V этап—наращивание сооружений и наполнение водохранилища до проектных отметок с последовательным, поочередным пуском всех агрегатов.

Общая схема возведения речных гидротехнических сооружений

1.1. Особенности гидротехнического строительства

Строительство гидротехнических сооружений имеет по сравнению со строительством других промышленных сооружений ряд существенных особенностей, которые в большой мере влияют на производство работ, очередность и сроки возведения сооружений. Рассмотрим основные из них.

Высокая степень зависимости типа и конструкции основных сооружений гидроузла от местных природных условий (топографических, геологических, гидрологических, климатических), присущих только данному строительству.

Различие в топографических условиях вызывает различие в компоновке сооружений, в размещении производственных баз строительства и их удаленности от районов сосредоточения основных объемов работ.

Различие в инженерно-геологических условиях диктует разнообразие типов сооружений и их конструкций, применение местных материалов, бетона, железобетона и т. д. Это в свою очередь вызывает необходимость проведения разных видов основных работ (бетонных, земляных), применения соответствующей по видам и мощностям строительной техники, возведения нужных подсобных предприятий.

Особенностью строительства гидроузлов в горных районах, кроме того, является необходимость учета таких опасных явлений, как обвалы и оползни, снежные лавины и селевые потоки, являющиеся результатом развития здесь экзогенных геологических процессов. Это вызывает необходимость принятия соответствующих мероприятий по предотвращению этих опасных явлений.

Различия в климатических условиях (от умеренно благоприятных в южных районах страны до особо суровых в северо-восточных районах) вызывают различия, прежде всего в организации труда и быта работающих, для эффективного и качественного ведения работ. Например, в зависимости от климатических условий предусматриваются различные мероприятия по организации зимнего бетонирования, устройству насыпей намывом и сухим способом в зимних условиях и т. п. Климатические условия существенно влияют и на производительность труда работающих.

Разнообразие основных сооружений в составе гидроузла, практическое отсутствие повторяющихся объектов. Эта особенность обусловливает различную технологию возведения объектов и иной, чем на других видах строительства, подход к организации строительства.

Типизация и однотипность конструктивно-технологических решений возможны в основном только внутри каждого отдельного сооружения (однотипные секции плотины, здания ГЭС, однотипные блоки бетонирования, карты отсыпки и т. п.). Отсутствие однотипности сооружений вызывает изменение состава и объемов работ в ходе строительства. В один период могут превалировать земляные работы, в другой — бетонные, в третий — монтажные и т. д.

Необходимость организации пропуска естественных расходов реки (так называемый «пропуск строительных расходов») через створ строящегося гидроузла в течение всего периода строительства. Эта особенность гидротехнического строительства наиболее сильно влияет на очередность строительства основных сооружений, расположенных в русле реки. Поскольку на протяжении всего строительства через створ гидроузла идет определенный водоток, то невозможно развернуть строительство по всему фронту и равномерно возводить все сооружения, а требуется строить гидроузел по частям, предусматривая места для пропуска расходов водотока. Все это требует четкой увязки графика возведения отдельных частей сооружений и последовательности работ с гидрологическими условиями реки и соответствующего выбора схем пропуска строительных расходов на различных этапах строительства.

Отдаленность строящихся гидроузлов от существующих транспортных магистралей, а также от промышленно развитых городов и объектов стройиндустрии.Строящиеся крупные гидроузлы в настоящее время располагаются, как правило, в малообжитых районах Сибири и Дальнего Востока, где отсутствует развитая сеть дорог, линий электропередачи, объектов стройиндустрии. Все это вызывает необходимость строительства новых автодорог, железнодорожных и водных путей, перевалочных баз, создания собственных производственных баз.

