4806

20

разработка технологической схемы возведения сооружения; разработка мероприятий по охране труда, технике безопасности,

противопожарной технике; определение потребности в рабочих кадрах, в основных строительных

машинах; составление календарного графика строительного процесса;

вывод технико-экономических показателей строительного процесса.

2.1.7. Охрана окружающей среды

Даётся оценка влияния гидроузла на окружающую среду:

а) приводится характеристика природного комплекса в районе основных сооружений, водохранилища, нижнего бьефа;

б) оцениваются воздействия объекта на все компоненты природного комплекса: воду, воздух, климат, ландшафт, флору, фауну, человека и культурные ценности; определяются возможные нарушения в природной среде в результате строительства и эксплуатации гидроузла.

Намечается перечень и основные характеристики мероприятий, направленных на сохранение природного комплекса и снижение воздействия проектируемого гидроузла на природную среду. К таким мероприятиям относятся: установление водоохраной зоны, включающей прибрежную защитную полосу, рыбоохранной зоны; предотвращение загрязнения территорий и акваторий отходами строительства; рекультивация карьерных выработок; защита территорий от затопления и подтопления; создание нерестилищ, рыбопропускных сооружений, рыбозаводов; улучшение условий обитания водоплавающих птиц, диких животных. Особо должно быть оговорено влияние природоохранных мероприятий на выбор отметок НПУ и УМО, режим регулирования водного стока.

При определении сметной стоимости гидроузла следует выделить затраты на компенсацию ущерба и природоохранные мероприятия.

2.1.8. Мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций

Плотины речных гидроузлов являются надёжными сооружениями, однако и они иногда подвержены авариям. Одной из наиболее опасных форм разрушения грунтовых плотин является размыв тела плотины при переливе воды через гребень. Такое возможно вследствие переполнения водохранилища в случаях экстремальных (выше расчётных) расходов воды половодий и паводков, из-за недостаточной пропускной способности водосбросных сооружений, по ошибкам эксплуатации, из-за аварий в зонах водохранилищ (оползни, обвалы). При этом из водохранилища через образующийся в плотине проран изливается поток, способный вызвать затопление прилегающей местности в нижнем бьефе.

Данный раздел проекта может быть посвящён прогнозированию параметров размыва плотины и размеров зоны возможного затопления, на основе чего предусматриваются специальные мероприятия по защите или выносу населённых пунктов, промышленных объектов, коммуникаций.

21

Могут быть рассмотрены, также, другие чрезвычайные ситуации и меры по их предупреждению и ликвидации.

Может быть (по специальному заданию) разработана декларация безопасности гидротехнических сооружений (её основные положения).

2.1.9.Сметная стоимость строительства

Впроекте разрабатывается следующая сметная документация:

а). Сметный расчёт стоимости основных сооружений гидроузла, входящих в главу 2 сводного сметного расчёта. В основу этого расчёта могут быть положены объектные и локальные сметные расчёты;

б). Сводный сметный расчёт строительства.

Для сметных расчётов могут использоваться укрупнённые показатели стоимости строительно-монтажных работ.

2.1.10. Экономические показатели проекта

Для гидроузла транспортно-энергетического назначения могут быть приведены следующие данные.

Сметная стоимость строительства (по разделу 2.1.9).

Распределение капиталовложений между отраслями водного хозяйства. В первом приближении распределение проводится пропорционально затратам на возведение сооружений различного назначения в гидроузле. Например, на энергетику можно отнести стоимость плотин и здания ГЭС, на водный транспорт – стоимость судоходных сооружений.

Экономические показатели в гидроэнергетике, в частности, удельные капиталовложения на 1 КВт установленной мощности ГЭС.

Экономические показатели водного транспорта, в частности,

капиталовложения, отнесённые на 1 т навигационной пропускной способности шлюза.

По величинам приведённых показателей делается вывод об экономичности выполненного проекта.

