Valg av reservoarsted: 3 faktorer

Denne artikkelen kaster lys over de tre faktorene som skal vurderes for valget av reservoarsted. Faktorene er: - 1. Geologi av fangstområdet 2. Geologi av reservoarområdet (dvs. arealet som skal oversvømmes) 3. Geologi av dammen.

Faktor # 1. Geologi av fangstområdet:

Dette påvirker andelen av avløp og perkolering. Tilstrekkelig informasjon kan hentes fra de eksisterende kartene sammen med tilleggsinformasjon samlet av observasjoner gjort ved første hånd.

Faktor # 2. Geologi av reservoarområdet (dvs. arealet som skal oversvømmes):

Det viktige kravet her er at det ikke skal være frykt for lekkasje når bakken er under trykk med fullt vannhode i reservoaret. Geologisk kartlegging i stor skala (si 10 cm til 9 km) kan gjøres for å samle inn og samle de nødvendige dataene. Plasseringen av vanntabellen kan også undersøkes om nødvendig og mulig silting av området tatt i betraktning.

Vanligvis på mange steder som er egnet for å påfylle reservoarer, finner vi overfladiske forekomster som torv, alluvium og til og med isbjørking er til stede, og disse er altfor solide bergarter. Torv bør unngås, og siden tykkelsen kan det ofte være vanskelig å anslå bortsett fra mange hullhull. Hvis en betydelig mengde torv er tilstede, er fjerningen nødvendig.

De organiske syrer og fargestoffer av torv vil påvirke renheten av vann negativt. På enkelte steder hvor 8 til 10 m tykke torvfreser eksisterte, ble de behandlet ved å dekke det med et lag rent sand 0, 5 m til 1 m tykk. Alluvium kan ikke presentere slike vanskeligheter, men hvis skyttegraver må kuttes, kan det hende at det trengs timing. I noen tilfeller kan vanninnholdet i alluvium utgjøre vanskeligheter under konstruksjonen.

Glacial innskudd (som stengel ler) er ugjennomtrengelige og kan være fordelaktig. Tvert imot, hvis forekomstene inneholder sand og grus (f.eks. Morainer), kan disse porøse materialene føre til alvorlig lekkasje. Under slike forhold er det verdt å gå gjennom de permeable innskuddene for konstruksjon av en kutt eller bruk annen behandling.

Permeable and Soluble Rocks:

Bergene under et hvilket som helst dekning av overfladiske forekomster kan noen ganger frembringe noen vanskeligheter. Disse skyldes tilstedeværelsen av høyt permeable bergarter som kan påvirke reservoarets vanntette tetthet. Kalkstein og slike oppløselige bergarter skaper problemene i dette henseende, siden de sannsynligvis vil utvikle løsninger som kan bære store mengder vann.

I slike tilfeller kan de store hulrommene i kalksteinformasjonen på stedet bli fylt ut i et kostbart innfeltingsprogram ved injeksjon av varm væske asfalt gjennom en serie hull boret i fjellet.

Gipsrom er enda mer løselig enn kalkstein. Det er tilfeller av vann som rømmer gjennom et gipslag som kan bli utvidet av løsningen. Det er også forekomster av underjordisk strøm av vann gjennom et bånd av porøst grus som medfører alvorlig lekkasje. Lekkasjer kan også finne sted selv om sprekker.

Stener som ikke har tillatelse til å passere vann, inkluderer skifter og skifer, skiffer, gneisser og krystallinske stupkledde bergarter som granitt (unntatt under forhold der godt utviklede felles systemer er tilstede i dem).

Perkolering av vann er mulig gjennom nedbrytte bergarter (doleritt og lateritt) og derfor bør de unngås. Fra de ovennevnte diskusjonene konkluderer vi med at den viktigste geologiske overveien i alle damesteder er stabiliteten til fjellet i fundamentene.

De viktigste geologiske hensynene ved valg av steder for dammer er:

(a) Stengene som ligger underliggende må ha nok styrke til å tåle damens vekt og den resulterende drivkraft.

