Тенденции совершенствования технологии строительства бетонных плотин из укатанного бетона

К настоящему времени бетонные плотины из укатанного бетона получили наиболее широкое распространение. Плотины возводятся с высокой интенсивностью в различных климатических условиях, в жаркую и холодную погоду, например, крупнейшая в мире плотина из укатанного бетона Бени Харун в Алжире высотой 118 м, объемом бетона 1,6 млн м³ была построена за 16 месяцев при температуре до +43° С. Плотины Аппер Стиллуотер высотой 91 м с объемом 1,2 млн м³ в США, Расло (Н=155 м, объем 1,6 млн м³) строились при температуре зимой до минус 10° С.

Согласно классификации укатанных бетонов различают в основном три типа в зависимости от содержания вяжущих (цемент + пуццолан):

1 – тощий У.Б. с низким содержанием вяжущих 65-99 кг/ м³;

2 – умеренно-пластичный У.Б. с содержанием вяжущих 100-149 кг/ м³;

3 – пластинчатый У.Б. с высоким расходом вяжущих 150-300 кг/ м³.

Дополнительно выделяют четвертый тип У.Б. плотин Японии с содержанием вяжущих 120-130 кг/ м³, но при более высоком расходе цемента и низком расходе золы – износа и поэтому с более высокой прочностью на сжатие и сдвиг, чем У.Б. 1, 2 и 3 типов. Наблюдается следующее распространение количеств плотин в зависимости от типа У.Б.:

плотины из У.Б. – 16,1 %;

плотины из У.Б.-2 – 18,6 %;

плотины из У.Б.-4 (японские) – 15,4%.

В различных странах использовались различные технологии, соответствующие условиям строительства и уровню применения технологии. Анализ применяемых технологий позволяет выявить основные тенденции в совершенствовании этих технологий.

Наблюдается постоянное увеличение интенсивности укладки У.Б. Средняя интенсивность укладки на крупных плотинах достигла 10-14 тыс. м³/сутки и 220 тыс. м³/месяц, что соответствует интенсивности отсыпки грунтовых плотин. Дополнительный рост интенсивности возможен за счет ускорения доставки смеси на плотину. Применение автотранспорта признано нецелесообразным и главным средством доставки смеси на плотины являются конвейеры Ротек (рис. 24.9). Эта технология наиболее эффективна, если один из берегов створа является пологим (не круче 20°). В этом случае главный конвейер устанавливают вдоль этого берега и напорной грани плотины, а от него боковой конвейер подает смесь к гусеничному бетоноукладчику непосредственно в блок.

Рис. 26.9. Схема применения конвейеров Ротек и кранов-свингеров

А - транспорт УБ конвейерами Ротек на плотину, б - распределение УБ в блоке краном-свингером и укатка УБ

Такая технология без применения автотранспорта и узлов перегрузки смеси. предотвращает ее сегрегацию и ускоряет ее укладку. Она была применена на строительстве многих крупных плотин.

В створах плотин с крупными берегами для доставки смеси на плотину применяют вакуумные лотки (рис. 26.10).

Рис. 26.10. Вакуумные лотки для доставки УБ на плотину

В случае створов с очень крутыми берегами (45° и более) переходят на применение труб. Бетонная смесь загружается конвейером в приемный бункер трубы и разгружается внизу на плотине.

В совершенствовании технологии непосредственной укладки слоев бетона наблюдается применение наклонных слоев (рис. 26.11.).

Рис. 26.11. Схема технологии укладки наклонных слоев УБ

Применение наклонных слоев (с уклоном 0,1 от берега до берега) с перекрытием каждого слоя в течении 1-2 часов предотвращают схватывание смеси и позволяют производить обработку его поверхности только после укладки 10 слоев, т.е. через каждые 3 м по высоте (при толщине слоя 30 см). Это позволяет примерно в 1,5 раза увеличивать интенсивность укладки, доведя ее до 200-220 тыс м³/месяц. Уклон слоя может меняться в зависимости от ширины слоя.

Скорость наращивания плотин по высоте в горных условиях достигала 8-10 м. При этом сроки строительства даже очень крупных плотин (объемом 3-5 млн м³) составляет всего 3-4 года, что примерно в 1,5 раза меньше срока строительства крупных грунтовых плотин.

При подборе состава укатанного бетона и его зонального распределения наблюдается тенденция применения низкого расхода цемента (70-90 кг/м³), высокого расхода золя уноса или пуццоланов (90-140 гк/м³) применяется воздухововлекающих добавок для улучшения удобоукладываемости и морозостойкости, а также замедлителей схватывание в жаркую погоду, уменьшающего расход цемента.

В части зонального распределения наблюдается укладка узкой полосы вибрируемого бетона, обогащенного цементом вдоль граней плотины, береговых примыканий и галерей.

Список литературы:

1. Общая

1. Белецкий Б. Ф. «Строительные машины и оборудование» Справ. Пособие. Ростов н/Д. 2002. – 591 с.

