Φράγματα: Ταξινόμηση κατασκευαστικές απαιτήσεις. Νικόλαος Σαμπατακάκης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας

Transcript

1 Φράγματα: Ταξινόμηση κατασκευαστικές απαιτήσεις Νικόλαος Σαμπατακάκης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας

2 Ορισμός 2

3 Ταξινόμηση ανάλογα με το σκοπό 3

4 Ταξινόμηση ανάλογα με τη χρήση Υδροηλεκτρικά (Ενεργειακά) Αρδευτικά (Άρδευση) Υδρευτικά (Ύδρευση) Πολλαπλής σκοπιμότητας (Υδροηλεκτρικά + αρδευτικά κ.λπ) 4

5 Ταξινόμηση ανάλογα με τη γεωμετρία και τα υλικά κατασκευής Τσιμέντινα φράγματα (άκαμπτα) Χωμάτινα φράγματα (εύκαμπτα) Ομογενή χωμάτινα Ετερογενή χωμάτινα ή και Λιθόρριπτα 5

6 Φράγματα βαρύτητας 6

7 Βασικές απαιτήσεις φραγμάτων βαρύτητας Βασικές απαιτήσεις κατασκευής: καλές συνθήκες θεμελίωσης ικανοποιητική φέρουσα ικανότητα ( MPa) και ελάχιστες καθιζήσεις) Πλεονεκτικές θέσεις κατασκευής: στένωμα κοιλάδας, όπου το υγιές πέτρωμα είναι κοντά στην επιφάνεια τόσο στη θεμελίωση (<7 m) όσο και στα ακρόβαθρα διαθεσιμότητα σε λογική απόσταση (8 15 km) επαρκών δανειοθαλάμων με κατάλληλα αδρανή για σκυρόδεμα 7

8 Φράγμα Grande Dixence Ελβετία (ύψος 285m) Λίμνη Dix 2000 m υψόμετρο Κατασκευή

9 Σημαντικά φράγματα βαρύτητας Φράγμα Μαραθώνα, 55μ ύψος έτος κατασκευής 1930 Σχιστόλιθοι - φυλλίτες 9

10 Αντιρηδωτά φράγματα Πρόκειται για πλάκα οπλισμένου σκυροδέματος η οποία φέρεται σε αντηρίδες μεταβλητού πλάτους. Μεταφέρουν τις υδροστατικές πιέσεις κυρίως στην επιφάνεια θεμελίωσης και λιγότερο στα αντερείσματα, ενώ σε σχέση με τα φράγματα βαρύτητας επιτυγχάνουν σημαντική οικονομία στον όγκο του απαιτούμενου σκυροδέματος. 10

11 Βασικές απαιτήσεις αντιρηδωτών φραγμάτων Βασικές απαιτήσεις κατασκευής: Πολύ καλές συνθήκες θεμελίωσης ικανοποιητική φέρουσα ικανότητα ( MPa) και ελάχιστες καθιζήσεις) Πλεονεκτικές θέσεις κατασκευής: στένωμα κοιλάδας, όπου το υγιές πέτρωμα είναι κοντά στην επιφάνεια τόσο στη θεμελίωση (<7 m) όσο και στα ακρόβαθρα διαθεσιμότητα σε λογική απόσταση επαρκών δανειοθαλάμων με κατάλληλα αδρανή για σκυρόδεμα (απαιτούνται το 1/3-2/3 του όγκου σκυροδέματος του αντίστοιχου βαρύτητας 11

12 Φράγμα Daniel Johnson Quebec Ύψος: 214 m Μήκος: 1314 m 12

13 Τοξωτά φράγματα Κατασκευάζονται από άοπλο σκυρόδεμα υψηλής ποιότητας αλλά ενίοτε και οπλισμένο, είναι δε καμπύλα στο σχεδιασμό με την κυρτή επιφάνεια προς τα ανάντη Μεταφέρουν τις υδροστατικές πιέσεις στα αντερείσματα. Σε σχέση με τα φράγματα βαρύτητας επιτυγχάνεται οικονομία στον όγκο του σκυροδέματος έως και 70%, 13

