1. (60) Принципы компоновки напорных речных гидроузлов. Порядок возведения сооружения без отвода реки из ее бытового русла. Классификация перемычек, их конструкции.

Гидроузел – комплекс ГТС общего (плотина, водосбросы) и специального (здание ГЭС, шлюз и т.д.) и специального назначения. Под компоновкой гидроузла понимается такое взаимное расположение входящих в него сооружений, которое наиболее эффективно обеспечивает решение народнохозяйственных задач. Влияние на компоновку оказывают природные, эксплуатационно-технические, технико-экономические, строительно-производственные и др. условия. Компоновку сооружений приходится решать индивидуально, руководствуясь конкретными природными и экономическими условиями, результатами изысканий, проектных проработок, лабораторных исследований.

Возведение сооружений без отвода реки из ее бытового русла. Можно вести двумя способами:

1. Перемычный метод. Строятся сооружения первой очереди в котловане, расположенном в русле реки и защищенном перемычками первой очереди. Первой возводится продольная 1 перемычка первой очереди, направленная вдоль потока воды или под небольшим углом, затем низовая 5 или верховая 8 – поперечные перемычки первой очереди. В котловане возводятся здания ГЭС и один пролет плотины, размещают водосбросы, для пропуска воды в период строительства основных сооружений второй очереди.

После возведения первой очереди выполняется продольная перемычка второй очереди 4, 7, затем разбирается часть низовой перемычки первой очереди 5 и затапливается нижний бьеф сооружений, далее разбирается вер­ховая перемычка 8 и вода проходит через сооружения, построен­ные в первую очередь и по руслу реки. Затем к низовому узлу пе­ремычек А обычно пристраивается низовая поперечная перемычка второй очереди 3, а к верховому узлу Б — верховая поперечная пе­ремычка 2, осушается пространство между перемычками, а расхо­ды реки проходят через водосбросы в сооружениях, построенных в первую очередь. Под защитой перемычек второй очереди достраиваются ос­новные сооружения. При построении необходимого объема соору­жения перемычки второй очереди удаляются (разбираются). Это метод 2х секционных перемычек.

Недостаток метода – установка перемычек уменьшает живое сечение русла, следовательно изменяется гидрологический режим.

2. Бесперемычный метод. При этом методе основные сооружения располагаются в русле реки и возводятся частями или полностью в текущей воде. Известно 2 направления: с доставкой конструкции на плаву к месту установки и с изготовлением конструкций на месте.

3. Прочие методы. Возможна постройка плотины без перемычек с помощью железобетонных трубчатых свай или ж/б труб большого диаметра.

Различают три типа компоновки бетонных сооружений: русловую, пойменную и береговую.

Русловая компоновка все бетонные сооружения гидроузла располагаются в естественном русле реки. На 1 этапе осуществляется строительство перемычек 1 очереди и возведение за их перекрытием сооружений, необходимых для перекрытия русла. При этом пропуск строительных расходов осуществляется при значительном стеснении русла, поэтому внимание уделяется надежности перемычек 1 очереди, защите их от подмыва и размыва и обеспечению условий судоходства. На 2 этапе осуществляется перекрытие русла и постепенное переключение расходов через построенные временные отверстия в плотине. После перекрытия возводятся перемычки 2 очереди и откачка котлована 2 очереди.

На 3 этапе осуществляется наращивание бетонных сооружений по всему напорному фронту до отметок, необходимых для начала наполнения водохранилища. Затем перемычки 2 очереди разбираются и осуществляется наращивание фронта бетонных сооружений, возведение здания ГЭС и монтаж агрегатов.

При пойменной компоновке основные бетонные сооружения располагают в пойме. На 1 этапе строят перемычки 1 очереди и за их перекрытием создают котлован 1 очереди. Пропуск строительных расходов по естественному руслу. Возводятся все бетонные сооружения гидроузла–водосливная плотина, здание ГЭС, шлюз др.

На 2 этапе производится перекрытие русла реки. Строительные расходы пропускают через отверстия в бетонных сооружениях. На 3 этапе осуществляется возведение руслового участка плотины, наращивание напорных бетонных сооружений и зданий ГЭС.

Перемычками называются временные напорные сооружения, предназначенные для ограждения котлованов от затопления их водой в период возведения ГТС или их ремонта. Перемычки принято различать в основном по двум признакам: по местоположению в русле реки относительно оси водотока и по конструкции и материа­лам. По местополож. в русле реки относительно оси водотока разл. продольные, верховые поперечные и низовые поперечные перемычки.

Кроме того, для уточнения условий возведения и работы перемычек применяется дополнительная классификация. В зависимости от планового положения в русле реки различают сплошные поперечные, секционные и островные перемычки; от условий возведения — перемычки, возводимые насухо и в воде; от сроков и очередности возведений — перемычки 1-й, 2-й и 3-й очередей; по условиям пропуска паводка — незатопляемые и затопляемые (допускают перелив воды через гребень при пропуске паводка при соответствующем технико-экономическом обосновании при этом предварительно требуется крепление гребня откосов перемычки).

Плановые и высотные размеры перемычек определяются исходя из основных требований к ним применительно к конкретным условиям работы и местоположению, с учетом геологических, гидрологических и топографических условий.

Большое значение для безопасной эксплуатации перемычек имеет их правильное плановое расположение, которое позволяет добиться плавного сужения потока и избежать размывов перемычки и русла реки. Плановое расположение перемычек определяется условиями возможного сужения русла реки. По материалу: грунтовые (земляные и каменно-земляные), ряжевые (деревянные срубы в виде колодцев заполняют камнем), шпунтовые(дерево или металл, забивают в 2 ряда между ними засыпают грунт), ячеистые, бетонные.