ΥΠΟΓΕΙΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗ Μεγάλοι (Caverns) A. Μπενάρδος Λέκτορας ΕΜΠ Δ. Καλιαμπάκος Καθηγητής ΕΜΠ
Υπόγειοι Θάλαμοι Διαστάσεις εκσκαφής: Πλάτος:12 m Ύψος: 20 m Μήκος: 40 m
Κατασκευή υπογείων θαλάμων (caverns) για εφαρμογές στις οποίες επιθυμείται η δημιουργία εκσκαφής μεγάλου ενιαίου όγκου Υπόγειοι Θάλαμοι Αποθήκευση Καυσίμων και Διαφόρων υγρών Αποβλήτων Τροφίμων Κατάψυξη προϊόντων Υποδομή Υδροηλεκτρικοί σταθμοί Εργοστάσια (π.χ. επεξερ. λυμάτων) Εργαστήρια Συγκοινωνιακοί κόμβοι Χώροι στάθμευσης Αναψυχή Αθλητικά κέντρα Θέατρα Άμυνα Κέντρα επιχειρήσεων Καταφύγια Αποθήκες στρ. υλικών
Αποθήκευση Ραδιενεργών Αποβλήτων Υπόγειοι Θάλαμοι SFR - Σουηδία
Αποθήκευση Υδρογονανθράκων Υπόγειοι Θάλαμοι Lavera - Γαλλία Sines - Πορτογαλία
Επεξεργασία Αστικών Λυμάτων Υπόγειοι Θάλαμοι
Υπόγειοι Υδροηλεκτρικοί Σταθμοί Υπόγειοι Θάλαμοι Rio Grande - Αργεντινή Θησαυρός - Ελλάδα
Υπόγειοι Υδροηλεκτρικοί Σταθμοί Υπόγειοι Θάλαμοι
Υπόγεια Εργαστήρια + 365 m Υπόγειοι Θάλαμοι + 350 m 50,000 t Water Tank Φ39.3 m H41.4 m + 307.4 m Superkamiokade - Ιαπωνία
Υπόγεια Εργαστήρια Υπόγειοι Θάλαμοι Superkamiokade - Ιαπωνία
Κατασκευαστικές Θέση Βάθος Προσανατολισμός Διαστάσεις Διατομή Μέθοδος Όρυξης Σχεδιασμός Βάθος εκσκαφής Προσανατολισμός Επιλογή Μεθόδου Κατασκευής Διαστασιολόγηση Σχεδιασμός Υποστήριξης Κόστος/Χρόνος Έργου
Θέση Το μέγεθος των έργων θέτει σοβαρά το ζήτημα της εύρεσης της καταλληλότερης θέσης κατασκευής ώστε να είναι οικονομικό το όλο εγχείρημα Περιοχές Κατασκευής Υπόγειων Θαλάμων : Α : Πολλοί κίνδυνοι. Δεν συνιστάται. Β : Πιθανώς εφικτή αλλά δύσκολη. C : Πλέον οικονομική. Συνθήκες χαμηλού κινδύνου. D : Συνθήκες φυσιολογικού κινδύνου.
Θέση Εκτίμηση οικονομικότητας σε σχέση με το άνοιγμα εκσκαφής και την ποιότητα της βραχόμαζας
Θέση Εκτίμηση οικονομικότητας σε σχέση με την ποιότητα βραχόμαζας 1 S$=0.6 $US Δεδομένα από ιζηματογενή πετρώματα στην Σιγκαπούρη, Zhao et al. 2004 Κροκαλοπαγή, Ψαμμίτες, Σχιστόλιθοι, Ασβεστόλιθοι, Μάρμαρα
Θέση Βασικοί τύποι αστοχίας σε σχέση με την ποιότητα της βραχόμαζας και του τασικού πεδίου
Θέση Συμπαγές Πέτρωμα - Βραχόμαζα με λίγες ασυνέχειες - Διαστάσεις εκσκαφής < απόσταση ασυνεχειών Ασυνεχές, «Ογκοτεμαχισμένο» πέτρωμα - Βραχόμαζα με μέτρια πυκνότητα ασυνεχειών - Διαστάσεις εκσκαφής > απόσταση ασυνεχειών Ισχυρά «Ογκοτεμαχισμένο» πέτρωμα - Βραχόμαζα με πολύ μεγάλη πυκνότητα ασυνεχειών - Διαστάσεις εκσκαφής >> απόσταση ασυνεχειών
Θέση Τοπογραφική Τοπογραφική Μελέτη Μελέτη Περιοχής Περιοχής Γεωλογική, Γεωλογική, Τεκτονική, Τεκτονική, Υδρογεωλογική Υδρογεωλογική Μελέτη Μελέτη Ανάλυση τοπογραφικών διαγραμμάτων Ανάλυση Αεροφωτογραφιών Εξέταση Γεωλογικών, Σεισμοτεκτονικών Χαρτών Γεωλογική Αποτύπωση Περιοχής Αποτύπωση-Χαρακτηρισμός Ρηγμάτων, Οικογενειών Ασυνεχειών Ορυκτολογική, Χημική Σύσταση Πετρωμάτων Σταθμημετρικός Έλεγχος, Χημ. Σύσταση Υδάτων Δοκιμές Υδροπερατότητας Μονοαξονικές, Τριαξονικές Θλιπτικές - Εφελκυστικές Δοκιμές Γεωτεχνική Γεωτεχνική Μελέτη Μελέτη Εργαστηριακές Δοκιμές Δοκιμές in situ Δοκιμές Διατμητικής Αντοχής Προσδιορισμός Ε, ν, Point load Index Δοκιμές διαπερατότητας, πορώδους Προσδιορισμός Δείκτη RQD Προσδιορισμός τασικού πεδίου Προκαταρκτική Μελέτη Σχεδιασμού Δοκιμές θλιπτικής, διατμητικής αντοχής
