Norges vassdrags- og energidirektorat. EBLs vårmøte Retningslinjer for fyllingsdammer Egil Hyllestad

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Norges vassdrags- og energidirektorat. EBLs vårmøte Retningslinjer for fyllingsdammer Egil Hyllestad"

Helga Birkeland
6 år siden
Visninger:

Norges vassdrags- og energidirektorat EBLs vårmøte 3.

1 Norges vassdrags- og energidirektorat EBLs vårmøte Retningslinjer for fyllingsdammer Egil Hyllestad

2 Revidert retningslinje for fyllingsdammer erstatter Kap. 9 og 6. i Regler og anbefalinger (Forskrift for dammer av 1981) Kap. 4 (4-1 til 4-) i retningslinje nr. 4 Beredskapsmessig sikring av dammer m.v. (utgave 1 av ) Innlegget begrenses til følgende områder: Utvidet og nye anbefalinger til fyllingsdammer m/frontal tetning Nye filterkriterier Erosjonssikring av skråninger (skråningsvern) Anbefalinger av skjærstyrke av fyllingsmaterialer (friksjonsvinkler) Presentasjon av planer 1. jun. 7

3 14 des. 5, Taum Sauk dam i Missouri kollapser Kunne dette dambruddet ha skjedd med norsk regelverk? H=33 m 1,3 3,3 m Støttefylling: sprengstein 3,6 m V= 4 mill m3 Ikke flomløp Fribord: 1 foot 1 1,3 1 Fyllingsdam m/frontal tetning av betong (kledd med geomembran i 4) 3 Rapport fra utnevnt uavhengig konsulentgruppe: Primær bruddårsak: overtopping Primær hovedårsak: instrumenteringsfeil (signaloverføringen av vannstand defekt) Sekundær hovedårsak: nedstrøms skråning for dårlig stabilitet (poretrykk og erosjon) 1. jun. 7

4 5.Juni 1976, Teton dam, Idhoa, kollapser Lekkasje og erosjon skjer ikke bare i dalbunnen 9 bulldozer på vei ned for skyve masser i erosjonsgropa (blir slukt av vannmassene) Årsak: Lekkasje og indre erosjon erosjon/innsynkning/utrasing i skråning 4 1. jun. 7

17 mai 1976, Roppa dam kollapser Jf. retningslinje pkt. 3.7.3 vangemur og gjennomgående kulvert 5 For dammer i klasse 3 og må gjennomgående kulvert legges i

5 17 mai 1976, Roppa dam kollapser Jf. retningslinje pkt vangemur og gjennomgående kulvert 5 For dammer i klasse 3 og må gjennomgående kulvert legges i sprengt grøft i fundamentet Avstengning plasseres oppstrøms tetning Vangemurer mot morenetetning gis en utforming som reduserer faren for indre erosjon 1. jun. 7

6 Overtopping på grunn av brå snøsmelting og tilstoppet overløp med snø Vanngjennomstrømning til overflaten over damtå (like under kronebeskyttelse) før vannet brøt gjennom tilstoppingen 6 1. jun. 7

7 Fyllingsdam m/oppstrøms betongtetning Jf. retningslinje pkt Minimums.arm. etter NS 3473 As A s.,5k w Ac f tk / f,35, 4 sk : % A c m 15 m Utsnitt betongplate tverrsnitt (enkel- eller dobbelarm) Fig: Illustrasjon av soner og konstruksjonselement 7 1: armert betongplate, t=3 mm i topp og økende normalt med mm pr. m dybde : armert sokkel, kontaktflate m/fuge som kan ta bevegelser i plata 3: lag av finfraksjonert materiale (trykkfordelingssone og bremsesone for lekkasje) 4: filterlag (avhengig av korngraderingen av sone 5) 5: støttefylling 6: filterovergang mot sone 5 vurderes 7: skråningsvern (steinplastring) 1. jun. 7

8 Kornfordeling underliggende sone frontal betongplate (tilsvarende for tetning med asfaltbetong) Kornfordelingskurve Sted: Bilag: ato: Hull: Sign: Leire Silt Sand Grus Stein Blokk Fin Mid. Grov Fin Mid. Grov Fin Mid. Grov. 1 % 8 Relativ vektmengde av korn Materialegenskaper: Unngå separasjon Ikke kohesivt Permeabilitet ca. 1- cm/s.....,,6,,6,, ,74 4,76 Kornstørrelse d (mm) jun

am Midtbotnvatn Syntetisk geomembran som tetningsmedium Jf. retningslinjen pkt. 3.

