SUMMARY:

This paper is intended to present a description of the historical development and progress of the design approaches for the construction of a total of nine (9) underground power Caverns in Taiwan over the past three decades. The design approaches of the caverns in Taiwan are roughly classified into the classical and the more recent methods for discussion in this paper. The first five caverns constructed during the period of 1955 through 1973 were mostly designed in accordance with the classical approach. The other four power caverns, however, were designed in accordance with the more recent approach based on recently developed principles and theories of rock mechanics. As an illustration of this more recent design approach, the design procedure of the Minghu power cavern, which is 20 m in clear span and about 120 m in length, are discussed in detail in this paper. Tech- Cal problems related to geological investigation and orientation of the power caverns built in Taiwan are also reported in this paper. Furthermore, for reference purposes, the paper also embodies a description of the progress of rock mechanics tests, construction method and sequence which have been undertaken in Taiwan for construction of power caverns as well as the instrumentations installed in the caverns in Taiwan over the past 30 years.

ZUSAMMENFASSUNG:

In diesem Beitrag soll fuer die letzten 3 Jahrzehnte die geschichtliche Entwicklung und der Fortschritt beim Entwurf von Kavernen anhand von neun unterirdischen Kraftwerkskavernen in Taiwan dargestellt werden. Die Entwuerfe fuer die Kavernen in Taiwan werden in diesem Beitrag grob in klassische und modernere Methoden unterteilt. Die Entwuerfe der ersten fuenf Kavernen, die im Zeitraum von 1955 bis 1975 gebaut wurden, lehnen sich an die klassiche Methode an. Die anderen 4 Kraftwerkskavernen wurden in Übereinstimmung mit den modernen Verfahren, die nach den Theorien und Prinzipien der Felsmechanik entwickelt wurden, gebaut. Zur Anschauung dieser moderneren Entwurfsmethoden wird hier der Planungsablauf bei der Minghu Kraftwerkskaverne, mit einer Spannweite von 20 m und einer Lange von 120 m, im Detail durchgesprochen. Von den technischen Problemen bei der geologischen Erkundung und bei der raumlichen Orientierung der in Taiwan gebauten Kraftwerkskavernen wird in diesem Beitrag ebenfalls berichtet. Weiterhin beinhaltet der Bericht fuer ahnliche Falle eine Beschreibung der Entwicklung von felsmechanischen Untersuchungen, Baumethoden und -ablaufen, als auch eine Beschreibung der in den letzten 30 Jahren in den Kavernen von Taiwan eingebauten Messeinrichtungen.

RESUME:

Cet expose a pour but de presenter une description du developpement et de la progression historique des approches de dimensionnement dans la construction d''un total de neuf (9) centrales souterraines à Taiwan durant les trois dernieres decades. Les approches de dimensionnement de ces usines souterraines sont classees approximativement parmi les methodes classiques et les plus recentes à discuter dans cet expose. Les cinq premieres centrales, construites durant la periode 1955 à 1973, ont ete dimensionnees selon l''approche Classique. Cependant les quatre autres ont ete calculees d''apres une approche plus recente, basee sur les theories et les principes de la mecanique des roches. Comme illustration de cette plus recente approche de dimensionnement, les procedes de calcul de l''usine souterraine Minghu, d''une portee de 20 m et d''une longueur approximative de 120 m, sont discutes en detail-dans cet expose. Les problemes techniques relatifs à l''investigation geologique et à l''orientation des centrales souterraines construites à Taiwan sont presentes dans cet expose. De plus, à des fins de references, cette etude embrasse egalement une description de la progression des essais de mecanique des roches, de la sequence et de la methode de construction qui ont ete appliquees à Taiwan lors de l''execution des usines souterraines ainsi qui les instruments installes dans les centrales de ce pays durant les 30 dernieres annees.

INTRODUCTION

In Taiwan, a total of six underground power caverns have so far been successfully completed and are presently in service. In addition, two more caverns are being designed and constructed and one more cavern is in the geological exploration and preliminary design stage. Highlights of the underground power caverns in Taiwan are summarized in Table 1.

Of the aforementioned nine power caverns, seven are for conventional hydro power schemes with the clear span ranging from 7.5 m to 21.0 m. Two other caverns, the Minghu and the Mingtan caverns, which are respectively in the detailed and preliminary design stages, are for pumped storage schemes. These two caverns involve the construction of caverns of relatively large spans (20.0 m and 22.8 m clear span) in sandstone stratum with fairly developed joint systems occasionally intercalated with clay seams.

Construction of the first underground power cavern in Taiwan may be traced back to the 1950s. At that time, the science of rock mechanics was still in its embryonic stage. Consequently, no rigorous theories, standardized testing methods, and sophisticated testing instruments were available to evaluate the rock properties for design use.

This content is only available via PDF.
You can access this article if you purchase or spend a download.