2. Белецкий Б. Ф. «Технология и механизация строительного производства»: учебник. Изд. 3-е. Ростов н/Д: Феникс, 2004. – 752 с. (Серия «Строительство».)

3. Л. Р. Маилян и др. «Справочник современного строителя»; под общ. ред. Л. Р. Маиляна. – Изд. 2-е. – Ростов н/Д : Феникс, 2005. – 540, [1] с. : ил. – (Строительство и дизайн).

4. «Производство гидротехнических работ»: Учеб. для вузов/ А. И. Чураков, Б. А. Волнин, П. Д. Степанов, В. Я. Шайтанов; Под общ. Ред. А. И. Чуракова. – М.: Стройиздат, 1985. – 623 с., ил.

5. СНиП 12-01-2004 «Организация строительства»

6. Телешев В. И. «Организация, планирование и управление гидротехническим строительством: Учебник для вузов. М.: Стройиздат, 1989.

7. Ясинецкий В. Т., Фенин Н. К. «Организация и технология гидромелиоративных работ», М. Учебник для вузов. Агропромиздат 1986. – 352 с.

8. Моисеев И. С., Шайтанов В. Я., Якобсон А. Г. «Справочник гидроэнергостроителя», «Энергия», 1976. 512 с.

9. Волков Д. П., Амешин Н. И. и др. под ред. Волкова Д. П. «Строительные машины». Учебник для вузов. М.: Высш. шк. 1988. – 319 с.

10. Рассказов Л. Н., Орехов В. Г., Правдивец Ю. П. под ред. Рассказова Л. Н. «Гидротехнические сооружения». Учебник для вузов в 2 ч. М.: Стройиздат, 1996. – 344 с.

11. «Справочник строителя» Бадьин Г. М., Стебаков В. В. М. Изд-во АСВ, 1996. - 340 с.

12. «Строительные машины». Справочник в 2-х т. под ред. Д.т.н. Баумана В. А. М. «Машиностроение» 1977.

2. К разделу І

1. Ерахтин Б. М. «Опыт строительства гидроузлов», М.: Энергоатомиздат, 1987. 288 с.

2. Моисеев И. С., Шайтанов В. Я., Якобсон А. Г. «Справочник гидроэнергостроителя». – М.: Энергия, 1976. – 512 с.

3. СНиП 12-01-2004 «Организация строительства»

4. «Рекомендации по определению годовых режимов работы и эксплуатационной производительности строительных машин». М.: Стройиздат, 1982.

5. Телешев В. И. «Организация, планирование и управление гидротехническим строительством»: Учеб. Для вузов. – М.: Стройиздат, 1989. – 416 с.: ил.

3. К разделу ІІ

1. Моисеев С. Н., Моисеев И. С. «Каменно-земляные плотины (основы проектирования и строительства)» М., Энергия, 1977. 280 с.

2. Иванов П. Л. «Уплотнение малосвязных грунтов взрывами» М., Недра, 1983, 230 с.

3. Иванов П. Л. «Грунты и основания гидротехнических сооружений», Учебник, М.: Высшая школа, 1985. – 352 с.

4. СНиП 3.02.01 – 87. Строительные нормы и правила. «Земляные сооружения, основания и фундаменты». М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 124 с.

5. Руководство по гидротехническому контролю за подготовкой оснований и возведением грунтовых сооружений в энергетическом строительстве» РД 3415.073 -91, ВНИИГ Л 1991., 435 с.

6. Шкундин Б. М. «Гидромеханизация в энергетическом строительстве» М.: энергоиздат, 1986.

4. К разделу ІІІ

1. Аргал Э. С. «Омоноличивание бетонных плотин цементацией строительных швов»

2. Баженов Ю. М. «Технология бетона». М.: Стройиздат, 1978. – 455 с.

3. Братская ГЭС имени 50-летия Великого Октября (технический отчет о проектировании, строительстве и эксплуатации. Т.2.), М.: Энергия, 1974. 312 с.

4. Васильев П. И., Кононов Ю. И. «Температурные напряжения в бетонных массивах». Л.: ЛПИ им. М. И. Калинина, 1979. 120 с.

5. Днепровский А. В., Фрейдман В. Б. «Опалубочные работы при строительстве бетонных плотин». М.: Энергоиздат, 1982.

6. Инструкция по применению Токтогульского метода в гидротехническом строительстве АСН.05-74. М.: Энергия, 1974.

7. Ицкович С. М., Чумаков Л. Д., Баженов Ю. М. «Технология заполнителей бетона». М.: Высшая школа, 1991.

8. Правила производства бетонных работ при возведении гидротехнических сооружений ВСН-31-83 / Минэнерго СССР. Л.: ВНИИГ, 1984.

9. Македонский Г. М., Матвеев В. П., Суханов Г. К. и др. «Разрезка массивных бетонных сооружений на блоки бетонирования». М.: Энергия, 1969. 152 с.

10. Руководство по расчету и проектированию систем и установок регулирования температуры бетонной смеси П 41-88/ВНИИГ, 1989.

