inglobamento di

getti in calcestruzzo all’interno di elementi tubolari in lamierino metallico.

Nel 1919 venne prodotto negli Stati Uniti il primo significativo quantitativo di condotte in

pressione costituite da un nucleo di lamierino metallico, con funzioni di tenuta idraulica,

inglobato in un getto di calcestruzzo, con funzioni statiche e di inibizione dei processi di

corrosione metallica. Tale combinazione diede origine ad un composito per la

realizzazione di tubazioni in pressione dotato di elevata officiosità idraulica e

sostanzialmente privo di perdite, nonostante gli elevati valori di pressione interna, e che

oggi si identifica nel tubo “Bonna” prodotto in Francia.

Ed è proprio in questo contesto che i primi tubi in calcestruzzo ordinario furono immessi

nel mercato italiano, sin dai primi anni del secolo scorso, dalla Vianini di Roma che ne

aveva messo a punto i sistemi di fabbricazione industriale mediante centrifugazione,

pervenendo nel 1909 al conseguimento dei primi brevetti.

Successivamente i diritti di sfruttamento furono acquistati da importanti società di diversi

paesi europei che a loro volta dettero inizio ad una notevole attività con lo stesso metodo

della centrifugazione.

Anno 1896: tubazione in c.a.o. di grande diametro



In Italia nel periodo 1912-1915 oltre 150 km di tali tubi furono impiegati in varie

diramazioni dell'Acquedotto Pugliese, destinate ad alimentare tutti i centri abitati a nord di

Bari e, in parte, la stessa città di Bari; seguirono negli anni 1925-1931 altri 100 km circa di

tubi in c.a.o. con cui furono realizzate altre importanti diramazioni dell'Acquedotto

Pugliese e, in particolare, i rami Adriatico e Jonico del Grande Sifone Leccese.

Anno 1925: trasporto tubi in c.a.o. centrifugati DN 600 mm

L'esigenza di incrementare le pressioni di esercizio e il diametro delle condotte stimolò la

ricerca di soluzioni tecnologiche atte ad assicurare l'incremento prestazionale delle

tubazioni in calcestruzzo, nell'ambito di un accettabile incremento di costo produttivo. Tra

le diverse possibilità considerate, un ampio consenso si manifestò a favore del

procedimento di precompressione delle tubazioni che riprendeva, adeguandolo

opportunamente, il principio della cerchiatura forzata delle botti in uso per il trasporto del

vino sin dall'epoca dei Galli.

Fecero così la loro apparizione, agli inizi degli anni '30, i tubi in cemento armato

precompresso con l'avvio degli studi e delle sperimentazioni che hanno dato luogo

all'attuale loro produzione su scala industriale.



Le prime applicazioni di tali tubi in Italia si ebbero nel 1934 con la realizzazione

dell'Acquedotto Industriale del Neto per conto degli Stabilimenti Montecatini di Crotone.

Si trattava di tubi del diametro 800 mm, in elementi lunghi tre metri e mezzo, con estremità

a cordone e bicchiere, collaudati in opera a 10 atm.

La fase sperimentale di questo tipo di manufatto si può ritenere conclusa negli anni '50 con

le impegnative realizzazioni delle condotte forzate per gli impianti idroelettrici di Predazzo

in Trentino e di S. Antonio in Alto Adige con tubi di diametri 1900-2100 mm, nonché

dell'Acquedotto del Peschiera a Roma, con tubi di diametro 2000 mm e pressione di 14

atm e con i 75 km di tubi costituenti il gruppo degli Acquedotti Campani il cui successo,

confermando i buoni risultati delle precedenti condotte precompresse realizzate, determinò

la successiva larghissima diffusione in Italia di questi manufatti, in elementi di 5-6 m di

lunghezza, anche per prestazioni sino allora riservate ai soli tubi metallici.

Tratta pensile acquedotto con tubi c.a.p. DN 1400 mm

Questa diffusione è stata resa possibile dalla continua ricerca di metodi costruttivi più

perfezionati e dal conseguente progressivo aumento delle dimensioni e delle pressioni di



esercizio dei tubi; dal diametro 800 mm del citato Acquedotto Industriale del Neto e dei

primi tronchi dell’Acquedotto Pugliese, si è pervenuti alla produzione di serie di tubi del

diametro 3.000 mm per l’Acquedotto del Sinni in Basilicata ed eccezionalmente alla

fabbricazione dei tubi dei diametri 4500, 5000 e 5400 mm per il collettore principale della

rete fognaria della città di Buenos Aires e per l’attraversamento subacqueo del porto di

questa città; altrettanto dicasi delle pressioni di esercizio, che raggiungono le 20 atm. per i

tubi di serie normale, con punte ben più elevate, quali le 28 atm. di esercizio dei tubi da

1.900 mm della citata condotta forzata dell’impianto idroelettrico di Predazzo.

A quanto sopra vanno ad aggiungersi le prestigiose realizzazioni dell’ACEA di Roma con

l’Acquedotto del Lago di Bracciano (circa 20 km del diametro 2500 mm) e significative

tratte del già citato Acquedotto del Peschiera (circa 16 km dei diametri 2020-2200 mm),

dell’Ente Irrigazione Puglia e Basilicata con l’Adduttore S.Venere–Locone (circa 50 km

del diametro 2800 mm), nonché dell’ENEL con le condotte di derivazione per l’impianto

idroelettrico del torrente Cellina a valle di ponte Ravedis in Friuli (circa 30 km del

diametro 2650 mm) e con quelle subacquee diametro 2000 mm di adduzione di acqua di

mare per la centrale termoelettrica di Fiumesanto in Sardegna.

Deposito tubazioni in c.a.p. DN 2650 mm



In definitiva, a tutt’oggi, nel nostro Paese, risultano realizzati approssimativamente oltre

2500 km di condotte in pressione con tubi in c.a.o. e c.a.p., con una significativa presenza

di diametri medio-alti compresi tra 1800 e 3000 mm.

Ultimamente, e più precisamente da poco più di un ventennio, il settore dei tubi in

calcestruzzo ordinario si è arricchito di un nuovo tipo di tubo - denominato “TAD”, tubo

ad armatura diffusa - che è il risultato di molti anni di ricerche e sperimentazioni e si

differenzia dalla corrente produzione per il fatto di avere le armature trasversali e lon-

gitudinali costituite da un elevatissimo numero di fili di acciaio, ad alta resistenza e di

diametro assai ridotto, uniformemente distribuiti nello spessore di parete, nonché per il

processo di fabbricazione che consiste essenzialmente nella proiezione di un calcestruzzo

confezionato con inerti di pezzatura sottile su un mandrino metallico rotante sul quale si

avvolgono elicoidalmente i fili.

Macchina per la fabbricazione dei tubi ad armatura diffusa TAD

L'elevata resistenza specifica di tale materiale composito consente di realizzare pareti di

spessore molto ridotto, adeguate a tubi di piccolo diametro, sicché il campo di applicazione

dei tubi TAD varia da 500 a 1400 mm.



Sul versante invece dei tubi in c.a.p., le applicazioni sempre più impegnative a cui questi

sono chiamati a soggiacere soprattutto in termini di vincoli di tracciato, di pressioni e di

moto vario, nonché di competitività prestazionale con i tubi metallici, hanno indotto

progettisti, utilizzatori e produttori a ricorrere ad un materiale tubolare che, pur

conservando tutti i pregi che hanno determinato la diffusione dei tubi precompressi,

presenti maggiori margini di resistenza meccanica e tenuta idraulica nei confronti di

casuali sovraccarichi idraulici transitori, e una maggiore adattabilità alle più difficili

condizioni di posa.

