Некоторые специальные работы

При возведении гидроэлектростанций выполняется целый ряд специальных видов работ, вызываемых как технологической схемой осуществления гидроэнергоузла, так и требованиями абсолютной надежности работы гидросооружения, находящегося под напором и воздействием речного и грунтового водных потоков.

При возведении гидроэнергоузла наиболее ответственными и трудоемкими являются следующие виды специальных строительных работ:

1. Организация котлованов основных гидросооружений, обычно связанная с устройством перемычек и организацией водоотлива.

При выполнении гидротехнических сооружений наиболее распространенной схемой является схема возведения ГЭС и плотины в две очереди (преимущественно за перемычками). При этом в первую очередь обычно ограждаются перемычками частично или полностью бетонные сооружения гидроузла с пропуском расходов реки через свободную часть русла реки.

Во вторую очередь расходы реки пропускаются после разборки перемычек первой очереди через готовые бетонные сооружения, возведенные в котловане первой очереди, свободное же русло реки перекрывается каменным банкетом, осуществляемым наброской камня в текущую воду. В образуемом банкетом тиховоде (в зависимости от проекта) намывается гидромеханическим способом земляная русловая плотина, или сооружаются перемычки второй очереди, за которыми в откачанном котловане возводятся гидросооружения второй очереди.

Рис. 29. Строительство ячеистой перемычки Горьковской ГЭС

Наиболее ответственным трудоемким сооружением при организации котлованов являются перемычки.

Перемычки, ограждающие котлован, — это временные подпорные сооружения, работающие обычно в сложных гидрологических и геологических условиях, подвергающиеся воздействию водного потока с повышенными скоростями, а также воздействию льда и плавающих тел.

Напор на перемычках достигает 20 л и выше, что требует специальных противофильтрационных мероприятий.

При строительстве гидроэлектростанций наибольшее распространение получили земляные и ряжевые перемычки или их разновидность и лишь за последнее время стали применяться ячеистые перемычки из металлического шпунта (Горьковская ГЭС, Кайрак-Кумская ГЭС, Каховская ГЭС и др.).

Рис. 30. Разборка земляной перемычки котлована Иркутской ГЭС

Ячеистые перемычки позволяют полностью механизировать все строительные процессы по возведению и разборке перемычек, они инвентарны, более экономичны и менее трудоемки в работе, но требуют металла.

При твердых основаниях и при стесненном фронте работ (недостаточная ширина реки) обычно применяются ряжевые перемычки.

При любых основаниях и при нестесненном фронте работ применяются земляные перемычки, которые имеют преимущества при разборке (лучшим материалом земляных перемычек являются супеси и суглинки с содержанием до 30—40% гравия и гальки).

На мягких основаниях применяются все виды перемычек с выполнением необходимых креплений откосов и стенок от размыва и разрушения их водным потоком. Земляные перемычки обычно выполняются намывом гидромеханизацией.

Ряжевые перемычки возводятся или со льда, или предварительно рубятся отдельными ряжами на стапелях и прибуксировываются к месту установки, где и загружаются камнем, песком или песчано-гравийной смесью и нарубаются до проектных отметок.

С напорной стороны ряжевых перемычек устанавливается в целях противофильтрации металлический шпунт.

Ячеистые перемычки возводятся на естественной или искусственно создаваемой отсыпи. Шпунт их обычно погружается методом вибрирования.

Рис. 31. Иглофильтры в котловане основных сооружений Горьковской ГЭС

Чтобы судить о масштабах работ по перемычкам, достаточно сказать, что например, на Днепрострое было построено 3,2 тыс. пог. м ряжевых перемычек и выполнено по ним 320 тыс. м³ ряжей с загрузкой их камнем; при строительстве Куйбышевской ГЭС было построено 13,2 тыс. пог. м перемычек и выполнено по ним 9,2 млн. м³ земляных работ, 740 тыс. м³ каменных креплений и фильтров и 11,5 тыс. т металлического шпунта.

На строительстве Каховской ГЭС общая длина продольной шпунтовой ячеистой перемычки составила 900 пог. м. Всего было погружено методом вибрирования около 10 тыс. т шпунта.

Для осушения и последующего поддержания в осушенном состоянии котлована основных гидросооружений применяется открытый или грунтовой водоотлив. При строительстве гидросооружений грунтовой водоотлив применяется главным образом для искусственного понижения уровня грунтовых вод, когда применение открытого водоотлива может вызвать нарушение структуры грунта.

Так как значительная часть наших гидросооружений закладывается на рыхлых грунтах, когда поверхностный водоотлив возможен с большим ограничением, большое распространение в практике гидростроительства получил глубинный водоотлив, выполняемый посредством трубчатых колодцев и иглофильтров.

Грунтовой водоотлив наиболее эффективен в грунтах с коэффициентом фильтрации Е = 5—100 м/сутки. Он осуществляется" при помощи легких иглофильтров, глубоких иглофильтров и скважин, оборудованных насосами.

Грунтовой водоотлив применялся на строительствах: Горьковской ГЭС, Новосибирской ГЭС, Кайрак-Кумской ГЭС, Куйбышевской ГЭС, Каховской ГЭС и др.

Чтобы судить о масштабах работ по осуществлению грунтового водоотлива, достаточно сказать, что, например, на Каховской ГЭС для устройства грунтового водоотлива было пройдено около 15 тыс. пог. м скважин при помощи ударно-механического бурения и гидропогружения; уложено около 19 тыс. пог. м трубопроводов. Суммарная мощность установленных агрегатов (насосов) достигала 16,5 тыс. квт, было смонтировано 90 насосов типа АТН, 4 400 иглофильтров и эжекторных иглофильтров. На Куйбышевской ГЭС пробурено и оборудовано глубинными насосами около 1 098 водопонизительных скважин общей длиной 54,5 км.