(b) Bergene skal være ugjennomtrengelige for å hindre lekkasje av vann under dammen.

c) bergarter bør ikke inneholde sprekker, ledd og feil for å hindre lekkasje av vann.

Et ideelt sted for en dam er derfor et ugjennomtrengelig bånd av harde sterke, massive bergarter som er fri for ledd i hele dammen. Som nevnt ovenfor gjør granittene, gneisser, skister etc. gode
grunnlag for en dam.

Dammer med stor høyde kan ikke effektivt grunnlegges på løs, usammenhengende lag som sand og loam, siden det vil bli betydelig tap ved perkolering eller lekkasje. Lavtrykksdammer kan imidlertid bygges på slike områder dersom de er utstyrt med brede stiftelser uten sprekker eller åpninger. Dammer bør ikke bygges på tvers av et feilplan. Små sprekker og ledd kan imidlertid forsegles med betongmateriale. Men i en feilplan, hvis forseglingen er ferdig, kan den igjen utvides under jordskjelv.

Betraktninger i sengetøy eller folierte bergarter:

Enkle geologiske strukturer og ugjennomtrengelige bergarter gir rette fremskritt for konstruksjon av damm hvor strata ikke er svært foldet. Slike forhold i realiteten er sjeldne, fordi topografiske og andre hensyn delvis styrer valget. Antiklinier og synkliner er vanligvis forekommende funksjoner.

Figur 18.7 viser en erosjonsdale i en antiklinisk bøyning. I dette tilfellet vil en dam grunnlagt i denne dalen være effektiv opp til høyden av ugjennomtrengelig stein som den er vanntett. Over dette nivået vil det forekomme lekkasje gjennom de permeable sandsteinene på hver side.

Figur 18.8 viser en annen erosjonsdal i fjellrike land med bergslagene i antiklinisk bøyning.

En dam over denne dalen er uegnet. Den permeable sandstenen sengen er utsatt for strømmen i dette tilfellet.

I tilfelle av stratifiserte bergarter med ugjennomtrengelige senger som er innbyrdes bundet med porøse strata, skal dammen bygges slik at lengden er parallell med streiken av senger og fundamentet skal plasseres slik at det har et forkle av ugjennomtrengelige lag under oppstrømssiden av dammen. I tilfelle av skrå lag er det godt å legge grunnen til dammen på sengene som har oppstrøms dips i stedet for bratte skrånende senger med nedstrøms dips.

Når dammer plasseres på brettede bergarter, er det fordelaktig å plassere dem nøyaktig eller litt på oppstrømssiden av aksen til kammen av antiklinisk brett (figur 18.11). Men når det gjelder synklinisk fold, er det bedre å plassere dammen litt på nedstrøms siden av foldens akse.

Feil og jordskred:

Feil kan utgjøre et alvorlig problem hvis det er åpent for passasje av vann. De blir potensielle utsalgssteder for rømning av lagret vann fra reservoaret. De kan behandles ved fuging eller alternativt ved å gå gjennom bruddlinjen og fylle grøften med leirepytt eller betong.

Skred er indikasjoner på ustabil tilstand. Slike grunner som er kjent for å ha blitt utsatt for jordskred, bør unngås. Vann som lekker gjennom en porøs seng kan føre til jordskred i bakken vekk fra reservoaret noen tid etter at reservoaret er fylt.

Vanntabellens posisjon:

Det er naturlig at når naturlige likevektsvilkår endres som følge av akkumulering av en stor mengde fangstvann, må virkningen av utjevning, avvik eller forstyrrelse av grunnvannstrømmen vurderes. Vannet i reservoaret synker ned i bakken og bevegelsen av slikt vann avhenger av vannbordets plass og naturens bergarter.

Vanligvis ligger vanntabellen nær under overflaten i dalen som stiger på hver side. Når vannstanden i reservoaret ikke overskrider vannbordet under en tilstøtende bakke (som et lokalt vannområde), vil det ikke være noe alvorlig tap ved svelging. Men når reservoarvannet er høyere på et tidspunkt som i figur 18.13.

