La costruzione della Linea in aderenza mista

La linea Cecina–Volterra, in diramazione dalla Pisa–Grosseto, fa attualmente capo alla stazione di Saline. Sebbene questa sia indicata negli orari come “stazione di Volterra”, è in realtà separata dalla città da un dislivello di quasi 500 metri ed è distante circa 11 chilometri di strada carrozzabile. Le diligenze impiegano quasi due ore per percorrerli, a causa della forte pendenza (fig. 1).

Volterra, pur contando una popolazione di poco superiore ai 7.000 abitanti, è città di grande interesse artistico, oltre che capoluogo di circondario e sede di tribunale con giurisdizione su larga parte della Maremma toscana, sino oltre Piombino. Gli interessi amministrativi di questo importante centro industriale fanno capo precisamente a Volterra.

Una più agevole sistemazione delle comunicazioni ferroviarie, e in particolare il diretto collegamento della città con la rete ferroviaria dello Stato, furono dunque non solo un’aspirazione naturale, ma una vera necessità per la popolazione. Dopo oltre vent’anni di continue pratiche, grazie alla perseverante attività delle ultime amministrazioni comunali – e in particolare all’opera indefessa dell’onorevole Principe Piero Ginori Conti – con la legge speciale n. 137 del 5 aprile 1908 fu definitivamente approvata la convenzione stipulata il 23 giugno 1907 tra il Governo e il Comune di Volterra.

Con tale convenzione, il Comune si rendeva diretto concessionario della linea, mentre l’esercizio veniva riservato all’Amministrazione delle Ferrovie dello Stato, secondo quanto previsto dall’art. 1 della legge n. 137 del 1905 sull’esercizio ferroviario di Stato, che consente di avocare allo Stato nuove linee che costituiscano diretto prolungamento di linee preesistenti.

L’Amministrazione comunale di Volterra, che aveva già dimostrato spirito di sacrificio e notevole ardimento stanziando una sovvenzione annua di 18.000 lire per 50 anni, seppe far fronte direttamente anche alla costruzione, senza alcun subconcessionario. Provvide ai capitali (circa un milione e mezzo di lire) tramite un mutuo con la Cassa Depositi e Prestiti, garantendo l’operazione con il proprio bilancio e contando sulle sovvenzioni di Stato (4.000 lire al km), della Provincia di Pisa (1.000 lire al km) e del Comune stesso.

La direzione dei lavori fu affidata all’ufficio tecnico comunale, che suddivise opere e forniture tra diversi appaltatori mediante contratti regolari. I lavori sono ormai quasi ultimati: mancano solo alcuni consolidamenti e la definitiva sistemazione della massicciata e dell’armamento. La consegna della nuova ferrovia all’esercizio è prevista a breve.

Tale risultato costituisce un esempio degno di nota, specialmente perché raggiunto da una modesta amministrazione comunale che ha saputo risolvere, senza intermediari, un’impresa finanziariamente e tecnicamente complessa. Grande merito va attribuito al Sindaco, Marchese Guido Incontri, mente organizzatrice dell’impresa, e all’ingegnere cav. Filippo Allegri, capo dell’ufficio tecnico municipale e direttore attivo dei lavori.

Il merito è ancor più notevole se si considera che, parallelamente al progetto ferroviario, il Comune ha risolto anche i problemi dell’approvvigionamento idrico e dell’illuminazione elettrica, anch’essi gestiti direttamente tramite opportune municipalizzazioni.

L’abitato di Volterra sorge su un colle formato, nella sua parte superiore, da un affioramento di arenaria, mentre tutta la massa interna sottostante è costituita da argilla compatta, vera e propria marna, per l’elevato tenore di calcare. Questa marna, di colore grigio-verdastro e a frattura lucente, ha una struttura estremamente compatta, tanto da richiedere il piccone per gli sbancamenti. Nel dialetto locale è chiamata “mattaione”.

La falda del colle, specialmente nella zona più alta, immediatamente sottostante alla città, è interessata da abbondanti acque latenti che si trovano a bassa profondità. L’approvvigionamento idrico della città, variabile da 70 a 1003 litri al giorno, è assicurato mediante pompe elettriche che sollevano l’acqua da sorgenti vicine, situate in prossimità della zona ferroviaria.