Чертежи

Чертежи составляют основные результаты проектирования, а во время защиты ВКР (проекта) являются демонстрационным материалом. Здесь приводится приблизительный перечень минимального количества чертежей рассматриваемого проекта с рекомендациями по их содержанию.

Лист 1. Генплан гидроузла. Вычерчивается принятый вариант генплана. Рекомендуемый масштаб 1 : 2 000 – 1 : 10 000. Верхний бьеф, как правило, изображается сверху и слева. На генплане показываются основные сооружения гидроузла, дороги, ЛЭП, другие сооружения и коммуникации, используемые в эксплуатационный период. Наносятся урезы воды при характерных уровнях в бьефах, пикетаж по линейным сооружениям, основные отметки. Генплан

22

сопровождается экспликацией всех сооружений, линейным масштабом, ориентируется по меридиану.

Здесь же может быть изображён разрез по створу гидроузла или вид с нижнего бьефа с нанесением геологических условий.

На листе с генпланом следует выписать основные технические и экономические показатели гидроузла, например: назначение гидроузла, объём и площадь зеркала водохранилища, напор на гидроузле, максимальная высота глухой плотины, пропускная способность водосливной плотины, установленная мощность ГЭС, судопропускная способность шлюза, объёмы основных работ по гидроузлу, сметная стоимость гидроузла, удельные капиталовложения на единицу продукции.

На следующих двух листах вычерчиваются подробно рассмотренные в данном проекте сооружения гидроузла – подпорные и водосбросные.

Лист 2. Земляная плотина. Разрезы по русловой и пойменным частям плотины, разрез по створу – если он не был показан на листе 1, детали – оформление гребня, крепление откосов, дренажи. Рекомендуемый масштаб для разрезов 1 : 100 – 1 : 500.

Лист 3. Водосливная плотина. План, разрез вдоль тока воды, вид со стороны нижнего бьефа. Планом и разрезами следует охватить сопряжения с примыкающими сооружениями. Рекомендуемый масштаб для разрезов 1 : 100 – 1 : 500. Детали – деформационные швы, дренажи, сопряжение шпунта с телом плотины, конструкция понура, зональность бетона тела плотины и др.. Основные показатели водосливной плотины.

Лист 4. Строительная конструкция. Чертёж стальной или железобетонной конструкции с обязательным показом местоположения этой конструкции на чертежах основных сооружений.

Листы 5 и 6 . Календарный план строительства гидроузла с объёмами основных видов работ, графиками их интенсивности, финансирования, движения рабочей силы, удельными показателями строительства. Стройгенплан гидроузла со схемой пропуска расходов реки и конструкциями перемычек. При значительном удалении производственной базы от створа – ситуационный план строительства и стройгенплан района основных работ. Рекомендуемый масштаб 1 : 2 000 – 1 : 10 000. По технологии производства работ: план сооружения с расположением строительных машин, транспортных путей, вспомогательных устройств; схему разбивки сооружения на строительные элементы; технологическую схему; календарный график; Техникоэкономические показатели строительного процесса.

2.2. Проект «Малый гидроузел местного значения»

Гидроузлы местного назначения (для водоснабжения, орошения, рыбоводства, рекреации) строятся на малых реках, ручьях, временных водотоках. Проекты таких гидроузлов выполняются преимущественно по заказам различных организаций с перспективой последующего использования. Ниже отражаются особенности данного проекта в сравнении с предыдущим.

23

Паспорт гидроузла, содержащий основные показатели проекта, составляется по схеме, приведённой в разделе 2.1.

Исходные данные для проектирования необходимы в объёме раздела 2.1.

Материалов полевых изысканий, чаще инженерно-геологических и гидрологических, может недоставать. В этом случае для выяснения инженерногеологических условий следует воспользоваться данными изысканий на близлежащих объектах, литературными источниками. Гидрологические параметры малых водотоков определяются расчётным путём. Выбирается местоположение створа гидроузла.

Водохранилище. Раздел о водохранилище обязателен в проекте малого гидроузла.

Кривые площадей и объёмов водохранилища строятся на основе топографического плана.