Il diverso tipo di tubo che risponde a queste nuove esigenze, può essere facilmente

individuato nei tubi precompressi con cilindro metallico inglobato, studiati e sperimentati

negli Stati Uniti d'America sin dagli anni '30 dalla Lock Point Pipe Company e utilizzati in

larga scala nello stesso Paese e altrove da circa 50 anni. I tubi in argomento sono i ben noti

“prestressed concrete pressure pipes, embedded steel cylinder type” (tubi per condotte in

pressione in calcestruzzo precompresso, del tipo con cilindro d'acciaio inglobato) di cui

alle norme AWWA (American Water Works Association) C-301, i cui primi impieghi

risalgono al 1953 negli Stati Uniti dove, a tutt'oggi, risulta ne siano stati posati ben oltre

8.000 km con diametro massimo di 6.400 mm e pressioni di esercizio oltre le 30 atm.

Tratta pensile acquedotto con tubi c.a.p. DN 1200 mm



I tubi in oggetto sono costituiti da un nucleo in calcestruzzo, nel quale è inglobato un

cilindro di lamiera metallica di piccolo spessore; alle estremità del cilindro sono saldati due

robusti anelli metallici sagomati rispettivamente a bicchiere e cordone, quest'ultimo con un

profilo adatto a consentire l'alloggiamento di un anello di gomma. Il tubo nucleo è

precompresso trasversalmente con una spirale di filo di acciaio, protetta come al solito con

rivestimento cementizio e manto bituminoso. La presenza del cilindro metallico conferisce

a questi tubi prestazioni decisamente più elevate rispetto ai tubi precompressi del tipo

corrente, non solo per la idoneità a più elevate pressioni di esercizio, ma anche nei riguardi

della impermeabilità, della tenuta idraulica dei giunti e del margine di sicurezza alla

pressione interna.

Posa in opera di due canne in cap DN 2650 mm



Ad oggi, i primi tubi in c.a. ordinario per condotte in pressione sono perciò in servizio da

oltre 100 anni e quelli in c.a. precompresso da circa 70 anni: tutti sono ancora

perfettamente funzionanti e in regolare esercizio.

In definitiva si può concludere che l’evoluzione tecnologica degli ultimi cinquant’anni ha

individuato differenti tipologie produttive di tubazioni in cemento armato ordinario e

precompresso, idonee a rispondere a particolari esigenze applicative, con particolare

riferimento al diametro della condotta ed alla pressione di esercizio.

Volendo classificare tali tipologie costruttive, in accordo con la normativa tecnica europea,

possiamo individuare:

- Tubazioni in pressione in c.a. ordinario e ad armatura diffusa (UNI EN 640).

- Tubazioni in pressione in c.a. con cilindro metallico inglobato (UNI EN 641).

- Tubazioni in pressione in c.a.p. con cilindro metallico inglobato (UNI EN 642).

- Tubazioni in pressione in c.a.p. (UNI EN 642).

Il confronto qualitativo fra tali diverse tipologie (tubi presso-centrifugati, precompressi o

con armatura lenta, vibrati in verticale con o senza cilindro d’acciaio incorporato), è

sintetizzato nella figura seguente che pone in evidenza i campi di impiego ottimali delle

differenti tecnologie produttive.

Confronto prestazionale tubazioni in CAP

Tubo in c.a.o.

Tubo in c.a.o.

con cilindro

d'acciaio

inglobato

Tubo in c.a.p.

Tubo in c.a.p.

con cilindro

d'acciaio

inglobato

0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

2.1

2.4

2.7

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

3600

3800

4000

4200

DN (mm)

Pre

ss

ion

e d

i E

serc

izio

MP

a



3. Produzione e collaudo idraulico in stabilimento

La tecnologia più diffusa per la fabbricazione di tubi in c.a.o. e dei nuclei dei tubi in c.a.p.

affermatasi, come sopra ricordato, sin dai primi anni del secolo scorso, è quella della

centrifugazione (integrata o meno da rullatura) ottenuta per rotazione di stampi entro i

quali sia stata preliminarmente posizionata la gabbia dell'armatura prestazionalmente

dimensionata, il cui profilo caratteristico è riportato in figura.

23

5 4 3 1

Procedimento di vibro-presso-centrifugazione

Legenda

1) Cassaforma

2) Rullo vibratore

3) Rullo costipatore

4) Tramoggia fissa

5) Alimentatore mobile

Una volta messo in rotazione l'insieme, il calcestruzzo viene uniformemente distribuito

nello stampo da un nastro trasportatore e costipato per effetto della centrifugazione che, in

particolari sistemi di fabbricazione è accompagnata da una forte azione di compattazione

ottenuta per mezzo di un asse di rullatura disposto all'interno dello stampo. Per quanto

riguarda i tubi in c.a.p. nel nostro Paese si sono affermati i tubi a struttura composita, con

nucleo prefabbricato appunto per centrifugazione (con o senza rullatura) sul quale, una



volta stagionato, viene avvolta la spirale di precompressione trasversale che viene

successivamente protetta da un rivestimento cementizio con sovrapposto manto

bituminoso. Il nucleo è altresì precompresso longitudinalmente mediante tiranti pretesi

annegati nello spessore di parete.

2

31 4

Procedimento di precompressione

Legenda

1) Gruppo rotazione

2) Sistema di frenatura

3) Carrello distributore

4) Gruppo d’avvolgimento

Per i tubi di grandi dimensioni si può adottare anche un sistema di fabbricazione con

casseforme verticali: con tale tecnologia getto e stagionatura del nucleo, previa

predisposizione dei tiranti pretesi per la precompressione longitudinale, vengono effettuati

in un'unica postazione senza spostare le forme che sono costituite da due parti, esterna ed

interna, ciascuna divisibile in più settori per consentire l'estrazione del tubo dopo la

stagionatura. Il getto del calcestruzzo avviene dall'alto e l'impiego della vibrazione per

immersione garantisce identici tempi di vibrazione per tutti gli strati di calcestruzzo che



vengono man mano gettati, garantendo così la massima omogeneità strutturale; quanto alla

superficie interna, il getto contro cassaforma metallica ne garantisce la perfetta levigatezza.

Fabbricazione tubi di grande diametro con casseforme verticali

Completata la stagionatura, effettuata inizialmente in presenza di vapore e quindi in

ambiente naturale, il nucleo segue lo stesso iter tecnologico già descritto, cioè viene

trasferito sulla macchina di cerchiatura per essere precompresso trasversalmente.

Macchina per il ribaltamento dei tubi di grande diametro



Dopo la precompressione trasversale, il tubo viene sottoposto al collaudo idraulico con una

macchina di prova appositamente costruita per far sì che nessuna parte del tubo, specie alle

estremità, resti esclusa dalla pressione più di quanto lo sia in esercizio.

Collaudo idraulico in stabilimento

La durata della prova è di 10’ e la pressione di collaudo applicata è determinata dal calcolo

in funzione sia della pressione di esercizio sia della tensione del calcestruzzo della parete al

momento della prova, in ogni caso mai inferiore a 1,5 volte la pressione di esercizio.

La prova è ritenuta positiva se non si verificano perdite, fessurazioni e trasudi.

Superato positivamente il collaudo, il tubo viene avviato al rivestimento cementizio prima

e bituminoso poi. Più precisamente le spire d’acciaio vengono protette da un primo

rivestimento in calcestruzzo avente uno spessore di 25 mm. Questo calcestruzzo garantisce

una assoluta impermeabilità e una porosità molto bassa, in quanto costituito da una miscela

di cemento e sabbia fine mista a risetta.

