Организация строительства и пропуск строительных расходов

При строительстве гидроузлов решение о способе пропуска строительных расходов принимают совместно с выбором компоновки и конструкции сооружений.

Рассмотрим один из способов пропуска строительных расходов, применяемый на начальной стадии строительства при возведении сооружений без отвода реки из её бытового русла.

В случае русловой или полу пойменной компоновки со­оружений гидроузла на первом этапе возводят перемычки первой очереди, которые образуют котлован 1-й очереди, в результате рус­ло реки сужается. В осушенном котловане 1-й очереди возводят нижнюю часть бетонной плотины (выравнивающую бе­тонную подушку, фундаментную плиту и быки на высо­ту необходимую для пропуска паводка). Расход пропускается через суженное русло. Перекрытая перемычками часть русла составляет не более 30% ширины русла в створе для нескальных оснований и не более 50÷60% для скальных оснований.

Для назначе­ния отметок гребня продольной и верховой поперечной перемычек определяют повышение уровней воды перед верховой перемычкой. Повышение уровня определяют по формуле [8]:

, (10.1)

где - коэффициент скорости, для прямоугольных перемычек, для трапецеидальных, при наличии направляющих дамб; и - бытовая скорость реки и ско­рость в суженном русле. При этом не должна превышать неразмываю­щих скоростей для самых крупных частиц грунта ложа реки:

, (10.2)

, (10.3)

где - площадь поперечного сечения суженной части русла при ;

- площадь поперечного сечения русла реки до стеснения при .

Высота верховой перемычки первой очереди:

 

, (10.4)

 

где - глубина воды в нижнем бьефе, соответствующая ; - конструк­тивный запас, принимаютравным 1м.

Расчетный максимальный расход воды (расчетный строительный расход) следует принимать, исходя из ежегодной вероятности превышения (обеспеченности), устанавливаемой в зависимости от класса и срока эксплуатации временного гидротехнического сооружения - перемычки, в соответствии с [3, 5.4.7]. Для перемычек IV класса ежегодную расчетную вероятность превышения расчетных максимальных расходов воды следует принимать равной:

при сроке эксплуатации до 10 лет - 10%;

" " " более 10 " - 5 %;

для перемычек III класса:

при сроке эксплуатации до двух лет - 10 %;

" " " более " " - 5 %.

Уровень воды в реке при пропуске строи­тельного расхода определяют по зависимости .

На втором этапе разбирают перемычки 1-й очереди, и воду пропускают через построенное водосбросное сооружение. Затем про­водят перекрытие суженной части реки. Отсыпают верховую или низовую перемычку, полностью перегораживая русло. Низовая перемычка час­то служит дренажным банкетом в грунтовой плотине или становится частью тела плотины. Отсыпают­другую перемычку, образуя котлован, осушают его и возводят русло­вую часть грунтовой или бетонной плотины.

Пропускстроительных расходов проводят через построенную в котловане 1-й очередибетонную плотину методом гребенки, через глубинные отверстия или иными способами.

Рассмотрим пропуск строительных расходов методом гребенки. Водосбросную плотину возводят в виде фундаментной плиты с быками, образующими водосбросные пролеты (Приложение 4). Во время паводка расходы пропускают через все полностью открытые пролеты. В период низких уровней воды в реке (осень-зима) часть пролетов закрывают затворами. При этом строительный расход пропускают через другую часть пролетов, в пролетах, за­крытыми затворами,проводят бетонные работы, поднимая гребень водослива на определенную высоту. В процессе производства работ прово­дят чередование открытых и бетонируемых пролетов. При этом отметка гребня возводимых пролетов может быть различной.

В зависимости от точности можно изменять количество закрытых и открытых пролетов: если открыт каждый второйпролет, то это двухступенчатая гребен­ка (Приложение 4), если на один открытый пролет приходятся два закрытых, это трехступенчатая гребенка т.д.

Пропускную способность гребенки определяют по форму­ле:

, (10.5)

где , , - коэффициенты расхода водослива с широким по­рогом при различной высоте порога [4]; , , …, - ко­эффициент, учитывающий подтопление водослива при различной высоте порога [4]; - число отверстий с напором ; - число отверстий с напором ; - число отверстий с напором ; - ширина водосливного пролета.

После каждой перестановки затвора уровень воды верхнего бьефа повышают на высоту , которую называют шагом гребенки. Шаг гребенки может быть принят 1,5÷3 м, высота слоя бетонирования за затворами, равная , увязывается с принятой высотой блоков бетонирования. Шаг гребенки можно опреде­лять также по формуле:

. (10.6)

В процессе строительства необходимо обеспечить выполнение условия:

,(10.7)

где - ожидаемый расход в реке.

Если, то пропускная способность гребенки не достаточна. В этом случае часть строительного расхода мо­жет быть пропущена через другие сооружения гидроузла (недостроенное здание ГЭС, шлюз и др.).

Затворы, под защитой которых производят бетонирование, обычно применяют плоские металлические.

Минимальная высота затвора составляет:

 

. (10.8)

 

Целесообразно рассмотреть возможность использования для перекрытия пролетов гребенки эксплуатационных затворов.

Использование гребенки осложняет организацию и производство работ, особенно при возведении высоких плотин. Часто оказывается целесообразным применение комбинированного метода, когда вначале пропуск строительных расходов проводится через гребенку, а затем через глубинные строительные отверстия. Иногда целесообразно выполнять водосбросные строительные отверстия на нескольких отметках по высоте с последующим их использованием в качестве эксплуатационных водоспусков.

При пойменной компоновке в первую очередь на поймен­ном участке проводят разработку котлована под бетонные соору­жения, подводящего и отводящего каналов. Короткие участки ка­налов, примыкающие к реке, оставляют неразработанными, они выполняют функции перемычек. Пропуск строительных расходов производится по руслу реки. Во вторую очередь производят перекрытие реки, строят русло­вую грунтовую плотину, а строительные расходы пропускают через недостроенную бетонную плотину методом гребенки. Пе­ред этим разрабатыва­ют участки каналов, примыкающие к реке.