Design of erosion protection at diversion tunnel outlets with concrete prisms

ISSN： 1208-6029

Source： Canadian Journal of Civil Engineering, Vol.33, Iss.1, 2006-01, pp. : 81-92

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Abstract

Concrete prisms obtained by dividing cubes diagonally have been used successfully in some dam projects in Iran as a flexible and economical erosion protection measure at diversion tunnel outlets ending in a mobile river bed. To establish appropriate design criteria for this new protection measure, systematic hydraulic model tests have been performed. The physical tests allowed us to highlight the performance of the concrete prisms placed at a diversion tunnel outlet compared with an unprotected erodable riverbed. The concrete prisms are placed in such a way that in case of undermining, the protection system is able to deform and limit erosion and scour by always covering most of the river bed at the outlet. Based on the tests results, general applicable design criteria and equations, for estimating the scour hole geometry, its location, and the required size of the prisms as well as the total area to be protected, have been developed.Key words: diversion tunnel, scour, erosion protection, hydraulic model tests, concrete prisms, river diversion.Des prismes de béton obtenus par une séparation diagonale de cubes ont été utilisés avec succès dans certains projets de barrages en Iran comme mesures de protection flexible et économique contre l'érosion à la sortie des galeries de dérivation se terminant sur un lit mobile. Dans le but de développer des critères de dimensionnement appropriés pour ce nouveau type de mesure de protection, des essais systématiques sur modèle physique ont été effectués. Les essais physiques ont permis de confirmer la performance des prismes en béton placés sur un lit mobile à la sortie des galeries de dérivation par rapport à un lit mobile non protégé. Ces prismes en béton sont aménagés d'une telle manière qu'en cas d'affouillement, le système de protection est capable de se déformer et ainsi de limiter l'érosion et l'af fouillement en recouvrant toujours la plus grande partie du lit à l'ouvrage de sortie. Sur la base des résultats des essais, des critères généraux de dimensionnement et des formules applicables à l'estimation de la géométrie de la fosse d'érosion et son emplacement, ainsi que la taille nécessaire des prismes et la surface totale à protéger, ont été développés.Mots clés : galerie de dérivation, affouillement, protection contre l'érosion, essais sur modèle physique, prismes en béton, dérivation des rivières.