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Tunnelling and groundwater interaction: the role of the hydrogeological monitoring

Lo Russo Stefano Taddia Glenda Cerino Abdin Elena
Articolo Immagine
ISSN:
1121-9041
Rivista:
GEAM
Anno:
2015
Numero:
146
Fascicolo:
GEAM N.146/2015

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Interazione tra acque sotterranee e gallerie: il ruolo del monitoraggio idrogeologico
Tra le principali problematiche che devono essere analizzate nella realizzazione di un’opera in sotterraneo vi è l’interferenza con i sistemi acquiferi. Le acque sotterranee possono condizionare notevolmente le scelte tecnologiche nella costruzione di un tunnel e costituiscono contemporaneamente una fondamentale risorsa naturale che deve essere preservata quantitativamente e qualitativamente durante l’esecuzione dei lavori e dopo il completamento dell’opera. La conoscenza geologica del sottosuolo, i meccanismi di infiltrazione e di circolazione delle acque sotterranee nell’ammasso roccioso, il grado di connessione tra l’acquifero e la rete idrica superficiale così come la composizione chimica delle acque sotterranee sono alcuni degli elementi più importanti che devono essere analizzati sin dalla prima fase del progetto. Anche la modellazione numerica del sistema acquifero-tunnel necessita per definizione di una grande quantità di dati derivanti dal monitoraggio delle variabili ambientali. In questo quadro, il monitoraggio idrogeologico rappresenta uno strumento fondamentale per la progettazione e la realizzazione del tunnel: il sistema deve essere capace di integrare in modo georiferito dati provenienti dalla galleria e dall’ambiente esterno in modo dinamico e deve permettere un continuo aggiornamento dei dati ambientali. Tale aggiornamento permette infatti la verifica delle interazioni tra acquifero e tunnel sia a breve che a lungo termine. Parole chiave: gallerie, acque sotterranee, monitoraggio.

The interaction between tunnelling and groundwater is an important factor to be considered in any underground work. Groundwater can represent a major constraint for many technical decisions related to the tunnel construction and, at the same time, a fundamental valuable natural resource to be preserved quantitatively and qualitatively during and after the tunnel completion. The knowledge of the geological subsurface conditions, the hydrogeological mechanisms of groundwater infiltration and circulation, the degree of the aquifers connection with the river network as well as the chemical composition of the circulating groundwater are some of the more important topics that should be analysed in the early phase of the tunnel design. Moreover the numerical modelling of the tunnel- groundwater system requires a large amount of suitable data derived by field investigation. The hydrogeological monitoring represents a fundamental tool for the tunnel design, construction and functioning and has to be developed in a program which includes surface and subsurface data in an integrated geo-referred way. The system needs the continuous uploading of the environmental data coming form the tunnel and the surface environment in order to check the short and long-term interactions, verify the modelling hypothesis and monitor the dynamic behaviour of the whole system and the compliance with the local environmental regulations. Keywords: tunneling, groundwater, monitoring.

L'interaction entre les galeries et les eaux souteraines: le rôle de la surveillance des eaux souteraines
L’interaction entre les galeries et les eaux souterraines est un facteur important à considérer dans tout les travaux souterrain. L’eau souterraine peut représenter une contrainte majeure pour nombreuses techniques liées à la construction du tunnel et, dans le même temps, une ressource naturelle précieuse fondamentale à être préservé, quantitativement et qualitativement, pendant et après l’achèvement du tunnel. La connaissance des conditions souterraines géologiques, les mécanismes hydrogéologiques de infiltration des eaux souterraines et leur circulation, le degré de la connexion des aquifères avec le réseau des rivières, ainsi que la composition chimique de l’eau souterraine circulant, sont certains des sujets les plus importants qui devraient être analysés dans la phase précoce de la conception du tunnel. En outre, la modélisation numérique du système eaux souterraines-tunnel nécessite grande quantité de données dérivés par une surveillance des variables environnementales. Le suivi hydrogéologique représente un outil fondamental pour la conception, la construction et le fonctionnement du tunnel. Le système a besoin de mise à jour des données provenant du tunnel et de l’environnement de surface afin de vérifier les interactions à court et à long terme, vérifier l’hypothèse de modélisation, surveiller le comportement dynamique de l’ensemble du système et le respect de règlements locaux de l’environnement. Mots-clés: tunnels, eaux souterraines, surveillance.