Στεγανοποίηση Θεµελίωσης Φράγµατος Παπαδιάς στην Κοίτη του Ποταµού : Έλεγχοι κατά την Πλήρωση του Ταµιευτήρα

Transcript

1 Στεγανοποίηση Θεµελίωσης Φράγµατος Παπαδιάς στην Κοίτη του Ποταµού : Έλεγχοι κατά την Πλήρωση του Ταµιευτήρα Securing watertightness of Papadia Dam Foundation at the River Bed : Checks during reservoir filling ΑΝΑΣΤΑΣΟΠΟΥΛΟΣ Κ. Πολιτικός Μηχανικός, MSc, ΕΗ/ ΥΗΠ ΟΙΚΟΝΟΜΙ ΗΣ Χ. Γεωλόγος, ΕΗ/ ΥΗΠ ΣΙΑΧΟΥ Σ. Πολιτικός Μηχανικός, MSc ΕΗ/ ΥΗΠ ΠΑΠΑΧΑΤΖΑΚΗ Χ. Πολιτικός Μηχανικός, MSc, Ε.Μ.Π. ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Τα µέτρα στεγανοποίησης της θεµελίωσης του φράγµατος Παπαδιάς ελέγχθηκαν διεξοδικά µέσω της αξιολόγησης των ενόργανων µετρήσεων που λήφθηκαν κατά τη διάρκεια της πρώτης πλήρωσης του Ταµιευτήρα και µετέπειτα. Από τους ελέγχους πιστοποιήθηκε η αποτελεσµατικότητα των µέτρων στεγανοποίησης που είχαν υλοποιηθεί κατά την κατασκευή. ABSTRACT: The water tightness of the measures that were applied in Papadia dam foundation was thoroughly checked during first reservoir filling and thereafter, by monitoring of the geotechnical instruments installed. The effectiveness of the aforementioned measures was verified by evaluating collected records. 1. ΓΕΝΙΚΑ Το έτος 2008 ολοκληρώθηκε η κατασκευή του φράγµατος Παπαδιάς. Συνοπτικά, η θεµελίωση του φράγµατος στην περιοχή της κοίτης έγινε επί πυκνών, ελαφρά προφορτισµένων πλειοπλειστοκαινικών σχηµατισµών ποταµοπαγετώδους (fluvio-glacial) προέλευσης (πυκνά ιλυώδη άµµοχάλικα µε σηµαντικό ποσοστό τροχµάλων), οι οποίοι υπέρκεινται του γνευσιακού υποβάθρου. Εντός των υπόψη σχηµατισµών, το πάχος των οποίων στην κοίτη φτάνει τα 36m, εντοπίζονται µεµονωµένοι φακοί στιφρής αργίλου. Οι πλειοπλειστοκαινικοί σχηµατισµοί είναι κατά θέσεις αρκετά διαπερατοί, γεγονός που οδήγησε στην κατασκευή διαφραγµατικού τοίχου από αλληλοτεµνόµενους πασσάλους πλαστικού σκυροδέµατος (εφεξής για συντοµία /Τ) κάτω από τον πυρήνα και έως το βραχώδες υπόβαθρο. Η στεγανοποίηση του βράχου κάτω από το διάφραγµα έγινε µε τριπλή σειρά κουρτίνας τσιµεντενέσεων. Πλήρης περιγραφή του Έργου, των γεωλογικών συνθηκών του υποβάθρου θεµελίωσης, καθώς και της κατασκευής και αξιολόγησης των µέτρων στεγανοποίησης που υλοποιήθηκαν στη θεµελίωση πριν την πλήρωση του ταµιευτήρα, από τα οποία προέκυψαν σαφείς ενδείξεις για την επάρκεια τους, περιλαµβάνεται στο (Οικονοµίδης, 2009). 2. ΕΝΟΡΓΑΝΗ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ Για τον έλεγχο της επάρκειας των µέτρων στεγανοποίησης του υποβάθρου θεµελίωσης του φράγµατος, ήταν λειτουργικό, πριν την έναρξη της πλήρωσης του ταµιευτήρα, το ακόλουθο σύστηµα παρακολούθησης του υπόγειου υδραυλικού καθεστώτος στην ευρύτερη περιοχή της κοίτης : ιάταξη µέτρησης των διαφυγών στον κατάντη πόδα του φράγµατος, όπου καταλήγει ο τάπητας στραγγιστηρίου, (τριγωνικός υπερχειλιστής µέτρησης διαρροών - εφεξής για συντοµία ΥΜ ). Η διάταξη αυτή είναι η πλέον ουσιώδης για 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 1