Для установления основных параметров и режима наполнения – сработки водохранилища выполняются водохозяйственные расчёты. В их состав входит: назначение основных подпорных уровней – НПУ, УМО, ФПУ; установление характерных объёмов – полного, полезного, мёртвого; определение расходов и режима водопотребления.

Проектом может предусматриваться расчистка ложа для увеличения глубин и объёма водохранилища.

Водохранилище очерчивается на плане урезами воды. Проектируются мероприятия по подготовке ложа водохранилища. Разрабатывается схема водоохранной зоны водохранилища и водотока.

Компоновка гидроузла. В состав основных сооружений гидроузла хозяйственного назначения входят подпорная плотина, водосброс и, при необходимости, водоспуск для опорожнения водохранилища. Компоновка сооружений разрабатывается согласно указаниям раздела 2.1.2.

Рекомендуется, по возможности, пойменное размещение водосброса, при котором строительные расходы пропускаются по руслу водотока.

Можно ограничиться рассмотрением одного варианта компоновки. Основные сооружения гидроузла. Опыт, связанный с проектированием

небольших гидроузлов, показывает, что по требованиям минимизации стоимости строительства и эксплуатационных затрат предпочтительны земляные насыпные плотины и водосбросы простейших типов, по возможности автоматического действия и совмещаемые с водоспуском для опорожнения водохранилища.

В проекте с одинаковой подробностью должны быть разработаны все основные сооружения гидроузла. Допускается проектирование каждого сооружения в единственном варианте при должном его обосновании. Тип водосброса может быть выбран вариантным методом (раздел 2.1.3.1).

Земляная плотина. Проектирование земляной плотины ведётся согласно указаний раздела 2.1.3.2. Предпочтение должно отдаваться однородным плотинам. При высоте плотины до 10 – 15 м целесообразно применять типовые решения.

Водосброс. Выбор типа водосброса осуществляется в зависимости от сбросного расхода воды, перепада уровней в бьефах, инженерно-геологических

24

условий, способа пропуска строительных расходов, эксплуатационных требований. Применяются:

водосливные плотины с широким порогом, переливные плотины, обводные каналы, пропуск половодий по пойме (всё для русловых гидроузлов); открытые водосбросы в виде быстротоков, многоступенчатых перепадов; трубчатые водосбросы с ковшовым, башенным, раструбным верховым

оголовком (два последних совмещаются с водоспуском).

Для водосбросов на расход воды 20 – 150 м3/с, при перепаде уровней 5 – 15 м, имеются типовые проекты. Их можно использовать непосредственно или с переработкой конструкции.

Выполняются гидравлические, фильтрационные, статические расчёты, необходимые для обоснования параметров и конструкции водосброса.

Разрабатывается конструкция водосброса. Подбирается гидромеханическое оборудование. При использовании типовых проектов осуществляется привязка их к местным условиям.

Подсчитываются объёмы работ.

Водоспуск. Проектируется для опорожнения водохранилища. Совместно с открытыми водосбросами применяются донные трубчатые водоспуски, по которым имеются типовые решения. В башенных оголовках трубчатых водосбросов устраиваются донные отверстия с затворами.

Выполняются гидравлические статические расчёты, необходимые для обоснования параметров водоспуска

Строительные конструкции. Железобетонным и металлическим конструкциям гидросооружений должно быть уделено значительное внимание, особенно, если проект реальный и имеет перспективу внедрения. Раздел можно расширить за счёт сокращения разработок по организации строительства. Если, например, в составе гидроузла имеется трубчатый водосброс со стандартными трубами и оголовками индивидуального исполнения, для него следует запроектировать армирование железобетонных оголовков, детально разработать стальные конструкции затворов и служебного мостика. При проектировании строительных конструкций можно придерживаться последовательности, изложенной в разделе 2.1.4 не увлекаясь расчётами, но стремясь к подробному изображению конструкций на чертежах.