Det vil bli lekkasje og mengden av slik lekkasje vil avhenge av permeabiliteten til de rådende bergarter. Når disse er fint kornede sedimenter, vil lekkasjen ikke sannsynligvis være stor, men når åpne teksturerte eller sammenføyde bergarter er til stede, vil lekkasjetapene være betydelige (det må være forsiktighet å sørge for at det ikke er feil for de vanlige vanntabellene for hovedvannbordet).

Silting opp av reservoaret:

Når reservoaret er ferdig, vil strømmer som strømmer inn i reservoaret sette inn sedimentet der. Når mengden av slike silt sedimenter er betydelig, kan det føre til silting av den kunstige innsjøen i noen år. Tidspunktet for slik silting vil avhenge av typen av avløpsområdet. Hvis det er et godt dekke av trær, hjelper det med å redusere silting.

Hvis silting utvikler seg, reduseres vannlagringskapasiteten, og reduserer effektiviteten av reservoaret. Under slike omstendigheter må det være en viss bestemmelse for å vaske ut silt gjennom noen passasjer i dammen eller på en annen måte.

Mye av sediment er brakt i tider med flom. På enkelte steder kan det være mulig å gi et bypass for flomvann rundt reservoaret. Alternativt kan siltfeller forsynes på strømmene som tilfører reservoaret.

Faktor # 3. Geologien til Dam-siden:

En dam må ha et sikkert fundament. For å unngå å ta forutsetninger for gitt, kan undergrunnsgeologiens natur på stedet undersøkes ved prøveboringer og et stort kart (f.eks. 40 cm til km) kan utarbeides.

I de fleste tilfeller vil en dam involvere utgravninger av en grøft, om damestrukturen er av betong, murverk eller jord vil være en kjernevegg og de geologiske forholdene i grøftområdet bør være kjent fullt ut. En ideell dam, for hele lengden av grunnlaget, vil trenge en lyd og vanntett stein (helst i en slags stein).

Slike forhold i realiteten er ikke realisert. Mulighet for perkolering under dammen, når reservoaret er fullt og posisjonen til den skårne vannkroppen i forhold til vanntabellen, er faktorer som er verdige. Alternative nettsteder må undersøkes i sine egne verdier.

Prøveboringer:

Sikkerhet og økonomi er de generelle hensynene ved valg av et sted for en dam. Et stort geologisk kart over området der dammen skal lokaliseres, kan gjøres som viser hovedstrukturen, inkludert feil i bergarter. Ytterligere informasjon kan fås fra boringer. En roterende kjedelig kan gi en kjerne som tjener som en oversikt over steinene som går gjennom.

Prøveboringer er laget for å utforske undergrunnsforhold. Kritiske områdesaksler kan senkes for å få detaljer. Store boringer med en diameter på 1, 2 m er noen ganger laget, noe som gjør det mulig å inspisere steinene direkte og undersøke kalksteinsgrotter på enkelte steder. Borehullavstand bør planlegges riktig for å gi rikelig informasjon om områdets geologiske strukturer.

Dette programmet med omfattende kjedelig bør helst være ansvarlig for en ingeniør med kunnskap om geologi. Dette kan uten tvil etterfølges av en regelmessig inspeksjon av en geolog. Under boringen skal det oppstå et plutselig tap av vann i boret, da det kan peke på tilstedeværelsen av noen åpne sprekker.

Overflate Innskudd:

Stenene over hvilke en dam skal bygges, er generelt dekket av noen overfladiske innskudd som alluvium eller drift. Slike materialer sammen med ødelagte steiner bør fjernes over fundamentet, slik at dammen kan grunnlegges sikkert på lydklipp.

Naturen til overfladisk dekning som må kuttes gjennom, styrer metoden som skal vedtas i utgravningen, og derfor bør det undersøkes at særlig oppmerksomhet blir betalt til porøsitet og vanninnhold.

I situasjoner der dammgraven er ganske dyp, er det viktig å estimere oppførselen til overfladiske avsetninger under konstruksjonen, støttene som trengs for utgravningens sider og pumpens volum i tilfelle materialet er vannholdig. Kjører sand og silt hvis det oppstår en del av kuttet av grøft, kan trenge bruk av trykkluft i utgravningen og spesielle støpejerns sylindriske foringer i den delen av grøften.

