Swallow hole caused by deterioration of ageing masonry outlet culvert

A small swallow hole appeared in the upstream face of the dam adjacent to the overflow structure during higher than normal water level conditions. The overflow structure was undergoing examination by the County Council as the Highway Authority who have a stake in the reservoir with their responsibility for the road along its crest and the two overflow culverts. The overflow consists of two culverts through the dam, each with an inlet weir at its upstream end. At the time the incident was identified the entrance to one culvert had been isolated by installation of a limpet dam as enabling works to examine the culvert. Heavy rainfall had caused the water level in the reservoir to rise to a higher level than normal. It is possible that the swallow hole might be an indication of internal erosion either to the earth embankment dam or the overflow structure and, if left unchecked, could have led to significant damage to the dam or even its failure.

No obvious symptoms of structural deterioration of the masonry were evident prior to the routine investigations carried out by the HA as part of their bridges and culverts inspection programme. It is likely however that the cracking and internal erosion situation had developed over many years. The RA 1975 inspection regime and the HA Bridges & Culverts inspection programmes are not in sync and neither party seems to be legally obligated to share information with the other.

The root cause of the incident was ageing of the twin overflow culverts.  

The masonry had deteriorated and cracking therein had allowed fine soil materials to be eroded from the embankment and carried away into the overflow culvert.  Leakage over time had allowed the flow path to become enlargened and a small swallow hole had developed alongside the structure. 

• A portable pump was installed to control the water at its normal level and sandbags were placed around the swallow hole to reduce significantly the flow of water entering it.
• The brought-in pumping equipment was provided and operated by the undertaker's contractor.
• A planned surveillance regime with prompt reaction from the personnel involved enabled an appropriate and timely response involving attendance at the reservoir by an ARPE.
• The absence of any forewarning is not perceived to be a surveillance failing on the part of the Undertaker or reservoir safety professionals.  The chances of detection were considered to be small given that the eroded soil particles would be swept away downstream by normal baseflow.

Further investigations were carried out as part of the design of the remedial works.  These included ground  investigations with boreholes, geophysical assessment and lab testing.