Η Συµπεριφορά του Φράγµατος Σµοκόβου. The Behaviour of Smokovo Dam

Η Συµπεριφορά του Φράγµατος Σµοκόβου The Behaviour of Smokovo Dam ΝΤΟΥΝΙΑΣ, Γ. ρ. Πολιτικός Μηχανικός, Ε ΑΦΟΣ Ε.Π.Ε. Ε Ε, Β. Πολιτικός & Περιβαλλοντολόγος Μηχανικός ΜΕng, Ε ΑΦΟΣ Ε.Π.Ε. ΝΤΑΛΗΣ,. Γεωλόγος. ΚΑΣΤΟΥ ΗΣ, Α. Πολιτικός Μηχανικός & Τοπογράφος Μηχανικός ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Το Φράγµα Σµοκόβου είναι λιθόρριπτο µε ελαφρώς κεκλιµένο αργιλικό πυρήνα, µέγιστου ύψους 100m περίπου από τη στάθµη θεµελίωσης. Η κατασκευή του άρχισε το 1990 και ολοκληρώθηκε το 1995. Ο ταµιευτήρας παρέµεινε κενός µέχρι το 2002 οπότε και πληρώθηκε για πρώτη φορά, αφού ολοκληρώθηκαν τα απαραίτητα συνοδά έργα. Παρουσιάζεται η συµπεριφορά του φράγµατος κατά την περίοδο ανάπαυσης και για διάστηµα δύο ετών µετά την πρώτη πλήρωση. Εξετάζεται η απόκριση των πιεσοµέτρων του πυρήνα, η εξέλιξη των καθιζήσεων, η εξέλιξη των διηθήσεων και η γενικότερη συµπεριφορά όπως εκφράσθηκε στα εγκατεστηµένα όργανα παρακολούθησης. ABSTRACT : Smokovo Dam is an approximately 100m high rockfill dam with a slightly inclined clay core. Its construction began in 1990 and was completed in 1995. The reservoir remained empty until 2002 when it was impounded for the first time, once the necessary appertaining structures were completed. The behaviour of the dam during the rest period and during a two year period following its first impoundment is presented. The response of the core piezometers, the evolution of settlements and seepage are examined, as well as the overall behaviour as it was portrayed in the instruments installed. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το Φράγµα Σµοκόβου κατασκευάστηκε στην περιοχή των κοινοτήτων Λουτροπηγής και Κτιµένης του Νοµού Καρδίτσας, στη συµβολή των παραποτάµων του Ονόχωνου (Σοφαδίτης), Πενδάµη και Παπούσα µε σκοπό την άρδευση 250 000 στρεµµάτων σε πεδινές περιοχές των Νοµών Καρδίτσας, Φθιώτιδας και Λάρισας (Φωτ. 1, 2). Το Φράγµα Σµοκόβου είναι λιθόρριπτο µε κεκλιµένο αργιλικό πυρήνα, ύψους 100 m από τη θεµελίωση και συνολικού όγκου 3 500 000 m 3. Η στέψη του φράγµατος είναι στο υψόµετρο +382, έχει µήκος 60 m και πλάτος 11 m (Σχ. 1). Η κλίση των εξωτερικών παρειών του σώµατος στήριξης, ανάντη και κατάντη, είναι 1:1.8 (κατ.:οριζ.). H ανάντη παρειά του πυρήνα έχει κλίση 1:0.5 και η κατάντη 1:0.15 (Σχ. 2). Φωτογραφία 1. Ανάντη άποψη φράγµατος. Photograph 1. Upstream view of the dam. Φωτογραφία 2. Κατάντη άποψη φράγµατος. Photograph 2. Downstream view of the dam. 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 1

