Στεγάνωση φραγμάτων βαρύτητας με γεωσυνθετικά υλικά

Transcript

1 Ημερίδα Γεωσυνθετικά Υλικά σε Εργα Πολιτικού Μηχανικού Ξάνθη 19 Μαΐου 2017 Στεγάνωση φραγμάτων βαρύτητας με γεωσυνθετικά υλικά Νικόλαος Ι. Μουτάφης Σύμβουλος Μηχανικός

2 Φράγματα: Τεχνικά έργα για συγκράτηση νερού κ.α. Βασική ιδιότητα: ΣΤΕΓΑΝΟΤΗΤΑ Παρέχεται από: Το σώμα του φράγματος Πρόσθετο εσωτερικό στεγανό στοιχείο Πρόσθετο εξωτερικό στεγανό στοιχείο

3 Φράγματα στεγανού σώματος Λιθόκτιστα Συμβατικού ή Κυκλώπειου σκυροδέματος Βαρύτητας Λιθόκτιστα Φράγμα Καμαρών Κύθνου Βαρύτητας Κυκλώπειου Σκυροδέματος Φράγμα Μαραθώνα

4 Φράγματα στεγανού σώματος Από σκυρόδεμα Βαρύτητας Αντηριδωτά Σκυροδέματος Φράγμα Λάδωνα Τοξωτά Σκυροδέματος Φράγμα Ταυρωπού

5 Φράγματα στεγανού σώματος Κυλινδρούμενου Σκυροδέματος Υψηλής περιεκτικότητας σε συνδετικές κονίες Φράγμα Πλατανόβρυσης Χαμηλής περιεκτικότητας σε συνδετικές κονίες ΔΙΑΠΕΡΑΤΟ Φράγμα San Fransisco Ecuador

6 Στεγανότητα επιτυγχάνεται με εσωτερικό ή εξωτερικό στεγανό στοιχείο ΓΕΩΦΡΑΓΜΑΤΑ Αδιαπέρατο πυρήνα Ασφαλτικό πυρήνα Μανδύα σκυροδέματος

7 Τυπικές διατομές φραγμάτων Αξονας φράγματος 2,5 1 2,5 1 Γεώφραγμα Αξονας φράγματος Βαρύτητας- RCC

8 Φράγμα σκληρού επιχώματος

9 λ 1 λη H Η ροπή από την οριζόντια συνιστώσα της υδροστατικής πίεσης = με την ροπή από την κατακόρυφη συνιστώσα της υδροστατικής πίεσης όταν λ = 0,

10 Σύγκριση διατομών τύπων φραγμάτων Αξονας φράγματος Σκληρού επιχώματος Βαρύτητας RCC Ισχνού σκυροδέματος Γεώφραγμα

11 Ανάπτυξη τάσεων σε φράγμα βαρύτητας - RCC ΑΞΟΝΑΣ ΦΡΑΓΜΑΤΟΣ ΑΞΟΝΑΣ ΦΡΑΓΜΑΤΟΣ ΑΞΟΝΑΣ ΦΡΑΓΜΑΤΟΣ 0,8 0,8 0,8 1 1 Σεισμός 1 Χωρίς νερό Με νερό Ορθές τάσεις σε οριζόντιο επίπεδο Με νερό & σεισμό Υψηλές τάσεις υψηλή αντοχή υλικού

12 Ανάπτυξη τάσεων σε φράγμα σκληρού επιχώματος 0,7 1 >0,7 >0,7 1 1 Σεισμό2 >0,7 1 Πλίνθος Άξονας πετάσματος τσιμεντενέσεων Άξονας πετάσματος τσιμεντενέσεων Άξονας πετάσματος τσιμεντενέσεων Χωρίς νερό Με νερό Με νερό & σεισμό Χαμηλές τάσεις χαμηλή αντοχή υλικού