9 am Midtbotnvatn Syntetisk geomembran som tetningsmedium Jf. retningslinjen pkt : Anerkjent geomembran som er utprøvd på dammer (tetthet, styrke og bestandighet) Forankring og innfesting skal være dimensjonert for is-, snøog vindkrefter og tåle isblokker som kan skli på membranen 9 1. jun. 7

10 Filterkriterier Jf. retningslinje pkt..6. A:Kriterier som gjelder forholdet basismateriale/filter Kategori: (avhengig av finstoffinnhold <,75mm) d 85 15, 7mm 4 A 15 ( )((4 d85 ),7mm) +, 7mm d 85 (hindre utvasking) = filter, d = basismateriale 15 4 d 15 (være drenerende, alle klasser) B:Kriterier til forhold i filteret maks min 1 maks 5 6 maks 1 min, 6 For alle graderinger 9 maks 6 Stabilitetskriteriet (unngå partikkelsprang) 1 maks 75mm, 5 min, 75mm (homogent filter) Gitte forhold, jf tabell -5 i retn. (separasjonskriteriet) (kriterier for å unngå ansamling av grove eller fine kornstørrelser)

11 6 Filterkriterier dimensjonering 11 Plott fra kriterier tabell 9.3 (1981-forskrift) 1. jun. 7

12 Filterkriterier 1981-forskriften regnes ikke anerkjent lenger Filter Basis d 6 6 Enskornig < 1,5 Velgradert > 4 d1 d1 (normalt med velgradert) d Enskornig 6 < 1 (for ensgradert) 1,5 5 < 5 < < < 1 d d 5 d 5 15 < 85 5 Velgradert 6 > 1 (ikke for velgradert <6) 4 4 < 15 < 6 d d 15 5 < 5 d 15 < < 15 < 4 d d < d 15 < Filterkriterier, hovedsakelig fra U.S Corps of Engineers 1. jun. 7

13 Forskriftsgrunnlag: Erosjonssikring damtopp og nedstrøms skråning amtopp og nedstrøms skråning skal ha motstand mot ulykkeslaster eller skade på dammen Stein i skråning og tå skal ha tilfredsstillende størrelse, kvalitet og være stabilt ordnet, jf. 4-7 f) i forskrift om sikkerhet og tilsyn med vassdragsanlegg. Skråningen gis et dobbelt dekksjikt med stein av størrelsesorden,15-,5 m3 fra kronebeskyttelsen. Steinene skal plasseres slik at de ligger stabilt med fall innover i dammen og slik at det dannes et visst forband, jf. retningslinje for beredskapsmessig sikring av dammer m.v. (utgave 1, ). Regelverket samordnes i ny damsikkerhetsforskrift (jan. 8?) Retningslinjen har samordnet og tilpasset kravene i nevnte forskrifter og presisert innholdet jun. 7

14 imensjoneringskurve steinstørrelse, nedstrøms skråning Fig. 3- i retningslinje, jf. pkt imensjonerende steinstørrelse iameter mm 8 6 4,,4,6,8 1 1, 1,4 Enhetsvannføring m3/s/m. Skråningshelning 1:1, jun. 7

15 imensjoneringskurve valg av bruddkriterium. Fra forsøkene (EBL/P) NVE 3 NVE: EBL 1,5 d crtical S q 5, =, 43,43 d 3 S q min =, 43,43,78,78 bruddutvikling q b q b q lb q fb q 6 q 3 enhetslekkasje q =brudd/irreversibel prosess q lb =lokalt brudd (NVEs kriterium q fb EBL NVE =første bevegelse 15 (fig. hentet fra EBLs rapport P) 1. jun. 7