Большие общие объемы работ, высокая стоимость и длительные сроки строительства.Эта особенность вызывает, прежде всего «замораживание» капиталовложений. Для уменьшения отрицательного эффекта «замораживания» требуется такая организация и технология строительства, которая обеспечивает ввод первых мощностей объекта (первого агрегата ГЭС, ГАЭС, первого блока насосной станции и т. п.) при недостроенных сооружениях с последующим постепенным наращиванием мощности и достройки плотины до проектной отметки.

Затопление и подтопление территорий, связанное с созданием водохранилищ и оказывающее существенное влияние на экологические условия районов.Это вызывает необходимость организации работ по подготовке ложа водохранилища к заполнению и тесной увязки графика выполнения этих работ с графиком возведения основных сооружений и наполнением водохранилища. Строящиеся в последнее время гидроузлы имеют, как правило, комплексное назначение. Они одновременно решают многие народнохозяйственные задачи, затрагивают и учитывают интересы многих отраслей народного хозяйства, в частности энергетики, водного хозяйства, водного транспорта, рыбного хозяйства, лесного хозяйства, сельского хозяйства и др. Назначение гидроузла диктует определенные требования к очередности и срокам возведения сооружений.

Все рассмотренные особенности вызывают необходимость индивидуального подхода к решению отдельных вопросов производства работ и организации гидротехнического строительства по сравнению с другими видами строительства. Рис. 1.1.-1.4.

Рис. 1.1. Строительство Саяно-Шушенской ГЭС с прочно-гравитационной бетонной плотиной

Рис. 1.2. Строительство Бурейской ГЭС с гравитационной бетонной плотиной с использованием укатанного бетона

Рис. 1.3. Строительство Вилюйской ГЭС-3 с земляной плотиной

Рис. 1.4. Строительство Саяно-Шушенской ГЭС. Комплекс сооружений бетонного хозяйства.

1.2. Периоды подготовки и строительства гидротехнических сооружений

От возникновения идеи о строительстве какого-либо объекта, особенно крупного гидротехнического сооруже­ния, до окончания строительства этого объекта проходит достаточно длительный период времени, насчитывающий иногда десятки лет. В течение этого времени последо­вательно решаются задачи, обеспечивающие в конечном итоге строительство объекта в определенной последова­тельности и в определенные сроки. Как и в любом от­дельном технологическом процессе в целом, в подготов­ке и строительстве гидротехнических сооружений су­ществует определенная очередность выполнения различ­ных работ, обеспечивающая наиболее рациональную организацию и выполнение поставленной цели.

В соответствии с этим общую продолжительность подготовки и строительства сооружений принято делить на отдельные периоды. В гидротехническом строитель­стве принято выделять периоды, относящиеся к общей проектной подготовке строительства и к непосредствен­ному строительству.

В проектной подготовке строительства выделяются: период перспективного (внестадийного) проектирования и период составления проекта.

В период перспективного проектиро­вания выявляются возможные пути развития соот­ветствующей отрасли народного хозяйства (например, гидроэнергетики, водного хозяйства) и наиболее эффек­тивная очередность строительства объектов для их реа­лизации. Для первоочередного объекта, намечаемого к строительству, выполняются внестадийные проектные проработки, подтверждающие технико-экономическую целесообразность его строительства.

Впериод составления проекта осуще­ствляются детальные проектно-изыскательские и иссле­довательские работы по обоснованию конструктивно-технологических, организационных, экономических и экологических решений по строительству данного объекта. В этот период определяются и утверждаются все основные организационные условия, состав участников, основные ресурсы и сроки строительства, поэтому в ре­шении этих вопросов должны участвовать не только проектные организации, но и будущие строители и экс­плуатационники. Этот период нельзя рассматривать только как проектный, а правильнее — как период составления проекта и организацион­ной подготовки строительства.

В периодах, относящихся непосредственно к осу­ществлению гидротехнического строительства, принято выделять минимум три (хотя в принципе их может быть и больше): подготовительный, основной и заключитель­ный.