Completato il rivestimento, il tubo viene lasciato ulteriormente stagionare (min. 24 ore) a

temperatura ambiente, proteggendolo dall’azione dannosa degli agenti esterni (vento e/o

soleggiamento).



Formazione del rivestimento cementizio del tubo in c.a.p.

Raggiunta la necessaria stagionatura del rivestimento cementizio, il tubo viene preparato al

rivestimento bituminoso con l’applicazione sulla superficie di un “primer” che consente

l’adesione del successivo rivestimento bituminoso.

Bitumazione esterna del tubo in c.a.p.

Il tubo viene posto in rotazione sulla macchina di bitumazione e il bitume fuso cola sulla



sua superficie. Lo spessore standard del rivestimento è di 5 mm, e viene raggiunto con due

strati di bitume ossidato con interposto un nastro di vetro tessile prebitumato.

L’efficacia del rivestimento protettivo bituminoso è funzione delle sue caratteristiche di

aderenza, di resistenza alle azioni meccaniche e di isolamento elettrico. Allo scopo, sul

rivestimento vengono eseguite in stabilimento prove di “strappo” per valutare l’aderenza

sulla superficie del tubo.

Il rivestimento bituminoso viene infine protetto dal soleggiamento con un velo di latte di

calce.

Deposito tubi c.a.p. DN 2500 mm protetti con velo di latte di calce

4. La normativa di riferimento

Le tubazioni in pressione di calcestruzzo ordinario e precompresso sono regolamentate in

ambito nazionale dalle norme UNI EN 639 e UNI EN 642 del maggio 1996 (norme di

prodotto) e dalla norma UNI EN 805 del giugno 2002 (norma generale per i sistemi idrici);

dette norme sono le versioni in lingua italiana delle norme europee pari numero,

rispettivamente dell'ottobre 1994 e del gennaio 2000. Dette tubazioni sono oggetto anche

del preesistente DM LL.PP. 12.12.85 (Normativa tecnica per le tubazioni) e relativa

circolare esplicativa n.27291 nonché delle indicazioni propositive contenute in differenti



raccolte di linee guida quali la "Proposta di norme per le tubazioni in c.a.p." del 1972 ed il

"Disciplinare della Cassa per il Mezzogiorno” del giugno 1980.

Lo scopo principale delle norme UNI EN sopra indicate è quello di fissare i requisiti

prestazionali e le modalità di fabbricazione delle tubazioni in pressione, indicando le prove

di accettazione dei materiali e dei prodotti finiti da effettuarsi in stabilimento, nonché le

modalità di verifica delle tubazioni in relazione alla pressione interna ed alle azioni esterne.

In particolare:

La norma UNI EN 639 specifica le prescrizioni comuni ai componenti di condotte

in pressione in calcestruzzo ordinario e calcestruzzo precompresso, quali tubi di

calcestruzzo dei diversi tipi, giunti e pezzi speciali, da utilizzare in sistemi idrici per

il trasporto di acqua potabile, per scopi industriali, per irrigazione o acque di

scarico.

La norma UNI EN 642 tratta i requisiti e la fabbricazione dei tubi in calcestruzzo

precompresso del tipo con o senza il cilindro metallico e relativi pezzi speciali per

condotte in pressione.

La norma UNI EN 805 indica le linee guida per la progettazione di reti idriche e tra

l'altro, per quanto attiene ai criteri di resistenza, stabilisce una nuova terminologia

di classificazione delle pressioni nelle condotte ed un diverso riferimento per la

scelta della classe delle condotte. Più precisamente:

- riferendosi ai sistemi di approvvigionamento di acqua, la pressione di progetto

pE come definita nel DM LL.PP. 12/12/85 ed impiegata nell’espressione di pn,

viene sostituita con l’espressione MDP (Pressione massima di progetto –

Maximum Design Pressure) definita come la “pressione di esercizio massima

del sistema o della zona di pressione fissata dal progettista, considerando gli

sviluppi futuri ed includendo il colpo d’ariete”.

- distingue come definizioni le pressioni di progetto del sistema, di servizio del

sistema, di esercizio dei componenti, indicando in ultima analisi per i

componenti una progettazione eseguita sulla base della PMA “Pressione

massima che si verifica occasionalmente, compreso il colpo d’ariete, che un

componente è in grado di sostenere durante l’esercizio”, che deve peraltro



risultare comunque uguale o maggiore della corrispondente MDP,

tralasciando ogni riferimento alle pressioni diversamente definite.

Pur estendendosi il campo dimensionale considerato normativamente (UNI EN 639) da

DN 200 a DN 4000 mm, commercialmente i diametri disponibili risultano abitualmente

compresi nell'intervallo da DN 500 a DN 3000 mm.

Giunto a bicchiere ed anello elastomerico

Le norme, oltre tutte le prescrizioni sui materiali utilizzati, sul processo di fabbricazione e

sul controllo di qualità:

prescrivono che i giunti, suddivisi in tre categorie diverse in relazione alla deviazione

angolare consentita (giunti rigidi, regolabili o semiflessibili, flessibili), assicurino gli

angoli minimi di deviazione fissati per ognuna delle tre categorie;

consentono esplicitamente la maturazione accelerata ed eventuali riparazioni che si

dovessero rendere necessarie durante o al termine del ciclo di fabbricazione,

dettandone le modalità;

fissano la serie dei diametri nominali consentiti espressi in mm (200 -250 -300 - 400-

500 - 600- -700 - 800- - 900 - 1000 - 1100 - 1200 -1250 - 1300 - 1400 - 1500 - 1600 -

1800 - 2000 - 2100 - 2200 -2400 - 2500 - 2600 - 2800 - 3000 - 3200 - 3500 - 4000 - );

impongono a cominciare dal 1° gennaio 2001 la coincidenza fra diametro nominale DN

e il diametro interno ID.

Per quanto concerne i criteri da adottare per le verifiche di sicurezza le norme preesistenti

sopra richiamate, di cui al DM LL.PP. 12/12/85, stabiliscono che:



nel progetto devono essere definite, lungo le tubazioni e per le varie tratte di esse,

le pressioni di esercizio pe come massimi valori della pressione p che può

verificarsi in asse alle tubazioni per il più gravoso funzionamento idraulico del

sistema, comprese le eventuali sovrappressioni p determinate da prevedibili

condizioni di esercizio, anche se conseguenti a fenomeni transitori; per queste

ultime, in assenza di calcolo specifico, si adotterà un valore p = 2,5 kgf/cm2;

devono essere determinate con specifici calcoli le pressioni complementari nonché

le tensioni determinate, oltre che dal peso proprio e dell'acqua, dalle effettive

condizioni di impiego delle tubazioni, quali la natura e l'altezza del terreno di

copertura, i sovraccarichi esterni (statici e dinamici), le variazioni termiche e le

altre eventuali azioni, incluse quelle sismiche, ove necessario;

viene definita come pressione equivalente p0 la pressione assiale che conferisce al

tubo tensioni di trazioni massime uguali a quelle determinate in base alle specifiche

condizioni esterne indicate al punto precedente;

si definisce infine pressione nominale pn della tubazione la somma delle pressioni

di esercizio ed equivalente

pn = pe + p0

Tale valore pn costituisce sinteticamente l'elemento di base per la scelta della classe

dei tubi, dei giunti e dei pezzi speciali costituenti le tubazioni destinate all'esercizio

in pressione. E’ opportuno sottolineare che la pressione nominale pn non coincide in

generale con la pressione idrostatica che la condotta è destinata a sopportare, in

quanto quest’ultima costituisce solo una parte delle azioni esterne e vincolari che

determinano per sovrapposizione degli effetti la condizione più gravosa di

sollecitazione della tubazione. Tanto maggiori risultano tali azioni complementari e

tanto minore sarà la quota di pressione nominale residua destinata a fronteggiare la

pressione interna.

salvo diversa specifica indicazione in progetto, indipendentemente dalle condizioni

che hanno portato a determinare il valore della pressione nominale pn, i tubi devono

essere idonei a sopportare una sovrappressione dinamica p non inferiore a 2

kg/cm2.