Производство работ. Подряд на строительство малого гидроузла отдаётся обычно строительной организации, имеющей собственную промстройбазу. С учётом её мощностей в проекте решаются очерёдность строительства, календарный план, технология ведущих работ – согласно указаниям разделов

2.1.5 и 2.1.6.

Вопросы охраны окружающей среды и предупреждения чрезвычайных ситуаций рассматриваются те же, что и в предыдущем проекте (разделы 2.1.7, 2.1.8).

Проектанту заказчиком может быть поручено составление правил эксплуатации гидроузла и правил использования водохранилища. В этом случае такая работа будет предусмотрена заданием на ВКР с выполнением при консультациях руководителя проекта.

25

Сметная стоимость строительства рассчитывается согласно указаний раздела 2.1.9. Но для расчётов следует использовать не УПС, а ЕРЕР.

В качестве итогового экономического показателя в проекте малого гидроузла хозяйственного назначения выводится стоимость 1 м3 полного объёма водохранилища. По данным АО «Нижегородагроводпроект», значение этого показателя, не превышающее 1,5 руб/м3 в ценах 1984 года, позволяет считать проект экономически целесообразным.

Чертежи должны с возможно большей полнотой отражать существо данного проекта. Например: 1) генплан гидроузла с водохранилищем; 2) плотина; 3) водосброс и водоспуск с показом планов, разрезов, узлов и деталей; 4) железобетонные и металлические конструкции, например – армирование оголовков водосброса, его затворное устройство и служебный мостик; 5) и 6) чертежи по производству работ – календарный план строительства, технология строительства водосброса и отсыпки плотины.

Рекомендации по содержанию чертежей даны в разделе 2.1.

2.3. Проект «Высоконапорный гидроузел»

Содержание проектов высоконапорных гидроузлов строится по схеме раздела 2.1. Такой проект может выполняться несколькими студентами. Ниже отражены особенности проектирования.

Паспорт гидроузла составляется также как в разделе 2.1.

Исходные данные для проектирования формируются в объёме раздела

2.1.1.

Генеральный план. Высоконапорные гидроузлы энергетического назначения располагаются в горных условиях восточных и южных районов страны. В состав основных сооружений глухие плотины, водосбросные сооружения, здание ГЭС. Проектирование сооружений гидроузла и их компоновки взаимосвязано. Настоящий раздел базируется на материалах проектных проработок вариантов сооружений и их компоновок (см ниже) и посвящается детальной разработке генплана выбранного варианта гидроузла.

Перечисляется состав, даётся краткая характеристика принятых в проекте основных сооружений гидроузла со ссылками на соответствующие иллюстрации и чертежи. Указывается класс сооружений.

Приводится генплан гидроузла, делается его подробное описание, в том числе сообщается о транспортных переходах через гидроузел.

Помещается сводная таблица объёмов работ по сооружениям гидроузла. Основные сооружения гидроузла. В проекте, как правило, должны быть

представлены все основные сооружения гидроузла. Сооружения выбираются вариантным методом.

В высоконапорных гидроузлах сообразно местным условиям применяются различные типы глухих плотин. Каждому типу плотины соответствуют определённые типы водосбросов, зданий ГЭС. Поэтому анализ вариантов ведётся по гидроузлу в целом, чтобы сооружения рассматривались совместно. Например:

26

вариант гидроузла с каменнонабросной плотиной, шахтным водосбросом и зданием ГЭС;

вариант гидроузла с массивной бетонной глухой и водосливной плотинами и зданием ГЭС;

вариант гидроузла с арочной плотиной, туннельным водосбросом и зданием ГЭС.

Рассматриваются два – три варианта. По каждому из них плотины и водосбросы изображаются на схемах, обосновываются минимально необходимыми расчётами, кратко описываются. Здания ГЭС принимаются схематично по аналогам. По каждому же варианту представляется компоновка сооружений в гидроузле. Намечается схема пропуска строительных расходов воды, при этом рассматривается возможность совмещения строительного водосброса с эксплуатационным. Выполняется технико-экономическое сопоставление вариантов гидроузла по основным параметрам, объёмам работ, стоимостным показателям. Мотивировано выбирается основной вариант.