2 τον έλεγχο της συµπεριφοράς του φράγµατος (Peck, 2001). Σύστηµα οργάνων καταγραφής της στάθµης, αποτελούµενο από : o ηλεκτρικά πιεζόµετρα o o πιεζόµετρα ανοικτού τύπου φρέατα παρακολούθησης, εντός των ανακουφιστικών φρεάτων στη θεµελίωση, κάτω από το κατάντη σώµα στήριξης. Η θέση των παραπάνω οργάνων δείχνεται οριζοντιογραφικά στο Σχήµα 1, ενώ δύο χαρακτηριστικές διατοµές (Χ.Θ και Χ.Θ αντίστοιχα) µε τις καθ ύψος θέσεις των οργάνων παρουσιάζονται στο Σχήµα 2. Σηµειώνεται ότι κατά τη διάρκεια της κατασκευής είχαν εγκατασταθεί στη θεµελίωση του φράγµατος συνολικά 64 ηλεκτρικά πιεζόµετρα, επί έξι διατοµών καθέτων προς τον άξονα του φράγµατος. Από τα εν λόγω όργανα τα 17 (ποσοστό 26%) είχαν καταστραφεί ή καταστεί µη λειτουργικά πριν την πλήρωση του ταµιευτήρα. Εξειδικευµένος εµπειρογνώµονας του οίκου κατασκευής των οργάνων που επισκέφθηκε το φράγµα, απέδωσε την καταστροφή στη δράση κεραυνών κατά την θερινή φθινοπωρινή περίοδο του έτους 2007, κατά την οποία είχαν καταγραφεί ιδιαίτερα έντονα φαινόµενα στην περιοχή. Η αντικατάσταση αρκετών από τα παραπάνω όργανα δεν κατέστη εφικτή, καθώς θα απαιτούσε την εκτέλεση διατρήσεων εντός του πυρήνα σε όλο το ύψος του, ενέργεια η οποία κρίθηκε ότι θα έπρεπε να αποφευχθεί. Τα ηλεκτρικά πιεζόµετρα κάθε διατοµής είχαν εγκατασταθεί σε κατά προσέγγιση σταθερά υψόµετρα ανάντη και κατάντη του /Τ (εφεξής τα όργανα αυτά καλούνται συζυγή), ώστε να είναι ευκολότερη η σύγκριση των µετρήσεων και η εξαγωγή συµπερασµάτων. 3. ΠΛΗΡΩΣΗ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ 3.1 Οδηγίες Πρώτης Πλήρωσης Πριν την έναρξη της πλήρωσης του ταµιευτήρα είχαν εκδοθεί συγκεκριµένες οδηγίες, οι οποίες περιελάµβαναν τους ακόλουθους ελέγχους : Συνεχή καταγραφή της στάθµης του ταµιευτήρα. Οπτική παρακολούθηση (δύο φορές την ηµέρα) του φράγµατος, των αντερεισµάτων και της κοίτης για την εµφάνιση υγρασίας ή διαρροών. Καθηµερινή µέτρηση παροχής στον ΥΜ. Επιθεωρήσεις στη σήραγγα τσιµεντενέσεων - αποστραγγίσεων (δύο φορές την ηµέρα) και καταγραφή των θέσεων και του µεγέθους τυχόν εµφανιζοµένων διαρροών. Λήψη γεωδαιτικών µετρήσεων σε όλα τα βάθρα παρακολούθησης επιφανειακών µετακινήσεων, σε εβδοµαδιαία βάση. Καθηµερινή λήψη µετρήσεων σε όλα τα πιεζόµετρα. Λήψη µετρήσεων στα εγκατεστηµένα κλισιόµετρα, σε συχνότητες που καθορίζονταν από τη θέση κάθε οργάνου Συχνούς ελέγχους λειτουργίας του συστήµατος των επιταχυνσιογράφων. Ο µέγιστος αποδεκτός ρυθµός ανύψωσης της στάθµης του ταµιευτήρα καθορίστηκε να είναι: απεριόριστος, για στάθµη έως το υψόµετρο +890 (καθώς δεν υπήρχε δυνατότητα ελέγχου στις στάθµες αυτές) 1 m/ηµέρα για στάθµες από +890 έως ,50 m/ηµέρα για στάθµες από +895 έως ,25 m/ηµέρα για στάθµες πάνω από το +900, και έως τη µεγίστη στάθµη +928 Εάν ο ρυθµός ανύψωσης στάθµης του ταµιευτήρα προέκυπτε, σε περιόδους έντονων βροχοπτώσεων κλπ, µεγαλύτερος του παραπάνω καθοριζοµένου, προβλεπόταν ρύθµιση της στάθµης µε ελεγχόµενο άνοιγµα του Εκκενωτή πυθµένα για όσο χρονικό διάστηµα απαιτούνταν για την τήρηση των προαναφερθεισών απαιτήσεων. 