14 Βασικές απαιτήσεις τοξωτών φραγμάτων Βασικές απαιτήσεις κατασκευής: Εξαιρετικές συνθήκες θεμελίωσης στη βάση και στα αντερείσματα πολύ ικανοποιητική φέρουσα ικανότητα ( MPa) Αρκετά υψηλό μέτρο παραμόρφωσης στα αντερείσματα για να διασφαλιστεί η παραμόρφωση της βραχομάζας κάτω από την ώθηση του τόξου Πλεονεκτικές θέσεις κατασκευής: φαράγγια, (πλάτος/μήκος <3) όπου τα αντερείσματα είναι ικανά να δεχθούν την ώθηση που προκαλείται από τη λειτουργία του τόξου. Το τόξο πρέπει να πακτώνεται καλά στα ακρόβαθρα. Σε στενές κοιλάδες (πλάτος/μήκος: 3 6, κατασκευάζονται πολλαπλής καμπυλότητας) 14

15 Σημαντικά τοξωτά φράγματα Λεπτοστρωματώδεις ασβεστόλιθοι με κερατολίθους (Πίνδου) όταν το πάχος τους είναι μεγάλο λειτουργούν εν μέρει και ως φράγματα βαρύτητας (βαρύτητας τοξωτά) Φράγμα Λούρου, h=23 m, λεπτοστρωματώδεις ασβεστόλιθοι («Βίγλας» - Ιονίου) 15

16 Φράγμα Hoover (USA) (221 m) Colorado river Nevada Γνεύσιοι Παλαιοζωϊκού & πυριγενή Τριαδικού Κατασκευή 1936, διαφραγματική κουρτίνα 45 μ. 16

17 Χωμάτινα λιθόρριπτα φράγματα Εύκαμπτες κατασκευές - επιχώματα γεωϋλικών με αδιαπέρατο πυρήνα για τον έλεγχο της διήθησης - διαφυγής νερού Ετερογενή ή λιθόρριπτα Ομογενή Δεν απαιτούν σχηματισμούς θεμελίωσης εξαιρετικής ποιότητας 17

18 Βασικές απαιτήσεις χωμάτινων φραγμάτων 18

19 Επιμέρους τμήματα χωμάτινου φράγματος 19

20 Περιπτώσεις χωμάτινων φραγμάτων h=160m 20

21 Συνοδά συναφή έργα Η καλή λειτουργία, η πολλαπλή σκοπιμότητα και η ασφάλεια του φράγματος και ταμιευτήρα απαιτούν την κατασκευή μαζί με το σώμα του φράγματος και ενός σημαντικού αριθμού συνοδών έργων όπως,, σήραγγες διαφράγματα υπερχειλιστές τάπητες κ.λπ. 21

22 Σήραγγες Σήραγγα εκτροπής Διευκολύνει την ομαλή παροχέτευση (εκτροπή) των νερών του ποταμού προς τα κατάντη Σήραγγες τσιμεντενέσεων (Grouting galleries) Σήραγγα επίσκεψης (Inspection gallery) Εκκενωτής πυθμένα (Bottom outlet) Σήραγγες αποστράγγισης (Drainage galleries) 22

23 Δίκτυο σηράγγων σε φράγμα 23

24 Εκχειλιστής - Υπερχειλιστής ο υπερχειλιστής παροχετεύει το νερό του ταμιευτήρα προς τα κατάντη αυτόματα, όταν η στάθμη υπερβεί τη μέγιστη στάθμη λειτουργίας (λόγω πλημμυρικών παροχών ή πλούσιου γενικά σε βροχοπτώσεις υδρολογικού έτους). Στην περίπτωση του εκχειλιστή εξασφαλίζεται η ροή της περίσσειας νερού ελεγχόμενα προς τα κατάντη όχι αυτόματα αλλά μέσω των θυροφραγμάτων 24

25 Θέσεις υπερχειλιστών στο αντέρεισμα του φράγματος εντός του ταμιευτήρα (σήραγγα) στην όψη του φράγματος 25

26 Τέλος Ενότητας