11. Рекомендации по применению укатанных бетонов в гидротехническом строительстве П25-85 /ВНИИГ/. Л., 1985.

12. СНИП 2.06.08-87. Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений.

13. Телешев В. И. «Конструктивно-технологические мероприятия по обеспечению трещиностойкости и монолитности массивных бетонных гидротехнических сооружений». Учеб. пособие /ЛПИ. Л., 1983.

14. Трапезников Л. П. «Температурная трещиностойкость массивных бетонных сооружений». М.: Энергоиздат, 1986.

15. Могилевский Я. Г., Севалов Н. Г., Копелевич А. Л. «Машины и оборудование для бетонных и железобетонных работ». Справочное пособие по строительным машинам. М.: Стройиздат, 1993. – 199 с.

16. Руководство по производству бетонных работ. М.: Стройиздат, 1975. - 314 с.

Дополнительная литература по Главе 10

1. Рекомендации по проектированию и устройству асфальтобетонных противофильтрационных элементов в грунтовых гидротехнических сооружениях. П20-85/ВНИИГ. Л. ВНИИГ, 1986;

2. Касаткин Ю.Н., Кузнецов Е.Н. Проектирование и возведение асфальтобетонных противофильтрационных устройств грунтовых плотин//Гидротехническое строительство, 2004, №4;

3. Моисеев С.Н., Моисеев И.С. Каменно-земляные плотины. М.: Энергия, 1979;

4. Радченко В.Т., Курнова Е.В., Ротченко Ю.Г. Современные технологии строительства каменно-набросных плотин с железобетонными экранами;

5. Бучко Н.А., Турчина В.А. Искусственное замораживание грунта: Обзор. М.: Информэнерго, 1978;

6. Биянов Г.Ф. Плотины на вечной мерзлоте. М.: Энергия, 1975;

7. Рекомендации по расчетам температурного режима плотин из грунтовых материалов, возводимых в северной строительно-климатической зоне: П15-84/ВНИИГ. Л., 1985;

8. Бучко Н.А., Максимов И.А., Павчич М.П., Гурчина В.А. Анализ работоспособности сезонно-действующих охлаждающих устройств по результатам эксплуатации гидротехнических сооружений // Гидротехническое строительство, 2004, № 3;

9. Попов С.Н. и др. Исследование работоспособности сезонно-действующих охлаждающих устройств на полигоне Вилюйской ГЭС-3 // Гидротехническое строительство, 2002, № 12;

10. Бучко Н.А., Максимов И.А, Павчич М.П.. Тулчина В.А. Анализ результатов испытаний глубинных сезонно-действующих охлаждающих устройств на полигоне строительства Вилюйской ГЭС-3. // Гидротехничсекое строительство, 2004, № 12.

11. Костин В.В., Никовский А.А., Юркевич Б.Н. Грунтовые плотины Ирганайской ГЭС с асфальтобетонной диафрагмой на сжимаемом аллювиальном основании

12. Кузнецов В.С. Плотины из грунтовых материалов с металлическими противофильтрационными элементами. – М., Энергия, 1976. – 66с. с ил.

13. Рекомендации по применению металлических диафрагм в качестве противофильтрационных элементов грунтовых плотин. П-89-90/ВНИИГ – Л. ВНИИГ 1981.

14. Касаткин Ю.Н. Пирбуфагов К.С., Редькин В.А. Особенности работы и опыт контроля возведения диафрагмы из литого асфальтобетона в грунтовой плотине Ирганайской ГЭС//Гидротехническое строительство, 2004, №3

15. Радченко В.Г., Семенков В.М. Применение геосинтетических материалов при строительстве плотин//Гидротехническое строительство, 1992, №10

16. Радченко В.Г., Семенков В.М. Геомембраны в плотинах из грунтовых материалов//Гидротехническое строительство, 1993, №10

17. Радченко В.Г., Курнева Е.В., Ротченко Ю.Г. Современные технологии строительства каменнонабросных плотин с железобетонными экранами//Гидротехническое строительство

18. Ляпичев Ю.П. Проектирование и строительство современных высоких плотин: Учебное пособие. – М.: Изд-во РУДН, 2004. – 275с.

19. Гольдин А.Л., Рассказов Л.Н. Проектирование грунтовых плотин. – М.: Изд-во АСВ, 2001.

Дополнительная литература по Главе 24

1. Василевский В.В., Оскоркова Т.Е., Сильницкий В.И. Укладка особо жестких бетонных смесей в плотину Бурейской ГЭС // Гидротехническое строительство, 2004, №4

2. Ивашенцов Д.А., Судаков В.Б. Василевский А.Г., Шангин В.С., Юлькевич Б.Н., Караваев А.В., Лапин Г.Г. Принципы конструирования современных бетонных плотин // Гидротехническое строительство, 2004, №2

Приложение 1

Булатов Г.Я.

Расчет оптимальной ширины забоя экскаватора “прямая лопата”