Бесперемычные схемы возведения сооружений

Устройство перемычек и котлованов для возведения основных сооружений и сооружений для пропуска строительных расходов осложняет строительство в целом, увеличивает его стоимость и сроки. Стоимость сооружений для пропуска строительных расходов иногда превышает 10% стоимости основных сооружений, поэтому там, где это возможно, применяют бесперемычные способы возведения сооружений и пропуска строительных расходов, что может дать значительный эффект. Для возведения в русле подводных частей бетонных сооружений применяют кессоны, опускные колодцы и наплавные конструкции. Кессоны изготавливаются на берегу и на плаву доставляются к месту установки. Форма и размеры кессонов зависят от конструкции возводимых сооружений. Опускные колодцы применяются лишь в грунтах, допускающих их разработку подводным способом (главным образом гидромеханизацией).

В последнее время получает распространение метод возведения бетонных сооружений с помощью наплавных конструкций. При этом способе готовые ячеистые железобетонные секции сооружения (плотины, здания ГЭС и др.) изготавливают насухо в специальных котлованах на берегу реки или водного бассейна. Затем котлован затапливают, конструкции всплывают и их на плаву транспортируют к месту установки. На месте установки плавучие секции постепенно осаживают на основание, которое заранее выравнивают черпанием или отсыпкой постели. В СССР этот способ, например, был применен с успехом при строительстве Кислогубской приливной электростанции (ПЭС) и на строительстве защитных сооружений Ленинграда.

Земляные и каменно-набросные плотины также могут быть возведены без перемычек. Для плотин на малофильтрующем основании в этом случае применяют отсыпку банкета в текущую воду и затем присыпку или намыв тела плотины. Для каменно-набросных плотин на сильнофильтрующем основании возможна предварительная отсыпка в воду насыпи с последующим возведением на ней галерей и выполнением цементации их основания. При благоприятных топографических и геологических условиях возможно строительство грунтовой плотины мгновенным завалом русла грунтом с помощью направленного взрыва (плотины Медео и Байпазинской ГЭС).

Выбор варианта схемы пропуска строительных расходов

Выбор варианта пропуска строительных расходов происходит при комплексном учете всех особенностей гидротехнического строительства.

Должны быть уточнены условия пропуска паводков, льда, требования других потребителей и отраслей народного хозяйства.

Обычно составляются несколько проектных вариантов. Окончательный вариант, уточняемый по лабораторным исследованиям, должен обеспечивать: наибольшую надежность и простоту схемы пропуска строительных расходов (пропуска воды, льда, судов), минимальную стоимость работ.

Сделать однозначный выбор не всегда легко, так как, например, минимальный по объемам работ и стоимости водоотводящий тракт (туннель, канал) обычно требует устройства более высоких и дорогих перемычек, часто усложняет перекрытие русел и удорожает его. Для определения минимальной стоимости сооружений, необходимых для пропуска строительных расходов, строят графики (рис. 1.10).

Схема пропуска строительных расходов разрабатывается в проекте организации строительства на стадии ТЭО и стадии проекта. В дальнейшем отдельные элементы ее уточняются в ППР на стадии рабочей документации и в ходе строительства в соответствии с фактическими условиями.

Рис. 1.10. Графики и схемы к технико-экономическому выбору варианта пропуска строительных расходов (S — стоимость сооружений для пропуска строительных расходов; — высота перемычек; — площадь сечения туннеля; — перепад между горизонтами верхнего и нижнего бьефов)

1—график ; 2—зона оптимальных значений ; 3 — стоимость водосбросных сооружений; 4 — стоимость перемычек; 5 — стоимость перекрытия русла; 6— верховая перемычка; 7—плотина; 8—низовая перемычка; 9 — водоотводящее сооружение (туннель).

Современные тенденции в выборе схем пропуска строительных расходов заключаются в стремлении: использовать для пропуска строительных расходов постоянные сооружения; свести к минимуму или исключить полностью специальные временные затворы для пропуска строительных расходов через бетонные сооружения и использовать эксплуатационное оборудование; использовать вышележащие водохранилища для снижения расходов строительного периода и особенно расходов при перекрытии русла; уменьшить размеры дорогостоящих специальных водопропускных отверстий (например, туннелей) за счет частичного сброса расходов через затапливаемые перемычки и недостроенные сооружения; использовать бесперемычные способы возведения сооружений и пропуска строительных расходов.

ГЛАВА 2. Производство специальных работ при пропуске строительных расходов^

2.1. Возведение перемычек

Перемычками называются временные напорные сооружения, предназначенные для ограждения котлованов от затопления их водой в период возведения гидротехнических сооружений или их ремонта.

Основные требования к перемычкам обусловливаются их назначением и временным характером. Как напорные сооружения перемычки являются плотинами и к ним предъявляются соответствующие требования с точки зрения устойчивости, прочности, водопроницаемости и защиты от воздействия потока воды. Как временные сооружения перемычки относятся к IV классу капитальности (в отдельных случаях к III) с соответствующим снижением коэффициентов запаса. Как сооружения разбираемые перемычки должны удовлетворять требованию легкости разборки.

В зависимости от условий возведения и работы перемычки подразделяются на речные и морские.

Речные перемычки принято различать в основном по двум признакам: по местоположению в русле реки относительно оси водотока и по конструкции и материалам. По первому признаку различают продольные, верховые поперечные и низовые поперечные перемычки (Рис.2.1.).

Рис. 2.1. Расположение перемычек и их элементов

I—продольная перемычка; 2—верховая поперечная перемычка; 3—низовая поперечная перемычка; 4—корень перемычки; 5 — верховой оголовок продольной перемычки; б—низовой оголовок продольной перемычки; 7—шпора

Обычно перемычки не допускают перелива через гребень. Однако, иногда применяют так называемые затопляемые перемычки, допускающие перелив через гребень перемычки при пропуске максимального расхода. Для возможности безопасного перелива воды через гребень затопляемых перемычек последние должны иметь соответствующую конструкцию и крепления гребня и откосов.

Плановые и высотные отметки перемычек определяются исходя из основных требований к ним применительно к конкретным условиям работы и местоположению.

Расчеты устойчивости, прочности и водопроницаемости выполняются по методам и формулам для подобного типа плотин с учетом временного характера перемычек (пониженного класса сооружений).

______________________________________________________________________________

^Подробное изложение этой темы дано в учебнике: В.И. Телешев «Организация, планирование и управление гидротехническим строительством» Учебник для ВУЗов – М.; Стройиздат,1989 – 416стр: илл.

Большое значение для безопасной эксплуатации перемычек имеет их правильное плановое расположение, которое позволяет добиться плавного сужения потока, избежать размывов перемычки и русла реки. Плановое расположение перемычек определяется условиями возможного сужения русла реки, размерами и формами сооружений и котлованов под них, допустимым приближением перемычек к основным сооружениям.

Для крупных сооружений плановое положение перемычек обычно уточняется лабораторными исследованиями. Наиболее ответственными являются продольные перемычки, а в них верховой и низовой оголовки. Верховой оголовок выполняется ряжевым или из металлического шпунта и предназначается для обеспечения плавного обтекания продольной перемычки.