PW-11 PW-2 L2 R3 S8 PW-1 L1 R2 S6 S7 R1 Η' Η S17 S16 S1 PW-21 PW-20 PW-6 F' F A' S52 PW-8 PW-9 PW-19 PW-7 L6 PW-10 PW-18 S5 PW-5 PW-12 PW-13 S R10 S3 PW- S39 PW-3 S0 S1 S2 S38 L+IS-3 S37 S36 S35 S30 S31 L+IS-2 L+IS-5 S32 S29 S33 S28 S27 S26 S25 S2 S18 L+IS- L+IS-1 S19 S15 S1 S20 S13 S12 S21 S2 S3 S11 S S5 S10 S6 S7 D' D S3 S23 S22 S9 S8 PW-1 PW-15 L5 PW-16 0 50 100 150 200 A Σχήµα 1. Οριζοντιογραφία Φράγµατος Σµοκόβου. Figure 1. Plan view of Smokovo Dam. ΥΨΟΜΕΤΡΟ - ELEVATION 00 20 220 200 Κύριο ανάντη πρόφραγµα Main upstream cofferdam M.F.L..00 EL. 323.00 1 Αρχική επιφάνεια εδάφους Original ground surface Σχήµα 2. ιατοµή Α-A. Figure 2. Section A-A. 3 8.5 25 Επιφάνεια θεµελίωσης Foundation surface M.R.L. 375.00 1 1.8 3 Pz-16 Pz-15 Άξονας διαφράγµατος τσιµεντενέσεων Grout curtain Pzf- 11 S-12 SM-1 EL. 383.70 S-5 S-26 Pz-5 Pz-6 2 1.8 1 1 0.15 1 Pz-7 Pz-8 S-0 0.5 2 1 Pz-9 Pz-10 3 L+IS-2 Pz-11 L+IS-3 Pz-12 Pz-13 Pz-1 Pz-17 Pzf-3 Pz-18 EL. 238.00 L+IS-1 8 30 30 EL. 382.00 Ονοµαστική στέψη Nominal crest S- S-5 EL..00 7 SM-2 1 Αργιλικός πυρήνας 2 Λεπτό φίλτρο 3 Χονδρό φίλτρο Λιθορριπή 0 50 100 150 200 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 2

Ο ταµιευτήρας του φράγµατος έχει έκταση 8 km 2 και ωφέλιµο όγκο ταµίευσης 200 000 000 m 3. Η σήραγγα εκτροπής, που χρησιµοποιείται και ως εκκενωτής πυθµένα, βρίσκεται στο δεξιό αντέρεισµα. Ο υπερχειλιστής είναι µετωπικός, ανοιχτού τύπου, και βρίσκεται στο αριστερό αντέρεισµα. Η παροχέτευση του νερού προς τις αρδευόµενες περιοχές γίνεται µέσω της σήραγγας Λεονταρίου, διαµέτρου 3 m και µήκους 170 m. Λόγω ύπαρξης γεωλογικού ρήγµατος στο αριστερό αντέρεισµα του φράγµατος έχει κατασκευαστεί αποστραγγιστική σήραγγα, παράλληλα προς τον άξονα του φράγµατος, για την ανακούφιση του αντερείσµατος από τυχόν αυξηµένες υδροστατικές πιέσεις. Η κατασκευή του άρχισε το 1990 και ολοκληρώθηκε το 1995. Τα απαραίτητα συνοδά έργα που επέτρεψαν την έναρξη της κατάκλυσης. ολοκληρώθηκαν το 2002. Η πρώτη κατάκλυση του ταµιευτήρα ξεκίνησε την 1η Ιουλίου 2002. Η διακύµανση της στάθµης για τα επόµενα 2 έτη παρουσιάζεται στο Σχήµα β. Η πτώση της στάθµης οφείλεται στην παροχέτευση νερού µέσω της περιβαλλοντικής παροχής το 2003 και 200 και µέσω της σήραγγας Λεονταρίου κατά τους καλοκαιρινούς µήνες του 200. 2. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΦΡΑΓΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΩΝ Το Φράγµα Σµοκόβου αποτελείται από τέσσερις κύριες ζώνες (Σχ. 2). Ο πυρήνας, Ζώνη 1, κατασκευάσθηκε από αργιλοαµµώδεις αλουβιακές αποθέσεις µέσης έως χαµηλής πλαστικότητας της λεκάνης κατάκλυσης. Το λεπτό φίλτρο, Ζώνη 2, και το χονδρό φίλτρο, Ζώνη 3, κατασκευάσθηκαν µε κοσκίνισµα και θραύση των αµµοχαλίκων της κοίτης. Η λιθορριπή, Ζώνη, κατασκευάσθηκε από τους οφιολίθους (περιδοτίτες) που αποτελούν το γεωλογικό υπόβαθρο της περιοχής. Έχει ευρεία κοκκο- µετρική διαβάθµιση και πληρωµένη δοµή. Στον Πίνακα 1 παρουσιάζονται οι διαθέσιµες γεωτεχνικές παράµετροι των υλικών του φράγµατος. Στο σώµα του