13 Αντοχή σκληρού επιχώματος Φράγμα ύψους 100 m με μοναδιαίο βάρος 23 MN/m 3 σ cmax (2,3) 1,7 MPa Εφαρμογή συντελεστή 3 Χαρακτηριστική αντοχή: 5 MPa Μέση αντοχή σε ανεμπόδιστη θλίψη 7 MPa < 10 MPa Περιεκτικότητα σε συνδετικά υλικά: kg/m 3

14 Το σκληρό επίχωμα ΔΕΝ είναι σκυρόδεμα, είναι επίχωμα Αδρανή για σκληρό επίχωμα μπορεί να είναι υποδεέστερα αυτών του σκυροδέματος

15 Διάστρωση σκληρού επιχώματος σε στρώσεις πάχους cm Διάβροχή Εκφόρτωση Διάστρωση Συμπύκνωση

16 Χαμηλή περιεκτικότητα σε συνδετικές κονίες Μέτρια έως υψηλή διαπερατότητα του υλικού Το σκληρό επίχωμα δεν είναι στεγανό Απαιτείται πρόσθετο στεγανό στοιχείο

17 Μανδύας σκυροδέματος σε λωρίδες Απαιτείται κατασκευή πλίνθου

18 Φράγμα σκληρού επιχώματος με μανδύα σκυροδέματος Φράγμα Βαλσαμιώτη Χρόνος διάστρωσης μανδύα 7 8 μήνες Αρμοί Μπορεί ο μανδύας σκυροδέματος να αντικατασταθεί από καταλληλότερο υλικό;

19 Εναλλακτική λύση η διάστρωση γεωσυνθετικών υλικών στην ανάντη παρειά του φράγματος Γεωσύνθετο: γεωμεμβράνη και γεωύφασμα συγκολλημένα Γεωμεμβράνη για στεγάνωση Γεωύφασμα για προστασία και αποστράγγιση Προσθήκη γεωπλέγματος για ταχύτατη αποστράγγιση

20 Ανάγκη κατασκευής πλίνθου για σύνδεση γεωσύνθετου με το πέτασμα τσιμεντενέσεων Γεωσύνθετο Στερέωση Σκληρό επίχωμα Πλίνθος Αξονας πετάσματος τσιμεντενέσεων

21 Κρίσιμα θέματα που πρέπει να αντιμετωπιστούν Τάνυση γεωσύνθετου ώστε να περιορίζεται η ταλάντωσή του λόγω ανέμου Προσδιορισμός μέγιστης αναμενόμενης ταχύτητας ανέμου Αγκύρωση του συστήματος τάνυσης του γεωσύνθετου

22 Κρίσιμο θέμα: Αποτελεσματική αποστράγγιση κατάντη του γεωσύνθετου προς αποφυγή αντίστροφων πιέσεων 1 η γραμμή άμυνας: γεωύφασμα 2 η γραμμή άμυνας: πορώδες σκυρόδεμα Πορώδες σκυρόδεμα

23 3 η γραμμή άμυνας: αποστραγγιστικές οπές

24 Αποστραγγιστικές οπές στο εσωτερικό του φράγματος Αποστραγγιστικές οπές Αποστραγγιστικές οπές Αποστραγγιστικές οπές

25 Γεωσύνθετο στερεωμένο με αγκύρια Πρόσθετο γεωύφασμα προστασίας

26 Κρίσιμα θέματα που πρέπει να τιμετωπιστούν

27 Γεωσύνθετο στερεωμένο σε σκυρόδεμα Υδατοστεγανή στερέωση υψηλών απαιτήσεων στα βυθισμένα άκρα του γεωσύνθετου Στερέωση περιορισμένης στεγανότητας στα άκρα του γεωσύνθετου εκτός νερού ή πλησίον της ανώτατης στάθμης του ταμιευτήρα

28 Επίχωμα στον πόδα του φράγματος Σταθεροποιητικό του γεωσύνθετου Προσθήκη προστατευτικού γεωυφάσματος

29 Φράγμα Φιλιατρινού Το πρώτο φράγμα σκληρού επιχώματος στεγανοποιημένο με γεωσύνθετο υλικό

30