Первый период — подготовительный. Главная задача подготовительного периода — подготовка строи­тельства к ведению работ по основным сооружениям. Сюда входит строительство транспортных, энергетиче­ских и всех других инженерных коммуникаций, опреде­ленной части производственной базы, определенной ча­сти жилпоселка и других сооружений, т. е. подготовка всех тылов, обеспечивающая начало ведения основных работ и последующее их развитие необходимыми темпа­ми. По продолжительности этот период охватывает вре­мя от начала строительства (открытия титула объекта) до начала работ по возведению основных сооружений (начало земляных работ в котловане основных соору­жений, укладка бетона в основные сооружения, отсыпка материала в тело плотины и др.). В этот период должны быть закончены строительством основные объекты про­изводственной базы (бетонное хозяйство, автобазы и др.). Часть сооружений производственной базы может быть построена и позже, т. е. параллельно с началом основных работ, но при условии, если это не сдержи­вает намеченную интенсивность работ.

Второй период — основной. Главная задача это­го периода — возведение основных сооружений в объеме, необходимом для пуска объекта на полную мощность. Практически в этот период должны быть закончены все сооружения объекта, необходимые для его эксплуата­ции. По продолжительности этот период охватывает время от начала работ в котловане основных сооруже­ний до пуска объекта во временную эксплуатацию. Этот период, как правило, характеризуется высокими темпа­ми строительства. Годовые объемы работ достигают20—25% и более от общего объема.

Третий период — заключительный. Главная задача этого периода — подготовка и сдача объекта в постоянную промышленную эксплуатацию. В этот пе­риод заканчиваются все работы по объекту, не включен­ные во второй период к моменту пуска объекта во вре­менную эксплуатацию. В основном— это доделки по основным сооружениям: отделочные работы, работы по благоустройству территории промзоны и жилпоселка, рекультивационные работы по карьерам строительства, ликвидация временных предприятий строительства и т. п. По продолжительности этот период охватывает время от пуска объекта во временную эксплуатацию до приемки объекта государственной приемочной комис­сией в постоянную эксплуатацию.

Для крупных гидроэнергетических и других объек­тов, имеющих большую мощность с большим количест­вом агрегатов и длительные сроки наполнения водохра­нилища, ввод мощностей предусматривается, как пра­вило, последовательно и растягивается на длительный период. В этом случае рационально выделять не три, а четыре периода, разбивая основной период на дополни­тельные периоды, отражающие пуск первых агрегатов и последующее наращивание мощности объекта до про­ектной. А именно: первый период — подготовительный; второй—основной по пуску первых агрегатов; третий — основной по наращиванию мощностей до проектной; чет­вертый — заключительный. Подготовительный и заклю­чительный периоды в этом случае имеют те же самые главные задачи, что и при разбивке на три периода. Главной задачей основного периода по пуску первых агрегатов является выполнение работ в минимальных объемах, необходимых для пуска первых агрегатов ГЭС на промежуточных отметках водохранилища, в том чис­ле возведение сооружения напорного фронта до пуско­вых отметок первых агрегатов ГЭС, возведение монтаж­ной площадки и здания ГЭС в объемах, необходимых для пуска первых агрегатов, т. е. выполнение пускового комплекса первых агрегатов. При этом должна быть учтена возможность последующего развития работ по другим агрегатам без остановки действующих.

Принятое деление общего срока строительства на отдельные периоды носит несколько условный харак­тер, в связи с тем, что они тесно взаимосвязаны, и при строительстве гидроузлов в соответствии с конкретными условиями часто происходит совмещение работ отдель­ных периодов и этапов. Однако в целом такое деление более четко определяет главные задачи строительства на данном отрезке времени, а также главные направле­ния в организации и планировании работ.

