Beydağ barajının mühendislik jeolojisi ve temel alüvyonu geçirimsizliğinin araştırılması

Abstract

ÖZET İki ana araştırma konusunu kapsayan bu çalışma da, birinci aşamada Beydağ Barajının mühendislik jeolojisi yönünden araştırması yapıl mış, ikinci aşamada ise gövde altındaki kalın aluvyoner serinin, en jeksiyon yöntemi ile geçirimsizliğinin sağlanma olanakları ve alter natif ikinci bir yöntemin (Slurry-Trench) çalışma şartlarına uygun olup olmadığı araştırılmıştır. Araştırma alanı, ödemiş ilçesine bağlı Beydağ yerleşim merkezinin 2 2,5 km kuzeydoğusunda olup, 230 km 'lik bir alanı kaplamaktadır. Yapılan haritalama çalışmalarında saptanan litostratigrafide, Pre-kamb- riyen'i, gözlü ve bantlı gnayslar ile leptitler, Paleyozoyik'i mika şistler, kalkşistler ve mermerler, senozoyik'i ise andezit, marn-silt- taşı ardalanması ve genç çökeller (yamaç molozu ve alüvyon) temsil etmektedir. Bu şekilde sıralanan bölge istifi, tektonik yönden aktif bir kuşakta yer almaktadır. GB-KD yönlü sıkışmaların sonucu oluşan bindirme fayları, temeldeki gnays serisinin, yer yer örtü serisi nin üzerine itilmesine neden olmuştur. Mühendislik jeolojisi araştırmaları, baraj yeri ve göl alanı olmak üzere iki grup altında yapılmıştır. Baraj yeri araştırmalarında sap tanan, maksimum 44,75 m derinliğindeki alüvyonun yarı geçirimli özel likte olması araştırmanın bu noktaya yönelmesine neden olmuştur. Yerinde ve laboratuvarda yapılan deneyler alüvyonun orta sıkı-sıkı olduğunu ve ilave gövde yükleri altında önemli değişimler olmayaca ğını ortaya koşmuştur. Gövde altındaki mika şist ve mermerlere ait örnekler üzerinde yapılan mekanik deneyler, doygun halde saptanan basınç dirençlerinin, kuru haldeki basınç direncelerin oranla %20 ile %100 arasında daha az olduğunu göstermiştir. Çalışmanın ikinci aşaması, gövde altındaki geniş ve derin alüvyonun geçirimsizliğinin sağlanmasına yönelik olarak gerçekleştirilmiştir.11 sızdırmazlığm kalıcı olarak sağlanması düşünüldüğünden, oluşturu lacak enjeksiyon perdesinin, geçirimsizlik ve direnç özelliklerini birarada bulundurması gerekmektedir. Bu nedenle perdelerin birden fazla malzeme ile oluşturulması söz konusu olmaktadır. Termik santral artığı olan uçucu kül 'ün, saptanan özellikleri, alüvyon bileşenleri arasına rahat girebileceğini ortaya koymuştur. Belirli oranlarda, çimentonun yerini alabilecek bu malzemenin kulla nımı halinde, maliyetler olumlu yönde etkilenecektir. Soma termik santralından sağlanan uçucu kül, çimento ve sodyum silikat' la ger çekleştirilen laboratuvar model deneylerinde, uçucu kül ve çimentodan oluşan 1 No'lu perde için, 1 katı (%50 çim. + %50 Uç.Kül.)/2 su. + %0.1 sodyum silikat karışımının yeterince bağlama yaptığı ve direnç li olduğu saptanmıştır, sodyum silikat perdesinin oluşturulması sıra sında reaktif olarak HC1 ya da HpSO. kullanılması halinde bağlama nın yeterince olmadığı ve yıkanmanın kolay- olduğu ortaya çıkmıştır. Ara perde için 1 katı (%50 çim + %50 Uç.Kül.)/2 Su + %25 sodyum si likattan oluşan karışımın, su içinde en az yıkanm yi ve yeterli di renci sağladığı görülmüştür. Alüvyon geçirimsizliğinin sağlanmasında, diğer bir alternatif ola rak, Slurry-trench (çamur hendeği) yöntemi ele alınmış, alüvyon özellikleri açısından irdelenmiş ve bu yöntemin de projeye uygulana bilir olduğu anlaşılmıştır. Bölge koşulları, araştırma yılının tek nik olanakları ve birim fiyatları dikkate alındığında, Slurry-Trench yönteminin toplam maliyetinin, enjeksiyon yöntemi toplam maliyetinden daha az olduğu görülmüştür.

Ill SUMMARY In this study which consist of two main parts, the engineering geology of Beydağ Dam is investigated in the first part, and decrease of the permeabilitiy of alluvium at the dam site by grout -ingection and suitability of using slurry trench method as an atternative to the grout injection of the Beydağ Dam site are investigated in the second part of the study. The study area is 2.5 kft NE of the town of Beydağ of Ödemiş Borough, 2 and covers an area of 230 km. During the geological mapping of the study area, it has been obser ved that Precambrien is represented by auqen and banded gnays1 and leptites, Palaezoic is represented by micaschist calsitete and marble successions, and Senozoiz is represented by andesite, marl and siltstone cycles, recent sediments, slope debris and alluvium. These successions are placed in an active belt. The trust faults formed as a result of the SW-NE compression, has resulted in emplace ment of the basal gnays succession on top of the younger successions. The engineering geological studies were carried out in two parts. Firstly, the presence of 44.75 m thich partially permeable alluvium in the dam site has resulted in concentration of the investigation in this area. In situ and laboratory test have shown that the density of alluvium varies between medium dense to dense and does to dense, and does not undergo noticable (important) deformation un der extra load. Thu uniaxial compressive strength test carried out on dry and saturated mica schist and marble samples have given dif- ferencs in strength 20 to 100 %, between the dry and saturated rock spercimens.iv The second phase of the study involved developmend of methods to achieve impermeabilitiy below the dam. Since, the impermeabilitiy is to be long lasting, the grout injection blanket zone should have both the strength and impermeability together. Thus the grout injection blanket has to be made from the mixture of more than one materials. Studies have shown that, the power, plant fly-ash can bu used in filling the voids in alluvium. By using fly-ash in place of cement, the cost of grouting will be decreased appeciable. Tests were carried out on grout mixtures made from the fly-ash supplied from Soma power plant, cement and sodium silicate, in the laboratory. It has been observed that the mixture presenting the first blanket and made out by mixing 1 parts solid (50% cement + 50 fly-ash), 2 parts water and 0.1% sodium silicate by volume, has given sufficient binding and strength. However, when HC1 and HUSO, were used as reactive agents, the binding was found tc be weak and the mixture was found to be washed out very easily. The mixture representing the transition zone and formed by mixing 1 part solids (50% cement + 50% fly-ash) 2 parts water and 25% sodium silicate by volume, has given suf ficient strength and high resistance against washing out. As an alternative to grouting for decreasing the permeability of alluvium, slurry trench method was evaluated in terms of the properties of alluvium and the applicability of this method to this projetc was found to be feasiable. By taking the regional condi tions, technical facilities and unit prices into the consideration, the total cost of the slurry trench method was estimated to be more cheaper than grout injection method.