PANTIP.COM : X11025931 ทำไมน้ำแห้งแล้วเขื่อนถึงพัง{แตกประเด็นจาก X11025015} [วิศวกรรมและเทคโนโลยี]

ความคิดเห็นที่ 15

การพิจารณาว่าจะใช้โครงสร้างเขื่อนรูปแบบไหน นอกจากพิจารณาจากสภาพฐานรากแล้ว ยังต้องพิจารณาถึงความแข็งแรงของตลิ่งบริเวณที่จะก่อสร้างด้วย

หากตลิ่งมีสภาพเป็นหินแข็ง มีความแข็งแรงเพียงพอที่จะรับแรงดันที่ตัวเขื่อนถ่ายมาให้จากแรงดันน้ำหน้าเขื่อน ก็จะใช้รูปแบบ Arc Dam หรือเขื่อนโค้ง ซึ่งเมื่อตัวเขื่อนรับแรงดันของน้ำ แรงดันนี้ก็จะถูกถ่ายแรงไปตามระนาบโค้งของตัวเขื่อนและถ่ายแรงส่งไปยังตลิ่ง

แต่หากตลิ่งไม่สามารถรับแรงได้ ก็จำต้องใช้ตัวโครงสร้างเขื่อนเป็นตัวรับแรงดัน เมื่อมีแรงดันทางด้านข้าง หากให้สมดุลย์ ตัวเขื่อนก็ต้องมีแรงต้านแรงดันนี้ ซึ่งก็คือน้ำหนักของเขื่อนที่กดลงบนพื้นฐานเขื่อนกับสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัส ผมก็ไม่แน่ใจนะว่า เขื่อนแม่สรวยที่สูงหกสิบกว่าเมตร หรือเขื่อนขุนด่านปราการชลที่สูง 93 เมตร เขื่อนสิริกิต์ที่เป็นเขื่อนดินถมสูงประมาณ 113 ม. หรือเขื่อนศรีนครินทร์ที่เป็นเขื่อนหินถมแกนดินเหนียวที่สูงราวๆ 140 ม. น่ะเป็นเขื่อนไม่สูง เมื่อเทียบกับเขื่อนภูมิพลที่สูงตั้ง 154 ม. แน่ะ

และสำหรับ Pumping น่าจะเป็น Piping มากกว่า ซึ่งเกิดจากการซึม (Seepage) ของน้ำด้านหน้าเขื่อนเข้าในตัวเขื่อน แล้วแรงดันของน้ำมากพอที่จะทำให้น้ำที่ซึมนั้นมีความเร็วมากพอที่จะพาเม็ดดินในตัวเขื่อนไป ก็จะเกิดรูเล็กๆและขยายใหญ่ขึ้นจนเป็นโพรง ซึ่งทำให้เขื่อนยุบตัวและพังทลาย

การเลื่อนตัวของอาคาร (Sliding) ไม่ว่าจะเป็นตัวเขื่อน River Outlet หรือ ทางระบายน้ำล้น (Spillway) ก็ทำให้เขื่อนวิบัติได้ทั้งนั้น สำหรับเขื่อนดินแทบไม่มีทางเป็นไปได้ที่จะเกิดการเลื่อนตัวของเขื่อนกับพื้นลำน้ำเลย ขนาดเขื่อนมูลบนที่ไม่มีร่องแกน (Cutoff Trench) ก็ยังเกิดแค่ Piping เนื่องจากวัสดุกรองไม่ได้ตาม Specification

ส่วน Water Stop มันถูกฝังในคอนกรีต ในมาตรฐาน Rubber Water Stop ที่ผมใช้กันอยู่ไม่มีกำหนดให้เอาประเภทบวมน้ำมาใช้

สำหรับร่องแกน (Cutoff Trench) ซึ่งเป็นส่วนที่อยู่ต่ำกว่าระดับท้องน้ำใต้เขื่อน ทำหน้าที่เป็นชั้นทึบน้ำเพื่อเพิ่มระยะทางในการไหลให้มากขึ้น เกิด HeadLoss ของการไหลมาก วัสดุที่ถูกที่สุดก็คือดินครับ และส่วนนี้ไม่มีทางแห้งแม้ว่าเขื่อนจะแห้งไม่มีน้ำ เพราะมันอยู่ต่ำกว่าระดับท้องน้ำครับ
มันมีกำแพงซึ่งเรียกว่า Cutoff Wall ทำหน้าที่เพิ่ม Part Length ของน้ำ และอยู่ในแนวด้านข้างของฝาย และไม่ได้อยู่ในตัวเขื่อน แต่อญุ่ในฝาย พวกผมเรียกกันว่า หูฝาย ครับเป็นกำแพงคอนกรีต ฝังลึกใต้ท้องน้ำหน่อยนึงและสูงเท่ากับสันฝาย อาจยืดออกไปซุกในตลิ่งราวๆ ระยะขอบบนของฝาย

ส่วนในกรณีของสระน้ำหรือถังจมดิน ซึ่งเมื่อสูบน้ำออก สระหรือถังมักจะแตก อย่างแรกก็คือระดับน้ำใต้ดินด้านนอกที่สูงกว่าระดับน้ำในสระทำให้เกิดแรงลอยตัว (Bouyancy Force) ที่อาร์คีมิดิสค้นพบและตื่นเต้น จนร้องยูเรก้า และวิ่งชีเปลือยออกมาจากโรงอาบน้ำ มันยกสระให้ลอยขึ้นมาครับ อีกกรณีก็คือ ออกแบบโครงสร้างผิด มันพออยู่ได้ตอนมีน้ำ พอไม่มีแรงดันภายนอกมันดันให้สระพังทีหลัง (ก่อสร้างเสร็จใหม่ๆ ถมดิน ดินยังไม่แน่นมากพอที่จะเกิดแรงดันด้านข้างมากๆ)

สำหรับการออกแบบเขื่อน ต้องพิจารณาอยู่ 4 เรื่องใหญ่ๆ คือ
1. การเลื่อนตัว Sliding
2. การพลิกตัว Overturning
3. เสถียรภาพของลาด Slope Stability
4. ความมั่นคงของฐานราก

จากคุณ : Waterman (LN106)

เขียนเมื่อ : 5 ก.ย. 54 22:56:48