1.3. Этапы возведения сооружений и пропуска строительных расходов

Общую задачу каждого периода целесообразно раз­бивать на ряд более частных задач и выделять внутри каждого периода соответствующие этапы. Поскольку масштабы задач для разных строек могут быть различными, то и количество этапов может быть различным. Однако практика гидротехнического строительства вы­работала подходы к рациональному выделению этапов. Так, в основном периоде для речных гидротехнических сооружений целесообразно выделять минимум пять эта­пов, связанных с очередностью возведения сооружений с учетом пропуска строительных расходов и наполнения водохранилища.

I этап — возведение сооружений, необходимых для перекрытия русла;

II этап — перекрытие русла;

III этап—наращивание сооружений до отметок, необходимых для начала наполнения водохранилища;

IV этап — наполнение водохранилища до отметок пуска первоочередных агрегатов;

V этап—наращивание сооружений и наполнение водохранилища до проектных отметок с последовательным, поочередным пуском всех агрегатов.

Каждому из этих этапов соответствует своя схема пропуска строительных расходов и переход от одного этапа к другому сопровождается соответствующими изменениями этой схемы.

На I этапе основного периода возведение необходимых сооружений осуществляется, как правило, за перемычками, а пропуск строительных расходов производится по естественному руслу реки с различной степенью его стеснения этими перемычками. Внутри котлована строятся сооружения, через которые будут пропускать строительные расходы на последующих этапах строительства. Эти сооружения бывают различных видов в зависимости от компоновки и типов основных сооружений;

Это могут быть как специальные временные сооружения, построенные только для пропуска строительных расходов (каналы, туннели, донные трубы), так и различные отверстия в постоянных бетонных сооружениях (отверстия в виде «гребенки», донные отверстия и т.д.).

В принципе следует стремиться к использованию основных сооружений гидроузла для пропуска строительных расходов, т.е. к совмещению строительных и эксплуатационных водосбросов, при невозможности этого варианта нужно прибегать к устройству специальных временных отверстий в основных сооружениях и только в крайнем случае предусматривать специальные временные сооружения.

Основные мероприятия и виды работ на первом этапе включают:

· возведение перемычек первой очереди;

· организацию водоотлива и водопонижения в котловане;

· выемку мягких и скальных грунтов под сооружения;

· бетонные работы на участках бетонных сооружений;

· насыпь грунтов на участках земельных сооружений;

· монтаж гидромеханического оборудования строительных отверстий.

Положение и конструкция перемычек должны быть увязаны с возможным стеснением русла, геологическими условиями основания и наличием местных материалов.

Перемычки относятся к временным сооружениям 4 класса капитальности. Отметки гребня должны соответствовать горизонтам воды при пропуске расчётных расходов 5% обеспеченности. Иногда при особых обоснованиях перемычки относят к 3 классу капитальности с расчетными строительными расходами 3% обеспеченности.

Система водоотлива и водопонижения должна быть увязана со свойствами грунтов основания и перемычек.

Бетонные части сооружения, необходимые для перекрытия русла и пропуска строительных расходов после перекрытия возводятся полностью. Остальные сооружения возводятся в минимальном объёме, необходимом для создания напорного фронта при перекрытии и пропуске последующего расчётного паводка.

На II этапе в процессе перекрытия русла осуществляется постепенное переключение расходов из естественного русла на сооружения, построенные во время I этапа.

Перекрытие русла включает следующие основные мероприятия и работы:

· предварительное стеснение русла на участке перекрытия до расчётного прорана;

· отсыпка каменного банкета в проране (перекрытие прорана);

· отсыпка фильтров и материала тела перемычки до отметок перекрытия;

· наращивание перемычки по высоте до отметок, необходимых для пропуска расчетного строительного расхода (паводка).

Перекрытие русла обычно начинается в осенний период с малыми расходами (сентябрь, октябрь месяцы). В предшествующий период с относительно сниженными меженными расходами производят дополнительное сужение русла путём отсыпки мягких грунтов и горной массы с берегов с оставлением прорана. Перекрытие этого прорана осуществляется обычно отсыпкой горной массы с крупными камнями и бетонными кубами.