Contours of Rock Surface:

Profilen av den faste steinoverflaten på dammeområdet kan bestemmes ved prøveboringer. For dette formål bør det være tilstrekkelig antall boringer som skal være hensiktsmessig på avstand. (Figur 18.14)

Basert på borehullsdataene kan det gjøres et konturkart over den gravede overflaten. I et drivende område, siden det er så uregelmessig at det kan være mange store topografiske huler og gamle daler, kan det også være tilstede i underdriften.

Hvis disse blir møtt under uventet konstruksjon, vil det være store problemer og ytterligere utgifter vil bli involvert, siden utgravningen må strekke seg ned gjennom drift helt opp til solid rock. Fyll i de nedgravede daler som er nevnt ovenfor, kan være issand eller graveler som bærer vann eller kullerleire.

Innskuddstypen kan også variere på kort avstand. Noen ganger, mens du gjør prøven borer gjennom boulder leire, gir store store steinblokker skape vanskeligheter, og det er sjanser til å misforstå dem som solid rock seng. Borer bør fortsette i 6 m eller mer i slike situasjoner for å sikre at virkelig fjellgulvet er nådd.

Grunnbetingelser:

På denne overskriften faller hensynet til problem som naturen og forholdene (friske eller forfallne) av bergarter over hvilke dammen skal grunnlegges. De ulike hensynene er bergets styrke som skal være tilstrekkelig til å bære lasten av dammen uten å bli knust eller skjæret, strukturelle egenskaper som dykk av lag, avstand mellom sengetøy, nærvær av bretter, feil, ledd og knuste soner stein og permeabiliteten av bergarter og typen av sirkulasjon gjennom det.

Små dammer kan vellykkes konstrueres over senger av svake materialer som leire, men for store og tunge dammer er harde steiner som granitt, sandstein og gneis vanligvis valgt. Slike formasjoner hvor både hardt og mykt berglag alternerer, er ikke foretrukket, siden inntrenging av vann kan svekke de mykere berglagene som fører til bevegelse langs dem.

Formasjoner av alternative lag av sandstein og skifer kan også føre til glidning, under utgravninger for grøfter. Ulike bergarter har forskjellig lagerstyrke og til og med to bergarter med samme navn kan ha ganske forskjellige grader av styrke. Når det oppstår tvil om materialets kapasitet til å understøtte belastningen, er det nødvendig å teste det for knusestyrken.

For best mulig forhold skal en damme bygges på en ensartet formasjon. Hvis forskjellige typer stein er tilstede i formasjonen, kan deres forskjellige lagerstyrker føre til ulik oppløsning av strukturen.

Stenens styrke, dens struktur og permeabilitet er de viktige egenskapene som styrer deres egnethet i fundament. Fra deres egnethetssynspunkt kan klippene deles inn i fem hovedgrupper, nemlig de sterke massive bergarter, kavernøse bergarter, tynne senger, svake bergarter og de usammenhengende bergarter.

Sterke massive bergarter: Damstasjoner som er underlaget av friskt igjennomtrengende påtrengende, granitt, syenitt, gabbro og andre varianter, er sterke nok til å støtte belastningen på dem. Problemet er å bestemme mulige veier for overdreven perkolering.

Klippene kan inneholde splitter eller skjæresoner. De strukturelt svake sonene er merket av dekomponerte deler. Fellesystemene på steder kan være tilstrekkelig åpne i overflaten og kreve fuging. De ferske overflatene på disse bergarter binder godt med betong og trenger ingen spesiell behandling.

Denne gruppen av grunnmateriale inneholder også tykke massive lavastrømmer. De fleste lavastrømmer viser komplekse ledd. Det kan derfor være nødvendig å utgrave og grout en del som tillater for klar sirkulasjon. Noen lavastrømmer er scoriaceous eller vesikulert. Hvis disse versikulene er plugget med mineralsk materiale, vil fjellet bli tilfredsstillende.