φράγµατος τοποθετήθηκαν τριάντα ηλεκτρικά πιεσοµετρικά κύτταρα δονούµενης χορδής (Pz) εκ των οποίων τα οκτώ στο κατάντη φίλτρο και τα υπόλοιπα στον πυρήνα. Άλλα έξι ηλεκτρικά πιεσοµετρικά κύτταρα τοποθετήθηκαν στη θεµελίωση του φράγ- µατος (Pzf) και επτά ακόµη στην αποστραγγιστική σήραγγα (PzD). Είκοσι φρέατα παρατήρησης της στάθµης των υπογείων υδάτων (PW) εγκαταστάθηκαν στα πρανή πάνω από την είσοδο του υπερχειλιστή, στα αντερείσµατα και στον κατάντη πόδα του φράγµατος. Για τον έλεγχο ανάπτυξης τυχόν εφελκυσµού στον πυρήνα τοποθετήθηκαν πέντε γραµµικά µηκυνσιόµετρα (ELS) παράλληλα στον άξονα του φράγµατος κοντά στην επαφή του πυρήνα µε τα αντερείσµατα (Σχ. 3). Τοποθετήθηκαν πέντε στήλες µέτρησης πλευρικής και κατακόρυφης µετακίνησης (L+IS). Επίσης τοποθετήθηκαν τέσσερα κλισιόµετρα (L) στα αντερείσµατα. Τα όργανα αυτά παρουσίασαν προβλήµατα έµφραξης και δεν έδωσαν αξιολογήσιµες µετρήσεις. Για τον έλεγχο των επιφανειακών µετακινήσεων τοποθετήθηκαν πενήντα πέντε βάθρα ελέγχου επιφανειακών µετακινήσεων (S) στο ανάντη πρανές, στη στέψη, στο κατάντη πρανές, στο αριστερό αντέρεισµα και στην έξοδο της σήραγγας εκτροπής. Τρεις επιταχυνσιογράφοι καταγραφής ισχυρής δόνησης (SM) τύπου SSA2 εγκαταστάθηκαν στη στέψη, στον πόδα και στο αριστερό αντέρεισµα. Τέλος κατασκευάσθηκε διάταξη συλλογής και µέτρησης των συνολικών διηθήσεων αµέσως κατάντη του φράγµατος και στην έξοδο της στραγγιστικής σήραγγας του αριστερού αντερείσµατος. Πίνακας 1. Table 1. Υλικό Μέσες τιµές γεωτεχνικών παραµέτρων. Average geotechnical parameters, γ d (kn/m 3 ) w LL PI γ d max (kn/m 3 ) w opt d < 25 mm d <,6 mm d < 0.075 mm k (cm/sec) c (kn/m 2 ) Ζώνη 1 17 18 38.8 21.6 17.3 17.3-85.0.9 1.1x10-5 10 25 Ζώνη 2 - - - - - - - 53.7 2.5-0 38 Ζώνη 3 - - - - - - - 26.1 - - 0 38 Ζώνη - - - - - - 21. - - 0.3 0 2 φ ( ο ) 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 3

ΥΨΟΜΕΤΡΟ - ELEVATION 60 0 20 00 20 220 200 H 382.00 ΕLS- SM-1 ΕLS-5 PZ-19,20 PZ-21,22,23 L+IS- L+IS-5 PZ-5,6 PZ-7,8 L+IS-1 L+IS-2 PZ-2,25,26 PZ-9,10,11 PZ-27,28,29,30 L+IS-3 PZD7 PZD6 PZ-12,13,1 PZD5 PZD PZD2 PZD1 PZD3 PZ-15 PZf-5 SM-2 Αποστραγγιστική σήραγγα PZ-16 PZ-17,18 Drainage tunnel PZf-6 PZf-3 H F F A A PZf- D ΕLS-2 ΕLS-3 PZ-1,2,3, PZf-1 PZf-2 D SM-3 ΕLS-1 0 50 100 150 200 Σχήµα 3. Τοµή κατά µήκος του άξονα του φράγµατος κοιτάζοντας προς τα κατάντη. Figure 3. Profile along dam looking downstream. 3. ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΦΡΑΓΜΑΤΟΣ 3.1 Πιέσεις πόρων στο φράγµα (Pz) Τα πιεσόµετρα στον πυρήνα έδειξαν διαφορετική απόκριση ανάλογα µε τη θέση τους και το ύψος υπερκειµένων. Στο Σχήµα παρουσιάζεται ως τυπική η εξέλιξη των µετρήσεων σε πιεσόµετρα της ιατοµής Α-Α. Η τυπική συµπεριφορά των πιεσοµέτρων κατά την κατασκευή και την επακόλουθη ανάπαυση συνίσταται στα ακόλουθα: α) Αµέσως µετά την τοποθέτηση έδειξαν µηδενικές ή αρνητικές πιέσεις πόρων (µύζηση/ suction). Αυτό είναι φυσιολογικό για µερικώς κορεσµένα εδάφη µικρής σχετικά υδροπερατότητας. β) Κατά την πρόοδο της κατασκευής και µε την αύξηση της πίεσης των υπερκειµένων αναµένονταν η ανάπτυξη θετικών πιέσεων πόρων. Η ανάπτυξη των πιέσεων πόρων για αστράγγιστη φόρτιση καθορίζεται συνήθως από τον συντελεστή Β (Skempton, 195), ο οποίος εξαρτάται από τον αρχικό βαθµό κορεσµού, την κοκκοµετρική διαβάθµιση του υλικού και τα όρια Atterberg. Mέχρι ονοµαστική πίεση υπερκειµένων (γ h) 1500 kn/m 2 περίπου δεν αναπτύχθηκαν πιέσεις πόρων. Αυτό οφείλεται πιθανότατα σε πολύ χαµηλό βαθµό κορεσµού κατά την διάστρωση του πυρήνα, δεδοµένου ότι η κοκκοµετρική διαβάθµιση του υλικού και τα όρια Atterberg υποδεικνύουν υψηλότερο Β (Bishop & Henkel, 1962). Στάθµη (m) / Εlevetion (m) Στάθµη (m) / Εlevetion (m) Pz12 Pz13 Pz1 Pz16 Pz15 Pz17 Pz18 19/10/89 15/7/92 11//95 5/1/98 1/10/00 Xρόνος / Time Στέψη φράγµατος α) Κατασκευή και ανάπαυση. α) Construction and rest period. 1/5/02 26/1/03 23/10/03 19/7/0 Xρόνος / Time Στάθµη ταµιευτήρα β) Πλήρωση και λειτουργία. b) Impoundment and operation. Σχήµα. Πιεσόµετρα διατοµής Α-Α. Figure. Piezometers at section A-A. Pz15 Pz16 Pz12 Pz13 Pz1 Pz17 Pz18 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006

γ) Από πίεση υπερκειµένων 1500 kn/m 2 και άνω περίπου αναπτύχθηκαν θετικές πιέσεις πόρων µέχρι το πέρας της κατασκευής. Μετά παρατηρήθηκε αργή µείωση των πιέσεων πόρων που οφειλόταν στη στερεοποίηση του πυρήνα. Ο ρυθµός µείωσης ήταν µικρός, γεγονός που υποδεικνύει χαµηλή υδροπερατότητα. Τα πιεσόµετρα που τοποθετήθηκαν στο κατάντη λεπτό φίλτρο (Ζώνη 3) έδειξαν µηδενικές ή ελαφρώς αρνητικές πιέσεις πόρων όπως ανεµένετο. Κατά την πλήρωση του ταµιευτήρα και την επακόλουθη διακύµανση της στάθµης του οι πιέσεις πόρων στον πυρήνα µεταβάλλονται συνήθως λόγω των ακόλουθων διεργασιών: i) Tαχεία απόκριση λόγω της επιβολής του εξωτερικού φορτίου του νερού που εξαρτάται από την µεταβολή των ολικών τάσεων και την παράµετρο Β. ii) Αργή προσαρµογή των πιέσεων πόρων στο µακροπρόθεσµο δίκτυο ροής. Αυτό προκαλεί στερεοποίηση όταν οι µακροχρόνιες πιέσεις είναι χαµηλότερες από τις τρέχουσες ή διόγκωση όταν είναι υψηλότερες. iii) Αύξηση των πιέσεων λόγω προοδευτικού κορεσµού µε διείσδυση ενός µετώπου ύγρανσης κατά την πρώτη άνοδο της στάθµης. Η διεργασία αυτή δύσκολα διαχωρίζεται από την (ii). Μετά τον κορεσµό η απόκριση στις µεταβολές της πίεσης του ταµιευτήρα είναι σηµαντικά ταχύτερη λόγω της αύξησης του συντελεστή Β. iv) Σε περιπτώσεις πολύ χαµηλής υδροπερατότητας δεν αποκαθίσταται ποτέ µακροχρόνιο δίκτυο ροής δεδοµένου ότι ο απαιτούµενος χρόνος είναι µεγάλος και η στάθµη µεταβάλλεται σηµαντικά κάθε έτος. Οι πιέσεις πόρων παρακολουθούν