На этом этапе очень важным является выбор способа перекрытия. В основном применяется два способа перекрытия: пионерный и фронтальный.

Пионерный способ заключается в постепенной отсыпке каменного банкета в проран с берегов.

Фронтальный способ заключается в одновременной отсыпке банкета по всей ширине прорана со специальных мостов.

Выбор способа зависит от расхода и скоростей при перекрытии, свойств грунтов в основании. Наиболее простой способ – пионерный, но критические скорости потока при этом способе выше, чем при фронтальном, поэтому он применяется при залегании в русле трудно-размываемых грунтов (аллювий, валуны и др.). При наличии в основании сильно-размываемых грунтов (песков) приходится применять фронтальный способ.

Банкет перекрытия отсыпается в пределах будущей перемычки в перекрываемом русле для возможности возведения в русле основных сооружений. Эту перемычку начинают возводить сразу после отсыпки банкета, сначала до отметок перекрытия, а затем на третьем этапе – до проектных отметок, соответствующих расчетным горизонтам верхнего бьефа при пропуске расчетных расходов.

Положение банкета и перемычки зависит от компоновки и конструкции основных сооружений на этом участке. При русловой компоновке с бетонными плотинами в русле банкет располагается с верховой стороны и входит в состав верховой перемычки второй очереди. Для организации основных работ в котловане второй очереди параллельно возводится перемычка с нижнего бьефа.

При компоновках с однородными земляными плотинами в русле без устройства котлована второй очереди банкет перекрытия располагается с низовой стороны в пределах тела плотины с низовой стороны. При компоновках с неоднородными земляными плотинами с устройством котлована второй очереди банкет перекрытия и перемычка располагаются с верховой стороны. Необходимость устройства котлована второй очереди зависит от конструкции плотины.

На третьем этапе производится наращивание всех основных сооружений по всему напорному фронту. Пропуск строительных расходов осуществляется по ранее построенным сооружениям и отверстиям.

При компоновках с бетонными плотинами в русле требуется организация котлована второй очереди со всеми работами как и при организации котлована первой очереди на первом этапе. Возведение перемычек начинается сразу после перекрытия русла и должно быть закончено до наступления весеннего паводка. Высота перемычек и ее объемы должны быть увязаны с возможностью их возведения за этот период. Для этого выполняются специальные технико-экономические расчеты.

При компоновках с земляными плотинами в русле необходимость организации котлована второй очереди зависит от типа и конструкции плотины. При однородных плотинах, и отсутствии специальных сопрягающих устройств с основанием, котлован второй очереди не требуется, и отсыпка плотины ведется прямо в русло.

При неоднородных плотинах и наличии специальных устройств при сопряжении с основанием требуется устройство котлована второй очереди со всеми вытекающими мероприятиями и работами.

В конце третьего этапа перед началом наполнения водохранилища должны быть выполнены мероприятия и работы для уменьшения и регулирования пропускной способности строительных отверстий в период наполнения водохранилища. По этим отверстиям с ограниченной пропускной способностью и осуществляется пропуск в нижний бьеф расходов при наполнении водохранилища и наращивании сооружений на четвертом этапе.

На четвертом этапе осуществляется наполнение водохранилища, и продолжается возведение сооружений до отметок пуска сооружений первой очереди.

В период наполнения водохранилища (IV этап) часть расходов реки должна задерживаться в водохранилище, а через створ гидроузла должны пропускаться только расходы, необходимые для удовлетворения нужд тех отраслей народного хозяйства, предприятия которых расположены ниже гидроузла. На этом этапе пропуск строительных расходов осуществляется через регулируемые отверстия с уменьшенной пропускной способностью. Для низконапорных сооружений это могут быть отверстия с их постепенным поочередным перекрытием и заделкой. Для высоконапорных гидроузлов предусматривается перестройка больших отверстий, расположенных на низких отметках у основания плотины, на малые с пониженной пропускной способностью или предусматривается устройство новых отверстий на высоких отметках в несколько ярусов. Эти отверстия включаются в работу по мере наполнения водохранилища и во всех случаях оборудуются затворами для регулирования пропускной способности.