Il terreno vegetale che ricopre il banco marnoso, a volte per parecchi metri di spessore, è soggetto a smottamenti, che possono degenerare in frane. Quando il “mattaione” è privo di copertura e quindi esposto agli agenti atmosferici, tende a disgregarsi formando coni contigui agglomerati, una delle caratteristiche più marcate della campagna intorno a Volterra, contribuendo all’instabilità generale del terreno.

La piazza principale di Volterra si trova a quota 550 m s.l.m., mentre la stazione di Saline è a circa 70 metri. La distanza orizzontale tra i due punti è poco superiore ai 6000 metri. In tali condizioni di instabilità sarebbe stato imprudente realizzare uno sviluppo artificiale in mezza costa, per raggiungere Volterra con pendenze adatte all’uso della sola aderenza naturale.

Le condizioni orografiche e la necessità di contenere i costi di costruzione suggerivano l’uso dell’aderenza artificiale. Il primo tratto, vicino a Saline, ha una pendenza contenuta (massimo 25‰) e segue il profilo naturale. Circa a metà tracciato, in corrispondenza del colle Mazzocchio, una depressione naturale obbliga la ferrovia a mantenersi a quota più bassa, condizionando la pendenza del successivo tratto.

Da quel punto, fu necessario applicare una pendenza del 100‰. Per ragioni di frenatura e sicurezza, i treni in salita viaggiano con la locomotiva in coda, che si ritrova poi nella giusta direzione per proseguire verso la stazione di Volterra. I treni in discesa, partendo dalla stazione con la locomotiva in coda, percorrono un tratto in retromarcia e poi si trovano correttamente orientati verso Saline.

La pendenza massima del 25‰ sul tratto naturale è ben bilanciata con quella del 100‰ sul tratto a cremagliera. Grazie all’uso della dentiera Strubb e di locomotive FF.SS. capaci di esercitare una trazione di 6000 kg sia sulla dentiera che sulle rotaie, è possibile trainare treni da 70 tonnellate utili a 16 km/h, una capacità sufficiente per il servizio di Volterra, anche in connessione diretta con la linea di Cecina.

La linea Volterra–Saline misura 8.444,93 km fra l’asse del binario della stazione di Saline e quello della stazione di Volterra, includendo in tale sviluppo anche i 1.035,25 metri del tratto di regresso.

La pendenza massima sul tratto in aderenza naturale è, come già accennato, del 25‰, mentre quella sul tratto a dentiera è costante al 100‰.

Ripartizione delle livellette:

I raggi delle curve variano da un massimo di 200 m a un minimo di 40 m.

Lungo la linea sono costruite quattro cantoniere semplici. La seconda è situata in corrispondenza dell’ingresso nel tratto a dentiera, dove è installata un’opportuna lama mobile. La dentiera è del tipo Strubb ordinario, costruita dalle Fonderie Riunite di Berna, adottata come standard dalle Ferrovie dello Stato per le linee a cremagliera.

Le opere d’arte lungo la linea non presentano caratteristiche particolari; tuttavia, la natura argillosa dei terreni ha richiesto particolare attenzione nei movimenti di terra, nella formazione dei rilevati e nei sistemi di drenaggio, risanamento e, in alcuni casi, consolidamento.
Caso tipico di movimento franoso:

Alla progressiva 1+500 si è riscontrato un movimento di falda a monte, con rigonfiamento del fondo trincea. L’intervento ha previsto lo sbancamento del terreno a monte, formando una banchina ampia. Questo ha stabilizzato la situazione senza necessità di consolidamenti speciali, ristabilendo l’equilibrio delle masse.

Opere speciali degne di nota:

Muro ad archi: tra le progressive 6+600 e 6+800 nella località detta Fonte Pippoli.

Cavalcavia a doppio ramo: sulla strada provinciale per Colle Val d’Elsa presso il sobborgo di San Lazzaro.

Queste due opere saranno trattate più approfonditamente in seguito.