Denne kategorien av sterke bergarter inkluderer også gneisser, skiffer, phyllites, skifer og kvartsitt i en frisk tilstand. Disse bergarter har stor styrke til å støtte store belastninger, men det er nødvendig å avgjøre hvorvidt strukturområdene eksisterer der det oppstår overdreven perkolering.

Feil og skjær soner kan eksistere og bruddspaltning ofte lokalisert i tynne soner kan kreve spesiell oppmerksomhet. De ferske overflatene på disse bergarter binder også godt med betong uten at det trengs noen spesiell behandling unntatt rengjøring.

Konglomerater, brekkier og sandstener kan også inngå i denne kategorien underlagt sementeringens grad og karakter. I disse bergarter er de vanlige sementeringsmidlene kalsitt, silika, jernoksid og fine clastics. Hvis steinene sementeres grundig med kvarts, kalsitt eller annen mineralsement eller ved grundig forurenset clastisk sement, vil de ha god bæreevne mot store belastninger.

Når steinene sementeres med fint klastisk sediment, bør leire, mud, ekstrem forsiktighet utføres for å fastslå om de kan bli myke ved langvarig kontakt med vann under trykk.

Hvis disse bergarter kun delvis er sementert med kalsitt på silika, kan de ha tilstrekkelig bærestyrke, men kan ikke være egnet siden de kan være tilnærmet permeable. Shaly eller argillaceous lag eller sømmer i disse sprekker bør ha god oppmerksomhet siden slips er sannsynlig å skje langs dem.

Cavernous Rocks:

To typer bergarter er svært gjennomtrengelige på grunn av tilstedeværelsen av hulhullsåpninger. Disse er karbonat bergarter og vesikulær eller scoriaceous lavas. Kalkstein, dolomitter og deres metamorfe ekvivalenter er marmorene de eneste vanlige steinene som er for mye oppløst av underjordisk vann. Cavernøse strukturer og løsningskanaler som tillater enkel sirkulasjon av vann er tilstede i disse karbonat-bergarter. Forsinkelse av slike åpninger i bergarter kan føre til svært dyr skade.

Scoriaceous lavas er også inkludert i cavernous rocks selv om de cavernous åpningene ikke er store, men bergarter er ofte svært permeable. Det er nødvendig å kontrollere både topp- og bunnkontakter av lavastrømmene, siden i tillegg til vesikulasjonshulene (vanligvis lokalisert i de øverste delene av strømningene), vil uregelmessige hulrom ved kontakter av to strømmer ved basal kontakt av lava trolig være nåværende.

Tynne sengete sedimenter:

I de fleste tilfeller presenterer sedimentære senger variasjoner i vertikale seksjoner. Skiffer, sandsteiner og kalkstein finnes ofte intercalert i en rekke tynne senger. De fleste individuelle senger kan ha tykkelse fra mindre enn 25 mm til noen få millimeter mer. Det må tas hensyn til egenskapene til sengen, spesielt ved langvarig gjennombløting.

De grove teksturerte lagene og kalkstenen tillater vann å suge gjennom. Selv om det kan være nok lagerstyrke, er det en frykt for mulig glidning langs strømplanene eller ved leddene forårsaket av støpningen på dammen. De mulige glidelysene er de svake shaly- eller leirejiktene.

De svake bergarter:

Vulkaniske tuffs og leire steiner er klassifisert i denne gruppen. Slike argillaceous bergarter med tett adskilte skilleplaner parallelt med sengetøy kalles skifer. Disse er av to typer, de dannes konsolidert ved komprimering under belastning uten sementering og sementerte typer, som i tillegg til komprimering også er blitt sementert.

I tørr tilstand har steinene konsolidert ved kompaktering god styrke. Imidlertid mister mange av disse etter styrke deres styrke. De sementerte skallene har en høyere lagerstyrke enn kompakteringsskalaene. Mange er relativt elastiske, men er svake i skjærmotstand.

Forholdsregler bør tas mens du legger betong på kompakteringsskala for å forhindre uttørking av den forberedte overflaten. Så lite tid som mulig bør få lov til å forløpe fra øyeblikk av forberedelse til øyeblikkelig helling av betongen.

