Talsperren

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Nenskra Damm – Dynamische Analyse mittels numerischer Modellierung References_4939
Die Lombardi AG wurde von der Salini-Impregilo SpA mit dem Basisentwurf des Wasserkraftwerks Nenskra (installierte Leistung = 280 MW) beauftragt, welches am Fluss Nenskra in der Region Svaneti (Georgien), etwa 260 km nordwestlich von Tbilisi gebaut wird. Das Projekt sieht den Bau eines 130 m hohen AFRD (asphaltic fased rock fill dam) vor, dessen Kronenlänge 940 m beträgt und welcher vollständig auf alluvialem Boden auf dem Talgrund (max. Tiefe = 140 m) und auf alluvialem Schutt im Bereich der beiden Widerlager (max. Tiefe = 60 m) ruht. Aufgrund der Seismizität in der kaukasischen Region, wurde die Stabilität des Damms unter dynamischen Bedingungen untersucht. Das Verhalten des Dammkörpers und seiner Fundation, der Asphaltbetonoberflächendichtung, der Dammkrone und der Schlitzwand wurde bewertet, indem vollständig nicht-lineare dynamische Simulationen mithilfe der Programme FLAC2D und FLAC3D durchgeführt wurden. Die Realisierung grossformatiger Labortests und in-situ Messungen ermöglichte eine geeignete Definition der mechanischen Parameter der modellierten Materiale. Das dynamische Verhalten des Dammes wurde sowohl für das Betriebserdbeben (OBE) wie für das maximal denkbare Erdbeben (MCE) nachgewiesen. Die maximalen bleibenden Verschiebungen an der Dammkrone wurden beurteilt (weniger als 1% der Dammhöhe nach einem MCE). Die bleibenden Verschiebungen nach einem OBE Ereignis wurden analysiert, um die Gebrauchstauglichkeitsbedingungen weiterhin einzuhalten. Eine detaillierte Analyse der bituminösen Oberflächendichtung wurde ebenfalls anhand des 3D Modells durchgeführt, um beurteilen zu können, ob die maximalen Asphaltdeformationen nahe der Widerlager oder innerhalb des Dammkörpers konzentriert sind. Die max. Zugspannung im Asphalt erlaubte die Abschätzung des Risspotenzials und somit auch des Risikos der Sättigung des Dammkörpers. Das Verhalten der gelenkigen Verbindung zwischen dem Kopf der Schlitzwand und des Kontrollgangs am oberwasserseitigen Dammfuss wurde sowohl im quasi-statischen Zustand (Dammbau) als auch unter dynamischer Belastung nachgewiesen.
99992/1/2015Georgia
Talsperre BelesarReferences_5966
Die Belesar Bogenstaumauer, im Besitz von Gas Natural Fenosa SLU, wurde zwischen 1957 und 1963 auf dem Fluss Miño, im Nord-Westen Spaniens gebaut. Die Staumauer ist 129 m hoch und staut ein Volumen von 655 hm³, welches hauptsächlich zur Energiegewinnung genutzt wird. Sie ist mit einem Grundablass (160 m³/s) im mittleren Bereich des Mauerkörpers und zwei verschliessbaren Hochwasserentlastungen in den beiden Widerlagerbereichen der Mauer (totale Kapazität 4‘000 m³/s) ausgestattet. Die totale Mauerkronenlänge beträgt etwa 500 m, unter Berücksichtigung des Bogens (268 m) und der zwei Widerlager (Gewichtsmauern). In den 1970ern, kurz nach dem Bau, wurden bleibende Verschiebungen Richtung Oberwasser, sowie vertikale Verformungen des Sperrenkörpers beobachtet. Ausserdem ist ein horizontal verlaufender Riss auf der Unterwasserseite in Fundamentnähe entstanden. Dieses Phänomen ist durch eine AAR verursacht worden, welche eine Ausdehnung des Dammkörpers durch Betonquellen verursacht. Die irreversiblen Verformungen haben bis heute Werte von 10 cm in radialer Richtung an der Dammkrone erreicht, ohne bis jetzt einen Gleichgewichtszustand erreicht zu haben. Nach 50 Jahren im Dienst, wurde die Lombardi AG von der Gas Natural Fenosa SLU mit der Sicherheitsbeurteilung der Staumauer beauftragt. Der Schwerpunkt liegt dabei in der Analyse der Auswirkungen der AAR auf die Sicherheit der Mauer. Die Expertise beinhaltet die Beurteilung für die mittel- bis langfristige Sicherheit und die Betriebsbedingungen, sowie einen Vorschlag für potenzielle Sanierungsmassnahmen. Diese werden voraussichtlich aus vertikalen, mittels diamantbesetzten Stahlseilen hergestellten Schlitzen bestehen, um die durch die AAR verursachten Druckspannungen abzubauen.