5. Trasporto, posa e collaudo in opera

Normalmente l’esecuzione di una condotta in c.a. ordinario o precompresso prevede una

sequenza di operazioni sui tubi che possono essere come di seguito schematicamente

indicate:

a) Carico in stabilimento.

b) Trasporto.

c) Scarico in cantiere.

d) Sfilamento.

e) Scavo e preparazione del letto di posa.

f) Posa in opera.

g) Collaudo della condotta a giunti scoperti.

h) Rinterro definitivo e collaudo finale a rinterro ultimato.

Carico tubi c.a.p. DN 600 mm in stabilimento

a) Carico in stabilimento

Per quanto riguarda la movimentazione degli elementi tubolari, il carico in stabilimento

può essere eseguito o su vagoni ferroviari o su idonei automezzi, con l’ausilio di un



carrello sollevatore dotato di forche, opportunamente rivestite in gomma onde assicurare

l’integrità del rivestimento protettivo esterno del manufatto.

Trasporto per ferrovia di tubi c.a.p. DN 2500 mm

b) Trasporto

Per le fasi di trasporto, i tubi sono posizionati sui mezzi in modo che ne sia garantita

l'immobilità trasversale e longitudinale sia per criteri di sicurezza, sia per evitare danneggiamenti al

tubo stesso. Il trasporto viene effettuato a mezzo di normali pianali da 12 m o 1 3 ,5 m trainati da

motrice, dotati di speciali selle con rivestimento in gomma, nelle quali sono alloggiati i tubi in

numero variabile in funzione del diametro e del peso del tubo. In linea di massima le ipotesi di

carico sono le seguenti, salvo prevedere situazioni diverse per ogni singola commessa (diametri

diversi in uno stesso carico,...)

DN 600 700÷800 900÷1000 1100÷1600 1700÷3200

Q.tà 8 6 4 2 2

Non è ammesso l'uso di cavi o imbracature d'acciaio a diretto contatto con i tubi allo scopo di

non alterarne il rivestimento bituminoso. Durante il trasporto, se necessario, devono essere

utilizzate fasce in tessuto plastificato (tipo nylon).



Trasporto con carrello speciale di due tubi in c.a.p. DN 2650 mm da 70 tonnellate

c) Scarico in cantiere

Lo scarico in cantiere deve avvenire con l’impiego di adeguati mezzi di sollevamento e

coppie di idonee fasce atte a preservare il rivestimento protettivo esterno delle tubazioni ed

a sollevare il carico in modo equilibrato evitando urti accidentali con altri elementi del

carico.

Scarico in cantiere di tubo c.a.p. DN 3000 mm

L’eventuale accatastamento transitorio, prima dello sfilamento lungo il tracciato deve

essere effettuato in area pianeggiante, su appoggi continui e stabili, disposti in maniera da



preservare l’integrità delle estremità da giuntare, avendo cura di bloccare i singoli elementi

mediante cunei idonei ad impedire improvvisi rotolamenti.

d) Sfilamento

L'operazione di sfilamento dei tubi consiste nel loro scarico a lato dell'allineamento della

condotta, da effettuarsi, di norma, prima dello scavo della trincea. Durante tale operazione

si effettua il primo accertamento dell'integrità dei tubi prima della posa (assenza di lesioni

e, soprattutto, integrità di maschio e bicchiere).

Le operazioni di scarico dei tubi dai mezzi di trasporto non devono provocare urti al

manufatto, in particolare non devono danneggiare le zone di estremità (maschio e

bicchiere) che sono di importanza fondamentale per la tenuta della condotta in opera. I

mezzi e le attrezzature di sollevamento e movimentazione devono essere adeguati al peso

dei tubi e verificati, con riferimento alla portata e alle condizioni generali delle stesse, dal

Responsabile di Cantiere prima del loro uso. Il personale incaricato salirà sul pianale e

provvederà all'imbraco. È obbligatorio l'uso di fasce e/o bilancieri; sono da evitare le

catene che potrebbero danneggiare il rivestimento dei tubi e non garantirne la stabilità

durante le fasi di sollevamento (il tubo tende a scivolare). Le fasce dovranno essere

sistemate in modo baricentrico (tenendo conto del peso del bicchiere) e prossime alle

estremità del manufatto, affinchè sia garantita la stabilità anche nel caso di movimenti

bruschi (da evitare per quanto possibile).

Posa in opera e giunzione tubi in cap DN 1400 mm



Il sollevamento del tubo deve avvenire con l'uso di autogrù di portata adeguata,

correttamente stabilizzata. In terreni nei quali il transito dell'autogrù non può avvenire

(terreni scarsamente portanti ed eccessivamente fangosi) potrà essere utilizzato un

escavatore, dotato di Diagramma delle Portate e dispositivo di blocco del braccio, che ne

consenta l'uso come mezzo di sollevamento. Durante il sollevamento del tubo sono proibite

manovre a strappo. Il gruista, ricevuto il segnale dall'addetto all'imbraco, provvederà al

sollevamento del tubo avendo cura di rispettare la tabella delle portate in funzione degli

sbracci consentiti. Durante tutta l'operazione, l'area di scarico dovrà essere interdetta al

personale non addetto.

È assolutamente vietato posizionarsi sotto il carico sollevato qualsiasi sia il tipo di

imbracatura e di mezzo di sollevamento utilizzato. Il tubo viene calato sul terreno

provvedendo, se necessario, ad impedirne il rotolamento con il materiale più idoneo (ad

esempio cunei o selle di terra). Si ricorda che il tubo può essere liberato dalle imbrache dal

personale addetto quando non sussiste alcuna possibilità di movimento del tubo.

e) Scavo e preparazione del letto di posa

La profondità degli scavi e le sezioni della trincea sono in genere quelli previsti nel

progetto esecutivo, ma è opportuno vengano comunque realizzate in modo da garantire la

sicurezza e la buona tecnica delle attività di posa.

Inclinazione indicativa delle scarpate di scavo

A tale riguardo, le attività dovranno essere condotte come segue:

SCAVO: L'inclinazione delle pareti di scavo dipende dalle condizioni del terreno.

Terreni argillosi, incoerenti o non omogenei necessitano di opere di sostegno (quali



blindature degli scavi o impiego di palancole) nel caso in cui non sia possibile

realizzare le pendenze richieste e indicate in figura. In caso di presenza d'acqua lo

scavo dovrà essere opportunamente drenato con idonee pompe di aggottamento ed è

opportuno aumentare sia la larghezza dello scavo sia la pendenza delle pareti. La

larghezza dello scavo in corrispondenza della quota di posa deve essere superiore di

almeno 80 cm al diametro esterno del tubo per consentire la necessaria operatività. Le

attività di scavo vanno condotte in assoluta sicurezza: è importante verificare l'assenza

di qualsiasi sottoservizio e in particolare di cavi elettrici interrati o condotte in

pressione. Durante il movimento del braccio meccanico è vietata la presenza di operai

nel campo d'azione della macchina operatrice.

Il materiale di scavo (da utilizzarsi poi per il rinterro) deve essere posto a buona

distanza dal ciglio dello scavo per evitare che con il suo peso vada a gravare sulle

pareti della trincea generando smottamenti. È assolutamente vietato depositare il

materiale di risulta in zone di compluvio di acque. In corrispondenza degli scarichi

della condotta il deposito di materiale dovrà essere interrotto.

Sezione tipo di scavo

PREPARAZIONE DEL LETTO DI POSA La capacità portante della condotta è

fortemente influenzata dalla preparazione del letto di posa: pertanto un appoggio

uniforme della tubazione lungo la condotta è importante per la buona riuscita e la



durabilità dell'opera. La posa diretta delle tubazioni su terreni fortemente cedevoli è

assolutamente da evitare. Nel caso di terreni di riporto è necessario approfondire lo

scavo sino ad arrivare al terreno indisturbato. Se non si trovano soluzioni alternative e

si è costretti ad attraversare terreni cedevoli occorre prendere una serie di

provvedimenti la cui entità ed importanza dipendono principalmente dal tipo di terreno

interessato e dalla sua profondità. Si ricorre ad un letto di posa di adeguata larghezza e

spessore, onde allargare la superficie di ripartizione del carico del tubo sul terreno

contenendo cosi i cedimenti differenziali che sono quelli che possono creare i danni

alle condotte.

Preparazione del letto di posa in corrispondenza dei giunti

Quando si attraversano terreni paludosi, sede di falda freatica ovvero facilmente

alterabili per l'azione di acque percolanti o con presenza di corpi rocciosi affioranti, è

consigliabile stabilizzare il letto di posa con un sottofondo. Questa attività consiste

nell'eliminare il terréno non idoneo rimpiazzandolo con materiale selezionato e con

materiale drenante opportunamente compattato che sia idoneo a sostenere le

sollecitazioni indotte dalla condotta in esame. Sistemato adeguatamente il sottofondo,

sul fondo scavo e prima della posa del tubo deve essere steso un letto continuo di

materiale sciolto: al riguardo è preferibile utilizzare materiale di provenienza naturale

(di fiume) e di idonea pezzatura (30÷50 mm) opportunamente confinato con un telo di

tessuto non tessuto che permetta il drenaggio di eventuali infiltrazioni (acque

superficiali e di falda) e ne garantisca la stabilità nel tempo.

È sconsigliato l'uso di materiale frantumato i cui spigoli vivi possono danneggiare il

rivestimento bituminoso dei tubi.

In corrispondenza del bicchiere del tubo è necessario predisporre una nicchia onde

evitare disassamenti della condotta con conseguenti dannose sollecitazioni aggiuntive.



In caso di terreni con media o forte pendenza è preferibile sostituire il letto di posa con

una platea di calcestruzzo semplice o armato.

Lo spessore del letto di posa deve essere uniforme lungo il tracciato, mai inferiore allo

spessore della parete del tubo, e comunque sempre superiore a 20 cm. Non sono

ammesse zone vuote, o cavità o grandi bolle affioranti sulla superficie di posa e di

contatto con il tubo. La formazione di un corretto letto di posa della tubazione, che

segua quanto più possibile la livelletta teorica prevista nel profilo di progetto, è di

fondamentale importanza per il buon funzionamento della condotta. In particolare, sia

lo scavo che la successiva operazione di stesa del materiale di sottofondo dovranno

sempre essere effettuati con un costante controllo delle quote altimetriche che potrà

avvenire anche semplicemente con l'ausilio di tre biffe che, una volta posizionate, non

richiedono la presenza di un topografo, ma vengono usate dagli stessi operai addetti

alla posa. Un corretto letto di posa eviterà disallineamenti non previsti tra tubazioni

contigue e, nel caso di pendenze modeste, eventuali contropendenze che darebbero

luogo a sacche d'aria che potrebbero ridurre la portata teorica dell'acquedotto e

provocare indesiderati e repentini fenomeni di "colpo d'ariete".

Per la realizzazione del letto di posa, gli operai accederanno al fondo scavo con una

scala regolamentare o con opportuna rampa di accesso. È assolutamente vietato

utilizzare i tubi in tiro come "montacarichi" o "ascensori" per la discesa nello scavo.

Gli addetti che lavorano a fondo scavo per la realizzazione del letto di posa, attendono

che sia completata l'operazione di scarico del materiale sciolto prima di procedere al

livellamento.

f) Posa in opera

La posa delle tubazioni si articola nelle fasi di seguito descritte:

Movimentazione dei tubi per la posa - Le fasi di movimentazione del tubo per la

posa in trincea dovranno essere seguite attentamente per evitare qualsiasi danno a

persone, materiali e opere.

II tubo dovrà essere imbracato con le fasce, con le modalità viste per lo scarico e il

mezzo di sollevamento, correttamente stabilizzato, effettuerà le operazioni di discesa

sul fondo scavo.



La posizione della macchina operatrice (autogrù e/o escavatore) dovrà essere tale

da non compromettere la stabilità delle pareti sotto il peso del mezzo e del carico

trasportato.

Durante la fase di trasferimento del tubo dal punto di deposito al punto di posa è

vietato sostare entro il raggio d'azione dell'autogrù.

II tubo verrà calato nello scavo e guidato (dal personale presente nella

trincea), sino all'imbocco del BICCHIERE del tubo posizionato in precedenza, solo

quando ormai si trova quasi a contatto con il terreno

II tubo dovrà rimanere imbracato al mezzo di sollevamento sino a che non vengano

ultimate le operazioni di infilaggio. È pertanto assolutamente vietato procedere

a qualunque tipo di movimentazione del prefabbricato senza che lo stesso sia

assicurato a mezzo delle imbrache al gancio dell'autogrù.

È vietato far sostare gli operatori tra il tubo e la parete di scavo.

Posa in opera in trincea di tubi c.a.p. DN 3000 mm



Infilaggio dei tubi - L'attività più importante e delicata nella posa dei tubi è quella

dell'infilaggio che consiste nell'accoppiamento del manufatto con quello precedente

già posato, inserendo il lato MASCHIO del tubo in posa nella conformazione a

BICCHIERE del tubo già posato e interponendo una guarnizione elastomerica ad anello.

Per effettuare il corretto scivolamento del MASCHIO nel BICCHIERE occorre applicare al

tubo una spinta in senso assiale adatta a vincere l'attrito del terreno e la resistenza allo

schiacciamento della guarnizione. L'applicazione della spinta (che deve essere il più

possibile assiale) in modo da non far deviare il tubo dall'asse della condotta, deve

essere applicata in modo graduale ed uniforme. Allo scopo deve essere utilizzato un

argano meccanico a leva, ad azionamento manuale od oleodinamico denominato

Tirfor. È opportuno verificare frequentemente lo stato delle funi del Tirfor.

Argano meccanico a leva ad azionamento manuale od oleodinamico

Non è ammesso l'impiego a spinta di macchine operatrici (ad esempio pale

meccaniche, benne di escavatori, ecc.) in ragione dei danni da urto che possono

derivarne alla zona di alloggiamento delle guarnizioni e al tubo stesso. L'argano dovrà

essere preventivamente verificato per garantirne il corretto funzionamento, l'assenza di

lesioni nelle funi e la portata efficace. Le modalità di utilizzo dei tirfor nelle attività di

infilaggio suggerite dalla pratica operativa sono le seguenti:

- Tubi DN < 1400 mm utilizzo esterno ai tubi

- Tubi DN > 1400 mm utilizzo interno ai tubi

Il tiro del tirfor viene contrastato con degli elementi di sostegno particolari onde evitare

lo sfilamento durante il carico applicato.