τότε τις αυξοµειώσεις στη στάθ- µη του ταµιευτήρα µε σηµαντική υστέρηση. Στο Φράγµα Σµοκόβου κατά την περίοδο της πρώτης σηµαντικής ανόδου της στάθµης (έως το Μάρτιο 2003) για χρονικό διάστηµα τεσσάρων µηνών περίπου από την έναρξη της κατάκλυσης δεν παρατηρήθηκε πουθενά άνοδος πιέσεων. Μετά το πρώτο αυτό διάστηµα τα πιεσόµετρα της κατώτερης στοιβάδας, που βρίσκονται πολύ κοντά στην επιφάνεια θεµελίωσης, έδειξαν προοδευτικά άνοδο. Στο Σχήµα παρουσιάζεται η µεταβολή των πιέσεων στη ιατοµή Α-Α. Στην κατώτερη στοιβάδα, πρώτο αποκρίθηκε το Pz15, ακολούθησε µετά δύο µήνες το Pz16 και µετά πέντε µήνες το Pz17. Στη συνέχεια, το Pz15 παρακολουθεί ταχέως τις αυξοµειώσεις του ταµιευτήρα, το Pz16 µε υστέρηση και το Pz17 καθόλου, συνεχίζοντας όµως να αυξάνει πολύ αργά. Από τα πιεσόµετρα των ανώτερων στοιβάδων επηρεάσθηκε µόνο το Pz12. Παρόµοια εικόνα δηµιουργήθηκε και στις υπόλοιπες ενοργανοµένες διατοµές. Συµπεραίνεται ότι αρχικώς δεν παρατηρήθηκαν αυξήσεις οφειλόµενες στη διεργασία (i). Η σηµαντική υστέρηση που παρατηρήθηκε οφείλεται πιθανότατα στον χαµηλό βαθµό κορεσµού και στον χρόνο που απαιτήθηκε για την διείσδυση του µετώπου ύγρανσης, διεργασίες (ii) και (iii). Τα πιεσόµετρα της κατώτερης στοιβάδας επηρεάζονται περισσότερο λόγω της µικρής απόστασής τους από την επιφάνεια θεµελίωσης. Από τα ανωτέρω συµπεραίνεται ότι η υδροπερατότητα της θεµελίωσης είναι σηµαντικά υψηλότερη από αυτή του πυρήνα. Οι πιέσεις που αναπτύσσονται στην κατώτερη στοιβάδα είναι συµβατές µε την ανάπτυξη του µακροχρόνιου δικτύου ροής. Η σηµαντικά µειωµένες πιέσεις στα πιεσόµετρα µετά την κουρτίνα τσιµεντενέσεων υποδεικνύουν επαρκή στεγανότητα. εν παρατηρήθηκε άνοδος στάθµης στα πιεσόµετρα που είναι τοποθετηµένα στην κατάντη ζώνη του φίλτρου. Από τις µέχρι τώρα µετρήσεις η συµπεριφορά του πυρήνα κρίνεται φυσιολογική και δεν υποδεικνύει κανένα πρόβληµα. 3.3 Πιέσεις πόρων στη θεµελίωση (Pzf) Κατά την περίοδο ανάπαυσης του φράγµατος (πριν την κατάκλυση) παρατηρήθηκε µία διακύµανση των πιέσεων στα πιεσόµετρα της θεµελίωσης, η οποία επηρεαζόταν από την εποχή του έτους και τις υδρολογικές συνθήκες. Στο Σχήµα 5 παρουσιάζονται οι πιέσεις στα πιεσόµετρα της θεµελίωσης της διατοµής F-F του αριστερού αντερείσµατος, Pzf5 και Pzf6. Στάθµη (m) / Εlevetion (m) Στάθµη ταµιευτήρα 1/5/02 17/11/02 5/6/03 22/12/03 9/7/0 Xρόνος / Time Pzf6 Pzf5 Σχήµα 5. Πιεσόµετρα διατοµής F-F (περίοδος πλήρωσης και λειτουργίας). Figure 5. Piezometers at section F-F (impoundment and operation period). 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 5

