Федеральное агентство морского и речного транспорта

Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Волжская государственная академия водного транспорта

Кафедра водных путей и гидротехнических сооружений

В.П. Куликов

Краткий курс лекций

по дисциплине «Производство гидротехнических работ»

специальности 270104 «Гидротехническое строительство»

Часть 1

Н. Новгород

2012г.

Оглавление .

1. Особенности производства работ при строительстве гидротехнических сооружений.

2. Порядок разработки и содержание проектов производства работ.

Нормативные документы.

3. Устройство ограждающих перемычек

3.1. Назначение, классификация и общие требования к перемычкам

3.2. Земляные перемычки

3.3. Каменно-земляные и каменно-набросные перемычки

3.4. Возведение ряжевых перемычек

3.5. Возведение шпунтовых перемычек

4. Водоотлив и водопонижение

4.1. Начальный водоотлив.

4.2. Текущий водоотлив.

5. Производство свайных работ

5.1. Сваи, их разновидности и назначение.

5.2. Способы погружения свай и шпунта

5.2.1. Погружение свай непосредственно забивкой

5.2.2. Погружение свай подмывом.

5.2.3. Вибропогружение шпунтов и свай.

5.2.4. Завинчивание свай.

5.3. Погружение свай с поверхности суши.

5.4. Способы устройства набивных свай.

6. Сборные железобетонные конструкции в гидротехническом строительстве.

6.1. Применение сборного железобетона в воднотранспортном строительстве.

6.2. Изготовление сборных железобетонных элементов.

6.3. Производство работ при изготовлении и монтаже массивных блоков.

6.4. Бетонирование обыкновенных массивов.

7. Устройство опор глубокого заложения

7.1. Способ «Стена в грунте».

7.2. Способ «Опускного колодца».

7.3. Кессонный способ.

8. Подземные работы в гидротехническом строительстве.

8.1. Развитие подземного гидротехнического строительства

8.2. Влияние инженерно-геологических условий на производство подземных

работ.

8.3. Сооружение туннелей горным способом. Методы раскрытия сечений.

8.4. Производство буровых работ при проходке горных выработок

8.5. Погрузка и транспортирование взорванной породы

8.6. Устройство временной крепи

8.7. Постоянные обделки

8.8. Вспомогательные работы

9. Уплотнение и закрепление грунтов

9.1. Способы уплотнения и закрепления грунтов

9.2. Цементация оснований

9.3. Производство цементационных работ

9.4. Буровые работы

9.5. Обустройство скважин и подготовка пород к цементации.

9.6. Силикатизация песчаных и лессовидных грунтов

10. Подводно-технические работы

10.1. Водолазное снаряжение и оборудование.

10.2. Классификация водолазного снаряжения

Введение

1. Особенности производства работ при строительстве

гидротехнических сооружений

Гидротехническое строительство является одной из наиболее сложных отраслей капитального строительства. Это объясняется индивидуальностью и неповторимостью конструктивных и компоновочных решений гидротехнических сооружений, большими объемами работ, сконцентрированных на ограниченных по размерам строительных площадках, и высокими интенсивностями их выполнения.

В отличие от промышленного, гражданского, крупного теплоэнергетического и атомного строительства гидротехническое строительство в значительно большей степени зависит от топографических и инженерно-геологических условий, связано с особенностями водного режима рек. К гидротехническим сооружениям предъявляются особые требования к их надежности, прочности, водонепроницаемости и морозостойкости, что вызывает необходимость применения специальных технологий производства строительных и монтажных работ.

Зависимость строительства основных сооружений гидроузла от водного режима реки определяет необходимость применения индивидуальной схемы их возведения и последовательности выполнения строительных и монтажных работ. До начала возведения основных сооружений должны быть построены временные гидротехнические сооружения – перемычки, каналы, туннели для пропуска строительных расходов и затопления котлованов. Гидрологический режим реки определяет готовность сооружений к определенным этапам строительства: затоплению котлована, перекрытию русла, временному переводу водного потока на недостроенные бетонные сооружения, готовностью судоходных шлюзов к началу очередной навигации и т. д.

В отличие от большинства других видов капитального строительства, где в формировании стоимости строительства доминирует стоимость технологического оборудования, стоимость привозных строительных материалов и конструкций, в гидротехническом строительстве стоимость формируется главным образом на строительной площадке. Стоимость технологического оборудования на гидротехнических объектах обычно не превышает 10 – 12% общей суммы капитальных вложений. Стоимость привозных строительных материалов, таких как металл, цемент, лесоматериалы и др., составляет около 20 – 25%. Остальные 60 – 70% стоимости строительства формируется непосредственно на строительной площадке, и определяется уровнем организации и технологии строительного производства.

