Плотина и способ ее возведения Советский патент 1984 года по МПК E02B7/06 

2. Способ возведения плотины, при котором производят отсыпку камня в упорную призму, устройство экрана и наполняют водохранилище в процессе строительства, отличающийс я тем, что, с цепью ускорения

сроков строительства и снижения стоимости, устройство экрана и повьшение уровня воды в верхнем бьефе производят с опережением не более 30 м по сравнению с отметкой верха отсьшаемой части упорной призмы.

1. Плотина, включающая упорную призму из крупнообломочного грунта, размещенные в ней контрфорсы и поддерживаемьш ими железобетонный экран, отличающаяся тем, что, с целью ускорения сроков строительства и снижения стоимости, экран выполнен в виде вертикальйых сводов криволинейного очертания,соединенных с контрфорсами.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к конструкциям высоких и сверхвысоких каменнонабросных плотин на скальном основании и способам их возведения.

Известна плотина, включающая упорную призму из каменной наброски, массивную бетонную стенку с выступающими из нее контрфорсами и экран из железобетонных плит, опирающихся на контрфорсы lj .

Недостатками данной конструкции являются ее малая надежность и сложность в строительстве.

Известен способ возведения каменнонабросных плотин с экраном, включающий последовательно вьшолняемые наброску камня в упорную призму, устройство подэкранного слоя из сухой кладки или уплотненного щебня (гравия) и устройство экрана 2j ,

Недостатком указанного способа является вынужденное отставание каждой последующей операции от предыдущей, что сдерживает темпы подготовки напор кого фронта плотины.

Известна также плотина, включающая упорную призму из крупнообломочного грунта, размещенные в ней контрфорсы и поддерживаемый ими железобетонный экран з .

Однако при увеличении шага контрфорсов в высоких и сверхвысоких плотинах необходимая толщина свободно опертых плит экрана и количество арма туры в них становятся значительными, что снижает экономичность конструкции.;

Известен также способ возведения плотины, при котором производят отсыпку камня в упорную призму, устройство экрана и наполняют водохранилище в процессе строительства 3j.

При возведении плотины по указанному способу плиты экрана способны чйоспринимать напор воды лишь после того, как будет возведена до соответствующей отметки часть плотины.

Цель изобретения - ускорение сроков строительства и снижение стоимости.

Указанная цель достигается тем, что в плотинеS включающей упорную призму из крупнообломочного грунта, . размещенные в ней контрфорсы и поддерживаемьй ими железобетонный экран экран выполнен в виде вертикальных сводов криволинейного очертания, соединенных с контрфорса14и.

В способе возведения плотиныj при котором производят отсыпку камня в упорную призму, устройство экрана и наполняют водохранилище в процессе строительства, устрййство экрана и повьшение уровня воды в верхнем бьеф производят с опере5кением не более 30 м по сравнению с отметкой верха отсыпаемой части упорной призмы.

Опережающие темпы возведения экрана над отметкой верха отсыпаемой части упорной призшл определены на основании расчетов и данных практики строительства плотин.

На фиго1 изображена плотина, поперечный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - состояние плотины на первом этапе ее возведения, поперечный разрез; на фиг.5 и 6 - то же, на втором и третьем этапах строительства.

Плотина включает бетонные контрфорсы 1, имеющие внизу уширения 2, цилиндрические вертикальные своды 3, жестко соединенные с контрфорсами, бетонный зуб 4 в скале основания, цементационную завесу 5, упорную приз му 6 из крупнообломочного грунта (горной массы), переходную зону 7 из гравийно-галечного грунта или щеб ня и бетонный массивный гребень 8, устраиваемый на высоте колебания уровня воды в верхней бьефе в период эксплуатации. Контрфорсы 1 выполняются с вертикальной напорной гранью и наклоном низовой грани равным 0,4-0,6 в зависимости от выботы плотины и прочност скального основания. Толщина контрфорсов.расстояния между ними и толщина цилиндрических сводов определяются расчетами прочно ти, компоновкой основных сооружений гидроузла и условиями производства работ. Уширения 2 в нижней части контрфорсов обеспечивают требуемую устойчивость их на сдвиг вследствие пригрузки весом грунта плотины, а также способствуют вьфавниванию напряжений в зоне контакта бетон-скала. Способ возведения плотины осуществляют поэтапно следующим образом После орушения котлована, подготовки основания и устройства зуба 4 возводят на высоту 20-35 м в зависимости от сроков, установленных кален . дарным планом, первый ярус контрфорсов 1 с уишрениями 2 и цилиндрических сводов 3. Устраивают под зубом 4 цементационную завесу 5. После этого производят затопление котлована и подъем уровня воды в верхнем бьефе до отметки, допускаемой верхней кром кой цилиндрических сводов 3 с запасом 1,5-2,0 м. На втором этапе отсыпают на высот первого яруса9 бетонных элементов 1 и 3 пионерную призму 6 из крупнообломочного грунта и переходную зону 7. Крупнообломочный грунт отсыпают ярусами без специального уплотнения материала. Грунт переходной зоны 7 отсыпают слоями 50-60 .см с тщательны его уплотнением известными способами например с помощью виброкатков или вибротрамбовок. Затем бетонируют вто рой ярус 10 контрфорсов 1 и цилиндри ческих сводов 3 и продолжают наполнение водохранилип(а с подъемом уровня воды до отметок, допускаемых высо той второго яруса цилиндрических сво дов 3. На третьем этапе строительства отсыпают на высоту второго яруса 10 элементов 1 и 3 верховую часть упорной призмы 6 и переходную зону 7, применяя те же методы укладки и уплотнения грунта, и производят дальнейшее повьшение уровня воды в верхнем бьефе. Далее возведение плотины и наполнение водохранилища производят в той же последовательности. На завершающем этапе- контрфорсы 1 надстраивают массивным бетонным гребнем 8, отсьшают упорную призму 6 до полного профиля и поднимают уровень воды в верхнем бьефе до проектных отметок. Так как повышение уровня воды в верхнем бьефе происходит с опережением по отношению к росту высоты упорной призмы, в цилиндрических сводах экрана и узлах их сопряжения с контрфорсами создается эффект начального обжатия, вследствие чего указанные элементы напорного фронта могут быть выполнены с минимальным (конструктивным) армированием. При возведении же конструкции обычным способом, т.е. с опережением роста высоты упорной призмы по отношению к уровню воды в верхнем бьефе, в элементах напорного фронта в строительный период могли бы возникнуть растягивающие усилия, для воспринятия которых потребуется расчетная арматура. Предлагаемая конструкция плотины позволяет в 2-3 раза увеличить шаг контрфорсов по сравнению с известной. Предлагаемый способ возведения плотины по сравнению с прототипом ускоряет наполнение водохранилища и ввод в эксплуатацию первоочередных агрегатов ГЭС и улучшает условия работы сооруженияв строительный период. Таким образом, предлагаемая конструкция плотины и способ ее возведения позволяют получить экономию бетона и существенное снижение расхода арматуры, а также форсировать наполнение водохранилища, ускорить ввод в эксплуатацию на промежуточных напорах одного или двух агрегатов ГЭС и получить дополнительную вьфаботку электроэнергии. Экономический эффект на плотину высотой 202 м составляет около-80 мли.руб.

Л-А

7 6

Фиг.2

Этап

т

ЭтапЖ

(Pui.3

y- jL-у-5: ж:-s f 7 т « Т

ФиеЛ