9073

Минобрнауки России Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

А. В. Февралев

ПРОИЗВОДСТВО И ОРГАНИЗАЦИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ РАБОТ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям для обуча- ющихся по дисциплине «Б.1.54.01. Производство и организация гидротехнических работ» направления подготовки «08.03.01 Строительство» направленности (профиля) «Строительство инженерных, гидротехнических и природоохранных сооружений»

Нижний Новгород ННГАСУ

2019

2

УДК 627.8

Февралев А. В. Производство и организация гидротехнических работ [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / А. В. Февралев; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2019. – 64 с.– 1 электрон. опт. диск (CD-RW)

В пособии рассматривается схема возведения ГТС, описываются пропуск строитель- ных расходов, перекрытие русла, конструкция перемычек; анализируется водоотлив и водопо- нижение в котлованах; дается характеристика стройгенплана и календарного плана; Освеща- ются производственные предприятия, транспорт, электроснабжение и освещение; описывают- ся производство земляных и бетонных работ при возведении ГТС; рассматриваются специ- альные виды бетонных работ.

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ» по дисциплине «Б.1.54.01. Производство и организация гидротехнических работ» направления подготовки «08.03.01 Строительство» направленности (профиля) «Строительство инженерных, гидротехнических и природоохран- ных сооружений»

Ключевые слова: возведение ГТС, пропуск строительных расходов, перемычки, строй- генплан, календарный план, земляные работы, бетонные работы.

© А. В. Февралев, 2019 © ННГАСУ, 2019

3

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………… 5

2.1.Расчетный строительный расход……………………………………. 7

2.2.Способы пропуска строительных расходов………………………… 7

2.2.1.Пропуск расходов секционированием русла…………………. 7

2.2.2.Пропуск расходов в узких створах………………………........ 8

2.2.3.Пропуск расходов комбинированным способом………………. 9

2.3.Перекрытие русел рек ……………………………………………….. 10

2.4. Выбор способа, схемы и времени перекрытия русл рек…………… 11

2.5.Подготовка к перекрытию и закрытие прорана……………………. 11

2.6.Гидравлический расчет перекрытия………………………………… 12

3.Конструкции перемычек, их возведение и разборка……………………. 13

3.1. Перемычки котлованов гидроузлов………………………………… 13

3.2.Земляные перемычки………………………………………………… 13

3.3.Каменно-земляные перемычки………………………………………. 13

3.4.Ряжевые перемычки………………………………………………….. 14

3.5.Перемычки из стального шпунта……………………………………. 14

3.6.Бетонные и комбинированные перемычки…………………………. 15

3.7.Выбор и разборка перемычек……………………………………….. 16

4. Водоотлив и водопонижение в котлованах……………………………… 18

4.1.Начальное осушение котлованов………………………………......... 18

4.2.Открытый водоотлив……………………………………………......... 18

4.3.Грунтовое водопонижение…………………………………………... 18

4.4. Организация работ по осушению котлованов……………………… 19

5.Проект организации строительства.…………………………………….. 21

6.Строительный генеральный план………………………………………… 22

6.1.Принципы компоновки стройгенплана……………………………... 22

6.2.Состав стройгенплана………………………………………………... 22

7.Поселки строителей ГТС…………………………………………………. 24

8.Производственные предприятия строящихся гидроузлов……………… 25

8.1.Бетонное хозяйство. Предприятия сборного железобетона……….. 25

8.2.Дробильно-сортировочные и обогатительные установки…………. 26

8.3.Арматурное и опалубочное хозяйства………………………………. 26

8.4.Базы специализированных и собственных подразделений………... 26

9.Транспорт на строительстве гидроузлов………………………………… 27

10.Складское хозяйство и снабжение материалами………………………. 29

11.Электроснабжение, теплоснабжение, освещение……………………… 30

12.Календарный план строительства гидроузла………………………….. 32

13.4.Специальные виды бетонных работ……………………………….. 54

13.4.1.Укатанный бетон и его свойства………………………………. 54

13.4.2.Конструктивно-технологические особенности плотин из укатанного бетона………………………………………………………. 56

13.4.3.Технология приготовления, транспорта и укладки

укатанного бетона……………………………………………………… 57

13.4.5.Способы подводного бетонирования…………………………. 60

13.4.6.Применение литых бетонов……………………………………. 61

13.4.7.Арматурные и опалубочные работы…………………………... 62 Библиографический список………………………………………………….. 63

5

ВВЕДЕНИЕ

Студенты инженерно-строительного института, обучающиеся по направ-

лению подготовки «08.03.01 Строительство» направленности (профиля) «Строи-

тельство инженерных, гидротехнических и природоохранных сооружений», по-

лучают знания по дисциплине «Производство и организация гидротехнических работ». В рамках этой дисциплины предусмотрены лекции, практические заня-

тия, а также выполнение курсовой работы.

