10.5. Возведение плотин и пропуск воды в период строительства

Выше было отмечено, что насыпные плотины возводят послой­ной их отсыпкой насухо или в воду. В состав основных работ при отсыпке плотин насухо входят: подготовка и разработка карьеров, доставка грунта к месту укладки, отсыпка, разравнивание и уп­лотнение грунта в тело сооружения. Грунт в карьере разрабатыва­ют землеройными или землеройно-транспортными машинами, а до­ставку грунта к месту укладки осуществляют самосвалами или конвейерным транспортом. Разравнивание грунта на плотине про­изводят бульдозерами, грейдерами или скреперами. Если влаж­ность укладываемого в плотину грунта (особенно глинистого) от­личается от оптимальной**, то производят его подсушку или увлаж­нение. Механическое уплотнение грунта производят для уменьше­ния фильтрации воды через тело плотины, повышения устойчивости ее откосов и уменьшения деформации плотины под действием соб­ственного веса и давления воды.

Для уплотнения связных грунтов чаще всего применяют кулач­ковые и пневматические катки, иногда гладкие решетчатые и виб-

* Здесь обозначение коэффициентов у;_с и у_с<2 принято согласно СНиП 2 06.06—85.

** Оптимальной влажностью называют влажность грунта, при которой в про­цессе уплотнения достигается максимальная его плотность.

318

рационные. Для уплотнения грунта в местах примыкания к бере­гам и бетонным сооружениям, т. е. при стесненном фронте работ, используют трамбующие катки или плиты. Для уплотнения несвяз­ных грунтов целесообразны вибро- и пневмокатки, а также виб­ротрамбовки.

Отсыпку грунтов в воду («мокрый» способ возведения плотин) применяют при отсыпке морены, глинистых и песчаных грунтов. Преимуществами этого способа являются прежде всего возмож­ность использования грунтов, плохо поддающихся укладке други­ми способами, а также ведения работ в дождливые периоды и во время заморозков. Уложенный этим способом грунт обладает вы­сокой плотностью и хорошими противофильтрационными свойст­вами. При возведении плотин этим методом грунты отсыпают по­слойно в искусственные прудки (карты), огражденные дамбами, или в естественные водоемы Толщину слоя отсыпки в зависимости от укладываемого грунта назначают в пределах от 1 до 10 м. Вы­соту дамб обвалования принимают примерно равной толщине слоя отсыпки. Размеры прудков (карт) в плане назначают так, чтобы при заданной толщине слоя объем карты соответствовал сменной производительности используемого оборудования.

При возведении намывных плотин грунт в карьерах разрабаты­вают либо сухим способом (экскаваторами или иными снарядами), либо, что чаще, средствами гидромеханизации — землесосами или гидромониторами. В случае необходимости землесосы снабжают специальными разрыхлителями. Транспортировку грунта осущест­вляют по напорным трубопроводам или, что реже, по лоткам. Тран­спортировать грунт по лоткам возможно в тех случаях, когда карье­ры расположены выше гребня плотины и вблизи от нее.

Укладку грунта в плотину осуществляют по одной из четырех возможных схем намыва — двусторонней, односторонней, мозаич­ной и торцовой. Двустороннюю схему применяют при намыве над­водных частей однородных и неоднородных (в частности с ядром) плотин. При этой схеме пульпопровод, идущий от карьера к пло­тине, на месте намыва разделяется на две ветви (распределитель­ные пульпопроводы), укладываемые вдоль откосов плотины (рис. 10.8). Укладку этих пульпопроводов осуществляют по дере­вянным эстакадам высотой до 5 м (эстакадный способ намыва), на инвентарных опорах высотой до 1,5 м, заглубленных в грунт на 0,5 м (низконапорный способ намыва), или непосредственно на на­мытый грунт (безэстакадный способ намыва).

Наиболее распространенным из этих схем намыва является без­эстакадный способ с центральным прудком-отстойником. Распре­делительные пульпопроводы в этом случае состоят из звеньев, снабженных быстроразъемными раструбными соединениями. В про­цессе намыва пульпопроводы с помощью крана наращивают или укорачивают по длине карты, не прекращая подачи пульпы.