La guarnizione in gomma - Il materiale adoperato nella fabbricazione dell'anello di



tenuta della guarnizione è la gomma. La durezza della gomma è di classe 2

corrispondente ad una durezza Shore 50, idonea per le condotte di media ed alta

pressione. L'anello di tenuta deve poter assicurare le seguenti caratteristiche:

- tenuta idraulica,

- insensibilità ai movimenti contenuti dei tubi per cedimenti o curvature,

- assenza di fessurazioni nel bicchiere,

- assoluta resistenza contro le radici.

Considerato che la guarnizione è fondamentale per assicurare la tenuta dei tubi in

pressione, ne deve essere curato al massimo il posizionamento prima dell’infilaggio.

Prima di posizionare la guarnizione, il giunto deve essere perfettamente asciutto. È

opportuno avere sempre a disposizione in cantiere del materiale assorbente per asciugare

il giunto in caso di pioggia o nel caso di presenza di acqua di falda. La guarnizione deve

essere posizionata in corrispondenza dell'incavo presente nel MASCHIO. La

conformazione particolare del giunto del BICCHIERE agevola il rotolamento dell'anello in

gomma durante l'infilaggio. Durante l'infilaggio si noterà una certa resistenza

all'avanzamento del tubo dovuto alla presenza della guarnizione; questo è un

fenomeno normale che garantisce il corretto infilaggio del tubo. E' da evitare

assolutamente l'uso di grasso o prodotti lubrificanti per agevolare l'infilaggio: la

guarnizione dei tubi, infatti, deve rotolare e non scivolare per prevenire la formazione di

"ernie" che comporterebbero la mancata tenuta del tubo in collaudo e in esercizio.

Durante l'infilaggio, la guarnizione deve raggiungere uno schiacciamento di circa il

40% e portarsi, con rotolamento, nella posizione finale indicata in figura.

L’allineamento della condotta e le deviazioni angolari - Un dato caratteristico del tipo

di giunzione è la deviazione angolare “ ”, ossia l'angolo massimo tollerato che forma

l'asse di un tubo rispetto all'asse del tubo contiguo. La deviazione angolare deve essere

da un lato contenuta perché sia assicurata la tenuta del giunto e, dall'altro, tale da

permettere contenuti aggiustamenti orizzontali e/o verticali lungo la tubazione. I valori

teorici massimi delle deviazioni angolari tollerate dai giunti dei tubi in c.a.p. con

assicurata la tenuta della condotta sono riportati nella seguente tabella.

DN (mm) 500-700 800+1400 1500+30002° 1°50' 0°50'



Quando è necessario superare piccole deviazioni angolari che oltrepassano i valori

indicati ( ’ > ) è opportuno calcolare, prima della posa, su quanti tubi tale

deviazione possa essere realizzata senza far deviare ogni singolo tubo dalle

tolleranze stabilite e procedere poi successivamente all'allineamento secondo i calcoli

("corda molle"). Il corretto allineamento della tubazione deve essere effettuato

servendosi di apposite biffe indicanti la quota di posa, secondo la pratica operativa del

cantiere. E' comunque consigliabile, anche per valori modesti di deviazione angolare,

prevedere sempre un pezzo speciale in acciaio in corrispondenza dei vertici sia

altimetrici che planimetrici. (cfr. §6 )

Il controllo del giunto e della guarnizione - Allo scopo di evitare perdita in fase di

collaudo e in esercizio, è necessario controllare che, durante l'infìlaggio, la guarnizione

abbia raggiunto la sua posizione definitiva senza creazione di "ernie", con l'uso di una

dima opportunamente sagomata in grado di scorrere lungo il bordo del giunto; Va

inoltre controllata la chiusura del giunto allo scopo di evitare problemi in fase di

collaudo (perdite idriche dai giunti). Il controllo deve essere eseguito misurando, con

il calibro o una dima tarata, la distanza o gioco esistente tra MASCHIO e BICCHIERE di due

tubi consecutivi dopo la posa. Le misure dovranno essere rilevate all'interno del tubo.

L'apertura teorica del giunto è pari a 5 mm. Sono tuttavia ammesse aperture del giunto

fino ad un massimo di 10 mm. Nel caso di posa delle condotte in tratte a forte

pendenza è opportuno controllare che il giunto non scenda mai sotto i 5 mm perché

altrimenti, considerata la conicità del giunto, valori inferiori potrebbero causare delle

lesioni in corrispondenza del bicchiere. In questo caso è consigliabile inserire dei

distanziatori che garantiscano un giunto pari almeno a 5 mm. Nel caso di posa delle

condotte con piccole deviazioni angolari è consentita una apertura massima del

giunto, nel punto più aperto, di 20 mm; valori superiori non sono ammessi perché

porterebbero, a condotta in pressione, alla fuoriuscita della guarnizione con conseguente

perdita di tenuta.

Rincalzo del tubo posato e sganciamento dall'autogrù - Completato l'infilaggio, il

tubo dovrà essere accuratamente rincalzato con il materiale di sottofondo allo scopo

di impedirne qualsiasi movimento prima delle operazioni di sganciamento dal mezzo

di sollevamento. La rimozione delle imbrache dal tubo dovrà essere effettuata con

cautela soprattutto per evitare che le stesse vadano ad alterare il letto di posa. È di



fondamentale importanza per la vita della condotta e la sua durata nel tempo,

l'operazione di rinfianco che deve essere la più accurata possibile in modo tale da

creare un appoggio continuo alla tubazione. Sono da evitare tassativamente, durante la

posa, pietre o tacchi in legno utilizzati come spessori per allineare la condotta. E' inoltre

indispensabile che alla fine della giornata di posa i tubi vengano incavallottati per

evitare che, in caso di allagamento della trincea di posa, provocata da forti piogge, i

tubi vengano sollevati dalla spinta idraulica.

Applicazione della continuità elettrica - La spirale d'acciaio delle tubazioni in cemento

armato precompresso può essere soggetta al fenomeno della corrosione, generato da

processi elettrochimici causati dall'aggressività del terreno o da correnti vaganti o da

coppie galvaniche. Per ovviare a questo fenomeno la spirale di acciaio deve essere

protetta. Esistono due tipi di protezione:

- protezione attiva;

- protezione passiva.

Con la protezione attiva si applica una corrente elettrica che consente di ridurre a zero

la corrosione, per cui la condotta può essere tranquillamente immersa in un terreno

altamente corrosivo senza che si deteriori. Il punto debole di questo tipo di

protezione è che in caso di mancata periodica manutenzione, ed in particolare se non

vengono sostituiti gli anodi sacrificali una volta esauriti, le correnti galvaniche

corrodono rapidamente la spirale di precompressione con conseguente perdita

dell'intera condotta. Nei tubi in c.a.p. è inserita una lamina metallica che consente,

all'atto della posa, di realizzare la continuità elettrica con un cavo di rame tra tubo e

tubo qualora i Capitolati prescrivano l'impiego di una protezione catodica attiva.

