Galeries Forcées Précontraintes et Chambres D'équilibre

Summary: For thirty years, prestressed concrete has undergone a period of turbulent development. Bridges, tanks and silos, flat slabs, off-shore oil platforms and ships are realized in prestressed concrete. In lining pressure tunnels and shafts, the tendency to move from steel to concrete can be seen. This new mode of construction, not very well known at this moment by the project engineers of hydroelectric power schemes, is an interesting alternative to the classical steel linings for medium to large diameters (2.5 m to 30 m) and in the medium hydraulic pressure range (2.5 to 3.0 MN/m2 without rock participation). The active post-tensioned concrete linings are particularly suitable in case of an important inner pressure which cannot be taken by the surrounding rock, by too poor rock covering of the galery or with bad rock conditions. The post-tensioned concrete lining is also able to take entirely the place of steel lining. The active posttensioned lining is economical (10 % to 30 % cheaper than the classical solutions), quickly executed, pratically without maintenance and is not exposed to buckling caused by sudden dewatering. A description of a special anchorage unit specially designed for the described structures, the construction procedure and some practical examples are the topics of this paper. ZUSAMMENFASSUNG: Seit dreissig Jahren erlebt der vorgespannte Beton eine Zeit stürmischer Entwicklung. Es ist selbstverständlich, dass Brücken, Reservoirs und Silos, aber auch Flachdecken im Hochbau heutzutage in Spannbeton realisiert werden; diese Technik kommt auch für Flughafenpisten, Offshore-Oelplattformen und sogar Schiffe zur Anwendung. Eine ähnliche Tendenz zeichnet sich auch auf dem Gebiet der Auskleidung von Druckstollen und -schachten ab. Die vorgespannten Druckstollenverkleidungen, den projektierenden Ingenieuren des hydraulischen Fachgebietes noch wenig bekannt, sind eine interessante Alternative zu den klassischen Stahlpanzerungen für mittlere und grosse Durchmesser (von 2.5 bis 30 m) und mittlere Betriebsdrücke (2.5 bis 3.0 MN/m2 ohne Felsmitwirkung). Die aktiv durch Einzelspannglieder vorgespannten Betonverkleidungen sind anwendbar, wenn der Betriebsinnendruck für die Felsumhüllung zu hoch ist, wenn die Felsüberlagerung ungenügend ist, oder wenn die Felsqualität schlecht ist; darum ist eine aktiv vorgespannte Druckstollenverkleidung ohne.weiteres im Stande, eine klassische Stahlpanzerung zu ersetzen. Diese Verkleidungsart ist besonders wirtschaftlich (10 % bis 30 % billiger als die klassischen Lösungen), schnell gebaut, praktisch ohne Unterhalt (kein Korrosionsschutz zu erneuern); keine Beulgefahr infolge Kavitation oder plötzlicher Entleerung ist ein zusätzlicher Vorteil des Systèmes. Eine Beschreibung einer speziell entwickelten Spannverankerung für diese Anwendung, die Ausführungsphasen sowie die Erwähnung von ausgeführten Druckstollen und Schächten werden in diesem Vortrag präsentiert. RESUME : Le développement et la généralisation de l’emploi du béton précontraint ont connu un essor fulgurant ces dernières décénnies. Les ponts bien sûr, les réservoirs et silos, ainsi que les dalles et radiers de bâtiment sont réalisés en béton précontraint. Cette technique est même appliquée aux pistes d’aéroports, aux plateformes off-shore d’exploitation pétrolière et aux coques de navires. Dans le même contexte, les revêtements de puits et galeries forcées des complexes hydro-électriques font appel maintenant au béton précontraint. Cette technique de construction, encore peu connue parmi la plupart des ingénieurs projetant des complexes hydro-électriques, représente une alternative intéressante et ayant fait ses preuves face aux classiques blindages en acier en ce qui concerne les moyens et grands diamètres (de 2.50 m à plus de 30 m) et les pressions moyennes (jusqu’à 2.5 - 3.0 MN/m2 sans participation de la roche). Les revêtements précontraints activement par câbles d’acier à haute résistance entrent en ligne de compte lorsque la pression hydraulique intérieure de la galerie est trop forte pour l’enveloppe rocheuse environnante, lorsque le recouvrement de la galerie est insuffisant ou que la qualité de la roche est médiocre; à ce titre la précontrainte est en mesure de jouer totalement le rôle d’un blindage classique en acier; contrairement à d’autres systèmes, elle ne sert pas seulement à améliorer 1’étran- chéité de revêtements de galerie en béton non armé ou munis d’armature passive sujets à la fissuration. La galerie précontrainte activement par câbles s’impose pour des motifs économiques (de 10 % à plus de 30 % plus avantageuse que les solutions blindées classiques), sa rapidité d’exécution, son entretien inéxistant (pas de protection antirouille à renouveller) et son insensibilité au risque de claquage provoqué par cavitation ou sous-pression lors de vidanges subites ou par solicitation de pression d’eau extérieure. Une description d’un système d’ancrages spécialement conçu pour les galeries, l’énumération des opérations nécéssaires à la réalisation des revêtements précontraints, la présentation de quelques exemples pratiques complètent cet exposé.