Αστοχία Φράγματος Vaiont

Η αστοχία του φράγματος Vaiont είναι ένα καταστροφικό γεγονός που δεν οφείλεται σε δομική αστοχία του τοξωτού φράγματος διπλής καμπυλότητας, αλλά σε μια τεράστια κατολίσθηση ενός πρανούς της λεκάνης κατάκλυσης. Αν και στη περιοχή του Vaiont υπήρχαν όλες οι ενδείξεις μιας “προβληματικής” περιοχής, εν τούτοις πολιτικά-οικονομικά συμφέροντα, σε συνδυασμό με την απουσία κοινής γλώσσας γεωλόγων και μηχανικών, οδήγησαν σε μια καταστροφική αλληλουχία λαθών και παραλείψεων, με κορυφαίο γεγονός, τον μη αποκλεισμό της περιοχής, ενώ υπήρχαν ενδείξεις μιας επικείμενης κατολίσθησης τεραστίων διαστάσεων.

Ημερομηνία αστοχίας: 9 Οκτωβρίου του 1963

Θύματα: Περίπου 2000 θάνατοι και καταστροφή των πόλεων, Longarone και Villanova στην κοιλάδα Piave.

Ιστορικό: Το Φράγμα Vaiont ολοκληρώθηκε το 1960, σε μια κοιλάδα μεγάλου υψομέτρου στις ιταλικές Άλπεις που διατρεχόταν από τον ποταμό Piave και ήταν
266 μέτρα ψηλό, καθιστώντας το, το δεύτερο υψηλότερο φράγμα στον κόσμο μετά το φράγμα Cupola.

Γεωλογία: Η όλη περιοχή είναι ένα τεράστιο σύγκλινο, με κυριότερο γεωλογικό σχηματισμό, Ασβεστόλιθους Κρητιδικής ηλικίας υψηλής αντοχής. Με καλή έως πολύ καλή ποιότητας βραχομάζας. Υπήρχαν εμφανείς διακλάσεις εκφορτίσεως παράλληλες με τα πρανή της κοιλάδας.

Αλληλουχία γεγονότων:

  • Πριν το 1959, ερευνητικές γεωτρήσεις τρεις (3) στον αριθμό απέτυχαν να εντοπίσουν κάποια μεγάλη επιφάνεια αστοχίας μιας και δεν διεξήχθησαν στα πρανή. Η γεωμορφολογία της περιοχής καθώς και η γεωλογία (τεράστιο σύγκλινο, σημάδια προϊστορικής κατολίσθησης, τεράστιες επιφάνειες με μικρή κλίση σε ένα περιβάλλον με απότομες πλαγιές, ορίζοντες αργίλου σε διαστρωμάτωση με ασβεστόλιθους), έκρουαν τον κώδωνα κινδύνου για τα νότια πρανή κυρίως. Παρόλα αυτά αποφασίστηκε από τους μηχανικούς του έργου ότι δεν συνέτρεχε λόγος ανησυχίας.
  • Μετά το 1959, (ολοκλήρωση του φράγματος τον Σεπτέμβριο του 1960). Πρώτα ανησυχητικά σημαδια κατά την διάρκεια της κατασκευής του περιφερειακού δρόμου. Μη έχοντας επαρκή γεωτεχνικά δεδομένα, αποφασίζεται η εκπόνηση μιας τυπικής  γεωτεχνικής έρευνας. Διαπιστώνεται η ύπαρξη μια προϊστορικής κατολίσθησης η οποία είναι ακόμα ενεργή. Η εταιρεία που έχει δαπανήσει ένα τεράστιο ποσό, δεν διανοείται να σταματήσει το έργο.

Κατά την διάρκεια της πρώτης πλήρωσης του ταμιευτήρα (Φεβρουάριος έως 4 Νοεμβρίου 1960), παρατηρείται κίνηση σε συγκεκριμένο σημείο το νότιου πρανούς. Ενώ στην αρχή κυμαινόταν σε μερικά mm/ημέρα κατά τον Οκτώβριο η κατολίσθηση είχε ρυθμούς της τάξης των 4cm/day. Καθώς ο ταμιευτήρας άρχισε να φτάνει στο προγραμματισμένο επίπεδο πλήρωσης μια μεγάλη ρωγμή άνοιξε (tension crack), 300 m μήκος και 1,5 m πλάτος. Η εμφάνιση της τεράστιας ρωγμής έκανε έκδηλο το μέγεθος της κατολίσθησης. Στις 4 Νοεμβρίου και ενώ η πλήρωση του ταμιευτήρα συνεχιζόταν, ένα τμήμα της κατολίσθησης, διαστάσεων 500x500m, (700.000 m3), ολίσθησε εντός του ταμιευτήρα εντός 10 λεπτών.

Έγινε πια αντιληπτό, ότι η νότια πλευρά αντιμετώπιζε προβλήματα αστοχίας. Πρέπει να τονιστεί ότι οι μηχανικοί της εποχής δεν είχαν αντιληφθεί το μέγεθος του προβλήματος, απεναντίας είχαν επικεντρωθεί στην προβληματική περιοχή, που είχε εκδηλωθεί κατά την διάρκεια της πρώτης πλήρωσης. Επειδή ήταν φύση αδύνατο να αντιμετωπιστεί η κατολίσθηση με τεχνικά μέσα (βλ αγκύρια, αντίβαρο στο πόδι, αφαίρεση υλικού από την κεφαλή κλπ) αποφασίστηκε μια καινοτόμος ιδέα, να προσπαθήσουν να ελέγξουν το ρυθμό μετακίνησης του πρανούς μέσω ανυψώσεων ταπεινώσεων της στάθμης του ταμιευτήρα και αποστραγγιστικών πηγαδιών και σηράγγων. Η όλη φιλοσοφία βασιζόταν στο:

σ’=σ-u           http://en.wikipedia.org/wiki/Effective_stress,

Με πολύ απλά λόγια (για τους γεωτεχνικούς), ανύψωση της στάθμης του ταμιευτήρα, συνεπάγεται αύξηση της τάσης των πόρων, το οποίο οδηγεί σε μείωση των ενεργών τάσεων, με συνέπεια την ολίσθηση. Ταπείνωση της στάθμης έχει ακριβώς τα αντίθετα αποτελέσματα.

