Innovation bei einer Sperre auf aktiver Verwerfung und starker Stauseeverlandung

In der Gründung der Neelum-Jhelum-Talsperre in Kaschmir, Pakistan, verläuft eine der Hauptverwerfungen des Himalayas. Die Sperre besteht aus einer Gewichtsmauer mit Hochwasserentlastungsanlage sowie über der Verwerfung aus einem Steinschüttdamm. Die Sperre und Schützen wurden für eine Horizontalbeschleunigung von 1,25 g ausgelegt, der Schüttdamm zudem für eine Fundationsverschiebung von 3,7 m. Der Fels wurde im Bereich der Verwerfung durch eine Reihe eng angeordneter Bohrungen geschwächt. Zur Kontrolle der Stauraumverlandung wurde die Sohle der Hochwasserdurchlässe auf das Niveau des Flussbettes gelegt.

1 Die Neelum-Jhelum-Stauanlage in Kaschmir
Die Neelum-Jhelum-Stauanlage befindet sich in Kaschmir, Pakistan. Mit dem Bau wurde 2008 begonnen und die Anlage wurde am 14. August 2018 eröffnet. Die wesentlichen Elemente umfassen die Sperre, eine Betongewichtsmauer und einen Steinschüttdamm mit einer Höhe von 60 m, eine in die Mauer integrierte Hochwasserentlastungsanlage mit drei tief liegenden Öffnungen mit Segmentschützen und einem Durchlass für Treibholz auf Kronenhöhe mit einer Gesamtabflusskapazität von 12 500 m3/s und einem sehr massiven Absetzbecken bzw. Sandfang mit Einlaufbauwerk für den Druckstollen. Die Sperre befindet sich am Fluss Neelum unweit der Waffenstillstandslinie zu Indien und bildet einen Stausee mit einem relativ kleinen Volumen von 10 Mio. m3, wobei das Nutzvolumen 2,8 Mio. m3 beträgt. Die Stauanlage mit dem Absetzbecken während des Baus ist aus Bild 1 ersichtlich. Im weiteren führt ein 28,5 km langer, teilweise zweistrangig geführter Druckstollen zu einem unterirdischen Kraftwerkskomplex, bestehend aus Maschinen- und Transformatorenkaverne, mit vier Francis-Turbinen und einer Gesamtleistung vom 969 MW. Die Druckhöhe beträgt 420 m und die maximale turbinierte Wassermenge 280 m3/s. Der Unterwasserspiegelstollen hat eine Länge von 3,5 km und fließt in den Fluss Jhelum, einem der fünf Hauptzuflüsse des Indus, die alle aus Indien kommen. Die insgesamt rund 65,8 km Tunnel und Stollen, die für dieses Projekt erstellt wurden, befinden sich in der Murree-Formation, welche aus einer Folge von Sandstein-, Siltstein- und Tonsteinschichten (Mudstone) besteht. Der Vortrieb erfolgte teilweise mit konventionellem Sprengvortrieb und über eine Länge von 20 km durch zwei parallel geführte Tunnelbohrmaschinen (TBM) mit einem Durchmesser von 8,53 m. Die maximale Felsüberdeckung betrug 1 900 m. Bei hoher Felsüberdeckung ereigneten sich zahlreiche Felsschläge, insbesondere im spröden Sandstein. Knallartige Ereignisse wurden teilweise auf jedem Meter TBM-Vortrieb registriert und Entlastungsbohrungen waren erforderlich. Mit dem Druckstollen musste auch die Muzaffarabad-Verwerfung durchfahren werden, entlang der während dem Kaschmir-Erdbeben von 2005 Verschiebungen von bis zu 5 m aufgetreten sind. Im weiteren wurde der Fluss Jhelum in einer Tiefe von 200 m unterquert, wo über eine Länge von 800 m eine Stahlpanzerung mit einem Durchmesser von 6,6 m erforderlich war, um hydraulische Bruchphänomene (Hydraulic Fracturing) im Fels und damit verbundene Wasserleckagen sowie Stabilitätsprobleme an der Oberfläche zu vermeiden. Der vorliegende Artikel befasst sich nicht mit den Untertagearbeiten, die den größten Teil der Bauarbeiten für dieses Projekt ausmachten und welche bereits eine sehr große technische Herausforderung darstellten. Diese Punkte sind hier vollständigkeitshalber erwähnt. Der Schwerpunkt liegt jedoch beim Absperrbauwerk und den dortigen Anlagen am Fluss Neelum.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasserwirtschaft - Heft 04 - 2019 (Mai 2019)
Seiten: 4
Preis: € 10,90
Autor: Dr. Martin Wieland

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