Robusta dammkonstruktioner

Transkript

1 Robusta dammkonstruktioner CIR Göteborg, 29 jan 2008 Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 1

2 Innehåll Robusthet Dammsäkerhet Internationella riktlinjer Svenska branchriktlinjer Fyllningsdammar Lastkontroll Betongdammar Riskhantering Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 2

3 Robusthet och strategier dammbrottskonsekvensen Skadan på en konstruktion skall inte vara oproportionerligt stor i relation till den händelse som orsakar skadan Princip 1: dimensionera så att konstruktionen klarar alla laster Princip 2: Byggnaden dimensioneras och utformas så att begränsade delar av det bärande systemet kan slås ut utan att resten av byggnaden rasar Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 3

4 Robusthet och strategier Strategier för att designa robust system enligt JCSS (Joint Committee on Structural Safety): Förhindra eller reducera lasten Designa för att klara lasten Designa med med redundans. En lokal accepteras så länge brott kan undvikas Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 4

5 Dammsäkerhet ICOLD bulletin 59 Dam Safety Guidelines En dam med säkerhetsmarginaler för att utan allvarlig skada klara alla tänkbara laster som den under sin livstid kan förväntas utsättas för. En dam som klarar alla mycket osannolika men möjliga laster utan att gå till brott. Skador accepteras Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 5

6 Dammsäkerhetspolicy Riskbaserad Riskbaserad styrning!! styrning!! Medlemsföretagens dammsäkerhetsarbete är i första hand inriktat på att så långt möjligt skydda människors liv och hälsa, men beaktar även andra skyddsbehov. Kraven på dammsäkerhet ställs i relation till bedömda konsekvenser i händelse av dammbrott. Med denna inriktning skall: sannolikheten för dammbrott där människoliv kan vara hotade hållas på en så låg nivå att detta hot såvitt möjligt elimineras konsekvenserna i händelse av dammbrott genom god planering såvitt möjligt reduceras. dammsäkerheten hållas på god internationell nivå Dammsäkerhetsarbetet bedrivs på ett kvalitetssäkrat sätt och skall kännetecknas av fortlöpande förbättringar Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 6

7 Vattenfalls sju vägledande principer The dam safety work is based on good and cost-effective risk management practices. Precautionary principle, which implies that precautions are taken in proportion to the degree of uncertainty and the potential consequences of failure. Physical strengthening on dams should, where cost effective, be made with extra safety margin. Risks should be reduced to as low as reasonably practicable (ALARP). Structural improvements are in principle preferred over operational restrictions. Advances in sciences and technology should contribute to continuous improvements. Dam safety management is, from an overall perspective, performed homogeneously across the dam portfolio Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 7

8 Fyllningsdamm Tätt och stabilt Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 8

9 Fyllningsdamm Kapa toppen så det går att köra på den Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 9

10 Fyllningsdamm Tätskärm och stöd Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 10

11 Fyllningsdamm Inre erosion och piping Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 11

12 Fyllningsdamm Hinder för inre erosion Filter av sand och grus Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 12

13 Fyllningsdamm Hinder mot till följd av dammbrott pga inre erosion Stödbank av grovt material Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 13

14 Fyllningsdammar brister förr eller senare om det rinner över för mycket!!! Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 14

15 Fyllningsdamm Måste förhindras! Krav på fribord (designa för at klara lasten) och tillförlitlig avbördningkapacitet (förhindra eller lindra lasten) Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 15

16 Minska den hydrologiska lasten på dammen Stenkullafors ny lucka Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 16

17 Betongdammar Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 17

18 Betongdamm Ice Ice Pådrivande laster Hydrostatiskt tryck Upptryck Islast Hydrostatic Hydrostatic pressure pressure Dead weight Dead weight Hydrostatic Hydrostatic pressure pressure Stabiliserande krafter Egentyngd Friktion Friction and Friction cohesion and cohesion Uplift pressure Uplift pressure Felmoder Glidning Stjälpning Joint? Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 18

19 Risk Management Approach PREVENTION CONTROL MITIGATION Pro-action Reaction Preparation Repression Aftercare Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 19

20 Riskanalys Systematiska riskanalyser Hela dammanläggningen betraktas som ett system med olika delsystem. Varje system har en definierad funktion. Komplexa problem kan lättare förstås Fokus på systemfunktion istället för på komponentfunktion SUPERSYSTEM LEVEL UME RIVER SYSTEM SYSTEM LEVEL AJAURE HYDROELECTRIC FACILITY SUBSYSTEM LEVEL 1 Reservoir Water retaining structures Discharge facilities Generation facilities inc. all operation and control Immediate downstream area SUBSYSTEM LEVEL 2 Left earth dam Concrete structure Low level outlet Spillway Gate structure Right earth dam Penstock COMPONENT LEVEL Spillway gate lifting equipment Spillway structure Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 20

21 Hazards External Hazards Internal Hazards (Design, Constr., Maint., Operation) Seismic Reservoir Human attacks Water barrier Hydraul. struct. Mech/ elec Meteorological Procedures Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 21

22 Failure Modes Global Failure Modes Overtopping (erosion or overturning) Loss of strength (structural failure) Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 22

23 Failure Modes Global Failure Modes Overtopping (erosion or overturning) Function Failure Inadequate Spillway capacity Freebord Due to.. Inflow >Spillway Capacity Spillway reliabillity Loss of strength (structural failure) Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 23

24 Hazard and Failure mode matrix DIFFERENT HAZARDS DIFFERENT FAILURE MODES x A specific barrier between Hazard and Failure Mode. A deficiency in this barrier could in worst case lead to failure!! Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 24

25 Full System Approach People All are... Technology Organisation and need to be linked together! Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 25

26 So, this was all Thank you! Urban Norstedt Vattenfall AB Vattenkraft 26