Настоящее пособие позволит более глубоко изучить вопросы названной дисциплины; может использоваться при выполнении выпускной квалификаци-

онной работы.

Продолжительность изучения дисциплины 8 недель, 7 часов в неделю: 4

часа лекций (всего 32 ч.), 3 часа практических занятий (всего 24 ч.). Структура дисциплины представлена в таблице.

6

1. ОБЩАЯ СХЕМА ВОЗВЕДЕНИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

1.1. Периоды строительства гидротехнических сооружений

Строительство ГТС принято делить на периоды: изыскательский, проект-

ный, подготовительный период строительства, основной период и заключитель-

ный период строительства [1].

Подготовительный период служит для создания инфраструктуры; основ-

ной период – это период возведения ГТС в объеме, необходимом для пуска объ-

екта в эксплуатацию. Основной период может состоять из периодов подготовки пусковых комплексов и очередей строительства.

Задача заключительного периода – подготовка и сдача объекта в постоян-

ную эксплуатацию.

1.2.Этапы возведения гидротехнических сооружений

Восновном периоде строительства речных ГТС выделяют до пяти этапов: 1-й – возведение сооружений, необходимых для перекрытия русла; 2-й – перекрытие русла;

3-й – наращивание сооружений до отметок, позволяющих начать наполне-

ние водохранилища; 4-й – наполнение водохранилища до отметок пускового комплекса;

5-й – наполнение водохранилища и возведение сооружений до проектных

отметок.

7

2. ПРОПУСК РАСХОДОВ РЕКИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ГИДРОТЕХНИ- ЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

2.1. Расчетный строительный расход

Для пропуска строительных расходов применяются временные сооруже-

ния, которые по [3] относятся к IV классу. Расчетный расход определяется по

[3].

Для постоянных гидротехнических сооружений в период их временной эксплуатации в ходе строительства ежегодные вероятности превышения расчет-

ных максимальных расходов воды следует принимать по [3] в зависимости от класса сооружений пускового комплекса.

При этом для временных сооружений III и IV классов расчетная вероят-

ность превышения расчетных максимальных расходов должна приниматься рав-

ной [8]: 10% - при сроке эксплуатации сооружений III класса до 2 лет, IV класса -

до 10 лет; 5% - при сроке эксплуатации сооружений III класса более 2 лет, IV

класса - более 10 лет

2.2. Способы пропуска строительных расходов

Применяют три основных способов пропуска строительных расходов:

– по бытовому руслу реки без отвода воды из русла (секционирование рус-

ла);

–с отводом воды из русла по тоннелям, каналам, лоткам, трубам;

–комбинированный – с отводом воды в межень и с пропуском максималь-

ных расходов по руслу.

2.2.1. Пропуск расходов секционированием русла

Работы выполняют в несколько очередей по одной из схем: в две очереди с одним котлованом, в две очереди с двумя котлованами, в три и более очереди.

Схема с одним котлованом. Применяется на равнинных реках, в состав напорного фронта которых входит намывная русловая плотина, а бетонные со-

8

оружения размещаются в одном котловане. Возведение гидроузла производится в две очереди. В первую очередь часть русла реки ограждают перемычками. В

образовавшемся котловане бетонируют до проектных отметок все сооружения гидроузла с оставлением в них временных (обычно в плотине) или постоянных

(обычно в здании ГЭС) водопропускных отверстий для пропуска расходов вто-

рой очереди. Река в это время течет по стесненному перемычками руслу. После возведения бетонных сооружений перемычки разбирают, стесненную часть рус-

ла перекрывают каменным банкетом, а поток переключают на недостроенную водосливную плотину или пропускают через постоянные донные водосбросы здания ГЭС. В свободной части русла под защитой камедного банкета намывают русловую плотину, по мере возведения которой закрывают временные отверстия и наполняют водохранилище.