Τα πιεσόµετρα αποκρίθηκαν άµεσα στην πίεση του ταµιευτήρα και καταγράφουν πιέσεις που αντιστοιχούν σε πιεσοµετρική στάθµη 20 µε 30 m χαµηλότερη από αυτή του ταµιευτήρα. Παρότι οι συνθήκες δεν είναι οµοιόµορφες, έλεγχοι στις πιέσεις της θεµελίωσης δείχνουν συµβατότητα µε το αναµενόµενο δίκτυο ροής. 3. Πιέσεις πόρων στα αντερείσµατα (PW) Οι πιέσεις των ηλεκτρικών πιεσοµέτρων της σήραγγας αποστράγγισης είναι χαµηλές και δεν επηρεάστηκαν από των µεταβολή στη στάθµη του ταµιευτήρα κατά την πλήρωση. Αυτό, σε συνδυασµό µε το γεγονός ότι οι συνολικές εκροές της σήραγγας επηρεάζονται από τη στάθµη του ταµιευτήρα, υποδεικνύει ότι η στραγγιστική σήραγγα µειώνει επαρκώς τις πιέσεις και δεν απαιτείται περαιτέρω διάνοιξη στραγγιστικών οπών. Η στάθµη των ανοιχτών πιεσοµέτρων των αντερεισµάτων και του κατάντη πόδα παρουσιάζει έντονη ετήσια διακύµανση λόγω των βροχοπτώσεων ενώ δεν υπάρχει καµιά ένδειξη επηρεασµού τους από τον ταµιευτήρα. Για παράδειγµα αναφέρονται τα PW1 (βάθος 26 έως 6 m), PW15 (βάθος 1 έως 2 m) και PW11 (βάθος 3 έως 20 m). 3.6 Γραµµικά µηκυνσιόµετρα (ELS) Τα µηκυνσιόµετρα έδειξαν µικρές εφελκυστικές παραµορφώσεις κατά την κατασκευή του φράγµατος και κατά τα επόµενα 5 έτη (Σχ. 6). Οι τελευταίες µετρήσεις πριν την έναρξη της κατάκλυσης έδειχναν τάση σταθεροποίησης των εσωτερικών εφελκυστικών παραµορφώσεων. Παραµόρφωση% (εφ/µός +κός) Strain % (tension +ve) 1.6 1. 1.2 1.0 0.8 0.6 0. 0.2 0.0 11//95 5/1/98 1/10/00 28/6/03 Ηµεροµηνία / Date Σχήµα 6. Γραµµικά µηκυνσιόµετρα. Figure 6. Linear strain gauges. ELS5 ELS2 ELS3 ELS1 ELS Τα πρώτα δύο έτη πλήρωσης του ταµιευτήρα (2003 & 200) τα µηκυνσιόµετρα ELS1 έως ELS5 έδειξαν αύξηση των εφελκυστικών παρα- µορφώσεων κατά 0.065%, 0.09%, 0.055%, 0.077% και 0.077% αντιστοίχως. Συνεχίζεται µια πολύ µικρή αλλά επιβραδυνόµενη αύξηση των παραµορφώσεων, συµβατή και µε τις γενικότερες παραµορφώσεις του φράγµατος. 3.8 Καθιζήσεις (S) Οι µάρτυρες επιφανειακών µετακινήσεων έδειξαν, µετά το πέρας της κατασκευής, καθίζηση στη στέψη και πλευρική εξάπλωση εγκάρσια προς τον άξονα. Η µέγιστη καθίζηση στη στέψη του φράγµατος µετά την ολοκλήρωση της κατασκευής ήταν 0.28 m. Όσον αφορά την πλευρική εξάπλωση, η κατάντη παρειά του φράγµατος κινήθηκε προς τα κατάντη µε µέγιστη µετακίνηση 0.07m. Η ανάντη παρειά κοντά στη στέψη παρουσίασε µικρή πλευρική µετακίνηση µε κάποια βάθρα να δείχνουν µικρή κίνηση προς τα κατάντη και άλλα βάθρα να τείνουν προς τα ανάντη. Στο Σχήµα 7 παρουσιάζεται η κατανοµή των καθιζήσεων στη στέψη σε διάφορες χρονικές στιγµές ενώ στο Σχήµα 8 παρουσιάζεται η εξέλιξη των καθιζήσεων στη στέψη. Από την έναρξη της πλήρωσης του ταµιευτήρα (Ιούλιος 2002) έως τα τέλη Οκτωβρίου 200 η µέγιστη καθίζηση στη στέψη ήταν 22 cm. Η µέγιστη συνολική καθίζηση στη στέψη από το πέρας της κατασκευής µέχρι τα τέλη Οκτωβρίου 200 ήταν 50cm. Παρατηρήθηκε επίσης πλευρική εξάπλωση κατά τα δύο έτη της πλήρωσης. Η µέγιστη οριζόντια µετακίνηση που έδειξαν τα ανάντη βάθρα της στέψης ήταν 5 cm προς τα ανάντη και τα κατάντη βάθρα της στέψης περί τα 6 