3.2 Πρώτη Πλήρωση Η έµφραξη του αγωγού εκτροπής πραγµατοποιήθηκε τον Αύγουστο Ταυτόχρονα, ξεκίνησαν οι εργασίες κατασκευής του πώµατος έµφραξης του αγωγού εκτροπής, κατάντη του οποίου εγκαθίσταται ο αγωγός υδροληψίας. Η εκκένωση του ταµιευτήρα γίνεται µέσω διακλάδωσης του αγωγού υδροληψίας, µε δικλίδα Ø1000, τύπου βελόνας (Needle Valve). ικλίδα οικολογικής παροχής είναι επίσης τοποθετηµένη σε διακλάδωση του αγωγού υδροληψίας, δίπλα στη δικλίδα του εκκενωτή (σηµειώνεται ότι από τον Σεπτέµβριο 2009, διατίθεται µόνιµα κατάντη του φράγµατος ποσότητα 500 m 3 /hr, ως οικολογική παροχή). 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 2

3 Σχήµα 1: ιάταξη πιεζοµέτρων στη θεµελίωση του φράγµατος Figure 1: Layout of piezometers in dam foundation Σχήµα 2: ιατοµές στις Χ.Θ και Figure 2: Sections at Ch and ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 3

4 Η πλήρωση του ταµιευτήρα ολοκληρώθηκε τον Απρίλιο 2009, και στη συνέχεια η στάθµη του παρέµεινε στη µεγίστη (+928), µε υπερχείλιση έως τα τέλη του έτους Ο µέσος ρυθµός ανόδου στάθµης στο διάστηµα της πλήρωσης διατηρήθηκε σχετικά χαµηλός (0,24 cm/ ηµέρα). Οι οδηγίες που είχαν δοθεί ως προς τους µέγιστους ηµερήσιους ρυθµούς ανύψωσης του ταµιευτήρα γενικά τηρήθηκαν, µε την εξαίρεση της περιόδου από 23 έως 25/1/09 (βλ. Σχήµα 3), κατά την οποία καταγράφηκε συνολική άνοδος στάθµης 6,88 m (από το υψόµετρο 901,32 στο 908,20), καθώς στην περιοχή παρατηρήθηκαν εντονότατα καιρικά φαινόµενα (συνολικό ύψος βροχής 116 mm σε συνδυασµό µε τήξη σηµαντικών ποσοτήτων χιονιού στη λεκάνη απορροής λόγω απότοµης ανόδου της θερµοκρασίας). Σηµειώνεται ότι η άνοδος αυτή σηµειώθηκε αν και είχε πλήρως ανοίξει η δικλίδα οικολογικής παροχής (ο εκκενωτής πυθµένα δεν ήταν στη φάση αυτή ακόµη λειτουργικός), παροχετεύοντας ποσότητα νερού της τάξης των m 3 / ώρα. βροχοπτώσεων, µε εντονότερη αυτή του Ιανουαρίου Κατά την αρχική φάση πλήρωσης του ταµιευτήρα παρατηρήθηκε συγκέντρωση σηµαντικής ποσότητας λεπτόκοκκης άµµου - ιλύος στη δεξαµενή καθίζησης του ΥΜ (βλ. Φωτογραφία 1). Χαρακτηριστική διατοµή, µε τη διαζώνωση των υλικών στην επαφή µε τον ανάντη τοίχο της δεξαµενής του ΥΜ, όπου καταλήγει ο τάπητας στραγγιστηρίου κάτω από το κατάντη σώµα του φράγµατος, παρουσιάζεται στο Σχήµα 4. Στο Σχήµα αυτό δείχνεται η απευθείας επαφή των λεπτόκοκκων υλικών της ζώνης 2Α (άµµος) µε τα χονδρόκοκκα (διάστασης κόκκου από 5 έως 20 cm) υλικά της ζώνης 2D, χωρίς την µεσολάβηση υλικού ενδιάµεσης διαβάθµισης, ώστε να πληρούνται τα κριτήρια φίλτρου. Στην κατασκευαστική αυτή ατέλεια αποδίδεται η πλήρωση µε λεπτόκοκκα υλικά της δεξαµενής καθίζησης του ΥΜ. Στάθµη ταµιευτήρα (m) 930,00 Βροχόπτωση (mm) Παροχή στραγγιστηρίου (10 x l/min) ,00 910,00 900,00 Στάθµη Ταµιευτήρα Υψος βροχής Παροχή Στραγγιστηρίου , , ,00 0 8/20/ /9/ /28/2008 1/17/2009 3/8/2009 4/27/2009 6/16/2009 Ηµεροµηνία Σχήµα 3. Πρώτη πλήρωση: Χρονική εξέλιξη στάθµης ταµιευτήρα, διαρροών στον κατάντη πόδα του φράγµατος και ύψους βροχόπτωσης Figure 3: First filling: Reservoir level, leakage at the downstream toe of the dam and precipitation during and