В состав любого гидроузла входят крупные земляные сооружения (дамбы, плотины, перемычки, каналы). Для возведения бетонных сооружений устраивают большие котлованы. Стоимость земляных и скальных работ в гидротехническом строительстве составляет от 17 до 30% общей стоимости строительно-монтажных работ, а при строительстве каналов достигает 50%.

Для того чтобы земляное сооружение после постройки отвечало своему назначению, к производству земляных работ предъявляются определенные требования. В частности, заложения откосов выемок, во избежание их оползания, должно соответствовать геотехническим свойствам грунтов и условиям эксплуатации. Геотехнические характеристики грунтов качественных насыпей (плотин, дамб) должны отвечать требованиям проекта. Недопустимо применение грунтов другого, чем в проекте, минералогического и гранулометрического состава, загрязненных и мерзлых грунтов.

При возведении земляных плотин особое значение придают плотности насыпи. Плотность насыпи достигается путем послойной отсыпки и последующего уплотнения каждого слоя катками до заданной проектом плотности.

Котлованы гидротехнических сооружений имеют довольно сложную конфигурацию в плане и разную глубину на отдельных участках. Это усложняет выемку грунта и организацию транспорта, требует организацию водоотлива и водопонижения, требует проведения работ по зачистке и подготовке основания котлована. Изменение геологических и гидрогеологических условий по глубине котлована требует изменения технологии производства земляных работ, замены одних механизмов другими. Например, верхняя часть котлована сложена мягкими грунтами, а нижняя часть подстилается скальными породами. В этом случае верхняя часть должна разрабатываться землеройными машинами без предварительного рыхления, а нижняя часть требует применения буровзрывных работ, более мощных экскаваторов и транспортных средств.

Большие объемы выемок и насыпей требуют определенного совмещения работ по выполнению полезных выемок и полезных насыпей. Качественные грунты полезных выемок всегда стремятся использовать для отсыпки тела плотины, дамб, перемычек. Соблюдение этого принципа осложняется тем обстоятельством, что работы по выемке грунта и возведению земляных сооружений выполняются в разное время.

Гидротехническое строительство характеризуется весьма большими объемами бетонных работ, стоимость которых достигает 35 – 40% общей стоимости строительства.

К бетону гидротехнических сооружений предъявляются особые требования, вызываемые условиями его работы под водой, в зонах переменного уровня воды, многократными замораживаниями и оттаиваниями при значительных колебаниях температур воздуха. Бетон гидротехнических сооружений должен быть не только механически прочным, но и плотным, водонепроницаемым, морозостойким, стойким к агрессивным воздействиям воды, трещиноустойчивым при колебаниях температуры, обладать сопротивлением к кавитации и истиранию наносами, повышенной прочностью на растяжение. Выполнение требований, предъявляемых к бетону, достигается путем применения специальных видов цемента, арматурной стали, добавок и специальной технологии его приготовления и укладки.

Довольно часто в состав основных сооружений гидроузла входят подземные гидротехнические сооружения – напорные и безнапорные туннели, шахты, подземные гидроэлектростанции и другие сооружения. Специфические условия работы этих сооружений требуют особых способов производства работ, обеспечивающих надежность их эксплуатации.

Так как строительство и эксплуатация гидротехнических сооружений связано с водным режимом рек и гидрогеологическими условиями, а так же с напорной фильтрацией воды через тело и основание сооружений, то при их возведении возникает необходимость в проведении целого ряда специальных мероприятий, обеспечивающих необходимую прочность, как оснований так и самих сооружений. Во многих случаях приходится выполнять подводные, берегоукрепительные и выправительные работы, требующие специальной технологии и специальных средств механизации.

При строительстве объектов гидроэнергетического назначения приходится выполнять большие объемы работ по монтажу гидросилового, гидромеханического и электромеханического оборудования. Производство монтажных работ в гидротехническом строительстве, в связи со спецификой его оборудования, так же требует специальной технологии производства работ и средств механизации.

Необходимость выполнения больших объемов работ требует привлечения на строительство большого количества строительной техники и транспортных средств, организации на строительной площадке соответствующей производственной базы, обеспечивающей строительство местными строительными материалами, арматурными и металлическими конструкциями, нестандартным оборудованием, опалубочными и столярными изделиями, сборным гидротехническим бетоном и т.п. Для этого на строительной площадке создают предприятия по производству местных строительных материалов, ремонтно-механические предприятия и службы, базы материально-технического снабжения, базы специализированных и монтажных организаций. Для расселения строителей и членов их семей на строительных площадках гидротехнических сооружений возводят поселки строителей и эксплуатационников.

Строительство объектов промышленного и гражданского назначения, строительство автомобильных и железных дорог, аэродромов требует привлечения на стройку специалистов других отраслей хозяйства, в том числе учителей, врачей, работников культуры, спорта, связи и т.д. Все эти факторы и обусловили необходимость выделения гидротехнического строительства в особую отрасль хозяйства страны.