cm προς τα ανάντη. Η µέγιστη πλευρική µετακίνηση στην ανώτερη σειρά των βάθρων της ανάντη παρειάς (S1 έως S9) ήταν 3cm προς τα ανάντη και σε αυτά της κατάντη παρειάς (S23 έως S29) ήταν 1 cm προς τα κατάντη. Οι καθιζήσεις στη στέψη παρουσίασαν αρχικά σηµαντική επιτάχυνση κατά την άνοδο της στάθµης του ταµιευτήρα. Η µέγιστη επιτάχυνση παρατηρήθηκε στις 7/3/2003 όταν η στάθµη του ταµιευτήρα ήταν στο +357.08 και διάρκεσε µέχρι τα τέλη περίπου του Απριλίου 2003. Στη συνέχεια, η στάθµη διατηρήθηκε περίπου σταθερή επί µακρόν και οι καθιζήσεις επιβραδύνθηκαν. 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 6

Καθιζήσεις z (m) Settlements z (m) Συντεταγµένες X αρχικής θέσης βάθρων X Coordinates of the monuments' initial position 0.007920 8020 8120 8220 8 0.10 0.20 0.30 0.0 0.50 0.60 S-16 S-15 S-1 S-10 S-13 S-11 S-12 S-9 5/7/2001 1/6/2002 3/2/2003 27/7/2003 7/2/200 31/7/200 27/9/200 Σχήµα 7. Καθιζήσεις στέψης. Figure 7. Settlement of the crown. Καθιζήσεις z (m) Settlements z (m) 0.10 0.20 0.30 0.0 0.50 0.60 1/1/02 16/5/03 27/9/0 Μέση τιµή S9-S16 Κέντρο στέψης S-13 Στάθµη Ταµιευτήρα 00 350 250 200 Στάθµη ταµιευτήρα (m) Reservoir level (m) Σχήµα 8. Χρονική εξέλιξη καθιζήσεων στέψης. Figure 8. Evolution of settlements of the crown. Παροχή (lt/sec) Discharge (lt/sec) 12 10 8 6 2 Μια νέα επιτάχυνση παρατηρήθηκε την Άνοιξη του 200. Οι καθιζήσεις συνεχίζονται αργά µε µια ελαφρά τάση επιβράδυνσης. Οι µέγιστες καθιζήσεις ήταν περίπου 10 cm για το διάστηµα 07/2002 έως 07/2003 και περίπου 5 cm για το διάστηµα07/2003 έως 07/200. Το µέγεθος των καθιζήσεων και ο ρυθµός δεν είναι ανησυχητικά. Η καθίζηση που έχει ήδη συµβεί µετά την κατασκευή είναι το 0.5% του συνολικού ύψους του φράγµατος, τιµή αποδεκτή για τον τύπο του φράγµατος (Soydemir & Kjærnsli, 1975; Kjærnsli et al, 1992). Η υπερύψωση που έχει κατασκευασθεί για την αντιµετώπιση των καθιζήσεων είναι 2 m (2% του ύψους). Οι καθιζήσεις αναµένεται να συνεχισθούν, µε µειωµένο ρυθµό, καθ' όλη τη ζωή του έργου. 3.9 Μετρήσεις διηθήσεων Στο Σχήµα 9 παρουσιάζονται οι µετρήσεις των συνολικών διηθήσεων στη διάταξη κατάντη του πόδα του φράγµατος. Παρουσιάζονται µαζί και στοιχεία βροχοπτώσεων. Η βασική παροχή του 2003 και 200 έχει αυξηθεί σηµαντικά σε σχέση µε την αντίστοιχη παροχή του 2002, ως συνέπεια της πλήρωσης του ταµιευτήρα. Η παροχή του Οκτωβρίου του 2003 ήταν 3.2 lt/sec ενώ του Οκτωβρίου του 2002 ήταν 1.3 lt/sec περίπου. Η παροχή παρουσιάζει διακύµανση ανάλογα µε τις βροχοπτώσεις, δεδοµένου ότι στη διάταξη µέτρησης καταλήγουν και τα στραγγίσµατα των αντερεισµάτων. Οι παροχές που µετρήθηκαν θεωρούνται απολύτως ικανοποιητικές για το µέγεθος του φράγµατος. Παροχή / Discharge (lt/sec) Βροχόπτωση (mm) 70 60 50 0 30 20 10 Βροχοπτώσεις (mm) Rainfall (mm) 0 0 5/11/01 /5/02 31/10/02 29//03 26/10/03 23//0 20/10/0 Χρόνος / Time Σχήµα 9. Μετρήσεις διηθήσεων: κατάντη πόδας φράγµατος. Figure 9. Seepage measurements: downstream dam toe. 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 7