Βάθος Μικρό βάθος Διευκολύνει την προσπέλαση όπως επίσης και άλλες λειτουργίες (π.χ. αντλήσεις) Δεν υπάρχουν προβλήματα υψηλών τάσεων. Πιθανά προβλήματα λόγω πλευρικών τάσεων Προβλήματα από πιθανή ύπαρξη αποσαθρωμένων πετρωμάτων Μεγάλο βάθος Δυσχερής προσπέλαση Πιθανά προβλήματα λόγω υψηλών τάσεων Πιθανά προβλήματα λόγω εισροής υπόγειων υδάτων
Προσανατολισμός Προβλήματα ευστάθειας και υπερεκσκαφών ως απόρροια, τόσο του τασικού πεδίου, όσο και των ασυνεχειών
Προσανατολισμός Προβλήματα ευστάθειας και υπερεκσκαφών ως απόρροια, τόσο του τασικού πεδίου, όσο και των ασυνεχειών
Διαστάσεις - Διατομή Η επιλογή της διάστασης των υπόγειων θαλάμων έχει να κάνει πρώτα με τη χρήση που πρόκειται να εγκατασταθεί μέσα σε αυτούς Η τελική επιλογή επηρεάζεται από τα χαρακτηριστικά του πετρώματος και την οικονομικότητα της κατασκευής, πάντα σε σχέση με το μέγεθος Πιθανή λύση η όρυξη παράπλευρων εκσκαφών
Διαστάσεις - Διατομή Αριθμητικές αναλύσεις διαφόρων μορφών διατομής και η εμπειρία από την κατασκευή έργων δείχνει ότι η πιο καλή από την άποψη ευστάθειας διατομή είναι αυτή σε σχήμα αυγού (egg-shaped). Η ευκολία όρυξης και χρησιμοποίησης τελικά οδηγούν στην υιοθέτηση μορφών διατομής με κάθετες παρειές, τουλάχιστον σε κάποιο βαθμό. Αύξηση τάσεων
Διαστάσεις - Διατομή Χρήση αριθμητικών μεθόδων για την βέλτιστη επιλογή H:30m Β:24m H:37m Β:31m
Μέθοδος Κατασκευής Τμηματική προσβολή διατομής σε δύο ή περισσότερες φάσεις Προπορεία για αναγνώριση υπεδάφους Περισσότερες φάσεις λειτουργίας Δυνατότητα χρήσης εκρηκτικών ή μηχανημάτων σημειακής κοπής
Μέθοδος Κατασκευής
Στάδια κατασκευής υπόγειου υδροηλεκτρικού σταθμού
Μέθοδος Κατασκευής Μείωση του κόστους όρυξης με τη χρήση κατακόρυφης διάτρησης (benching) Χρησιμοποίηση βαρέως εξοπλισμού
Υποστήριξη Στοιχεία Υποστήριξης 1. Κοχλίες 2. Συρματόσχοινα 3. Ινοπλισμένο Εκτ. Σκυρόδεμα 4. Πλέγμα 5. Άοπλο Σκυρόδεμα (Τελ. Επένδυση) Οροφή κοχλίες L = 2 + 0.15 x (B/ESR) m συρματόσχοινα L = 0.4 x (B/ESR) m Παρειές κοχλίες L = 2 + 0.15 x (H/ESR) m συρματόσχοινα L = 0.35 x (H/ESR) m
Υποστήριξη Απόσταση μεταξύ κοχλιών (m) 3 2 1 0 0,01 0,1 1 10 100 NGI "Q" Rating Πάχος εκτ. σκυροδέματος (mm) 400 300 200 100 0 0,01 0,1 1 10 100 NGI "Q" Rating Μήκος Κοχλίωσης (m) 20 15 10 5 0 0 20 40 60 80 100 Πλάτος θαλάμου (m) Εμπειρικά δεδομένα χαρακτηριστικών υποστήριξης με βάση την ταξινόμηση κατά Q.
Υπόγειοι Θάλαμοι
Υπόγειοι Θάλαμοι Πλάτος: 61m Μήκος: 91m Μεγ. Ύψος: 25m
Υποστήριξη Υπόγειοι Θάλαμοι Τοπικά: Kοχλίες σημειακής αγκύρωσης: 4m (10 ton) Κάνναβος: 2,5 x 2,5 m Αγκύρια πλήρους επαφής και συρματόσχοινα: 12m Ινοπλισμένο Εκτοξευόμενο σκυρόδεμα:100 mm
Υπόγειοι Θάλαμοι Qmax:30 Qmin:1 Qmean:12
Υπόγειοι Θάλαμοι Μετακινήσεις Προβλεπόμενες: 5-10 mm Πραγματικές: 7 mm