6016

21

ж) Найти наибольший перепад между бьефами при перекрытии русла. Для это-

го построить кривую пропускной способности тоннеля при незатопленном режиме его работы, пользуясь формулой:

где m = 0,35; b – ширина тоннеля.

Расчет следует свести в таблицу по форме 1.

По кривой найти напор Н, при котором может быть пропущен через тон-

нель расход QР.П, и определить максимальный перепад бьефов при перекрытии:

Zмакс = УВБ – УНБ = ПВП + Н – УНБ.

Сечение тоннеля и его высотное положение выбраны правильно, если

Zмакс близко по значению рекомендациям [4] и [5].

к) Проверить пропускную способность при назначенном уклоне и ширине при безнапорном движении потока.

Пропускная способность считается рассчитанной верно, если принятое сечение и уклон достаточны для прохождения расчетного расхода при глубине воды, не вызывающей подтопления или затопления входного отверстия. Для этого необходимо, чтобы глубина потока внутри тоннеля не превышала 2/3

глубины перед его входом.

Расчет ведут в следующем порядке:

−Принимают (по таблице) Н, соответствующее расходу перекрытия.

−Определяют глубину воды в тоннеле h = (2/3)Н.

−Находят для глубины h живое сечение потока, смоченный периметр, гид-

равлический радиус и коэффициент Шези.

Если расход Q ≥ QР.П, то тоннель удовлетворяет необходимым требовани-

ям при условии, что уровень нижнего бьефа в реке не оказывает подпора. При наличии такого подпора тоннель следует считать по формулам неравномерного движения. Допустимо выполнять расчет упрощенным методом, изложенном в

[4].

Назначение отметок гребня перемычек и выбор экономически оптималь-

ных размеров тоннеля производится аналогично безнапорным тоннелям.

2.3. Расчет пропуска строительных расходов комбинированным способом

Для рек с большой неравномерностью стока и высокими паводками (осо-

бенно в недостаточно широких для секционирования русла створах) целесооб-

разно применять комбинированные схемы пропуска строительных расходов. В

общем случае такая схема предусматривает (рис. 2а):

−проходку небольшого (на расход межени не более 600 м3/с) строительно-

го тоннеля (преимущественно без отделки);

−перекрытие русла реки и сооружение в течение межени двух котлованов:

незатопляемого – для станционной плотины и ГЭС с высокими попереч-

ными перемычками и раздельным устоем в качестве продольной и затоп-

ляемого паводками котлована водосливной плотины с низкими перемыч-

ками, из которых по меньшей мере верховая должна быть не размывае-

мой;

−круглогодичное производство всех работ в котловане ГЭС и сезонное

(только в межень) в котловане плотины;

23

−пропуск расходов межени через строительный тоннель, а паводков – до-

полнительно через недостроенную водосливную плотину с переливом потока через низкие перемычки.

Расчет пропуска расходов в этом случае можно вести приближенно в сле-

дующем порядке:

−подобрать параметры строительного тоннеля (сечение, уклон, длину, от-

метки порогов порталов) и отметки гребня затопляемых паводками пере-

мычек при пропуске расхода межени, выбираемому по характерному гидрографу реки;

−определить уровни воды в ВБ и котловане водосливной плотины (выше низовой перемычки и выше недостроенной плотины) при пропуске через котлован расчетного весеннего паводка (за минусом пропускаемого через строительный тоннель расхода). Расчет ведут по формуле водослива с широким порогом и начинают его от низовой перемычки;

−найти отметки гребня верховой перемычки незатопляемого котлована и раздельного устоя (продольной перемычки) по соответствующим уров-

ням реки в ВБ и котловане водосливной плотины.

При широком русле и больших расходах межени (800 м3/с) может быть рекомендована комбинированная схема пропуска расходов с донным отверсти-

ем в раздельном устое (рис. 2б), позволяющая начать строительство гидроузла с наиболее трудоемких сооружений – станционной плотины и ГЭС и этим сокра-

тить общую продолжительность работ по гидроузлу в целом. Гидравлический расчет в этом случае выполняется методом последовательных приближений,

изложенном в п. «м» расчета секционирования русла.

24

3. ВЫБОР МЕТОДА ПЕРЕКРЫТИЯ РУСЛА

Для гидроузлов в узких каньонах прежде всего следует проанализировать возможность перекрытия обрушением массовым взрывом скальных пород с бортов каньона. Для этой цели пригодны участки со склонами круче угла есте-

ственного откоса разрыхленной горной породы. При выборе места перекрытия должны соизмеряться ширина русла, объем для заполнения его до нужной от-

метки и высота обрушаемого массива. При определении объема обрушения следует принимать во внимание коэффициент разрыхления пород при взрыве.