В конце четвертого этапа осуществляется пуск агрегатов первой очереди и построенные сооружения принимаются во временную эксплуатацию.

На пятом этапе происходит наращивание всех сооружений до проектных отметок, дальнейшее наполнение водохранилища и поочередный пуск всех агрегатов ГЭС.

Таким образом, для любых компоновок и принятых схем очередности возведения сооружений и пропуска строительных расходов можно выделить 5 четко выраженных этапов строительства и связанных с ними изменений уровня воды верхнего бьефа от начала работ по основным сооружениям до наполнения водохранилища (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Этапы возведения сооружений и пропуска строительных расходов в основной период строительства

I, II, III, IV, V—этапы; 1 – уровни воды в, реке в естественных условиях при пропуске расчетного расхода; 2 – уровни воды в верхнем бьефе в период строительства после перекрытия русла; 3 – рост отметок верха сооружений напорного фронта

Некоторые примеры схем пропуска строительных расходов (II – III этапы) на построенных гидроузлах приводятся в табл.1.1.

Таблица 1.1.

1.4. Особенности этапов возведения гидроузла и пропуска строительных расходов при различных компоновках основных сооружений

Существенное влияние на схему пропуска строительных расходов на различных этапах строительства и на организацию строительства в целом оказывает компоновка основных сооружений. Различают три основных типа компоновки: русловую, пойменную и береговую или деривационную.

Русловая компоновка. При русловой компоновке все бетонные сооружения гидроузла (плотина, здание ГЭС) располагаются в естественном русле реки. Этот тип характерен для рек, не имеющих поймы и протекающих в относительно сжатых руслах, в скальных или малоразмываемых берегах. Такая компоновка свойственна в основном высоконапорным гидроузлам с бетонными плотинами.

Для пропуска строительных расходов при таких компоновках используются в основном так называемые донные отверстия.

При плотинах высотой более 150 м отверстия располагаются в 2 яруса по высоте.

Принципиальные схемы этапов возведения сооружений и пропуска строительных расходов при этой компоновке приведены на рис. 1.6.

Рис. 1.6. Этапы возведения сооружений и пропуск строительных расходов при русловой компоновке

(продольный разрез по оси плотины; разрезы по секциям плотины: А—А— по водосливной секции, Б—Б — по секции станционной плотины и зданию ГЭС с агрегатами II очереди, В—В — по секции станционной плотины и зданию ГЭС с агрегатами I очереди; плановые схемы этапов) 1—секции плотины; 2—большие донные отверстия I очереди; 3—бетонная пробка; 4—малые донные отверстия II очереди с затворами для регулирования уровней и расходов в период наполнения водохранилища; 5—раздельный устой; 6 — продольная перемычка 1 очереди: 7 — временный водоприемник агрегатов I очереди: 8—постоянные водоприемники ГЭС; 9—постоянные водосбросные отверстия: 10 — выштрабленная подводная часть здания ГЭС; 11—подводная часть здания ГЭС: 12—шатер здания ГЭС; 13—верховая и низовая поперечная перемычки I очереди; 14 — котлован I очереди; 15—банкет перекрытия: 16—проран в русле реки; 17—проран в перемычках I очереди; 18—котлован II очереди; 19—перемычки II очереди; I,II,III,IV,V – этапы возведения сооружений

Основной особенностью такой компоновки является двухочередная схема возведения сооружений.

Сначала на первом этапе строятся перемычки первой очереди, и создается котлован первой очереди. При этом продольная перемычка располагается практически в русле, значительно стесняет русло, поэтому ее положение и конструкция требуют соответствующего обоснования.

В этом котловане возводится часть плотины с донными отверстиями, необходимыми для перекрытия и пропуска строительных расходов на последующих этапах.