La protezione passiva è invece normalmente garantita dall'applicazione degli strati

di rivestimento nei tubi (rivestimento cementizio e bituminoso). Infatti, sia il

rivestimento cementizio utilizzato (controllato con riferimento a porosità e

permeabilità), sia il sovrastante rivestimento bituminoso da 5 mm di spessore, armato

con lana di vetro, si sono dimostrati particolarmente efficaci nella protezione

dell'acciaio da precompressione.

L'esperienza pluridecennale su decine di chilometri di condotte posate, ha dimostrato

che è preferibile affidarsi esclusivamente alla protezione passiva.



g) Collaudo della condotta a giunti scoperti

Per il collaudo della condotta a giunti scoperti, la condotta deve essere sottoposta a prova

di tenuta idraulica, per successivi tronchi, con pressione pari ad 1.5 volte la pressione di

esercizio, con durata e modalità stabilite in progetto o indicate dalla D.L. e comunque

conforme alle previsioni dell'art. 3.10 del DM 12/12/1985 sulle “Norme tecniche relative

alle tubazioni”.

Attrezzatura per la prova idraulica

La prova eseguita a giunti scoperti viene considerata positiva in base alle risultanze del

grafico del manometro registratore ufficialmente tarato ed alla contemporanea verifica di

tenuta di ogni singolo giunto.

Condotta in c.a.p. DN 2650 mm rincalzata e approntata per il collaudo a giunti scoperti



La medesima prova viene quindi ripetuta dopo il completo rinterro delle tubazioni sulla

base delle risultanze del grafico del manometro. La prova a giunti scoperti ha durata di 8

ore e la seconda, dopo rinterro, di 4 ore. La pressione di prova deve essere raggiunta

gradualmente, in ragione di non più di 1 atmosfera al minuto primo. I verbali, i dischi con i

grafici del manometro, eventuali disegni illustrativi inerenti le prove devono essere

consegnati al Collaudatore, il quale ha comunque facoltà di far ripetere le prove stesse.

L’impresa deve provvedere, a sua cura e spese, a fornire l’acqua occorrente, eventuali

flange cieche di chiusura, pompe, manometri registratori con certificato ufficiale di

taratura, collegamenti e quant’altro necessario. L’acqua da usarsi deve rispondere a

requisiti di potabilità, di cui deve essere fornita opportuna documentazione. La Direzione

dei Lavori, a suo insindacabile giudizio, può vietare all’Impresa l’uso di acqua che non

ritenga idonea. Delle prove di tenuta, che saranno sempre eseguite in contraddittorio, viene

redatto apposito verbale qualunque ne sia stato l’esito.

Esempio di grafico del manometro registratore



h) Rinterro definitivo e collaudo finale

La seconda prova, da eseguirsi dopo il rinterro completo della condotta, viene effettuata

ad una pressione uguale a quella di esercizio e ha la durata di 4 ore. I criteri di giudizio per la

validità della seconda prova sono gli stessi della prima. II rinterro della condotta si effettua

con il materiale di risulta degli scavi della condotta. L'operazione di rinterro deve essere

eseguita con attenzione onde evitare il possibile danneggiamento dei tubi. È quindi

necessario che il materiale a contatto con la superficie esterna del tubo sia di materiale

minuto onde evitare lesioni al tubo e/o al suo rivestimento bituminoso. Detto materiale

deve abbracciare il tubo e ricoprirlo sino a 30 - 40 cm sulla generatrice superiore. Il

sovrastante successivo materiale di rinterro sino alla quota di progetto potrà contenere

anche pietrame di media e grossa pezzatura. Per le attività di rinterro dovranno essere

adottate le medesime precauzioni previste per l'uso dei mezzi meccanici nelle attività di

scavo.

Collaudo della condotta a giunti scoperti

6. Giunti e pezzi speciali

Giunti e pezzi speciali sono regolamentati dalle norme UNI EN 639, che identifica

differenti tipologie (rigidi, regolabili, semiflessibili o completamente flessibili) in relazione

ai valori minimi di deviazione angolare consentita (cfr. tabella). Il giunto più comune per i

tubi in CAP è quello a cordone e bicchiere con anello di gomma.



Particolare del giunto a bicchiere ed anello elastomerico

Le superfici di giunzione, sagomate per favorire l’alloggiamento della guarnizione,

possono essere ricavate dagli anelli metallici di estremità o dal profilo in calcestruzzo della

tubazione. La guarnizione di tenuta è inserita in prossimità della giunzione dei tubi per

strisciamento o per rotolamento. La guarnizione elastomerica deve avere un volume

sufficiente affinché, quando il giunto è assemblato, l’anello venga compresso per realizzare

una chiusura a tenuta sotto pressione. La compressione di progetto della guarnizione è

normalmente intorno al 30% .



Controllo di “chiusura del giunto”

I pezzi speciali comprendono le chiusure, gli adattatori, le connessioni con flange alle

valvole, le curve, i T, le diramazioni ad angolo, i riduttori e le biforcazioni (Y). Di norma

vengono realizzati in acciaio, opportunamente contrastati con blocchi di ancoraggio in

calcestruzzo armato e debbono resistere alla pressione interna esercitata dal fluido nonché

ai carichi esterni.

Deviazioni Angolari Consentite

DN Giuntisemiflessibili

Giunti

semiflessibili

Giunti complementari

flessibili

Giunti complementari

flessibili

Radianti Gradi Radianti Gradi < 300 0,03 1° 43’ 0,06 3° 26’

300 DN 600 0,02 1° 09’ 0,04 2° 18’ 600 DN 1000 0,01 0° 34’ 0,02 1° 09’

DN > 1000 0,01 x 1000/ DN 34’ x 1000/ DN 0,02 x 1000/ DN 1°09’ x1000/DN

Le curve, sono prodotte su richiesta con qualsiasi angolo. I componenti in epigrafe possono

essere collegati mediante adattatori.

Deviazione angolare massima del giunto



APPENDICE

I - Problematiche di carattere statico – criteri di progettazione

Poiché la norma europea relativa alla progettazione strutturale delle tubazioni, a

completamento delle norme EN sopra richiamate non è ancora stata emessa ma è allo

studio del gruppo di lavoro che ne cura la stesura e conseguentemente non è disponibile la

versione in ambito nazionale UNI - EN della stessa, per quanto attiene alle verifiche

statiche delle tubazioni si deve fare riferimento necessariamente, in attesa di detta norma,

alle prescrizioni del DM 12/12/85 e delle già citate indicazioni propositive correntemente

utilizzate fino ad oggi per la progettazione, la verifica ed il collaudo delle tubazioni in

calcestruzzo precompresso.

Dal punto di vista statico, per la loro geometria, le condotte in calcestruzzo precompresso

rientrano nella tipologia delle condotte rigide o semirigide (per rapporto s/DN < 1/12), cioè

caratterizzate solo da una modesta deformazione sotto l'azione dei carichi esterni, non

sufficiente in generale a mobilitare reazioni laterali da parte del terreno di rinfianco, può

cioè considerarsi che la spinta esercitata dal terreno sulla condotta sia di tipo attivo ed

agisca su tutta la condotta distribuita secondo il classico trapezio di spinta

Determinati i valori di M ed N per le sezioni caratteristiche (chiave, fianco, base) e per le

aperture angolari dell'appoggio o della sella d'appoggio, si determinano le tensioni

ammissibili all'estradosso e all'intradosso ( e, i) date da:

e, i = N/s ± 6M/s2

Il criterio di verifica è quindi quello riferito al massimo carico di rottura. Poiché peraltro

per le tubazioni in pressione interrate per condizioni di posa ed altezze di rinterro normali e

per i valori di pressione idraulica con i quali si realizzano le condotte, le pressioni sono di

gran lunga prevalenti sulle prime, il giudizio di stabilità di una condotta interrata è il frutto

del confronto tra le pressioni di prova in stabilimento ed in opera ed il valore risultante in

esercizio dall'azione della pressione interna e dei carichi esterni considerati, nel loro

insieme, come P0; in sintesi può affermarsi che l'equivalenza ai fini della stabilità va

sempre riportata ai valori di pn, concetto più generale.