Hvis dette ikke er gjort, kan det delvis tørkede overflatelaget slås inn i gjørme ved foten av betongen. Når det gjelder sementert skifer, trenger overflatene ikke noe spesielt preparat, unntatt fjerning av forvitret eller dekomponert materiale.

Unconsolidated Rock:

Dammer er ofte bygget på ikke-konsolidert materiale. Grus og grov sand har god bærestyrke, selv om de er permeable. De fleste flodslettene har siltinnsatser som er løst pakket og derfor kan det være nødvendig med tilstrekkelig bestemmelse for drenering for å forhindre plastisk deformasjon. De fleste skifer er kompakte.

Hvis vannet ikke tillates å rømme raskt under lasting og komprimering, må den bære en del av stresset og i en slik handling kan det påvirke fundamentets stabilitet. Silter og fine senger av elverdeponering gir vanskelige problemer i grunnlaget. Leirer er veldig plast som utgjør farlige grunner.

I situasjoner hvor det underliggende materialet er høyt gjennomtrengelig, kan det bli forsynt med arkstøping eller andre anordninger sammen med et ugjennomtrengelig forkle som er forsynt oppstrøms. Disse enhetene har til hensikt å øke avstanden vannet må passere gjennom det permeable materialet under dammen med sin reduserte hastighet.

Percolation under dammen:

Perkolering under en damme er både en lekkasje fra reservoaret og også en mulig årsak til oppadgående trykk på grunnen av strukturen. Mengden av perkolasjon under en damme styres av grunngjenstanderens permeable eller ugjennomtrengelige natur.

Hvor fundamentet bergarter er gjennomtrengelig, kan det være mulig å redusere perkoleringen i stor grad ved å øke bane lengden av perkolerende vann så mye som mulig, og derved minimere hydraulisk gradient mellom oppstrøms og nedstrøms flater av dammen. Dette kan oppnås ved å bygge langs grunnlengden en avskåret grøft, fylt med ugjennomtrengelig materiale til en utformet dybde, og ligger nær oppstrømsfronten av dammen.

Ved dette arrangementet avbøyes perkoleringsbanen nedover og økes i lengden på grunn av ugjennomtrengelig barriere. Forholdet mellom vanndybden i reservoaret (på oppstrømsiden av dammen) til lengden av perkolasjonslengden er tatt til en verdi mellom 1: 5 og 1:20 avhengig av naturen av bergarter på stedet, en høyere verdi blir brukt til fine kornede sedimenter enn for grov.

En annen metode er å tilveiebringe en avskjæringsplatehelling eller en vertikal sone av grouted rock. Den sistnevnte metoden er nyttig ved sammenføyede bergarter som granitt. Flytende sement pumpes inn under trykk i hull som bores i fundamentet.

I situasjoner der en dam skal bygges på porøse sedimenter, kan et horisontalt betongforkle bygges for en viss avstand oppstrøms og nedstrøms fra dammen. Denne enheten har også effekten av å øke sti lengden av perkolasjon under strukturen.

Hvis klippene under har ledd og sengetøy med åpninger, vil vannet som kommer inn i dem, utøve et oppadgående trykk på grunnen av strukturen. Slike trykk kan lindres ved å bygge inn i grunnen av dammenrørene som overfører noe vann opp og ut gjennom nedstrømsflaten. Avløpene er vanligvis plassert nær vannoverflaten, og inspeksjonskanaler som går langs lengden av dammen kan tilveiebringes. Testene har vist at oppløftningstrykket er sterkt redusert med denne metoden.

Utslipp og forebygging av skur:

Det er viktig at riktig avtale må gjøres for å utlede flomvann ved å sørge for utslipp. Manglende slik bestemmelse kan føre til dammefeil. Skylling av flomvann som passerer over utløpet av en dam skal vurderes ved å gi et betongforkle på tåen. Dette gjøres for å forhindre fjerning av stein fra veggene og gulvene i nedstrømsdalen på grunn av tung utladning.