После перекрытия русла строятся перемычки второй очереди и создается котлован второй очереди. В этом котловане сначала строятся прискальные части плотины и станционного узла, а затем осуществляется наращивание всех напорных сооружений по всему напорному фронту.

Рис. 1.6.а. Зейская ГЭС. Этап № 1. Возведение сооружений, необходимых для перекрытия русла. Подготовка к затоплению котлована первой очереди.

На II этапе осуществляется перекрытие русла реки и постепенное переключение расходов через построенные временные отверстия в плотине. Особое внимание здесь должно уделяться тщательной разборке перемычек 1-й очереди в подводящем и отводящем каналах водопропускных отверстий (для уменьшения перепадов и скоростей при перекрытии русла). После перекрытия осуществляется возведение перемычек 2-й очереди и откачка котлована 2-й очереди.

Рис. 1.6.б. Зейская ГЭС. Этап № 2. Перекрытие р. Зеи 13 октября 1972 г.

На III этапе осуществляется наращивание бетонных сооружений по всему напорному фронту до отметок, необходимых для начала наполнения водохранилища. Пропуск строительных расходов на этом этапе осуществляется через различные донные отверстия, выполненные в теле плотины. Отверстия оборудуются необходимыми затворами и подъемными механизмами. Существенной особенностью этого этапа при русловой компоновке является необходимость устройства перемычек и котлована 2-й очереди для возможности возведения бетонных сооружений на участке перекрытия русла. Другой особенностью является то, что на этом этапе, как правило, выполняются основные объемы бетонных работ. Именно на этом этапе по всей ширине створа реки на большую высоту возводятся основные сооружения напорного фронта; основные объемы бетонных работ выполняются и по зданию ГЭС. В связи с этим данный этап является наиболее продолжительным.

С целью уменьшения объемов работ, выполняемых к пуску первых агрегатов, напорные бетонные сооружения на этом и последующих этапах, как правило, выполняются с выштрабленным профилем.

Рис. 1.6.в. Зейская ГЭС. Этап № 3. Наращивание по всему фронту для начала наполнения водохранилища

На IV этапе осуществляются наполнение водохранилища до отметок пуска первых агрегатов ГЭС и пуск этих агрегатов. Параллельно с наполнением водохранилища осуществляются наращивание фронта бетонных сооружений, возведение здания ГЭС и монтаж агрегатов. Для обеспечения наполнения водохранилища пропуск строительных расходов в этот период осуществляется через отверстия с пониженной пропускной способностью. С этой целью отверстия III этапа оборудуются затворами, способными регулировать расходы в период наполнения водохранилища и перекрывать эти отверстия при наполненном водохранилище.

При невозможности устройства таких затворов (при больших размерах отверстии и напорах) большие донные отверстия III этапа перестраиваются на малые отверстия и снабжаются соответствующими затворами. Такие решения осуществлены, например, на строительстве гидроузлов Красноярской, Зейской и других ГЭС с бетонными плотинами высотой 100—150 м. При больших напорах приходится устраивать донные отверстия в несколько ярусов, закрывая постепенно нижние ярусы отверстий и подключая для пропуска расходов верхние ярусы по мере наполнения водохранилища. Для пропуска строительных расходов и их регулирования в периоды переключения расходов с одного яруса на другой предусматриваются специальные отверстия небольшого сечения с затворами и оборудованием, рассчитанными на большие напоры. Такое решение осуществлено на строительстве Саяно-Шушенской ГЭС с арочногравитационной плотиной высотой 240 м, Нурекской, Рогунской и других ГЭС.

