Experience has proved careful design, supervision and control during filling of pressure shafts and tunnels necessary to prevent costly and unforeseen repairs and production losses.
To prevent hydraulic splitting in unlined pressure tunnels and shafts, the internal Water pressure must be less than the minimum principal stress. Today, the theoretical design is usually done by using finite element methods. Vital for a successful design is the use of engineering judgement. In every case the theoretical models must be modified according to the geological and topographical features.
During construction of the plant, registration of water inflows and mapping of relevant geologic features is done in the tunnels and shafts. This makes identification of permeable zones possible. In critical areas pore pressure measurements are used to determine the necessity of sealing.
In the process of filling the shafts and tunnels, leakage control is done. The tunnel system is filled in steps of 100–150 m in order to carry out the leakage measurements.
Summary of design, supervision and leakage measurements is given for''6 hydropower plants with water pressure on unlined rock in the range of 25–59 bar. The main rock types. represented are granite, gneiss, michaschist and phyllite. The Coefficient of rock mass permeability calculated from the measurements varies from 10−8 to 10−9 ms.
Gewonnenende Erfahrungen haben vorsichtige Gestaltungen, Uberwachung und Kontrolle wahrend des Auffuellens von Druckschachte und Tunnels notwendig gemacht um kostspielige und unvorhersehene Reparaturen und Produktionsverluste zu vermeiden.
Um hydraulische Aufspaltung in unausgekleideten Drucktunnels und -Schachte zu vermeiden, muss der innere Wasserdruck kleiner sein als die kleinste Hauptspannung. Heute wird die theoretische Gestaltung hauptsachlich unter Verwendung der begrenzten Elementmethode durchgefuehrt. Wichtig fuer die gelungende Gestaltung ist die Anwendung Von technischer Urteilskraft. In jedem Fall muessen die theoretischen Modelle die geologische und Topographische Struktur angepasst sein.
Die Registrierung von Wassereinfliessen und Kartierung von relevanten geologischen Daten muss wahrend des Baus durchgefuehrt werden. Dadurch ist die Identifikation der eksistierenden und potentiellen Wasserdurchlassigen ''Zonen möglich. In kritischen Gebiete muessen Porendruckmessungen vorgenommen werden urneventuelle Abdichtungsmassnahmen zu beschliessen.
Wahrend des Einlassens von Wasser in Schachte und Tunnels muessen Dichtigkeitspruefungen vorgenommen werden. Die Tunnels werden im Abschnitte von 100 bis 150 Meter gefuellt um die Pruefungen durchfuehren zu beschliessen.
Dies Erfahrungsmaterial ist von Konstruktionsarbeiten, Kontrollen und Dichtigkeitsmessungen bei 6 Wasserkraftanlagen mit Wasserdruck von 25 bis 59 Bar in unausge- kleideten Bergmassiven gewonnen. Die Hauptbestandteile des Massivs waren Granit, Gneis, Glimmer und Fylite. Die Durchdringlickheit der Steinmasse zeigte einen aus der Messungen ausgerechneten Koeffezient von 10−8 bis 10−9 ms.
L''experience a prouve qu''une composition soigneuse avec surveillance et contrôle durant le remplissage des puits et des tunnels de pressions sont de première necessite pour prevenir des reparations couteuses et imprevues, ainsi que des pertes de production.
Pour empêcher la dispersion hydraulic dans des puits et des tunnels non revêtus, il faut que la pression d''eau initiale soit moins forte que le minimum de la contrainte principale. Pour la composition theorique on se sert aujourd''hui Ie plus souvent de methodes d''elements definitives. Vitale pour une composition reussie est, qu''il faut s''appuyer sur l''expertise des ingenieurs. Dans tous les cas il est de première necessite que les modèles theoriques sont modifiees en strûcte conformite avec des traits geologiques et tropographiques.
Durant la periode de la construction de l''usine, le registrement du debit entrant d''eau et de la cartographie des traits geologiques relevants a ete fait en dedans les tunnels et les puits - procede lequel a rendu possible l''identification de zones permeables, existantes et potentielles. Dans des domaines critiques, des mesures de pore-pression servent à determiner la necissite d''une couche de fermeture.
Characteristic for large parts of the Norwegian topography are the steep valleys close to high mountain plateaus containing lakes and rivers. With such features a great amount of hydro-electrical power plants are constructed as high pressure plants. These plants are characterized by the power station being situated in the valley close to the slope and with a pressure shaft and a headrace tunnel to the reservoir.
The conventional high pressure power plants were constructed with steel lined pressure shafts or steel pipes on the surface. From the middle of the 50''ies, however, a new design with unlined pressure shafts or unlined pressure tunnels was introduced as shown on Fig. 1 and 2, which gave great reductions in the construction costs and time. The solution involves that high water pressure is introduced directly on the rock mass. This new stress situation around the tunnel results in possibilities for deformations and great leakages to the surface.