after filling Κατά τη διάρκεια της πλήρωσης του ταµιευτήρα γίνονταν καθηµερινά µετρήσεις παροχής στον ΥΜ. Όπως φαίνεται και στο Σχήµα 3, η παροχή µετά την ολοκλήρωση της πλήρωσης του ταµιευτήρα (16 Απριλίου 2009) προέκυψε αυξηµένη κατά 50% περίπου σε σχέση µε την καταγραφόµενη πριν την έµφραξη. Στη συνέχεια, και έως σήµερα, καταγράφεται τάση ελαφράς µείωσης της παροχής, µε τη στάθµη του στάθµη ταµιευτήρα να διατηρείται σταθερή. Οπως ήταν αναµενόµενο, σηµαντικές µεταβολές στις διαρροές καταγράφηκαν σε περιόδους Φωτογραφία 1: Συγκέντρωση Ιλύος στη δεξαµενή πίσω από τον ΥΜ. Photo 1: Siltation behind V-notch leakage measuring structure Για την αποκατάσταση του προβλήµατος έγινε επέµβαση αµέσως ανάντη του τοίχου, αντικαθιστώντας τα χονδρόκοκκα υλικά της ζώνης 2D µε τα λεπτότερης διαβάθµισης υλικά της Ζώνη 2Β του φράγµατος (στραγγιστήριο - βλ. Σχήµα 4). Μετά την επέµβαση αυτή σταµάτησε ουσιαστικά η συγκέντρωση ιλύος στην δεξαµενή του ΥΜ. 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 4

5 ΠΡΙΝ ΤΗΝ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ εγκατάσταση κατακόρυφου δικτύου ροής στο υπόβαθρο θεµελίωσης (βλ. Σχήµα 2). Λιθορριπή Λιθορριπή Στάθμη Υπερχείλισης EL 866,OO ιλύς 2D 2D 2A 2D 2A 2D ΣΤΑΘΜΗ ΝΕΡΟΥ Υπερχειλιστής μέτρησης διαρροών Δεξαμενή Καθίζησης Σχήµα 4: ιατοµή στον ΥΜ ιαζώνωση πριν (α), και µετά (β) την αποκατάσταση Figure 4: Section at V-notch leakage measuring structure - Zoning before - after rehabilitation 4. ΕΞΕΛΙΞΗ ΠΙΕΖΟΜΕΤΡΙΑΣ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗΣ ΚΑΤΑ ΚΑΙ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΠΛΗΡΩΣΗ 4.1 Γενικές παρατηρήσεις Κατά τη διάρκεια της πλήρωσης του ταµιευτήρα παρατηρήθηκε βαθµιαία ανύψωση της πιεζοµετρίας ανάντη του /Τ, τόσο στους πλειοπλειστοκαινικούς σχηµατισµούς της κοίτης, όσο και στο βραχώδες υπόβαθρο. Η ανύψωση παρακολούθησε σε γενικές γραµµές την άνοδο της στάθµης του ταµιευτήρα (βλ. Σχήµατα 5 και 6). Η στάθµη νερού στoυς πλειοπλειστοκαινικούς σχηµατισµούς διατηρούνταν υψηλότερη από αυτή του ταµιευτήρα κατά τις πρώτες ηµέρες της πλήρωσης (βλ. Σχήµατα 5 και 6). Αυτό αποδίδεται στο γεγονός ότι η υψηλή πιεζοµετρία του αριστερού αντερείσµατος (εµφανής στη φάση των εκσκαφών θεµελίωσης του φράγµατος µε µικρές αναβλύσεις νερού στα χαµηλότερα υψόµετρα εκσκαφής κλπ), τροφοδοτούσε συνεχώς τους πλειοπλειστοκαινικούς σχηµατισµούς, έως ότου η στάθµη του ταµιευτήρα υπερέβη το επίπεδο τροφοδοσίας. Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας πλήρωσης η πιεζοµετρία στο µεγαλύτερο τµήµα των πλειοπλειστοκαινικών σχηµατισµών ανάντη του /Τ προσεγγίζει πλέον αυτή του ταµιευτήρα, µε την εξαίρεση περιοχής κοντά στο δεξιό αντέρεισµα (βλ. Σχήµα 1), για την οποία γίνεται ιδιαίτερη αναφορά στην παρ Στο υποκείµενο βραχώδες υπόβαθρο η πιεζοµετρική στάθµη διατηρείται χαµηλότερη από αυτή των αµέσως υπερκειµένων πλειοπλειστοκαινικών, υποδηλώνοντας την 8/5/2008 8/20/2008 9/4/2008 9/19/ /4/ /19/ /3/ /18/ /3/ /18/ /2/2009 1/17/2009 2/1/2009 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ PZF-21,22 PZF-26 PZF-29, 30 PZF-28,31 PZF-24,32 PZF-27,56 PZF-45,60 Στάθµη Ταµιευτήρα PZF-25 Σχήµα 5: ΧΘ Μεταβολή πιεζοµετρίας κατά και µετά την πλήρωση του ταµιευτήρα Figure 5: Ch Changes in piezometric conditions during and after reservoir filling ΣΤΑΘΜΗ ΝΕΡΟΥ /5/2008 8/20/2008 9/4/2008 9/19/ /4/ /19/ /3/ /18/ /3/ /18/2008 1/2/2009 1/17/2009 2/1/2009 2/16/2009 2/16/2009 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ PZF-35 PZF-37 PZF-38 PZF-39 PZF-41 PZF-42 PZF-43 PZF-44 Στάθµη ταµιευτήρα Σχήµα 6: ΧΘ Μεταβολή πιεζοµετρίας κατά µετά την πλήρωση του ταµιευτήρα Figure 6: Ch Changes in piezometric conditions during and after reservoir filling Κατάντη του /Τ, η στάθµη του νερού στους πλειοπλειστοκαινικούς σχηµατισµούς κατά τη διάρκεια της πλήρωσης δεν µεταβλήθηκε ουσιαστικά, ενώ µετά την ολοκλήρωση της πλήρωσης ταυτίζεται περίπου µε το υψόµετρο του τάπητα στραγγιστηρίου (βλ. Σχήµα 1). Αντίθετα, η επίδραση της πλήρωσης του ταµιευτήρα είναι εµφανής στο βραχώδες υπόβαθρο (βλ. στα Σχήµατα 5 και 6 τις µετρήσεις των pzf-41 & 42, όπου παρατηρήθηκε αύξηση της πιεζοµετρίας από 9m έως και 22m). Η µεταβολή αυτή εκτιµάται ότι υποδηλώνει την ανάπτυξη ροής από το υποκείµενο βραχώδες υπόβαθρο προς τους υπερκείµενους πλειοπλειστοκαινικούς σχηµατισµούς της κοίτης κατάντη του /Τ, συµπληρώνοντας την εικόνα του δικτύου ροής (βλ. Σχήµα 2). Εξαίρεση στα παραπάνω αποτελεί µικρή περιοχή προς το αριστερό 3/3/2009 3/3/2009 3/18/2009 3/18/2009 4/2/2009 4/2/2009 4/17/2009 4/17/2009 5/2/2009 5/2/2009 5/17/2009 5/17/2009 6/1/2009 6/1/2009 6/16/2009 6/16/2009 7/1/2009 7/1/2009 7/16/2009 7/16/2009 7/31/2009 7/31/2009 8/15/2009 8/15/2009 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 5

6 αντέρεισµα, όπου εµφανίζεται τοπικά άνοδος της πιεζοµετρικής στάθµης στους πλειοπλειστοκαινικούς σχηµατισµούς κατάντη του /Τ (βλ. Σχήµα 1). Η µεταβολή αυτή αποδίδεται στην προσαρµογή του υδραυλικού καθεστώτος του αριστερού αντερείσµατος στις νέες συνθήκες που επήλθαν µετά τη δηµιουργία του ταµιευτήρα και όχι σε διαρροές µέσω του συστήµατος στεγανοποίησης ( /Τ και κουρτίνας τσιµεντενέσεων). 4.2 Η περίπτωση του δεξιού αντερείσµατος Από έλεγχο πυρήνων γεωτρήσεων στην περιοχή της Χ.Θ είχε διαπιστωθεί η παρουσία µεγάλων διαστάσεων φακού στιφρής αργίλου εντός των πλειοπλειστοκαινικών σχηµατισµών. Κατά τη διάρκεια της κατασκευής του φράγµατος, είχε διαπιστωθεί η πολύ χαµηλή διαπερατότητα των υλικών αυτών (της τάξης του 10-8 cm/sec - Οικονοµίδης, 2009). Ο φακός αυτός υπέρκειται άµεσα του έντονα αποσαθρωµένου, στην περιοχή αυτή, βραχώδους υποβάθρου, επί µήκους 60m περίπου στη διεύθυνση του άξονα του φράγµατος (βλ. Σχήµα 7). Σχήµα 7: εξιό αντέρεισµα (περιοχή αργιλικού φακού) - Μηκοτοµή στον άξονα του /Τ Figure 7: Right abutment (clay lens area) - Longitudinal section on the D/W axis Όπως φαίνεται στο Σχήµα 5, στην περιοχή της Χ.