Slopes of the Tarbela Dam Project

Summary

Slopes of the Tarbela Dam Project. The Tarbela Dam Project in Pakistan with an earth fill dam of appr. 150 mio cyds includes also high rock cuts which were part of the original project or were results of necessary design modifications.

The highest slopes are at the tunnel intakes and outlets at the right bank of the Indus and at the spillways and one tunnel outlet at the left bank.

The heights of the rock cuts are between 300 and 800 ft. and caused different problems due to different geological and rock-stmctural situations.

This paper reports mainly about two rock cuts which were not foreseen in the original design concept. The first case is a slope of 400 ft. height which had to be recut at the tunnel intake area within a few months after tunnel No. 2 collapsed due to hydraulic reasons when operating as diversion tunnel for the last river diversion. Under the existing time pressure support means like 20 to 30 m long cable anchors could not be installed and only shotcrete and rock anchors produced at site could be used. Consequently the usual safety considerations were not applicable and the minimum of support measures could only be justified with a rigorously handled measuring control with automatic warning devices in order to guarantee the safety of the workers.

The second example deals with the repair works of the Auxiliary Spillway plunge pool which were carried out in a similar way as the repair works for the Service Spillway plunge pool.

These measures became necessary after extensive erosions took place with the first spillway operations. The result of these erosions were high overhanging rock cliffs of 600 ft. height. These slopes had to be recut to a stable 800 ft. high slope prior to the start of the other repair works in the plunge pool.

Most of the repair works had to be finished within two dry seasons and involved appr. 3,1 mio cyds rock excavation, 2 mio cyds excavation of loose material, 18 000 cyds shotcrete, 70 000 m² wire mesh, 28 000 lin m rock bohs, 18 000 lin m of drainholes and 760 lin m of gabions as protection against rock fall.

Also in this case minimal safety factors were to be applied for the calculations of the slope stabilities and the in situ observations were a valuable help in following and justifying the adopted approach.

Zusammenfassung

Böschungen im Zuge des Tarbela Damm Projektes. Das Tarbela Damm Projekt in Pakistanmit dem größten Erdschüttdamm der Welt, mit einem Volurnen von mehr als 100 Millionen. m³, beinhaltet beachtliche Felseinschnitte, die teils in der ursprünglichen Planung und zum anderen Teil im Zuge von nachträglichen Umplanungen notwendig wurden.

Die bedeutendsten Felsanschnitte sind die an den Tunnelportalen am rechtsseitigen Indusufer und jene an den zwei Hochwasserentlastungsanlagen und an einem Tunnelportal am linksseitigen Ufer.

Die Böschungshöhen liegen zwischen 100 m und 250 m und bereiteten in den gefügemäßig und geologisch unterschiedlichen Bedingungen auch sehr unterschiedliche Problemstellungen.

Es soil im Zuge dieses Beitrages insbesondere ;über zwei im ursprtinglichen Planungskonzept nicht vorgesehene Felsböschungen berichtet werden.

Im ersten Fall handelt es sich urn eine Böschung von 120 m Höhe, die im Zuge der Reparaturarbeiten im Tunneleinlaufbereich innerhalb kürzester Zeit herzustellenwar, nachdem kurz nach Inbetriebnahme der Tunnel für die letzte Flußumleitung aus hydraulischen Gründen Tunnel Nr. 2 einstürzte. Die Wiederherstellungsarbeiten, die innerhalb einer Niederwasserperiode zu bewerkstelligen waren, erforderten den Abtrag und die Sicherung obiger Böschung innerhalb von wenigen Monaten. Dabei mußte aus Zeitgrtünden auf sonst tibliche Sicherungsmittel, wie 20 bis 30 m lange Kabelanker und Betonrippen verzichtet werden und mit kurzfristig verfugbaren und rasch herzustellenden Maßnahmen das Auslangen gefunden werden. Es waren dies auf der Baustelle hergestellte Stangenanker und Spritzbeton. Im Entwurf dieser Böschungen und insbesondere in den Sicherheitsbetrachtungen mußten dabei von den gewohnten Maßstäben große Abstriche gemacht werden.

Die vorgesehenen Minimalmaßnahmen waren nur damit zu vertreten, indem eine rigorose Meßüberwachung mit automatischen Warnanzeigen in erster Linie die Sicherheit für Mannschaft und Gerät sicherstellen sollte.

Das zweite Beispiel behandelt die Zusatzmaßnahmen im Tosbecken der größeren Hochwasserentlastung, wie sie ähnlich schon zwei Jahre früher bei der kleineren Hochwasserentlastungsanlage durchgeführt wurden. Diese Maßnahmen wurden erforderlich, nachdem bei den ersten Inbetriebnahmen solch tiefe Erosionen stattfanden, daß das Bauwerk in Gefahr war. Durch diese Erosionen wurde eine weit tiber das Tosbecken ragende, teilweise überhängende Felsböschung geschaffen, die erst in eine halbwegs stabile Form rückgeböscht warden mußte, ehe iai Tosbecken selbst die Reparaturarbeiten beginnen konnten.

Die Baumaßnahmen, die zum Großteil innerhalb von zwei Niederwasserperioden fertigzustellen waren, umfaßten etwa 2,2 Mio. m³ Felsaushub, wobei eine 250 m hohe Böschung entstand, 1,5 Mio.m³ Erdaushub, 13 000 m³ Spritzbeton, 70000 m² Baustahlgitter, 28 000 lfm Anker, 18 000 lfm Drainagelocher und 760 lfm Steinschlagschutz mit geflochteten Steinkörben.

Auch hier mußte mit einem minimalen Sicherheitsfaktor das Auslangen gefunden werden, wobei in situ Beobachtungen eine wertvolle Hilfe darstellten.