16 Bølgelast : W Oppstrøms skråningsvern imensjoneres i bruddgrensetilstand pga bølge-, is- og snølast min Jf. retningslinje pkt..4 3 γ rh S = γ r 3 K( 1) n γ Minimumsvekt pga is- og snølast: w ; K,5 (jf. retningslinje pkt..4) Wmin =, 5kN K = stabilitetskoeffisient, Hs beregnes for 1 års gjentaksintervall 16 K=1,75 for ingen skader Kanadiske anbefalinger: K=3,5 for akseptable skader Forutsatt minst dobbelt lag riprap og helning (n) slakere enn 1:1,8. Tilsvarer 5 % overskridelse i en 5 års periode 1 Wmin 3 min = ( ) C f λr a c b b/a Zinggs regler om kornform: 1 flat 3 Stenglig flatstenglig C f = kornformkoeffisient C f =,6( normalt va lg) a 3 = a b c, 3 c/b c Krav: Lengste akse med fall innover i dammen Ønsket område kubisk jun. 7

17 Kronevern/ skråningsvern, nedstrøms Jf. retningslinje pkt. 3. damtopp Min -3 m Kl 3: d>,5 m3 (til 5 m under HRV) Kl : d>,15 m3 (til m under HRV) Min, m Sett normalt på skråning (stein legges i forband) W maks 5 W min Kl 3 og : Enhetsvannføring,5 m3/s pr. m, jf diagram i Fig. 3- i retn. skråningsvern Klasse 3 og : I fl. diagram i Fig 3- (min,5 m3/s pr. m) jun. 7

18 Skjærstyrke av fyllingsmaterialer Jf. retningslinje pkt 3.6 Anbefalte maksimum friksjonsvinkler Friksjonsvinkler Normalspenning i kpa Komprimert Løst avlagret 18 Fig. 3-3 i retningslinje for fyllingsdammer 1. Nedre kurve samsvarer med EBLs anbefaling for tilsvarende betingelser. Øvre kurve lavere enn anbefalinger fra EBL 3. Høyere verdier enn kurve må dokumenteres ved prøver (basert på innspill fra EBL/P1, SWECO Grøner v/svein Larsen og Multiconsult v/richard uncumb). 1. jun. 7

19 Oversikt over 67 store dammer med prosjekterte friksjonsvinkler Støttefylling (sprengstein) Friksjonsvinkel 6, 55, 5, 45, 4, Spenningsavhengig friksjonsvinkel Serie1 Serie Serie3 Serie4 Serie5 Serie7 Serie8 Serie9 Serie1 Serie11 For 56 dammer er det brukt spenningsuavhengige friksjonsvinkler: (39dammer) (3dammer) (3dammer) (dammer) (9dammer) Arstaddalsdammen (5) 4, σ = 16,6kN / m, n = 3,6% n 41,5, σ = 18,kN / m, n= 36,% n 39,8, σ = 16,1 kn / m n, n = 34,4% 19 35, Normalspenning NVEs anbefalte øvre kurve (fig. 3-3 i retningslinjen) ligger ca. midt mellom serie 1(blå) og serie 7 (grønn). NVEs anbefalte nedre kurve (fig. 3-3 i retningslinjen) ligger nær serie 4 (turkis) For 11 dammer er det brukt spenningsavhengig med følgende spenningsavhengighet: ' tanφ = 1,,1 log( σ n / p ) ; p = 1kN / m ' tanφ = 1,15, log( σ / σ ) ; σ 1kN / m n = ' tanφ = 1,16,9 log( σ n / σ ) ; σ = 1kN / m ' ' ' ' ϕ = ϕ Δϕ log( σ n / σ ) ; σ = 1kN / m ogδϕ =,5 ' ' ' ' tanϕ = tanφ tan Δϕ log( σ / σ ) ; σ = 1kN / m = 47,7 og Δϕ =,3 n ' tanφ = 1,45,9 log( σ σ n / σ ) ; = 1kN / m 1. jun. 7

20 Planpresentasjon et må være tilnærmet samsvar mellom spesifikasjoner for materialsoner og tegning. Tegningen er et eksempel på dårlig samsvar, spesielt for innbygging av Skråningsvern. Spesifikasjoner som er egnet til å vises med detaljutsnitt, må vises på tegning. Viktig for utførende og kontrollør i byggefasen. 1. jun. 7

Like dokumenter

Veileder for fyllingsdammer

Veileder for fyllingsdammer 4 2012 V E I L E D E R Veileder for fyllingsdammer til 5-10 og 6-1 i forskrift om sikkerhet ved vassdragsanlegg Norges vassdrags- og energidirektorat 2012 1 Veileder nr. 4/2012