Схема с двумя котлованами. Применяется при строительстве в широких створах с русловыми бетонными или грунтовыми насыпными плотинами. Рабо-

ты выполняют в две очереди. Сначала под защитой перемычек I очереди в кот-

ловане I очереди возводят или водосливную плотину и устой, а на ГЭС с грунто-

выми плотинами;— и здание ГЭС). Река течет по стесненному руслу. После воз-

ведения сооружений I очереди разбирают, а свободную часть русла перекрывают банкетом, под защитой которого строят перемычки II очереди. Примыкая к раз-

дельному устою, выполняющему роль продольной перемычки, они образуют котлован II очереди, в котором возводятся остальные сооружения (здание ГЭС и станционная плотина или насыпная грунтовая плотина). Одновременно с бето-

нированием сооружений II очереди завершают возведение сооружений I очере-

ди. Река течет либо через временные либо постоянные отверстия в водосливной плотине. По завершении работ в котловане II очереди перемычки разбирают,

временные отверстия в плотине закрывают и наполняют водохранилище.

2.2.2. Пропуск расходов в узких створах

Расходы реки при строительстве в узких створах отводятся в обход строя-

щихся сооружений строительными тоннелями. Для этого на одном из берегов

9

под защитой скальных целиков проходят один или несколько обводных тонне-

лей, верховые порталы которых оборудуют затворами. По завершении строи-

тельства тоннеля скальные целики разбирают, а русло реки перекрывают банке-

том. Под защитой банкета сооружают верховую и низовую перемычки, перего-

раживая ими всю реку и образуя общий котлован для возведения русловых со-

оружений гидроузла. Расходы реки в период работ в котловане проходят по об-

водному тоннелю. После возведения сооружений тоннель закрывают затворами,

под защитой которых на его верховом участке бетонируют пробку. В нижний бьеф в этот период пропускается только «санитарный расход» через специаль-

ные водосбросы в теле плотины. Основной же расход реки аккумулируется в во-

дохранилище.

Форму поперечного сечения тоннеля выбирают руководствуясь коэффици-

ентом крепости пород. В крепких слаботрещиноватых породах тоннели могут быть без крепления стен и свода; в остальных случаях их выполняют либо с бе-

тонной обделкой, либо с облицовкой шприц-бетоном (торкретом).

2.2.3. Пропуск расходов комбинированным способом

Пропуск строительных расходов комбинированным способом может осу-

ществляться по одной из двух схем.

Первая схема используется при строительстве гидроузлов с высокими грунтовыми плотинами на реках с большими расчетными паводками. Она преду-

сматривает пропуск расходов межени по небольшому строительному тоннелю, а

половодье — по руслу реки через недостроенную плотину. Тоннель рассчиты-

вают на расход, близкий к максимальному расходу межени. Гребень и откосы недостроенной грунтовой плотины укрепляют от размыва при пропуске паводка.

Для защиты недостроенных грунтовых плотин от размыва паводками ис-

пользуют: крепление гребня и откосов крупным камнем или габионами; устрой-

ство монолитного железобетонного крепления на откосах; крепление низового откоса сборными железобетонными плитами (чешуей); армирование каменной

10

наброски на откосе металлической сеткой; устройство ряжевого или бетонного порога.

Вторая схема рекомендуется для возведения гидроузлов с бетонными плотинами в недостаточно широких для секционирования русла створах, а также при больших паводковых расходах. Она предусматривает:

−проходку небольшого (на расход межени) строительного тоннеля преимуще-

ственно без обделки;

−перекрытие русла и сооружение в межень двух котлованов: незатопляемого — для станционной плотины и здания ГЭС и ежегодно затопляемого паводками котлована водосливной плотины;

−круглогодичное производство всех работ в котловане ГЭС и сезонное (только в межень) — в котловане менее трудоемкой плотины с пропуском расходов

межени через строительный тоннель, а паводков — дополнительно, через за-

тапливаемый котлован и недостроенную водосливную плотину с донными от-

верстиями или «гребенкой».

2.3. Перекрытие русел рек

Перекрытие реки – это отвод ее из естественного русла в новое искус-

ственное русло для возведения части или всех напорных сооружений гидроузла. Фронтальный способ. Перекрытие русла производится равномерной по всей ширине реки отсыпкой каменного банкета с наплавного или стационарного моста автосамосвалами. По мере увеличения перепада на банкете и скоростей потока в проране наряду с камнем отсыпают бетонные массивы, кубы или тетра-

эдры.

Пионерный способ. Предусматривает торцевую отсыпку камня в один или несколько банкетов до соединения их с противоположным берегом реки.

Этот метод прост и дешев, не требует специальных сооружений. Он широко применяется в современном гидростроительстве и рекомендуется для всех рек с трудно размываемым ложем и при расходах до 3000 м3/с при размываемом рус-

ле.