Θ η πιεζοµετρική στάθµη ανήλθε µόνον κατά 10 m περίπου κατά την πλήρωση (ποσοστό το οποίο αντιστοιχεί σε λιγότερο του 25% του φορτίου του ταµιευτήρα), τόσο στους πλειοπλειστοκαινικούς σχηµατισµούς όσο και στο βραχώδες υπόβαθρο, και διατηρείται σταθερή και µετά την ολοκλήρωση της πλήρωσης. Συνεκτιµώντας τα προηγούµενα, εικάζεται ότι η µικρή ανύψωση της πιεζοµετρίας κατά την πλήρωση στην περιοχή του δεξιού αντερείσµατος δεν οφείλεται στην εγκατάσταση δικτύου ροής. Αντίθετα, θεωρείται ότι οφείλεται στην ανάπτυξη υπερπιέσεων πόρων λόγω αστράγγιστης συµπεριφοράς των πρακτικά αδιαπέρατων και σχετικά παραµορφώσιµων σχηµατισµών, συνεπεία της αύξησης του υπερκείµενου φορτίου του φράγµατος λόγω κορεσµού των υλικών του (λιθορριπή κλπ) κατά την πλήρωση. Σηµειώνεται ότι κατά τη διάρκεια της κατασκευής του φράγµατος δεν είχε παρατηρηθεί αντίστοιχη ανύψωση της πιεζοµετρίας στο υπόβαθρο στην υπόψη περιοχή, γεγονός το οποίο καταρχήν φαίνεται ότι έρχεται σε αντίφαση µε τη θεώρηση ανάπτυξης πιέσεων λόγω αστράγγιστης συµπεριφοράς των υλικών. Η συµπεριφορά αυτή πάντως µπορεί να εξηγηθεί λόγω της δυνατότητας που υφίστατο, κατά τη φάση κατασκευής του φράγµατος, εκτόνωσης των πιέσεων προς τον αγωγό εκτροπής - υδροληψίας, µέσω δικτύου υπο-οριζόντιων διαπερατών ενδιαστρώσεων του φακού της αργίλου και ανοικτών διακλάσεων του βράχου. Η ερµηνεία αυτή ενισχύεται από το γεγονός ότι µετά την έµφραξη παρατηρήθηκαν διαρροές νερού σε κατασκευαστικούς αρµούς του αγωγού σε θέση αµέσως ανάντη της θέσης του πώµατος (βλ. Σχήµα 1). Οι θέσεις αυτές ήταν επισκέψιµες για δύο µήνες περίπου µετά την ηµεροµηνία έµφραξης, κατά τη διάρκεια κατασκευής του πώµατος, ενώ δεν είχαν διαπιστωθεί πριν την έµφραξη, καθώς το εσωτερικό του αγωγού δεν ήταν επισκέψιµο, λόγω της ροής του ποταµού. Με την κατασκευή του πώµατος από σκυρόδεµα αποκλείστηκε πλέον η δυνατότητα αποτόνωσης των υπερπιέσεων, και άρχισε να γίνεται µετρήσιµη η ανάπτυξή τους. Εκτιµάται ότι στη µειωµένη απόκριση της πιεζοµετρίας του υποβάθρου στην περιοχή αυτή µπορεί να συνέβαλε και η ύπαρξη τοπικών διόδων διαφυγών. Τέτοιες δίοδοι µπορεί να είναι ανοικτές παρακατακόρυφες διακλάσεις µικρού εύρους, οι οποίες είτε δεν κατέστη δυνατόν να τσιµεντενεθούν, είτε υπόκεινται του βαθύτερου τµήµατος του διαφράγµατος τσιµεντενέσεων. 5. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΟ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑ Μετά την πλήρωση του ταµιευτήρα εκπονήθηκε απλουστευτικό διδιάστατο προσοµοίωµα υπόγειας υδραυλικής µε χρήση των δυνατοτήτων που παρέχει το Πρόγραµµα 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 6

7 Η/Υ SLIDE της Καναδικής Εταιρείας Rocscience (βλ. Σχήµα 8). Στόχος του προσοµοιώµατος ήταν η σύγκριση, µετά την εγκατάσταση δικτύου µόνιµης ροής στη θεµελίωση, των µετρούµενων τιµών υδραυλικού φορτίου και των διαρροών µε τις θεωρητικές τιµές, προκειµένου έτσι να ελεγχθεί έµµεσα και η αποτελεσµατικότητα των µέτρων στεγανοποίησης. ιερευνήθηκε διακύµανση των τιµών των υδραυλικών παραµέτρων των υλικών των διαφόρων ζωνών στο εύρος που είχε προκύψει από επιτόπου δοκιµές που είχαν εκτελεστεί τόσο στη φάση της µελέτης όσο και της κατασκευής. Σχήµα 8: Προσοµοίωµα υπόγειας υδραυλικής Figure 9: Seepage flow - Μodel Οι έλεγχοι έγιναν στη διατοµή στη Χ.