Altre particolarità degne di speciale menzione non ravvisiamo esistere relativamente alla costruzione della linea di Volterra, se non forse per quanto si riferisce alla posa della dentiera. Questa è, come già accennato, del tipo Strubb ordinario, né è quindi il caso di dare in proposito particolari schiarimenti.

Noteremo soltanto che speciale cura fu necessaria nella scelta delle traverse d’armamento per il tratto interessato, e ciò in relazione alle esigenze speciali per la posa della piastra centrale d’appoggio della dentiera stessa. Per questa, infatti, occorre che il lembo superiore della piastra — in quanto è foggiato a flangia — possa impostarsi in modo soddisfacente sullo spigolo della traversa.

Gioverebbe, quindi, che in tale punto la traversa si presentasse a spigolo vivo. Per quanto simile condizione non sia impossibile da ottenersi mediante un’accurata scelta delle traverse, è però certo che essa può costituire qualche difficoltà negli approvvigionamenti.

Conviene osservare che lo stesso risultato può essere, d’altra parte, raggiunto praticando un conveniente incasso nella traversa, nel punto di posa della piastra centrale. Naturalmente, però, con questo procedimento si viene ad incidere per la profondità di qualche centimetro nella traversa; e se si considera che il piano di posa delle piastre di appoggio delle due rotaie ordinarie laterali deve essere 1 cm più basso rispetto a quello della piastra centrale portante la lama dentata, ne consegue che a tale artifizio si può ricorrere solo in quanto le traverse possiedano dimensioni in altezza tali da consentire l’operazione accennata senza che ne risulti compromessa la loro resistenza generale.

Ad ogni modo, l’accennata esigenza speciale per le traverse destinate a servire da appoggio alle dentiere ci è sembrata degna di essere posta in evidenza per norma di chi dovrà occuparsi di consimili impianti, che ancora conservano un certo carattere di novità per il nostro paese.

Speciale cura fu posta dalla Direzione dei lavori nella distribuzione e nella preparazione degli ormeggi della dentiera, avendo particolare riguardo alla natura non sempre stabile e tenace dei terreni interessati. Le figure 7 e 8 danno un’idea generale delle disposizioni introdotte in costruzione.

Detti ormeggi, distribuiti lungo i circa 3.720 metri di linea armata in dentiera, sono in numero complessivo di 28. Essi sono stati disposti in modo da non superare mai una distanza reciproca di 200 metri; in effetti, risultano distribuiti a una distanza media di circa 133 metri, opportunamente diminuita nei tratti dove la natura meno favorevole del terreno faceva temere una minore resistenza, malgrado le predisposizioni fatte in base alle condizioni geologiche.

Non riteniamo superfluo avvertire come l’accentuata pendenza (100‰) dell’argine stradale nel tronco destinato all’aderenza artificiale conferisca un’importanza del tutto speciale a tutte le questioni relative ai trasporti dei materiali. Nell’esecuzione dei lavori fu tuttavia sempre possibile utilizzare a tale scopo i carrelli Decauville normali.

Speciali cure apparvero necessarie, sempre in considerazione della pendenza, per il rafforzamento delle cunette di scolo, data la velocità che in esse assumono le acque correnti. A tale scopo, senza ricorrere a un rivestimento generale delle cunette stesse, si è ritenuto sufficiente — trattandosi di cunette scavate generalmente nel vivo del banco delle argille compatte — disporre, a distanza di 2–4 metri l’una dall’altra, speciali briglie in semplice muratura a secco, sufficienti ad assicurarne il profilo di fondo.

Nell’agosto del 1909, mentre era in corso la formazione dell’argine previsto dal progetto — per un’altezza di circa 4 metri — e il rilevato aveva già raggiunto i 3 metri, si verificò un movimento generale nella falda sottostante, con conseguente cedimento del rilevato sovrastante.

Le indagini, immediatamente avviate dalla Direzione dei lavori, misero in evidenza un rigonfiamento recente del terreno a valle del punto in cui insisteva il rilevato, nonché la presenza di infiltrazioni d’acqua a monte.