Генплан и сооружения выбранного варианта подвергаются подробной разработке.

Глухая плотина. Проектирование плотины из грунтовых материалов ведётся по указаниям раздела 2.1.3.2.

Проектирование массивной бетонной плотины ведётся с рассмотрением следующих вопросов:

–проектирование профиля – отметка гребня, ширина гребня, уклоны граней, противофильтрационные устройства в основании, дренаж основания;

–расчёт устойчивости плотины на сдвиг;

–расчёт прочности плотины и основания;

–разработка конструкции плотины – корректирование профиля по результатам расчётов; определение параметров и размещение противофильтрационной завесы и дренажной системы в основании, дренажа в теле плотины, галерей; разрезка плотины деформационными швами, конструкция швов; классы и зональность бетона; верхнее строение; примыкание плотины к берегам;

–определение объёмов основных работ по плотине.

Проектирование других типов бетонных глухих плотин следует вести с рассмотрением примерно того же перечня вопросов.

Водосброс. Водослив при бетонной плотине проектируется тем же порядком, что и в разделе 2.1.3.3, с увязкой взаимного расположения глухой, водосливной, станционной частей плотины.

Шахтный или туннельный водосброс должен иметь параметры, обоснованные гидравлическими расчётами. Его конструкцию можно принять по аналогии, подвергнув поверочным расчётам.

В завершение раздела приводятся объёмы работ по водосбросу.

Здание ГЭС. В записку помещается схематический чертёж здания гидроэлектростанции с указанием основных параметров объёмов работ.

Дальнейшее проектирование в части разработки строительных конструкций, организации строительства, технологии производства работ,

27

охраны окружающей среды и составления смет, а также вывод экономических показателей ведётся согласно указаниям разделов 2.1.4 – 2.1.10.

Состав чертежей должен примерно соответствовать тому, что приведён в

разделе 2.1.

2.4. Проект «Гидроэлектростанция»

Проекты гидроэлектростанций на крупных реках выполняются, как правило, студентами, прошедшими практику на строящихся или эксплуатируемых ГЭС. Такой проект может выполняться несколькими студентами. Ниже излагается пример содержания проекта русловой или приплотинной гидроэлектростанции.

Паспорт гидроэлектростанции составляется по схеме, приведённой в разделе 2.1, с подробной характеристикой энергетических параметров, оборудования и конструкции здания ГЭС и менее подробными данными по остальным сооружениям гидроузла.

2.4.1. Исходные данные для проектирования

Исходные данные формируются в объёме раздела 2.1.1. Дополнительно приводятся сведения об энергосистеме, в которой будет работать проектируемая ГЭС: состав электростанций, требования на электроэнергию, графики нагрузок энергосистемы, роль проектируемой ГЭС в их покрытии.

2.4.2. Водноэнергетические расчёты

Водноэнергетическими расчётами выясняется характер регулирования стока, обосновываются отметки НПУ и УМО, полезный объём водохранилища, выбирается установленная мощность ГЭС, назначается оптимальный режим её работы, оценивается выработка электроэнергии.

2.4.3. Компоновка и сооружения гидроузла

В проекте представляются все основные сооружения гидроузла.

Перечисляется состав сооружений (плотина глухая и водосливная, здание ГЭС и др.).

Обосновываются конструктивно принятые или запроектированные с использованием аналогов типы и габаритные размеры глухой и водосливной плотин. В случае совмещённой с донными отверстиями или водосливной ГЭС проводят расчёты водосливного фронта. В записке помещаются схематические чертежи и краткое описание этих сооружений.

Приводится габаритная схема запроектированного здания ГЭС по материалам раздела 2.4.4.3.

Рассматриваются варианты компоновки гидроузла (см. раздел 2.1.2.2) или приводится обоснование принятой компоновки, если варианты её не сопоставлялись.

28

При гидроэлектростанции проектируются площадка ОРУ, ЛЭП, подъездные пути к монтажной площадке и ОРУ.

