Pressure tunnels are used to convey water to hydroelectric powerhouses. Usually each project has a forebay reservoir, an intake, a pressurized tunnel, a surface or underground powerhouse and a tailrace tunnel or channel. This thesis deals with the design of unlined pressure tunnels. These were first driven by the Norwegians in hard granitic rock masses, which would constitute the ideal material for this type of structure. However the increase in demand for electrical energy has pushed the industry to implement projects in sites with less favourable geological conditions all over the world. For each pressure tunnel, there are normally three different types of sections along its length: the unlined section, the semi-lined section and the lined section. The unlined pressure tunnel is pervious to a certain extent even if the rock is hard and non-porous and the rock mass is of good quality. Unlined tunnels are thus prone to hydraulic jacking. Semi-lined tunnels use unreinforced shotcrete and/ or concrete whereas fully lined tunnels are defined as those with a steel liner cast in concrete and completed with some annulus grouting to fill voids in the steel-concrete-rock mass system around the tunnel. This type of lining is totally impervious but is very expensive to build. Thus, unlined pressure tunnels, being the most economical, play an important role in the economics of a hydroelectric power project. In this thesis, an extensive review of literature is conducted and most published unlined pressure tunnel design guidelines against hydraulic jacking are reviewed. The thesis places emphasis on the preliminary phase when no field measurements are available. The spatial distribution of the minimum stress required to control hydraulic jacking around unlined pressure tunnel is studied. The topographic effects, the rock cover-to-tunnel diameter ratio, the presence of geological feature are all investigated using FLAC 2D code. Minimum stress results are compared to the mini / Les conduites en charge sont largement utilisées comme galerie d'amenée pour les centrales hydroélectriques. Historiquement, les conduites en charge non revêtues ont été utilisées par les Norvégiens dans des massifs rocheux de type granitique de bonne à excellente qualité. Cependant, la demande sans cesse croissante pour l'énergie électrique à travers le monde, a conduit l'industrie à développer des sites présentant des conditions géologiques de moins en moins favorables. Trois types de revêtement sont possibles, non revêtus, semi-revêtus et blindés. Même si le massif rocheux est de bonne qualité, insoluble et peu poreux, les sections de galerie non revêtues ne sont jamais totalement imperméables. La consolidation des sections non revêtues est constituée de boulons et de béton projeté appliqué localement selon les conditions géologiques. Dans le cas où le roc est légèrement soluble, ou poreux, et en présence d'un massif rocheux de mauvaise qualité, il est requis de couvrir les parois de béton projeté, ou même de béton coffré. Dans les pires conditions, le béton peut être armé et constitue ainsi un semi-revêtement pouvant résister aux fortes pressions internes. Ce revêtement n'est pas complètement étanche puisque les pressions développent des fissures longitudinales dans le béton qui laisse une certaine quantité d'eau s'échapper dépendamment de l'ouverture des fissures. Les galeries blindées sont composées d'un blindage d'acier encastré dans du béton. L'ensemble est par la suite injecté avec du coulis de ciment pour combler notamment les vides laissés lors de la mise en place du béton et par le retrait lors de la cure. Ce revêtement est complètement imperméable et doit être conçu en tenant compte de la réaction du massif rocheux et également des pressions externes lors d'une vidange. Étant donné sont coût très élevé, la longueur de cette section blindée est un élément crucial lors de$
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.95091 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Rancourt, André |
| Contributors | Hani Mitri (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Mining and Materials) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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