99997/1/2017Spanien
Mehrzweckstauanlage La PunillaReferences_4258
Die Mehrzweckstauanlage La Punilla wird am Ñuble-Fluss, etwa 70 km östlich von Chillán in der Region Ñuble (Zentral-Süd-Chile), errichtet. Das Hauptziel der Anlage ist es, die Bewässerung im Tal zu gewährleisten und zu verbessern. Darüber hinaus verfügt die Anlage über ein Wasserkraftwerk, welches das Bewässerungswasser zur Erzeugung von Strom verwendet (ca. 500 GWh / Jahr). Das Projekt umfasst die folgenden Hauptarbeiten: - ein 32 m hoher, stromaufwärts liegender Steinschütt-Kofferdamm; - zwei Umleitungsstollen (D=10 m, L=850 m und 1'015 m) für ein Bemessungshochwasser von 1'800 m³/s (HQ30); - ein 137 m hoher Steinschüttdamm mit Betonoberflächendichtung, der ein Reservoir von 625 Millionen m³ staut; - eine Hochwasserentlastungsanlage am linken Ufer mit drei beweglichen Drucksegmentschützen (BxH = 11x17.5 m) und einer für Bemessungs- hochwasser von 4'800 m³/s (HQ1’000) ausgelegten Schussrinne, die mit einer Sprungschanze endet; - ein Grundablass (B=2.5 m, H=3.5 m, bewegliche Drucksegmentschützen), der sich in einem Umleitungsstollen befindet; - ein 410 m lange Druckleitung (D=5,2 bis 2,2 m), teils im Stollen und teils begraben; - Ein Kraftwerk am Dammfuss mit zwei Francis-Turbinen mit einer Leistung von 47 MW (Q=2*52 m³/s); - einen Grundablass mit zwei in Toskammern installierten Howell Bunger- Ringkolbenventile (D=1,55 m); - eine Umspannstation auf 220 kV.
12/31/202420241/1/20162024Chile
Frankonédou und Kogbédou StaudämmeReferences_6122
Der Wasserkraftwerk-Komplex Frankonédou und Kogbédou am Fluss Milo im Hochland von Guinea umfasst den Bau von zwei Kaskadensperren mit folgenden Eigenschaften: Frankonédou-Staudamm: Zusammengesetzter Damm mit Betonkern, Höhe 40 m und Länge 305 m, mit Auslaufbauwerken und einer Zentrale mit zwei Francis-Gruppen mit einer Leistung von 18 MW sowie zwei seitlichen Steinschüttdämmen mit Tonkern von 403 respektive 242 m Länge. Kogbédou-Staudamm: Zusammengesetzter Damm mit freiem Überlauf aus Beton im Mittelteil, maximale Höhe 11 m und Gesamtlänge 216 m, und zwei Steinschüttdämmen mit Tonkern an den Seiten, von 267 respektive 324 m Länge.
12/31/2021202110/10/20162021Guinea
Gewichtsbogenstaumauer Arenal RCCReferences_6401
Das Wasserkraftwerk Arenal, welches das Wasser des Yaguala-Flusses nutzt, befindet sich in den Distrikten Arenal und Olanchito im Departement Yoro im Norden von Honduras. Das Projekt beinhaltet den Bau einer RCC-Gewichtsbogenstaumauer vor (H = 93.5 m vom Fundament bis zur Schussrinne, H = 100 m bis zur Dammkrone). Die Staumauer hat ein Volumen von ca. 270’000 m³ und staut ein Becken von ca. 72’000'000 m³ Volumen auf. Die Arbeiten umfassen auch den Bau einer Triebwasserfassung, eines 4,52 km langen Umleitungsstollens mit einem Querschnitt von 28.5 m², einer oberirdisch verlegten Stahl-Druckleitung bestehend aus zwei Rohren mit D = 2,4 m und L = 110 m, eines Krafthauses mit zwei vertikalachsigen Francis-Turbinen und zwei Bypass Tunnel für den Yaguala-Fluss während der Bauzeit. Einer davon, wird nach der Bauzeit als Grundablass verwendet werden. Die zentrale Hochwasserentlastung des Staudamms hat eine Kapazität von über 6’000 m³/s. Die durchschnittliche Jahresproduktion von 230 GWh wird mit einer installierten Gesamtleistung von 60 MW bei einer verfügbaren Fallhöhe von 129 m und einem Durchfluss von 51 m³/s erreicht. Zusätzlich ist die Installation einer Dotierturbine mit einer Leistung von 1 MW vorgesehen.
12/31/202020201/1/20152020Honduras
Les Marécottes - Sanierung Ausgleichsbecken References_4804
Die SBB ist Besitzerin des Ausgleichsbeckens Les Marécottes, welches die turbinierten Abflüsse der Zentrale Châtelard aufnimmt und sie für die weitere Energieproduktion in der Zentrale Vernayaz bereitstellt. Die Gewölbereihenstaumauer auf der Talseite ist das prägende Element des Ausgleichsbeckens, welches im Jahr 1926 vom Ingenieur A. Sarrasin konzipiert wurde. Die Gewölbereihenstaumauer besteht aus 43 dünnen, geneigten und durch Pfeiler gestützten Stahlbetonbögen. Die Gesamtlänge der Struktur beträgt 200 m. Obwohl seit der Inbetriebnahme kein aussergewöhnliches Verhalten der Staumauer auszumachen ist, beabsichtigt eine generelle Sanierung der Anlage, die Lebensdauer der relativ empfindlichen Struktur zu verlängern. In enger Zusammenarbeit mit dem Experten Herrn Prof. E. Brühwiler (EPFL) wurde das Vorprojekt vervollständigt und optimiert, um das historische Bauwerk behutsam zu erhalten. Als erster Schritt ist der Abtrag der vorhandenen Porenverschluss-Schicht an den Pfeilern durch sanftes Wasserhochdruck-Strahlen vorgesehen. Diese wasserdampfundurchlässige Schicht verursachte die verschiedenen Betonabplatzungen und Korrosionserscheinungen an der ursprünglichen Stahlarmierung. Nach der lokalen Behandlung der beschädigten Zonen und einer Reprofilierung durch einen farblich angepassten Reparaturmörtel wird die gesamte Betonoberfläche durch eine Tiefenimprägnierung getränkt. Die Tiefenimprägnierung hat die Aufgabe, den Korrosionsschutz der bestehenden Armierung sicherzustellen. Die wasserseitige Oberfläche der Pfeilerstaumauer wird durch einen Auftrag von synthetischen Schichten auf PUR-Basis abgedichtet. Die beschädigten Stellen auf der Bodenplatte des Beckens sowie auf den bergseitigen Stützmauern werden lokal saniert. Die Ausführung der Sanierungsarbeiten, welche in den Jahre 2019 und 2020 vorgesehen sind, beinhalten auch die Motorisierung der Tafelschützen beim Einlaufbauwerk des Ausgleichsbeckens sowie die Sanierung des Grundablassbauwerks.
11/1/202020201/1/20152020Schweiz
El Cajón References_6437
Die Sperre Francisco Morazan, bekannt als El Cajón, befindet sich am Fluss Comayagua in Honduras. Sie wurde zwischen 1980 und 1985 auf einem Kalksteingelände errichtet. Mit einer maximalen Höhe von 226 m und einer Kronenlänge von 382 m entsteht ein Becken von etwa 1'470'000 m3 mit der Eigenheit, noch nie die maximale nutzbare Stauhöhe erreicht zu haben. In der Tat, seit ihrer Inbetriebnahme im Jahr 1985, wies die Sperre bedeutsame Untersickerungen und abnormal hohe Drucke auf. Seither wurden mehrere Sanierungsarbeiten mittels Injektionen durchgeführt. Lombardi hat folgende Leistungen erbracht: - Stabilitätsberechnungen der Sperre im Jahr 1996 - Studie eines neuen Zugangsstollens an das Kraftwerk „El Nispero“ im Jahr 1996 - Regelmässige Prüfungen der Sperre seitens der Sicherheitsexperten G. Lombardi von 1996 bis 2011 und R. Bremen ab 2016 - Festlegen eines Interpretationsmodells des Verhaltens der Sperre - Umsetzung der Auskultation-MIC-Software im Jahr 2018.
12/31/2018201811/1/20162018Honduras
ATG - Gotthard-Basistunnel - Oberflächenverformungen und Auswirkungen auf StauhaltungenReferences_253
Dewatering effects due to tunnel excavation in saturated jointed rockmass lead to a lowering of the groundwater table and might cause substantial surface deformation. This presented a particular challenge also in the construction of the Gotthard Base Tunnel, which was driven through a zone close to the 3 arch dams Nalps, Santa Maria & Curnera. With a minimum horizontal distances between the GBT axis and the dams of only 600 m and a vertical distance of 1'400 m, the risk of affecting the safety and serviceability of the dams by tunneling was already recognized at an early stage. Serious damages to the dams would have resulted in a hindrance of tunneling work with corresponding high costs and delays. It was up to all involved parties to develop a corresponding measure planning as well as possible rehabilitation for different deformation scenarios on the short and long term. Structural sensitivity analyses by calibration of monitored dam deformations were performed to evaluate the allowable valley deformation. Installation of geodetic measuring systems already before tunnel excavation allowed to distinguish seasonal surface deformations due to groundwater fluctuations from deformations attributed to the excavation. Information from continuous surface and dam monitoring was then used to perform numerical simulations of corresponding deformation developments in the affected zone. These simulations were performed by means of a hydro-mechanical model (FES-model) specifically developed in-house.
12/31/201620161/1/20042016Schweiz
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