В разделе желательно поместить сводную таблицу объёмов основных работ по сооружениям гидроузла.

2.4.4.Здание ГЭС

2.4.4.1.Оборудование и водопроводящие пути ГЭС

Проектирование здания ГЭС следует начать с подбора основного и вспомогательного оборудования и определения размеров водопроводящих путей. Выбирается:

–число агрегатов, тип и параметры гидротурбин, МНУ, колонок управления агрегатами;

–схема и размеры водопроводящих путей ГЭС;

–тип и размеры гидрогенераторов, подгенераторная конструкция;

–тип, число, размеры повышающих трансформаторов;

–тип и габариты затворов на водопроводящих путях ГЭС;

–тип и размеры кранов, обслуживающих машинный зал и затворы;

–размеры агрегатного блока ГЭС;

–электрическая схема ГЭС, габаритная схема распределительного устройства (ОРУ или ЗРУ).

В перечень сведений об оборудовании включаются данные об его общей массе и массе элементов, подлежащих транспортированию при монтаже или ремонте.

2.4.4.2. Варианты здания ГЭС

На основе выбранных параметров ГЭС и её оборудования выбирается тип здания станции. Могут быть рассмотрены два – три варианта. Например, в гидроузле среднего напора – русловое, совмещённое с донным водосбросом, водосливное здание ГЭС. Принимаемый в проекте вариант здания ГЭС должен быть технически и экономически обоснован.

2.4.4.3. Конструкция здания ГЭС

Согласно принятому типу разрабатываются компоновочные и конструктивные решения здания ГЭС.

Проектируется разрезка на агрегатные блоки.

Выполняется гидравлический расчёт водопропускных отверстий, если они предусматриваются в здании ГЭС,

Для руслового здания конструируется и рассчитывается подземный контур в увязке с примыкающими сооружениями. Проверяется расчётом устойчивость против сдвига и несущая способность основания.

Выбирается местоположение, проектируется компоновка монтажной площадки, подъезды к ней

29

В записке, в месте со схемами, помещается краткое описание конструкции здания ГЭС.

Приводятся объёмы основных работ.

2.4.5. Строительная конструкция

Разрабатывается один из ответственных железобетонных или стальных элементов здания ГЭС, например, плита перекрытия или основания отсасывающей трубы, колонная машинного зала, подкрановая балка.

Может проектироваться оборудование, например затвор водоприёмника ГЭС или затвор отсасывающей трубы.

Разработки ведутся по указаниям раздела 2.1.4.

2.4.6. Организация строительства и технология производства работ

Решается по той же схеме, что и в проекте гидроузла (разделы 2.1.5, 2.1.6) с развитием вопросов, относящихся к зданию ГЭС.

2.4.7. Стоимость гидроэлектростанции

Определяется сметная стоимость строительства ПО УПС, как сказано в разделе 2.1.9, с подробным расчётом стоимости здания ГЭС и менее подробными расчётами стоимости остальных сооружений гидроузла.

2.4.8. Экономические показатели гидроэлектростанции

Определяются капитальные вложения в гидроузел. Отделяются капитальные вложения, отнесённые на гидроэнергетику. Выводится экономическая характеристика эксплуатации ГЭС. Выясняется сравнительная эффективность ГЭС. Делается заключение об экономичности запроектированной гидроэлектростанции.

Чертежи

Чертежи, иллюстрирующие данный проект, должны давать чёткое представление об основных решениях, принятых по компоновке гидроузла, конструкции здания ГЭС, организации и производству работ.

Лист 1. Генплан гидроузла. Выполняется по рекомендациям раздела 2.1. На листе с генпланом следует выписать основные технические и экономические показатели гидроэлектростанции, например: установленная мощность ГЭС, среднегодовая выработка, условное число часов использования, напоры, турбинный расход, характер регулирования стока, объёмы основных работ, сметная стоимость ГЭС, удельные капиталовложения на 1 установленный кВт мощности и 1 кВт·ч выработки, себестоимость электроэнергии.