Θ. +400, για τις µοναδικές δύο περιπτώσεις όπου µπορεί να θεωρηθεί εύλογα ότι ισχύει η συνθήκη µόνιµης ροής, λόγω διατήρησης σταθερής στάθµης νερού ανάντη και κατάντη του /Τ: στην πρώτη περίπτωση, µε ανάντη στάθµη στο υψόµετρο +879 (περίοδος αµέσως πριν την έµφραξη του αγωγού εκτροπής), και στη δεύτερη, µε ανάντη στάθµη στο +928 (πλήρης ταµιευτήρας). Και στις δύο περιπτώσεις οι παροχές στον ΥΜ µετρούνταν συνεχώς και είχαν κατά προσέγγιση σταθερές τιµές για τις δύο παραπάνω στάθµες. Οι εν λόγω τιµές παροχής χρησιµοποιήθηκαν καταρχήν ως γνωστές οριακές συνθήκες στο προσοµοίωµα. Από τις αναλύσεις για ανάντη στάθµη στο +928 προέκυψε συµφωνία τιµών των διαφυγών που µετρήθηκαν µε αυτές που υπολογίστηκαν για συγκεκριµένες τιµές συντελεστών διαπερατότητας των διαφόρων ζωνών (πλειοπλειστοκαινικά ανώτερος βράχος κατώτερος βράχος /Τ κουρτίνα τσιµεντενέσεων), οι οποίες εντάσσονταν στα αναµενόµενο εύρος διακύµανσης, βάσει των αποτελεσµάτων των δοκιµών πεδίου που είχαν εκτελεστεί κατά τη φάση της µελέτης και κατασκευής. Στη συνέχεια, ελέγχοντας το προσοµοίωµα µε τις προηγουµένως υπολογισθείσες τιµές συντελεστών διαπερατότητας για ανάντη στάθµη στο +879, προέκυψε σηµαντική διαφοροποίηση των παροχών (υπολογισθείσες τιµές κατά 50% περίπου µικρότερες σε σχέση µε τις µετρηθείσες). Η διαφοροποίηση αυτή αποδόθηκε σε πλευρικές τροφοδοσίες νερού, από τον υπόγειο ορίζοντα των αντερεισµάτων, (κατά βάση από το αριστερό, όπου η πιεζοµετρία ήταν πριν την πλήρωση, όπως προαναφέρθηκε, σχετικά υψηλή). Καθώς πάντως δεν είχε καταστεί δυνατή η µέτρηση των αναβλύσεων αυτών κατά την κατασκευή, δεν ήταν δυνατή η σύγκρισή τους µε τα αποτελέσµατα των αναλύσεων. Στη συνέχεια ακολουθήθηκε επαναληπτική διαδικασία, µε στάθµη νερού ανάντη στο +879, µεταβάλλοντας σταδιακά τη διαπερατότητα των διαφόρων ζωνών έως την επίτευξη : ταύτισης µεγέθους διαρροών µε τις µετρηθείσες στον ΥΜ (οι τελευταίες αποµειωµένες κατά το ποσό των πλευρικών εισροών που εκάστοτε προέκυπταν από το προηγούµενο στάδιο επαναλήψης) και ικανοποιητικής προσέγγισης τιµών υδραυλικού φορτίου µε τις µετρήσεις των ηλεκτρικών πιεζοµέτρων Στον Πίνακα 1 παρουσιάζονται οι τιµές των συντελεστών διαπερατότητας που προέκυψαν µετά από τη σύγκλιση της παραπάνω διαδικασίας για τους διάφορους σχηµατισµούς. Πίνακας 1: Τελικές τιµές οριζόντιου συντελεστή διαπερατότητας ζωνών (σε m/sec) Table 1: Final horizontal permeability coefficients for various zones (in m/sec) Σχηµατισµός Τελικές τιµές (από προσοµοίωµα) Μέσες τιµές (από επιτόπου δοκιµές) Πλειοπλειστοκαινικά 2,00x10-6 1, έως 2, Ανώτερος 4x10-6 1, έως βράχος 1, Κατώτερος βράχος κουρτίνα τσιµεντενέσεων /Τ 4x10-8 < 5x10-8 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 7