При эстакадном способе намыва в распределительных пульпо­проводах обычно через 5... 6 м по длине прорезают отверстия, обо-

319

Рис. 10.8. Схемы двустороннего намыва плотины:

а — эстакадный способ намыва; б — безэстакадный способ намыва;

/ — дамба обвалования; 2 — распределительный пульповод; 3 —

сбросной колодец; 4 — прудок-отстойник; 5—коллектор; 6 — ядро;

7 — боковая призма; 8 — распределительный лоток

рудованные задвижками, через которые выпускают пульпу. Для удобства распределения пульпы иногда используют деревянные или металлические лотки, которые укорачивают по мере намыва соору­жения. Излишнюю воду из прудков-отстойников удаляют с по­мощью вертикальных водосливных колодцев. Одностороннюю схе-,,| му намыва плотин используют главным образом для надводного,| а иногда подводного намыва плотин. Ведут его с прудком-отстой» никои или без него любым из указанных выше методом, но чащ! безэстакадным способом, укладывая пульповод у низового откос| вдоль дамб обвалования, которые отсыпают для его формирована Верховой откос при этом обычно формируется в условиях свобод­ного растекания пульпы. В воде грунт ложится с откосом 1 :4, а выше воды — с откосом 1:12... 1:20, но иногда и положе (в за­висимости от зернового состава грунта). При необходимости ши­рина плотины может быть ограничена с помощью банкета под во­дой или ряда дамб овалования выше воды (рис. 10.9, а). При одно­стороннем намыве со свободным растеканием пульпы в верховой части плотины образуется зона с менее водопроницаемым грунтом, чем в нижней ее части.

320

Рис. 10.9. Схемы намыва плотин:

а — схема одностороннего намыва плотины; б—то же, мозаичного; в — то же, торцевого при подводном намыве; / — дамба обвалования; 2 — сбросной колодец; 3 — прудок-отстойник; 4 — пульповод; 5 —. конусы на­мыва; 6 — банкет

Рис. ЮЛ О. Схема очередности работ по постройке плотины:

1 — объекты первой очереди; 2 — то же, второй

321

Мозаичную схему (рис. 10.9, б) используют для намыва одно­родных плотин из неоднородного грунта. Намыв ведут без обра­зования прудка-отстойника и чаще всего безэстакадным способом. Распределительные пульпопроводы укладывают по всей ширине сооружения. После намыва очередного яруса грунта их смещают в плане так, чтобы места выпуска пульпы по ярусам располага­лись в шахматном порядке, что обеспечивает достаточную одно­родность грунта по всей ширине плотины.

Торцевой способ используют в основном для намыва под воду русловых частей плотин. Намыв ведут аналогично мозаичной схе­ме, но намывают подводную часть плотины сразу на всю высоту (рис. 10.9, в), что обеспечивает высокую производительность ра­бот *. Пульпопроводы наращивают, укладывая их по свеженамы­тому грунту. При возведении торцовым способом подводных яру­сов плотины с ядром вначале намывают боковые части плотины, а затем намывают ее среднюю часть из малопроницаемых грунтов.

При земляной водохранилищной плотине обычно сооружают во­досбросы, водоспуски, а в ряде случаев и приплотинные водозабо­ры. Водосбросы используют для пропуска паводковых вод, водо­спуски— для опорожнения водохранилища. Водозаборы устраива­ют в тех случаях, когда из водохранилища забирают воду для це­лей водоснабжения. Водозаборы обычно совмещают с водоспуска­ми. В период строительства гидроузла галерею водоспуска обычно используют для пропуска строительных расходов. Возведение все­го комплекса сооружений производят в несколько очередей. В пер­вую очередь (рис. 10.10) возводят водосброс, водоспуск и берего­вые части плотины, во вторую очередь — центральную ее часть. При этом с помощью низовой и верховой перемычек воду отводят в галерею водоспуска, в которой до пропуска строительных расхо­дов внутренние трубопроводы не укладывают.

При сооружении водосливных плотин (водосбросов) на пойме, а также в условиях малой пропускной способности галерей во­доспуска земляную плотину иногда возводят непосредственно в текущей воде. В этом случае первоначально набрасывают банкет из крупного камня (см. рис. 10.9, б), затем отсыпают щебень или гальку или смесь гравия с песком. После этого в образованный таким образом тиховод с банкета производят отсыпку или намыв грунта до проектной отметки.