В случаях невозможности перекрытия массовым взрывом на гидроузлах со скальными основаниями рекомендуется применять перекрытие пионерным способом. При ожидаемых больших конечных перепадах (более 5-6 м) целесо-

образно рассматривать возможность рассредоточения перепада отсыпкой до-

полнительных банкетов.

Для гидроузлов на мягких основаниях пионерный способ перекрытия может быть рекомендован на основании опыта перекрытия Волги на Чебоксар-

ской и Камы на Нижнекамской ГЭС (при расходах до 3000 куб, м/с, макси-

мальной глубине прорана до 12-14 м и конечном перепаде до 80 см). Обяза-

тельным условием такого перекрытия должно быть крепление дня прорана ка-

менным шлейфом толщиной не менее 1,0-2,0 м и одновременный с замыканием прорана замыв его земснарядами.

Безбанкетный способ перекрытия методом гидромеханизации может быть рекомендован при конечном перепаде до 40 см и наличии достаточных мощно-

стей по намыву.

Фронтальный способ перекрытия следует применять лишь в крайних слу-

чаях: при сложении ложа реки легко размываемыми породами, высоких расхо-

дах потока, больших конечных перепадах и ограниченных объемах на стройплощадке крупного материала для отсыпки банкета.

25

4. ВЫБОР ПЕРЕМЫЧЕК

Зависит от глубины реки, скорости течения в свободной части ее, харак-

тера слагающих дно пород, продолжительности службы и т.д. Тип и конструк-

цию их необходимо принимать исходя из требований:

−наличия и недефицитности материалов для их сооружения;

−надежности против фильтрации, размыва и подмыва;

−возможности быстрой постройки и разборки.

Поперечные перемычки рекомендуется выполнять из местных материа-

лов. Применение ряжевых и шпунтовых конструкций для них должно быть обосновано экономическими или другими факторами.

Продольные перемычки при небольших скоростях течения в суженом русле и достаточной ширине его также следует делать земляными или камен-

нонабросными. В остальных случаях следует применять ряжевые или шпунто-

вые конструкции.

На равнинных реках перемычки, как правило выполняются намывными из песка. Для назначения предварительных габаритов их линию депрессии можно принимать с уклоном 1:5. При большой высоте – низовой откос необхо-

димо закреплять обратным фильтром. При скорости воды 0,5-0,8 м/с откос кре-

пить камнем или щебнем.

Для гидроузлов на скальных основаниях перемычки из местных материа-

лов, как правило, выполняют каменноземляными с экраном из суглинка. При отсыпке экрана в воду рекомендуется предусматривать устройство упорного банкета, отсыпаемого со льда или барж.

Ряжевые перемычки целесообразно применять в стесненном русле при скоростях 4-6 м/с, когда дно не допускает забивки шпунта и в случаях пропуска паводка через гребень перемычки.

В качестве основной конструкции продольных перемычек при напоре до

14 м наряду с ряжевыми могут быть рекомендованы перемычки из шпунта с цилиндрическими ячейками, заполненными песком или гравийно-песчаной смесью.

26

При невозможности забивки шпунта ячейки устанавливаются на скальное основание с последующим обетонированием на высоту 1-2 м.

При напоре более 14 м следует применять шпунтовые перемычки сег-

ментного типа.

В узких створах горных гидроузлов, особенно при возможном пропуске паводка через котлован, иногда применяются бетонные перемычки.

27

5. ВЫБОР МЕТОДА ОСУШЕНИЯ КОТЛОВАНА

Способ осушения котлована назначают в зависимости от его инженерно-

геологических условий. При мягких фильтрующих грунтах – это глубинное во-

допонижение, для скальных и плохо отдающих воду или сильно фильтрующих пород – открытый водослив.

Грунтовое водопонижение обеспечивает наиболее благоприятные усло-

вия работы в котловане и наилучшую сохранность основания под сооружения.

Поэтому, несмотря на более высокую стоимость, его следует использовать во всех случаях, когда это допускает геология котлована (при коэффициенте фильтрации пород К =1-1500 м/сутки).

