ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΙΩΝ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΗΡΩΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟΥ 9 15780 ΖΩΓΡΑΦΟΥ ΑΘΗΝΑ Δδά Διδάσκοντες: Δημήτριος Ρόζος, Επικ. Καθηγητής ΕΜΠ Τομέας Γεωλογικών Επιστημών, Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών Κωνσταντίνος Λουπασάκης, Λέκτορας ΕΜΠ Τομέας Γεωλογικών Επιστημών, Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών Διαφάνειες Διαλέξεων Κωνσταντίνου Λουπασάκη
Φράγματα Γεωλογικά Γεωτεχνικά Κριτήρια Σχεδιασμού
Απαραίτητα στοιχεία για το σχεδιασμό και τη διαστασιολόγηση η των έργων ενός ταμιευτήρα Η μορφολογία της Λεκάνης απορροής. Τα υδρολογικά στοιχεία της λεκάνης απορροής (Έκταση λεκάνης απορροής, μέση ετήσια απορροή, πλημμυρικές παροχές). Γεωλογία της λεκάνης κατάκλυσης και της θέσης θεμελίωσης του φράγματος (στρωματογραφία, τεκτονική, στοιχεία στεγανότητας, υπόγεια νερά). Γεωτεχνικές παράμετροι των σχηματισμών της λεκάνης κατάκλυσης και της θέσης θεμελίωσης του φράγματος (παράμετροι αντοχής και παραμορφωσιμότητας των σχηματισμών, ευστάθεια πρανών κ.α.)
Γεωλογικά Γεωτεχνικά κριτήρια σχεδιασμού Εξασφάλιση στεγανότητας των σχηματισμών που δομούν τον ταμιευτήρα. Ευστάθεια των πρανών της λεκάνης κατάκλυσης και των αντερεισμάτων. Ικανοποιητική γνώση της σεισμικότητας της περιοχής. Παρουσία στη λεκάνη απορροής βραχωδών και εδαφικών σχηματισμών ανθεκτικώνστηδιάβρωση. δάβ Εξασφάλιση ασφαλούς θεμελίωσης του φράγματος. Εξασφάλιση στεγανότητας της επιφάνειας θεμελίωσης του φράγματος. Παρουσία πετρωμάτων με ικανοποιητικά μηχανικά χαρακτηριστικά προκειμένου να επιτραπεί η ασφαλής θεμελίωση των επιφανειακών και η οικονομική διάνοιξη των υπογείων συναφών έργων. Ύπαρξη δανειοθαλάμων απόληψης υλικών κατασκευής σε σχετικά μικρή Ύπαρξη δανειοθαλάμων απόληψης υλικών κατασκευής σε σχετικά μικρή απόσταση από το έργο.
Εξασφάλιση στεγανότητας των σχηματισμών που δομούν τον ταμιευτήρα Απαιτείται λεπτομερής γεωλογική χαρτογράφηση, δίκτυο δειγματοληπτικών γεωτρήσεων και διενέργεια δοκιμών εισπίεσης νερού σε επιλεγμένες θέσεις της λεκάνης κατάκλυσης. Φράγμα Μόρνου Έργο στεγανοποίησης της λεκάνης κατάκλυσης
Προβλήματα από την παρουσία καρστικών σχηματισμών σε λεκάνες κατάκλυσης (π.χ. χ φράγμα Περδίκκα)
Ευστάθεια των πρανών της λεκάνης κατάκλυσης και των αντερεισμάτων Οι δυνάμεις άνοσης που αναπτύσσονται κατά την πλήρωση της λεκάνης και οι εκτεταμένες επεμβάσεις που πραγματοποιούνται στα πρανή κατά τη διάρκεια κατασκευής των συνοδών έργων, είναι δυνατόν να ενεργοποιήσουν εκτεταμένες κατολισθήσεις. Όταν οι κατολισθήσεις συμβαίνουν στο εσωτερικό της λεκάνης κατάκλυσης: Πληρώνουν τη λεκάνη με υλικά μειώνοντας το χρόνο ζωής του φράγματος και είναι δυνατόν να ενεργοποιήσουν κυματισμούς ικανούς να προκαλέσουν βλάβη στο φράγμα. Όταν οι κατολισθήσεις λαμβάνουν χώρα στα αντερείσματα του φράγματος, πλήττουν τη συναρμογή του φράγματος με τους περιβάλλοντες σχηματισμούς ή και ενεργοποιούν κατολισθήσεις στα υλικά του σώματος (στα χωμάτινα φράγματα).
Φυσικό Φράγμα Στεφανιάδας
Παρουσία στη λεκάνη απορροής βραχωδών και εδαφικών σχηματισμών ανθεκτικών στη διάβρωση Η ύπαρξη ανθεκτικών σε διάβρωση σχηματισμών συνεπάγεται τη μείωση των φερτών υλικών. Η μείωση των φερτών υλικών αυξάνει το χρόνο ζωής του φράγματος. Ο υπολογιζόμενος χρόνος ζωής του φράγματος καθορίζει το δείκτη ωφελιμότητας του έργου και κατά συνέπεια καθορίζει κατά πόσο είναι συμφέρουσα η κατασκευή του. Ως δείκτης ωφελιμότητας ορίζεται το πηλίκο της απόδοσης του έργου στη διάρκεια ζωής του προς το ολικό κόστος του έργου. Όταν ο λόγος αυτός είναι μεγαλύτερος της μονάδας το έργο θεωρείται οικονομικά συμφέρον. Για τη μείωση του όγκου των φερτών υλικών συχνά κατασκευάζονται στον άνω ρου των ρεμάτων φράγματα συγκράτησης των φερτών υλικών.
Εξασφάλιση ασφαλούς θεμελίωσης του φράγματος και των συνοδών έργων Οι σχηματισμοί μ στους οποίους θεμελιώνεται το φράγμα και τα συνοδά έργα πρέπει να έχουν υψηλή φέρουσα ικανότητα και χαμηλή παραμορφωσιμότητα. Στη θέση θεμελίωσης δεν πρέπει να υπάρχουν διογκούμενοι σχηματισμοί. Επίσης δεν πρέπει να υπάρχουν δομές που να επιτρέπουν την ολίσθηση ή την ανατροπή του φράγματος.
Εξασφάλιση στεγανότητας της επιφάνειας Θεμελίωσης του φράγματος Η στεγανότητα επιτυγχάνεται με την κατασκευή κουρτίνας τσιμεντενέσεων ή τάπητα τσιμεντενέσεων. Οι τσιμεντενέσεις κατασκευάζονται μέχρι το βάθος στο οποίο η απορρόφηση του ενέματος είναι μικρότερη από 50kg/m (πρωτεύουσες (ανάά 12m), δευτερεύουσες, τριτεύουσες, τεταρτεύουσες και γεωτρήσεις ελέγχου). ) Με την εξασφάλιση στεγανότητας κατά μήκος της επιφάνειας θεμελίωσης του φράγματος επιτυγχάνονται τα εξής: Μειώνονται οι διαρροές και η ταχύτητά τους - Νόμος Darcy q = E k (ΔΦ/l). Μειώνονται ή και εξαλείφονται οι δυνάμεις άνοσης που δρουν άμεσα στο σώμα του φράγματος. Μειώνεται ο κίνδυνος εκδήλωσης φαινομένων διασωλήνωσης κατά μήκος της διεπιφάνειας που ορίζεται από την επιφάνεια θεμελίωσης και από το φράγμα.
Διαδικασία Διαμόρφωσης της Επιφάνειας Θεμελίωσης Φράγματος Προκειμένου να Εξασφαλιστεί η Συναρμογή με την Ανωδομή Απομάκρυνση των υδάτων που ρέουν επιφανειακά ή πηγάζουν στη θέση θεμελίωσης. Αφαίρεση του εδαφικού καλύμματος μέχρι την αποκάλυψη αποδεκτής επιφάνειας θεμελίωσης. Οι απαιτήσεις για τις ζώνες του σώματος στήριξης των χωμάτινων φραγμάτων είναι περιορισμένες ρ σε σχέση ημεαυτές του πυρήνα. Εξομάλυνση της κλίσης της επιφάνειας θεμελίωσης με εκσκαφές ή πλήρωση των κενών με σκυρόδεμα. Πλύσιμο της επιφάνειας θεμελίωσης. Πλήρωσητωνεπιφανειακώνρωγμώνμε αραιό ένεμα.
Διαμόρφωση της θέσης θεμελίωσης φράγματος Παράδειγμα από το φράγμα του Ιλαρίωνα ΣΤΕΨΗ ΦΡΑΓΜΑΤΟΣ ΕΞΙΟ ΑΝΤΕΡΕΙΣΜΑ ΑΡΙΣΤΕΡΟ ΑΝΤΕΡΕΙΣΜΑ
Δεξιό Αντέρεισμα μετά την εκσκαφή
Αριστερό ρ Αντέρεισμα μετά την εκσκαφή
Τομή Φράγματος ΥΗΣ Ιλαρίωνα
Δανειοθάλαμος Αμμοχάλικων
Δανειοθάλαμος Αργίλων
Δανειοθάλαμος Αδρανών