Рис. 1.6.г. Зейская ГЭС. Этап № 4. Возведение сооружений до отметок пуска первого агрегата

На V этапе осуществляется достройка сооружений до проектных отметок и поочередный пуск всех агрегатов на полную мощность. Пропуск необходимых расходов через створ гидроузла в этот период осуществляется уже через работающие агрегаты ГЭС. При необходимости и в период паводков к ним подключаются те же временные отверстия, что и на IV этапе. Последние постепенно закрываются и заделываются, а пропуск расходов переключается на постоянные водосбросные отверстия по мере их готовности и наполнения водохранилища. Объемы работ этого этапа соответствуют разности объемов работ, выполненных к пуску первых агрегатов, и объемов работ в целом. При пуске ГЭС на промежуточных отметках водохранилища и выштрабленном профиле плотины эта разница может быть очень существенной и превышать 50%. Так, на строительстве Зейской ГЭС к пуску первых агрегатов было выполнено 50% объема бетонных работ по плотине и освоено 48% капиталовложений. На строительстве Саяно-Шушенской ГЭС, соответственно 33 и 42,4%. Продолжительность V этапа зависит от объемов выполняемых работ, возможных сроков наполнения водохранилища и потребностей энергосистемы в наращивании мощностей. При больших объемах водохранилищ, достигающих одного объема годового стока реки и более, сроки их наполнения растягиваются на несколько лет. Так, объем водохранилища Зейской ГЭС составляет приблизительно 3 объема годового стока реки и на его наполнение потребовалось 5 лет.

Рис. 1.6.д. Зейская ГЭС. Этап № 5. Возведение сооружений до проектных отметок

Пойменная компоновка. При пойменной компоновке основные бетонные сооружения (водосливная плотина здание ГЭС, водозаборы, шлюз и др.) обычно располагаются в пойме на одном или обоих берегах, а в русле реки располагается глухая земляная плотина. Эта компоновка свойственна в основном низконапорным гидроузлам на реках, протекающих в легкоразмываемых мягких грунтах.

Для пропуска строительных расходов при этой компоновке обычно используются выштрабление пролетов водосливной плотины (так называемая «гребенка») и другие различные отверстия в плотине и в здании ГЭС.

Принципиальные схемы этапов возведения сооружений и пропуска строительных расходов при этой компоновке даны на рис. 1.7.

Рис. 1.7. Этапы возведения сооружений и пропуск строительных расходов при пойменной компоновке (продольный разрез по оси плотины; разрезы по сооружениям: А—А—по зданию ГЭС с первоочередными агрегатами, Б—Б—по зданию ГЭС с последующими агрегатами, В—В—по водосливной плотине, Г—Г—по земляной плотине, Д—Д — но шлюзу; I – V - плановые схемы этапов), 1—русло реки; 2—перемычки; .3—земляная плотина; 4— шлюз; 5—временные отверстия водосливной плотины («гребенка»); 6, 6а—здание ГЭС, соответственно, на первоочередных и последующих агрегатах; 7 — монтажная площадка; 8— котлован водосливной плотины и здания ГЭС; 9 — котлован шлюза; 10—прораны в верховой и низовой перемычках: 11—каменный банкет: 12 — проран в русле; 13— верхняя голова шлюза; 14 — то же с пониженной отметкой короля.

Особенностью I этапа возведения сооружений при пойменной компоновке является то, что на этом этапе в котловане 1-й очереди возводятся не только сооружения для пропуска строительных расходов (гребенка водосливной плотины и др.), но и все другие бетонные сооружения гидроузла (здание ГЭС, шлюз, рыбопропускные и другие сооружения). На этом же этапе возводятся все участки земляной плотины на пойме и на берегах. В связи с этим на I этапе до перекрытия русла выполняется основная часть работ по основным сооружениям, что делает этот этап наиболее продолжительным.

На II этапе осуществляется перекрытие русла и переключение пропуска воды с естественного русла на отверстия, построенные на первом этапе.

На III этапе осуществляется возведение руслового участка плотины и наращивание напорных бетонных сооружений и здания ГЭС. Особенностью этого этапа является то, что для возведения руслового участка плотины, как правило, не треб