Τα επόμενα τρία (3) χρόνια τρεις (3) διαδοχικές φάσεις ταπεινώσεως – ανυψώσεως της στάθμης του ταμιευτήρα ακολούθησαν, οι μετρήσεις των μετακινήσεων έδειξαν ότι το μοντέλο λειτουργούσε ικανοποιητικά (από μηδενική ολίσθηση έως 3cm/ημέρα). Αν και ο ρυθμός μετακίνησης αυξανόταν κάθε φορά.

Κατά την διάρκεια της 3ης ταπείνωσης διαπιστώθηκε ότι οι ρυθμοί ολίσθησης αυξάνονταν αντί να μειώνονται. Οι μηχανικοί δεν είχαν πια τον έλεγχο. Βαριές βροχοπτώσεις επιδείνωναν την κατάσταση. Άμεση μείωση της στάθμης του ταμιευτήρα αποφασίστηκε σε μια προσπάθεια  να ελεγθεί η κατολίσθηση η οποία κινούταν ανεξέλεγκτα πια με ρυθμό έως και 0,4m/ημέρα, χωρίς επιτυχία με φοβερές όμως συνέπειες.

Οι τελευταίες μετρήσεις στις 9 Οκτωβρίου κατέγραψαν 80cm/ημέρα σε μια μεγάλη περιοχή της κατολίσθησης. Την ίδια μέρα στις 22:15, η κατολίσθηση επιταχύνθηκε. Ένα μεγάλο μπλοκ μήκους 2km, πλάτους 1,5km , και πάχους αρκετών εκατοντάδων μέτρων (2.7×108m3) ολίσθησε από τη βουνοπλαγιά στον ταμιευτήρα με ταχύτητα 110km/h. Το προκληθέν κύμα υπερκέρασε τη στέψη του φράγματος κατά 70m και πλημμύρισε το κάταντι της κοιλάδας καταστρέφοντας τις πόλεις Villanova, Longarone και Casso.

Ο μεγάλος αριθμός αναλύσεων που διεξήχθηκαν μετά την αστοχία υπό των διαφόρων ερευνητών οδήγησε στα ακόλουθα συμπεράσματα:
Μέσω back analysis βρέθηκε ότι οι γωνίες εσωτερικής τριβής που απαιτούνταν για τη σταθερότητα του κατολισθέντος πρανούς κυμαίνονταν από φ=17.5 ° έως φ=28 °. Ωστόσο, δοκιμές αντοχής επί των υλικών από άργιλο που ανακτήθηκαν κατά μήκος της επιφάνειας αστοχίας έδειξαν γωνίες εσωτερικής τριβής που κυμαίνονταν
από 5 ° έως 16 °, με μέση τιμή φ= 12 ° (Hendron και Patton, 1985).

Με βάση αυτές τις τιμές δεν θα μπορούσε το πρανές να έμενε στην θέση του ακόμα κ αν δεν είχε γίνει πλήρωση του ταμιευτήρα. Η απάντηση είναι απλή, αυτές οι τιμές είναι οι φresidual και αποδεικνύουν ότι η μετακίνηση αυτά τα 3 χρόνια του πρανούς ήταν τόσο μεγάλη που χάθηκε η συνοχή που προϋπήρχε στα τοιχώματα της ασυνέχειας και υπήρξε μετάπτωση από την μεγίστη διατμητική αντοχή στην παραμένουσα. Από εκεί κ πέρα, η πλάγια θα ολίσθαινε υπό το βάρος της ότι και να εφάρμοζαν οι μηχανικοί του έργου. Δυστυχώς η αρχική πρωτοποριακή ιδέα είχε αυτό το φοβερό μειονέκτημα, το οποίο σήμερα φαντάζει νηπιακό.

Για να γίνουν τα πράγματα χειρότερα, η απότομη μείωση της στάθμης του ταμιευτήρα μεγέθυνε τα αποτελέσματα του καταστροφικού γεγονότος, μιας και μειώθηκαν οι ολικές τάσεις, ενώ η τάση των πόρων στην επιφάνεια της ολίσθησης παρέμεινε αμετάβλητη (αντιπροσωπευτική εργαστηριακή δοκιμή: undrained triaxial test).

Αξίζουν μια ματιά τα ακόλουθα site μιας και θα σας βοηθήσουν να βγάλετε τα συμπεράσματά σας:

http://daveslandslideblog.blogspot.com/2008/12/vaiont-vajont-landslide-of-1963.html

http://www.semp.us/publications/biot_reader.php?BiotID=373

http://tellnet.jp/contents/download/italy.pdf

http://www.imdb.com/title/tt0214265/

http://factualtv.com/documentary/Disasters-of-the-century-Vajont-Dam-Collapse

Advertisements
Gallery | This entry was posted in Τεχνικά Θέματα and tagged , , , , , , , , , . Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s