Trivellazioni e pozzi profondi eseguiti in diversi punti confermarono che la falda instabile si estendeva su un’area molto vasta, fino a raggiungere il sommo del colle su cui sorge Volterra. Il punto specificamente interessato dal cedimento corrispondeva al deposito di un’antichissima frana, adagiatasi in una marcata depressione del banco di “mattatone” sottostante. I rilievi geotecnici consentirono di ricostruire la morfologia di tale banco, che appariva conformato in due avvallamenti contigui e successivi:

• il primo, più stretto e profondo (6–7 m), tra le progressive 6+900 e 6+100, dove affiorava un vecchio drenaggio agricolo;

• il secondo, più ampio ma meno profondo (circa 2 m), con infiltrazioni diffuse ma meno abbondanti.

La planimetria a curve di livello (scala 1:500, Tavola XI) mostra chiaramente una conca nel mattatone, con quota di fondo a m 431 e orli superiori a m 432,50, che aveva raccolto materiali alluvionali per uno spessore di circa 6 metri. Il ristagno d’acqua sul fondo — favorito dalla totale impermeabilità del mattatone e dall’assenza di sfoghi naturali — rendeva precario l’equilibrio del deposito.

Per garantire la stabilità del corpo stradale della linea ferroviaria e appoggiarlo su substrato solido, si abbandonò il rilevato in terra (che avrebbe richiesto una base larga 20 metri, con scarsa sicurezza sul lato a valle) in favore di un’opera muraria speciale.

Questa fu costituita da:

• un muro di sottoscarpa nel primo tratto a valle,

• e tre arcate di 8 metri di luce ciascuna nella parte a monte, di cui una adibita a sottovia.

Le fondazioni furono impostate direttamente sul banco compatto del mattatone, e in alcuni tratti si realizzarono speroni di contrafforte a fondazione profonda per rafforzare l’opera verso valle.

Contemporaneamente fu attuato un risanamento della falda a monte, tramite una rete di drenaggi (sistema Sazilly), realizzati con cunicoli in muratura a secco su una platea di calcestruzzo ancorata al banco impermeabile. Le acque vennero convogliate verso valle mediante acquedotti e cunicoli secondari, così da impedire ogni possibile interferenza con la stabilità della falda portante.

Il sottovia di S. Lazzaro, situato lungo la strada provinciale per Colle Val d’Elsa, risulta articolato in due rami distinti, ciascuno con diversa quota altimetrica, ed entrambi obliqui, poiché l’opera coincide esattamente con la biforcazione del regresso (vedi Tavola X). L’opera è addossata direttamente all’abitato di S. Lazzaro, che fu quindi interessato anche da alcune demolizioni.

Il cavalcavia in questione rappresenta, come già accennato, una conseguenza necessaria del provvedimento volto a garantire la sicurezza dell’esercizio ferroviario: ovvero, condurre il regresso in immediato contatto con il piazzale della stazione di Volterra, costituendo l’asta di manovra quale prolungamento diretto e in continuità altimetrica con quest’ultimo.

La strada provinciale per Colle Val d’Elsa viene attraversata in sopraelevazione dai due rami dell’opera, tramite due archi successivi in muratura, ciascuno di 8 metri di luce, disposti obliquamente rispetto all’asse stradale:

• il primo con un angolo di 21° 28′ 30″

• il secondo con un angolo di 28° 23′

I due archi risultano inoltre sfalsati in altezza, come già rilevato. Il sistema di archi si prolunga dal lato di monte, trasformandosi in un vero e proprio muro ad archi a sostegno dell’argine ferroviario nel primo tratto del piazzale del regresso.

La figura illustra, meglio di qualsiasi descrizione testuale, l’assetto generale di quest’opera, particolarmente complessa sia dal punto di vista planimetrico che altimetrico. Le fondazioni del cavalcavia richiesero cure particolari, trovandosi in una zona non solo soggetta ai noti difetti di stabilità riscontrati lungo tutta la linea, ma aggravata, in questo specifico tratto a ridosso dell’abitato di Volterra, dalla discontinuità geologica dovuta al passaggio dall’arenaria al banco di mattatone, punto critico per la natura dei terreni interessati.