| dc.description.abstract | Løkjelsvatn kraftverk er et nytt og moderne kraftverk som bygges ut i Litledalen i Etne kommune, Vestland. Med sin ferdigstillelse vil kraftverket sammen med eksisterende anlegg i dalen øke den totale kraftproduksjonen i vassdraget uten større inngrep eller endring i reguleringen av Løkjelsvatnet. Resultater fra bergspenningsmålinger viser lavere verdier enn forventet ut fra overdekningskriterier. Dette i kombinasjon med tidvis store utfordringer knyttet til betydelig innlekkasje av vann og behov for berginjeksjon har forskjøvet ferdigstillelsen og skapt hodebry for de involverte.
Svakhetene med overdekningskriterier for bestemmelse av endelig utforming er godt kjent i bransjen. Det er derfor avgjørende at spenningsnivået verifiseres før endelig plassering av konus, ellers kan utlekkasje fra tunnelsystemet medføre store økonomiske og materielle konsekvenser. I dag begrenses antall bergspenningsmålinger til et minimum som følge av praktiske og økonomiske årsaker. En rask og effektiv målemetode som gir et godt nok resultat kan være løsningen for å øke antall testlokaliteter og på den måten identifisere eventuelle anomalier i spenningsnivået.
Denne masteroppgaven har gjennom et kombinert case- og litteraturstudie sett nærmere på spennings- og lekkasjeforhold ved Løkjelsvatn for å vurdere egnetheten til bergmassen som utgangspunkt for uforede trykktunneler. Arbeidet omfatter både kartlegging av ingeniørgeologske parametere ved konus, laboratorieforsøk, numerisk modellering i RS2 og en semi-analytisk tilnærming for å estimere vannlekkasje fra de trykksatte deler av tunnelsystemet. I tillegg er det i samarbeid med PhD kandidat Henki Ødegaard planlagt og gjennomført bergspenningsmålinger med en nyutviklet test for å vurdere egnetheten og sammenlikne data med resultater fra mer etablerte målemetoder.
Resultater fra hydraulisk splitting gir en sikkerhetsfaktor på 1.33. Sammenliknet med tilsvarende sikkerhetsfaktorer og ingeniørgeologiske parametere ved norske prosjekter er det lite som tyder på at hydraulisk failure vil oppstå. Modellering av dette resultatet viser at spenningsnivået er større enn vanntrykket for hele den trykksatte delen av tunnelsystemet hvilket forutsettes for å unngå utlekkasje. Sammenhengen med Rapid Step Rate Test (RSRT) synes å være lik 1.22. Det konkluderes med at erfaringene er lovende og antyder at det er mulig å gjennomføre bergspenningsmålinger raskt, billig og med et godt nok resultat. | |
| dc.description.abstract | The Løkjelsvatn hydropower plant is a new and modern plant under construction in Litledalen in Etne municipality, Vestland. By completion, the power plant increases the annual power production in the valley without extensive encroachment on nature. Results from rock stress measurements show lower values than expected based on overburden criteria. In combination with challenges related to significant water leakage and the need for grouting in some areas, it has delayed the completion and given challenging circumstances for the involved.
The limitations of overburden criteria, such as The Norwegian Criteria for Confinement as a tool for predicting the minor principal stress, are well known. It is, therefore, crucial to verify the stress level before determining the final placement of the transition zone. Otherwise, hydraulic jacking of the rock mass, leading to excessive leakages from the tunnel system, can cause economic and material consequences. Today, the number of rock stress measurements are limited to a minimum due to practical and economic reasons. Therefore, it is necessary with a fast and cost-efficient measurement method that gives a reliable result without impeding the tunnel construction notable by increasing the number of test sites. Thus identify any anomalies in the stress state without increasing cost to traditional tests.
This study has considered stress and leakage potential at Løkjelsvatn to assess the appropriateness for unlined pressure tunnels through a combined case and literature study. The study includes mapping engineering-geological parameters at the transition zone, laboratory examination, numerical modeling in RS2, and a semi-analytical approach to estimate water leakage from the pressurized parts of the tunnel system. In addition, in collaboration with PhD candidate Henki Ødegaard, rock stress measurements have been carried out with a newly developed test, called Rapid Step-Rate Test (RSRT), to assess the validity and compare data with results from more established measurement methods, such as hydraulic fracturing.
Results from hydraulic fracturing provide a 1.33 factor of safety. Compared with experiences in similar Norwegian projects, there are reasons to believe that hydraulic failure will not occur. Numerical modeling shows that the confinement pressure is greater than the water pressure for the entire pressurized part of the tunnel system, which is assumed to avoid leakage. The correlation with the RSRT seems to be equal to 1.22. The experience with the RSRT test is satisfying and shows that it is possible to carry out rock stress measurements fast (typically 10-20 min pr. test) and cost-efficiently to increase the number of test locations compared to traditional tests. | |
