ΑΣΚΗΣΗ 7η ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΣΤΕΓΑΝΟΥ ΔΙΑΦΡΑΓΜΑΤΟΣ (ΚΟΥΡΤΙΝΑΣ Τσιμεντενέσεων) ΣΕ ΦΡΑΓΜΑ (στο βραχώδες υπόβαθρο της θέσης του) Στην κοιλάδα με την τοπογραφική τομή, που δίνεται συνημμένα, πρόκειται να κατασκευαστεί φράγμα μέχρι το ύψος (στέψη) που σημειώνεται στην τομή. Η περιοχή αποτελείται από βραχόμαζα χαλαζίτη και για την έρευνα της υδραυλικής συμπεριφοράς του έγιναν 5 γεωτρήσεις στις θέσεις που φαίνονται στην τομή. Όλες οι γεωτρήσεις συνάντησαν το χαλαζίτη με ποικίλη ρωγμάτωση κατά θέσεις & έγιναν δοκιμές εισπίεσης νερού (δοκ. Lugeon). Οι μετρηθείσες απορροφήσεις σε λίτρα κατά τις 10’λεπτες εισπιέσεις τύπου Lugeon σε πραγματική πίεση 10 Kg/cm2 στα διάφορα τμήματα των γεωτρήσεων, ήταν οι εξής:
Δ.Ε.: Δεν έγινε δοκιμή εισπίεσης Γ1 Γ2 Γ3 Γ4 Γ5 βάθος (m) απορρόφηση (λίτρα) 0-9 9-12 12-15 15-18 18-21 21-24 Δ.Ε. 45 36 20 30 60 0-6 6-10 10-13 13-16 16-19 19-22 22-25 150 40 0-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-23 23-25 120 1 0-10 25-28 28-31 31-35 35-38 38-41 810 600 1500 510 420 100 0-4 4-7 7-10 19-21 300 3 Δ.Ε.: Δεν έγινε δοκιμή εισπίεσης
Οι στάθμες του υπόγειου νερού στις γεωτρήσεις ήταν οι εξής (σε βάθος από την επιφάνεια): Γ1: 15m, Γ2: 4m, Γ3: 11m, Γ4: 35m, Γ5: 12m. ΖΗΤΟΥΝΤΑΙ: (α) Ποια η κατάσταση από πλευράς περατότητας της χαλαζιτικής βραχομάζας και που οφείλονται οι διαφορές που παρατηρούνται στις τιμές της; Δικαιολογείστε τη μορφή της πιεζομετρικής επιφάνειας του φυσικού υδροφόρου ορίζοντα του πετρώματος. (β) Ποια ακριβώς η έκταση και ποιο ακριβώς το βάθος του αδιαπέρατου στεγανού διαφράγματος; Όρια αποδεκτής διαπερατότητας για φράγματα ύψους, h: h < 30m, k ≤ 3 U. Lugeon h > 30m, k ≤ 1-2 U. Lugeon Δίνεται ότι 1UL= 2mm στο χαρτί (κλίμακα)
Παραδείγματα: γεώτρηση Γ1 45/3Χ10 = 1,5 UL Αρχικά χαράσσεται ο υδροφόρος ορίζοντας, με βάση τα δεδομένα της άσκησης για τη στάθμη του νερού σε κάθε γεώτρηση. Στη συνέχεια μετατρέπονται οι απορροφήσεις(lt) σε μονάδες Lugeon (UL) λαμβάνοντας υπόψη τη σχέση: 1L 1UL = m X min Παραδείγματα: γεώτρηση Γ1 45/3Χ10 = 1,5 UL γεώτρηση Γ4 810/3Χ10 = 27 UL
Γ1 Γ2 Γ3 Γ4 Γ5 βάθος (m) απορρόφηση (λίτρα) 0-9 9-12 12-15 15-18 18-21 21-24 Δ.Ε. 45 1,5 36 1,2 20 0,66 30 1 60 2 0-6 6-10 10-13 13-16 16-19 19-22 22-25 60 1,5 150 5 40 1,33 0-8 8-11 11-14 14-17 17-20 20-23 23-25 120 4 1 0,03 0 0 0-10 25-28 28-31 31-35 35-38 38-41 810 27 600 20 1500 50 510 17 420 14 100 3,3 120 4 20 0,7 30 1 0-4 4-7 7-10 19-21 150 5 300 10 3 0,1 Δ.Ε. Δεν έγινε UL, μονάδες Lugeon Με κίτρινο χρώμα οι μονάδες Lugeon (UL) μετά από την μετατροπή των δοθεισών απορροφήσεων (lt)
Κάθε τιμή UL απεικονίζεται στη δοθείσα τοπογραφική τομή ως ορθογώνιο παραλληλόγραμμο με οριζόντια (μεγάλη) πλευρά την εκάστοτε τιμή UL και με κάθετη (μικρή) πλευρά το εκάστοτε μήκος του δοκιμαζόμενου τμήματος της γεώτρησης. Προσοχή: α) Δίνεται ότι 1UL = 2mm β) η κλίμακα της τοπoγραφικής τομής είναι 1:1000 δηλαδή 1mm = 1m (συμπεραίνεται από το σχήμα)
Δ A 54mm 27mm 3mm ΚΛΙΜΑΚΑ 1: 1000 1mm = 1m
Προσοχή: δεν χρειάζεται κατασκευή σταγανωτικού διαφράγματος (κουρτίνας τσιμεντενέσεων) πάνω από το ύψος της στέψης του φράγματος (25 μ.)
Το βάθος της κουρτίνας τσιμεντενέσεων σε κάθε γεώτρηση είναι: To φράγμα έχει ύψος 25m σύμφωνα με τη κλίμακα της τοπογραφικής τομής. Επομένως το όριο διαπερατότητας είναι k ≤ 3 UL. Άρα σε κάθε γεώτρηση εντοπίζεται το παραπάνω όριο με βάση τα UL που έχουν ήδη υπολογιστεί (κίτρινη τελεία σε κάθε γεώτρηση). Αυτό σημαίνει ότι η βραχομάζα του χαλαζίτη από την κίτρινη γραμμή και πάνω έως τη στέψη του φράγματος (υψόμετρο ενδιαφέροντος) είναι περατή (όριο περατότητας η κίτρινη γραμμή). Το αδιαπέρατο στεγανό διάφραγμα δηλαδή η περιοχή πραγματοποίησης των τσιμεντενέσεων (έκταση κουρτίνας τσιμεντενέσεων) είναι η γραμμοσκιασμένη περιοχή με κατώτερο όριο την κόκκινη γραμμή στο σχήμα και ανώτερο τη στέψη του φράγματος. Το βάθος της κουρτίνας τσιμεντενέσεων σε κάθε γεώτρηση είναι: Γ1 = 9m , Γ2 = 13m, Γ3 = 12m, Γ4 = 35m, Γ5 = 10m