Проектирование и строительство земляных плотин - [23]

11.12. Доработка плотин после намыва

Намыв тела плотины является первым основным этапом её сооружения, после него производят работы по планировке откосов, устройству фильтров, защите напорных откосов от волнового воздействия, устройству парапета, укреплению низовых откосов посевом трав, прокладке по гребню плотины дорог и других коммуникаций.

Остановимся на тех работах, которые связаны непосредственно с доработкой работ гидромеханизации. К ним относится надежная заделка водосбросных коллекторов, погребенных в тело плотины, ибо металлические трубы коллекторов, обычно пересекающих половину сечения плотины, подвержены ржавлению и могут являться активным источником фильтрации, вплоть до разрушения самой плотины. Поэтому техническая инспекция требует полного заполнения труб коллекторов песчаноцементным раствором.

Эта, на первый взгляд простая операция, может превратиться в сложную инженерную проблему, если не будет достигнуто полного заполнения трубы коллектора раствором, что произошло при заделке коллекторов плотины на строительстве Куйбышевской ГЭС. Прежде всего, должен составляться детальный проект организации работ, который должен неукоснительно соблюдаться, а сам процесс строго контролироваться.

Предварительно концы труб коллекторов были заглушены стальной заглушкой, а перед заглушкой врезана труба d = 200 мм для выпуска воздуха, воды и контроля заполнения раствором.

Трубы коллекторов на Куйбышевгидрострое были диаметром Д = 1000 мм, протяженностью до 250 м, объем заполнении трубы составлял вместе с вертикальным стояком 220 м³ раствора. Состав песчано-цементного раствора с добавкой сульфитно — спиртовой бардой (ССБ) для увеличения подвижности подбирался центральной бетонной лабораторией.

Задача сводилась к продвижению раствора под давлением 27,5 м вод. ст. (высота плотины) на длине трубы 250 м до потери подвижности раствора в течение 8 часов, и подаче раствора с бетонного завода не менее 30 м³/час. Доставка раствора выполнялась автосамосвалами МАЗ-205 с наполнением кузова 2 м³ раствора и уплотнением в заднем откидном борту. Было выделено 15 автосамосвалов для доставки раствора к стоякам коллекторов, оборудованных приемным бункером. С бетонно-растворным заводом был согласован график подачи раствора.

Для заполнения одного коллектора раствором необходимая интенсивность подачи составляла 15 автосамосвалов в час беспрерывно в течение не менее 8 часов.

Это условие не было выдержано, начали заливать раствором одновременно несколько коллекторов. В результате раствор остановился на 50 м от колодца при полном заполнении стояка на пяти коллекторах.

Техническая инспекция стройки потребовала полного заполнения труб коллекторов раствором. Подача раствора оставалась возможной только с нижнего конца коллектора. Автором главы был разработан специальный сложный проект, который удалось осуществить с большими потугами и риском. Положение еще усугубилось тем, что при строительстве дренажной призмы концы коллекторов были вырезаны и потеряны. Геодезическая привязка коллекторов была выполнена неверно и пришлось предварительно искать погребенные на 6 м в тело плотины концы коллекторов гидравлической иглой (труба d = 12 мм с шлагом и подачей воды с давлением 1 МПа). Описанный случай свидетельствует о необходимости точного соблюдения проекта заполнения раствором коллекторов.

Проект заделки сбросной системы по окончании намыва земляной плотины путем бетонирования концов коллектора и заливки трубы цементным раствором приведен на рис. 11.12.1. [4].

Рис. 11.12.1. Заделка шахтных колодцев и коллекторов по окончании намыва [8]

1 — коллектор, заполняемый цементным раствором: 2 — шахтный сбросной колодец, засыпаемый грунтом (стояк заделывают бетоном); 3 — противофильтрационные диафрагмы; 4 — объем грунта; удаляемый при откапывании трубы для ее заделки бетонной пробкой и восстанавливаемый укладкой вручную; 5 — объем заделки конструкций колодца, удаленных на глубину до 2 м; 6 — бетонные пробки; 7 — удаляемая часть трубы.

Операции выполнения работ по заделке колодца и коллектора понятны из описания рисунка. Другой операцией по доработке плотины, связанная с окончанием её намыва, связана с планировкой откосов. При создании промежуточных дамбочек обвалования в процессе намыва верхний слой откоса толщиной 1 — 0.5 м имеет предельно низкую плотность и подлежит удалению. Планировка производится по выставленным шаблонам проектных откосов с помощью срезки грунта с помощью бульдозеров и грейдеров. Срезанный вниз грунт разравнивается у основания откосов.

Рис. 11.12.2. Бетонирование участка плотины Куйбышевской ГЭС. 1954 г.

Дальнейшие работы по отсыпке фильтров, устройству дренажа, бетонированию или мощению верхового откоса обычно выполняются управлением механизации строительства. Но в зимний период (при простое земснарядов) для загрузки рабочих крепление откосов не редко выполняется гидромеханизаторами без применения специального оборудования.

11.13. Расчет фильтрации, оплывания и устойчивости откосов плотины во время намыва

Почти все грунтовые плотины при строительстве ГЭС Волжско-Камского и Днепровского каскадов возводились способом гидромеханизации из песчаных грунтов. Все эти плотины проектировались институтом «Гидропроект». Надежность намывных плотин подтверждена их многолетней безотказной эксплуатацией.