12 10 Παροχή / Discharge (lt/sec) Βροχόπτωση / Rainfall (mm) 70 60 Παροχή (lt/sec) Discharge (lt/sec) 8 6 50 0 30 20 Βροχοπτώσεις (mm) Rainfall (mm) 2 10 0 0 5/11/01 /5/02 31/10/02 29//03 26/10/03 23//0 20/10/0 Χρόνος / Time Σχήµα 10. Μετρήσεις διηθήσεων: είσοδος σήραγγας αποστράγγισης. Figure 10. Seepage measurements: drainage tunnel entrance. Στο Σχήµα 10 παρουσιάζονται οι µετρήσεις των συνολικών διηθήσεων της στραγγιστικής σήραγγας του αριστερού αντερείσµατος. Η βασική παροχή του 2003 και 200 έχει αυξηθεί σηµαντικά σε σχέση µε την αντίστοιχη παροχή του 2002, ως συνέπεια της πλήρωσης του ταµιευτήρα. Η παροχή του Οκτωβρίου του 2003 ήταν 2.5 lt/sec ενώ του Οκτωβρίου του 2002 ήταν 0.5 lt/sec περίπου. Η παροχή παρουσιάζει διακύµανση ανάλογα µε τις βροχοπτώσεις. Οι παροχές που µετρήθηκαν θεωρούνται εύλογες για το µέγεθος του φράγµατος.. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Από την παρακολούθηση του φράγµατος Σµοκόβου κατά τα πρώτα δύο έτη της πλήρωσης του ταµιευτήρα προκύπτει ότι η συµπεριφορά του είναι φυσιολογική για τον τύπο και το µέγεθός του. Η παρακολούθηση πρέπει να συνεχιστεί µε έµφαση στις µετρήσεις των καθιζήσεων της στέψης, των πιέσεων πόρων και των συνολικών διηθήσεων. 5. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Κύριος του έργου είναι το ΥΠΕΧΩ Ε (ΕΥ Ε Σµοκόβου, ΕΥ Ε/ΟΣΥΕ). Η µελέτη του έργου έγινε από την ELECTRO-WATT. Το φράγµα κατασκευάσθηκε από την «Κ/Ξ ΤΕΓΚ Α.Ε. - ΠΑΝΤΕΧΝΙΚΗ Α.Ε. - Κ.Ι. ΣΑΡΑΝΤΟΠΟΥΛΟΣ Α.Ε.». Τα έργα της έµφραξης και πλήρωσης µελετήθηκαν από την Κ/Ξ Knight Piezold Ltd, Καραβοκύρης & Συν/τες ΕΠΕ και Ε ΑΦΟΣ ΕΠΕ που ήταν και Τεχνικοί Σύµβουλοι της ολοκλήρωσης και της κατάκλυσης του έργου. Τα έργα έµφραξης κατασκευάσθηκαν από την «ΧΑΡΙΛΑΟΣ ΤΟΛΗΣ Α.Τ.Ε.Β.Ε.» και την «Κ/Ξ ΑΚΤΩΡ Α.Τ.Ε. ΤΡΙΓΩΝΟΝ Α.Ε.Β.Τ.Τ.Ε.». Την επίβλεψη της έµφραξης είχε η ΕΥ Ε/ΟΣΥΕ. Ευχαριστούµε όλους για τη συνεργασία. 6. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Bishop, A. W. and Henkel, D. J. (1962), "The measurement of soil properties in the Triaxial Test", Edward Arnold Ltd., London, 2nd Edition. Kjærnsli, B., Valstad, T. and Hoeg, K. (1992), "Rockfill Dams - Design and Construction", Norwegian Institute of Technology, Division of Hydraulic Engineering. Skempton, A. W. (195), "The pore pressure coefficient A and B", Geotechnique, Vol., p.13-17. Soydemir,C. and Kjærnsli, B. (1975),"A treatise on the performance of rockfill dams with unyielding foundations in relation to the design of Storvass Dam", Report 53, Norwegian Geotechnical Institute. 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 8