Φράγματα: Βασικά κριτήρια επιλογής θέσης κατασκευής. Νικόλαος Σαμπατακάκης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας

Transcript

1 Φράγματα: Βασικά κριτήρια επιλογής θέσης κατασκευής Νικόλαος Σαμπατακάκης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας

2 Παράγοντες που καθορίζουν τη δυνατότητα κατασκευής φράγματος Γεωλογικοί παράγοντες Κοινωνικοί παράγοντες Περιβαλλοντικοί παράγοντες Χρήσεις γης κ.α. 2

3 Γεωλογικοί παράγοντες Συνθήκες θεμελίωσης φράγματος Στεγανότητα φράγματος & ταμιευτήτα (λίμνης κατάκλυσης) Ευστάθεια πρανών λίμνης κατάκλυσης Υδρολογικά δεδομένα πλημμυρικές παροχές Ρυθμός απόθεσης φερτών υλικών Στερεοπαροχή Δανειοθάλαμοι αδρανών 3

4 Συνθήκες θεμελίωσης φράγματος Ασκούμενες τάσεις εντατική κατάσταση (Βάρος κατασκευής υδροστατικές πιέσεις) Οι τάσεις που επιβάλλονται στο «έδαφος» θεμελίωσης (μετά την πλήρωση της λίμνης) μειώνονται από τα τοξωτά προς τα χωμάτινα: 1. Τοξωτά 2. Αντιρηδωτά 3. Βαρύτητας 4. χωμάτινα 4

5 Ιδιαίτερες γεωλογικές συνθήκες (Α) ασυνέχειες: πολλά συστήματα (>4) με μικρή απόσταση (Β) παρουσία ρήγματος στη βάση με υλικό πλήρωσης (Γ) πτυχωμένα στρώματα διαπερατών με αδιαπέρατα 5

6 Ιδιαίτερες γεωλογικές συνθήκες (Α): κλίση ανάντη (Ευνοϊκή) (Β): ανάντη σκέλος αντικλίνου (Ευνοϊκή) (Γ): κλίση ανάντη με κάθετες ασυνέχειες (Δ):προς κατάντη σκέλος αντικλίνου (Δυσμενής) (Ε): κλίση κατάντη με παρουσία ρήγματος (Δυσμενής) (ΣΤ): ανάντη πλευρά φράγματος θεμελιωμένη σε αδιαπέρατα (Ευνοϊκή) 6

7 Γεωμετρία στρωμάτων 1, 2, 4, 5: Ευνοϊκή 2: Δυσμενής 6: Δυσμενής στο αριστερό αντέρεισμα 7

8 Περίπτωση αστοχίας θεμελίωσης φράγματος Φράγμα Malpasset Νότια Γαλλία Τοξωτό Ύψος 60 m Μήκος 223 m Έναρξη πλήρωσης λίμνης έτος 1954 Γεωλογικός σχηματισμός θεμελίωσης: ΓΝΕΥΣΙΟΣ 8

9 Φράγμα Malpasset 9

10 Φράγμα Malpasset 10

11 Μηχανισμός αστοχίας 11

12 Αποτελέσματα αστοχίας 2 Δεκεμβρίου ανθρώπινα θύματα 12

13 Στεγανότητα φράγματος & ταμιευτήρα - τσιμεντενέσεις Όταν η διαπερατότητα του σχηματισμού θεμελίωσης >1 lugeon ( 10-5 cm/sec) = 1 l/m.min με πίεση 1 MPa απαιτείται βελτίωση με τσιμεντενέσεις (grounting) που έχουν σαν σκοπό: Τη μείωση της διαπερατότητας αύξηση στεγανότητας Βελτίωση της φέρουσας ικανότητας Διαμόρφωση βάσης θεμελίωσης φράγματος 13

14 Στοιχεία τσιμεντενέσεων διάμετρος: 37, 46, 76 mm Ενδεικτικές αποστάσεις: μεταξύ σειρών 1-5 μ, μεταξύ οπών 3 μ., Βάθος εξαρτάται από διαπερατότητα ή 1/3 ύψος φράγματος μ Ενέματα: Τσιμέντο, άργιλος, άμμος, μπετονίτης Χημικά (για τριχοειδή) Οργανικές ρητίνες Διάταξη: Κουρτίνα (διάφραγμα) Επιφανειακός τάπητας Μεμονωμένες ειδικού σκοπού Πλάτος κουρτίνας περίπου 1/3 της βάσης του πυρήνα 14

15 Διάταξη τσιμεντενέσεων στον άξονα φράγματος Όριο ζώνης 1 Lugeon 15

16 Τσιμεντενέσεις Εκτέλεση τσιμεντενέσεων εντός σήραγγας στα αντερείσματα του φράγματος Ευήνου 16

17 Στεγανότητα φράγματος & ταμιευτήρα διαφράγματα Φράγμα Στράτου: Χωμάτινο, h=26m, L=1900m, (1962) Εγκάρσια διατομή φράγματος Στράτου με διαφραγματικό τοίχο 23 m (από ΔΕΗ) Κατασκευή διαφραγματικού τοίχου στο φράγμα Μετσοβίτικου 17

18 Επιφανειακές στεγανοποιήσεις Η περίπτωση του «Πύρνου» στον ταμιευτήρα Μόρνου Επένδυση από ασφαλτοσκυρόδεμα πάνω σε αμμοχαλικώδες συμπυκνωμένο επίχωμα με στραγγιστήριο φίλτρο 18

19 Τυπική διατομή επένδυσης Πύρνου 19

20 «αστοχία» φράγματος Περδίκα Χωμάτινο, h=30m, L=352m, έτος κατασκευής 1962 Ενδεικτική γεωλογική τομή μηχανισμός αστοχίας (από ΔΕΗ) 20

21 Ευστάθεια πρανών ταμιευτήρα Πλήρωση του ταμιευτήρα προκαλεί προοδευτική αύξηση των υδροστατικών πιέσεων & πιέσεων πόρων στους γεωλογικούς σχηματισμούς των πρανών που γίνονται έτσι επιρρεπή στην εκδήλωση κατολισθήσεων Κατολίσθηση στα πρανή του ταμιευτήρα Ασωμάτων (Αλιάκμονας Βέροια) 21

22 Αστοχία πρανών στον ταμιευτήρα του φράγματος Vajont στη Β. Ιταλία Τοξωτό φράγμα h=262 m Κατασκευή Οκτ κατολίσθηση πρανών στον ταμιευτήρα και 50 εκ. m 3 νερού κατάντη,,,,,, 1917 ανθρώπινα θύματα,, 22

23 Γεωλογική τομή κατολίσθησης ταμιευτήρα Vajont 23

24 Αστοχία πρανών ταμιευτήρα Vajont ΠΡΙΝ ΜΕΤΑ 24

25 Τέλος Ενότητας