8 Σηµειώνεται ότι ο λόγος της οριζόντιας προς την κατακόρυφη διαπερατότητα των πλειοπλειστοκαινικών, για τον οποίο επετεύχθη καλύτερη συµφωνία, προέκυψε ίσος µε 10 (συνήθης τιµή για ιζηµατογενείς σχηµατισµούς), ενώ σε όλες τις άλλες ζώνες ίσος µε 1. H ποσοστιαία διαφοροποίηση των τιµών του υδραυλικού φορτίου (µετρηθέν εκτιµηθέν) παρουσιάζεται στον Πίνακα 2. Πίνακας 2: Σύγκριση υπολογισθεισών - µετρηθεισών τιµών υδραυλικού φορτίου Τable 2: Τοtal Head comparison of calculated recorded values Υδραυλικό φορτίο (m) Πιεζό- µετρο Μετρηθέν Υπολογισθέν Απόκλιση % Pzf ,54 915,49-7,50 Pzf-37N 901,22 905,86 13,89 Pzf ,17 906,07 14,49 Pzf-39N 876,55 883,87 78,70 Pzf ,49 891,93-16,35 Pzf-42N 892,61 892,38 1,46 Pzf ,96 877,24 274,67 Pzf ,46 887,36-11,00 Στον παραπάνω Πίνακα, ως Απόκλιση % ορίζεται ο λόγος της διαφοράς υπολογισθέντος - µετρηθέντος υδραυλικού φορτίου, προς τη διαφορά στάθµης ταµιευτήρα - ΥΜ. Όπως φαίνεται, παρά το πλήθος των απλουστευτικών παραδοχών που είχαν υπεισέλθει στο προσοµοίωµα (λόγω αβεβαιοτήτων στη γεωµετρία και τις υδραυλικές ιδιότητες των διαφόρων σχηµατισµών, αλλά κυρίως λόγω των περιορισµών που επέβαλε η δισδιάστατη προσοµοίωση), οι διαφορές στις θέσεις των περισσότερων οργάνων δεν ήταν ιδιαίτερα σηµαντικές (αποκλίσεις της τάξης του 15% - βλ. Σχήµα 9). Εξαίρεση αποτελούν τα όργανα Pzf-39N και Pzf-43, στα οποία οι µεγάλες αποκλίσεις εκτιµάται ότι οφείλονται στην τοπική παρουσία ζωνών υψηλότερης διαπερατότητας από την (µέση) θεωρηθείσα για τους πλειοπλειστοκαινικούς σχηµατισµούς. Από την ανάλυση τέλος διαφάνηκε ότι ποσοστό πλέον του 20% των µετρούµενων, µε πλήρη ταµιευτήρα, εκροών στον ΥΜ οφείλεται σε πλευρικές τροφοδοσίες από τον υπόγειο ορίζοντα των αντερεισµάτων, και όχι σε διαρροές από τα ανάντη µέσω του υποβάθρου θεµελίωσης. Σχήµα 9: ίκτυο ροής ισοδυναµικές γραµµές στη θεµελίωση από αναλύσεις / µετρήσεις πιεζοµέτρων Figure 9: Flow net hydraulic head in foundation from analysis / recorded values in piezometers 6. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Μετά την παρέλευση 10 µηνών από την πλήρωση του ταµιευτήρα Παπαδιάς, οι µετρούµενες διαρροές είναι µικρότερες των 6lt/sec. Η τιµή αυτή, η οποία αντιστοιχεί, ως ποσοστό, στο 1% της µέσης ετήσιας παροχής του ποταµού, κρίνεται χαµηλή και συνηγορεί υπέρ της αποτελεσµατικότητας των µέτρων στεγανοποίησης της θεµελίωσης ( /Τ και κουρτίνας τσιµεντενέσεων). Από την αξιολόγηση των µετρήσεων των εγκατεστηµένων οργάνων διαπιστώθηκε ότι η πιεζοµετρία στο υπόβαθρο θεµελίωσης κατάντη του /Τ ταυτίζεται πρακτικά µε τα υψόµετρα του κατάντη τάπητα στραγγιστηρίου (βλ. Σχήµατα 1 και 2). Το γεγονός αυτό υποδηλώνει την αποτελεσµατική λειτουργία τόσο του συστήµατος των ανακουφιστικών φρεάτων, όσο και του τάπητα στραγγιστηρίου κάτω από το κατάντη σώµα στήριξης του φράγµατος (Οικονοµίδης et al, 2009). 7. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Οικονοµίδης Χ., Αναστασόπουλος Κ., Γαραντζιώτης Μ. (2010), Στεγανοποίηση Θεµελίωσης Φράγµατος Παπαδιάς στην Κοίτη του Ποταµού : Κατασκευή Έλεγχοι πριν την Πλήρωση του Ταµιευτήρα, 6Ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής Μηχανικής, Βόλος 2010 Peck, R.B. (2001), Embankment dams: Instrumentation versus monitoring, Geotechnical News, ( 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 29/09 1/ , Βόλος 8