В зависимости от глубины котлована, фильтрации пород и продолжи-

тельности работ рекомендуется применять:

−водопонижение легкими иглофильтрами – для песчаных, песчано-

гравелистых и супесчаных грунтов с К=100 м/с при глубине до 12 м (до

3х ярусов) в нестесненных котлованах;

−водопонижение эжекторными иглофильтрами – в грунтах с плохой водо-

отдачей (суглинки, иловатые, мелкие и разнозернистые пески), при огра-

ниченной мощности водонасыщенного слоя, при близком водоупоре и стесненных котлованах при глубине от 8 до 20 м;

−водопонижение скважинами с глубинными насосами при глубине более

20 м, в сложных геологических условиях, при больших размерах котло-

вана и большом дебете воды, при длительных сроках работы в котловане.

Открытый водоотлив – наиболее простой, дешевый и доступный способ борьбы с поверхностной и грунтовой водой – может быть рекомендован как вспомогательное средство в котлованах с глубинным водопонижением и как основной метод в скальных, обломочных и гравийно-галечниковых грунтах,

глинах и плотных суглинках, устойчивых против фильтрационных деформаций и имеющих К=1500 м/с или меньше единицы.

Расчет притока воды в котлован, параметров насосов и скважин водопо-

нижения и водоотлива может выполняться методами, изложенными в [6].

28

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЁМОВ РАБОТ ПО ОСНОВНЫМ СООРУЖЕНИЯМ И СМЕТНОЙ СТОИМОСТИ ГИДРОУЗЛА

Физические объемы работ необходимо определять по конструктивным чертежам проекта с составлением в отдельных случаях для земляных сооруже-

ний продольных и поперечных профилей по планам в горизонталях.

Объемы работ по сооружениям, которые конструктивно не разрабатыва-

лись, определяются на основании аналогов или укрупненных показателей. Под-

счет объемов монтажных работ можно производить по графикам приложения 2.

Результаты подсчетов объемов по сооружениям и конструктивным эле-

ментам рекомендуется сводить в ведомость (форм.2) с приложением подсчета и эскизов.

Для разработки календарного плана гидроузла наряду с физическими объемами необходимо знать стоимость работ по нему. Определение стоимости производится путем составления сводного сметного расчета по приводимой ниже форме и рекомендациям [12]:

Составление сводного сметного расчета нужно начинать с определения стоимости объектов и работ по основным сооружениям главы 2. Стоимость каждого сооружения этой главы обсчитывают на основании физических объе-

мов и укрупненных показателей стоимости отдельных видов работ и конструк-

ций. Последние рекомендуется принимать с привязкой к местности проектиру-

емого гидроузла.

29

Сметный расчет по главе 2 следует составлять по форме 4. Перечень со-

оружений этой главы должен быть возможно полным.

Объемы работ по остальным главам ССР (главы 1,3-12) могут опреде-

ляться в % от затрат по главе 2. Распределение затрат по главам ССР приведены в [6].

Стоимость ЛЭП рекомендуется определять по прейскурантам из справоч-

ников по ЛЭП, а автомобильных и железных дорог – по средней стоимости 1

км из справочников или по аналогам.

30

7. ВЫБОР МЕТОДОВ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ И ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ

Выбор методов производства работ и машин рекомендуется производить в следующей последовательности. Сначала, исходя из подсчитанных объемов работ, конфигурации и размеров сооружения, рельефа местности, условий транспорта и других факторов наметить возможные решения, а затем произве-

сти их производственную оценку.

Наиболее многообразными и сложными по организации являются зе-

мельно-скальные работы. Для них невозможно дать исчерпывающих рекомен-

даций. При выборе способа выполнения их можно руководствоваться следую-

щими положениями:

−для разработки котлованов, возведения перемычек, земляных плотин и дамб равнинных и предгорных гидроузлов следует всемерно использо-

вать метод гидромеханизации. При наиболее высокой производительно-

сти он имеет наименьшую трудоемкость. Работы по намыву сооружений рекомендуется выполнять земснарядами трех типов: 300-40, 500-60 и 1000-80;

−для выполнения массовых сухоройных земляных и скальных работ во всех случаях, когда позволяют объемы, следует использовать тяжелые строительные механизмы и транспортные средства: экскаваторы – ОШ-5- 45, ЭКГ-4,6,8-2505, Э-1252, бульдозеры-Т-330, ДЭТ-250, Т-180, Т-100,

автосамосвалы – БелАЗ-540 и КРАВ-256. При выборе типа экскаватора можно руководствоваться таблицей: