ABSTRACT:

A 200 metres long 30 m2 headrace tunnel in metasedimentary rocks was mapped in 1988 after more than 80 years of use. A classification of the rock mass has resulted in Q-values corresponding to poor to good rock mass classes. If the tunnel had been constructed today, a design based on a current rock classification system, would have resulted in shotcrete and comprehensive pattern bolting along approximately half of the tunnel stretch. However, the tunnel was completely unsupported, but still in good Condition with rock falls totalling less than 4 m3, most of which could be related to slickensided, chloritefilled joints. To avoid the rock falls, shotcrete and a few rock bolts would have been sufficient. With respect to these facts, it may be anticipated, that the self-supporting properties of rock of poor to good rock mass classes generally are underestimated, and that the current support based on rock classification systems are unnecessarily conservative. Hence, it may be possible to update the currently used classification and support design systems, if more data from long-time used, unsupported tunnels can be made available.

RÉSUMÉ:

Une galerie d'amenee, 200 mètres de longue et 30 m2 de surface, dans des roches metasedimentaires, a ete cartographiee en 1988 après plus de 80 ans d'usage. Une classification de la masse de roche a resulte en valeurs de Q entre 1 et 10, ce qui correspond aux categories de la masse de roche entre pauvre et decent. Si ce tunnel serait construit aujourd'hui, un projet de conception base sur un system courant de classification de la roche, tel que I'index Q de Barton, donnerait des mesures de support ainsi: coulage de spray et boulonnage de dessin etendu sur environ la moitie de la longueur du tunnel. Neanmoins, en realite, ce tunnel n'a pas eu de support du tout. Pourtant il etait toujours en bonne condition avec des chutes de pierres moins que 4 m3 en totale, dont la pluspart en relation avec une partie de joints rempli avec des chlorures. Pour eviter ces chutes de pierres, coulage de spray et quelques boulons auraient ete suffisant. Prenant ces faits en consideration, on pourrait prevoir, que les proprietes de autosupport de la roche de classe de masse entre decent et bonne sont en generale sousestimees et que les support courants.

ZUSAMMENFASSUNG:

1988 ist ein 200 m langer und 80 Jahre alter Zuleitungsstollen untersucht und dokumentiert worden. Das Gestein ist dabei klassifiziert worden nach den Klassen schlechtes bis gutes Gestein (Q-index ab 1 bis 20). Wenn der Stollen Heute gebaut worden ware, wuerde der Ausbau des stollens mit Hilfe der Gebirgsklassifizierung entworfen worden sein. Dieser Ausbau wurde in dieser Faile von umfangreichen Felsankerung und Spritzbeton ungefahr den halben Stollen entlang bestehen. Der Stollen war aber ganzlich ohne Ausbau, aber noch in gutem Zustand, mit Einstuerzen unter 4 m3, die meistens von Harnischflachen mit Ton verursacht wurden. Um das Einstuerzen zu vermeiden, hatte es mit duennern Spritzbeton und gezielter Ankerung gereicht. Deshalb ist zu vermuten, daß die selbststabilisierende Eigenschaft des Gebirges gewöhnlicherweise unterschatzt wird, und auch daß die gewöhnlichen klassifisierungssysteme zu konservativ sind. Wenn weitere Angaben ueber alte Stollen zuganglich wurden, Ware es möglich die Klassifizierung- und Ausbauentwurfsysteme zu modernisieren.

INTRODUCTION

The Håverud hydroelectric power station is situated in the county of Dalsland in south-west Sweden (Figure 1). The powerhouse and the tunnel were designed constructed during the years 1903–1907 in order to supply Håfreström Paper Mill with electric power. The hydroelectric power station has been in use for 80 years since then. The installed capacity is 3 MW and the average annual energy production 23 GWh. The power station utilizes a gross head of 10.4 metres in River Upperudsalven, with a design flow of 43 m3/s. The water runs to the power station via a 225 metres long headrace tunnel which is oriented practically in the east-west direction. The maximal rock cover is about 27 m, the height of the tunnel is 5.6 m, the width 7 m and the design area is about 30 m2 with a rounded triangular cross-section as shown in Figure 2. The tunnel and power station is further described by Hansen & Martna (1988).

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