Va considerato, ai fini della progettazione statica, che la compressione data al nucleo con

la messa in tensione dell'armatura circonferenziale, deve essere confrontata con la somma



della trazione dovuta alla pressione idraulica interna alla quale il componente viene

assoggettato e della trazione dovuta alle azioni esterne, entrambe dipendenti dalle

condizioni di posa del componente, la prima dipendendo dal regime idraulico e la seconda

dal letto di posa, rinfianco, acqua, peso del tubo, altezza e peso del rinterro.

La disuguaglianza suindicata indicherà di volta in volta il grado di sicurezza alla rottura del

componente.

La disuguaglianza sopra detta è espressa dalla:

prec = pE·D/2s + N/s ± 6M/s2

Tale disuguaglianza deve sempre fornire valori inferiori a quelli ammissibili per i materiali

costituenti la condotta, salvo prove a rottura.

Particolare attenzione deve essere prestata alla determinazione dei valori delle tensioni di

trazione in relazione al possibile verificarsi di fessurazioni.

I tubi devono essere calcolati per resistere alle sollecitazioni di flessione e trasversali

che risultano da ciascuna delle seguenti condizioni:

1) pressione di calcolo (PFA) + carichi permanenti (p01);

non deve esserci trazione nel tubo nucleo;

2) massima pressione di calcolo (PMA) + 100 kPa + carichi permanenti (p01):

la trazione nel tubo nucleo non deve essere maggiore di 0,38 3 2ckf per i tubi del

tipo con cilindro o 0,13 3 2ckf per i tubi del tipo senza cilindro;

3) pressione di calcolo + carichi permanenti + carichi variabili (p0):

la trazione nel tubo nucleo non deve essere maggiore di 0,38 3 2ckf per i tubi del

tipo con cilindro o 0,13 3 2ckf per i tubi del tipo senza cilindro;

4) massima pressione di calcolo (PMA):

non deve esserci trazione nel tubo nucleo;

dove: "fck" è la resistenza caratteristica cilindrica a compressione del calcestruzzo a

28 giorni, in MPa.



II - Problematiche di carattere idraulico

Le potenzialità di impiego delle tubazioni di materiali lapidei limitatamente al

convogliamento di acqua in pressione, sono largamente influenzate dalle specifiche

caratteristiche idrauliche e strutturali che le contraddistinguono. Il comportamento

idraulico della tubazione, in condizioni di regime, può essere assimilato a quello di tubo

liscio soggetto a significativi fenomeni di invecchiamento. Il calcolo delle perdite di carico

viene generalmente effettuato facendo uso della formula di Darcy-Weisbach derivata da

considerazioni teoriche basate sull’analisi dimensionale

J V gD2 2/

nella quale J rappresenta la perdita di carico per unità di percorso, D il diametro della

condotta, V la velocità media, g l’accelerazione di gravità e l’indice di resistenza.

L’indice di resistenza può essere valutato utilizzando la relazione di Colebrook e White

(C-W) ovvero da relazioni approssimate come la formula di Altschoult la cui espressione

fornisce esplicitamente il valore di :

2)7

10ReRe

log8.1(

1

D

L’equazione C-W è una combinazione dell’equazione di Prandtl (1952) per tubi lisci e di

quella di von Karman (1934) per tubi scabri, la sua espressione è

12

371

2 51log

.

.

ReD

dove rappresenta la scabrezza del tubo e Re il numero di Reynolds VD/ con

viscosità cinematica del fluido. Sebbene derivata dall’abbinamento di due relazioni

teoricamente basate, l’equazione C-W possiede un fondamento puramente empirico. Il suo

impiego nel campo delle tubazioni in materiale lapideo è giustificato dalla possibilità del

verificarsi di condizioni di regime di transizione. La complessità computazionale insita

nella risoluzione dell’espressione implicita dell’equazione C-W può essere agevolmente

superata con l’ausilio di formule approssimate come quelle proposte rispettivamente da



Cozzo o da Bonvissuto. Nella formula di Cozzo viene eliminato l’indice di resistenza al

secondo membro:

D.R

.log

.e

713

1852

19010

,

ottenendo un’espressione che però diventa implicita se risolta in funzione dell’incognita D.

La formula di Bonvissuto fornisce invece direttamente la cadente J in funzione di un

coefficiente N di cui viene fornita l’espressione in funzione di tre possibili coppie di

variabili: J e Q, D e Q, D e J.

5

22102030

D

Q

g

Nlog.J

202202540

5..

gJ

Q.

gJ

Q

QN

D.

Q

DN

/

270498



D.

gJDDN 270

12

Essa consente quindi il calcolo diretto del diametro D, nell’ipotesi di lunga condotta in cui

siano trascurate le perdite localizzate.

E’ necessario sottolineare inoltre che, come conseguenza del modesto valore delle perdite

di carico distribuite il dimensionamento idraulico delle condotte in materiale lapidee

risulterà più sensibile agli effetti localizzati, (giunzioni, raccordi derivazioni,ecc.) rispetto a

quanto ipotizzabile teoricamente.

Le perdite di carico in corrispondenza di giunzioni e pezzi speciali possono essere

direttamente stimate come prodotto di un coefficiente di perdita Km, e della velocità di

massima.

H=Km V2/2g

Tali perdite di carico vengono espresse come lunghezza equivalente di tubo Le, che

rappresenta la lunghezza di tubo rettilineo che produrrebbe la stessa perdita di carico che si

verifica nel giunto. Esse assumono due espressioni differenti a seconda che ci si riferisca

alla formula di Hazen-Williams ovvero a quella di Darcy-Weisbach:

L=0.33Km V0.148/2g C1.852

L=Km D/f

Si deve sottolineare che i coefficienti di scabrezza determinati in laboratorio possono

essere inadeguati alla rappresentazione del comportamento idraulico della condotta dopo

l’installazione. Ciò è dovuto al fatto che i coefficienti determinati in laboratorio sono

ottenuti con sperimentazione con acqua priva di sedimenti, su tratti rettilinei di condotta

privi di qualsiasi tipo di ostruzione. Ciò rende necessario introdurre un incremento di

scabrezza dell’ordine del 20-30% per ottenere “coefficienti di progetto” che tengano

effettivamente in conto della diversità delle condizioni reali nelle quali la condotta sarà

operativa rispetto a quelle ideali di laboratorio. Il coefficiente di Manning di laboratorio

per i tubi in materiali cementizi pari a 0.009 - 0.010 viene usualmente incrementato ai

valori di 0.012 e 0.013 in fase di progetto.



Nella tabella seguente vengono forniti alcuni valori di riferimento dei coefficienti di

scabrezza da introdurre nelle formule precedenti, nonché la loro variabilità temporale o

rispetto alle condizioni di laboratorio.

Tabella – Valori dei coefficienti di scabrezza

laboratorio Causa campo

0.006 0.06 mm Curve e giunti 0.09 0.12 mm

0.00 mm Pellicola biologica 0.5 0.7 mm

0.01 mm Difetti di giunzione 0.06 mm

Particolare del grado di finitura interno delle tubazioni in cap

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