2 Организация работ по строительству плотины
2.1 Выбор схемы пропуска строительных расходов
Схема пропуска строительных расходов тесно связана с компоновкой гидроузла, а также с его гидрологическими, топографическими и геологическими условиями.
Строительные расходы можно пропускать двумя способами:
- по бытовому руслу реки без отвода ее в сторону;
- с отводом реки в обход строящихся сооружений по лоткам, трубам и туннелям.
При проектировании гидроузлов с самого начала нужно знать возможную схему пропуска строительных расходов, так как схема пропуска и компоновка сооружений гидроузла взаимно определяют друг друга.
Перемычки первой очереди
Расчет пропуска строительных расходов через сжатое русло
Определяется площадь бытового русла
W₁
=3200м³
W₂
=300м³
W₃
=600м³
W₄
м³
W₅
=262,5м³
W₆=
=750м³
W₇
=990м³
W₈=
=250м³
W₉=
=1245м³
W₁₀=
=2242,5м³
W₁₁= 220*8 =1760м³
W₁₂
=187,5м³
W₁₃
=1050м³
W₁₄
=60м³
W₁₅=
=2700м³
W₁₆
400*6=2400
м³
W₁₇=
=435
м³
W₁₈
=31,25
м³
W0=W₁+W₂+…+W₂₇=19370 м³
W0 - площадь бытового русла
Определяем площадь сжатого русла
W₁ =3200м³
W₂ =300м³
W₃ =600м³
W₄ м³
W₅ =262,5м³
W₆= =750м³
W₇ =990м³
W₈= =250м³
W₉= =1245м³
W₁₀= =2242,5м³
W₁₁= 220*8 =1760м³
W₁₂ =187,5м³
W₁₃ =1050м³
W₁₄ =60м³
W₁₅= =2700м³
Wсж=16535м³
Wсж -площадь сжатого русла
Определение отметки гребня перемычки при частичном сжатии русла перемычками
Определяем подпоры Z
При Z=0
Wсж=16535 м³
Wₒ=19370 м³
Определяем скорость течения в сжатом и бытовом руслах
Vₒ
;
Vсж
Где: Qстр- строительный расход;
Wсж- площадь сжатого русла;
Wₒ- площадь бытового русла
Vₒ
=0,09
м/c
Vсж
=0,12
м/c
Z
*
-
Где: φ- коэффициент, равный 0,85-0,95, берется тем выше, чем меньше стеснение русла и плавней очертания перемычки в плане; принимаем φ=0,85 -0,95
Vₒ,Vсж- скорости в бытовом и сжатом русле соответственно.
Zₒ
=0,00037
м
При Z=0,5
Wсж=1550+16535=17903 м³
Wₒ=19370 м³
V0,5
=0,09м/c
Vсж0,5
=0,1м/с
Z₀,₅=
=0,00015м
При Z=1
Wсж=16535+2765=19300 м³
W₀=0,09м³
Vсж
=0,09
м/c
Z₁ 0,00004 м
Принимаем Z=0
↓низ.пер.=253,9+1=254,9 м
↓верх.пер.=253,9+1+0=254,9 м
Hн.п.=↓низ.пер.-↓осн.пер.=254,9-251,3= 3,6м
Hв.п.=↓вер.пер.-↓осн.пер.=254,9-251,3= 3,6м
Перемычки второй очереди
Пропуск строительных расходов через гребенку строящейся плотины
Этот метод заключается в том, что отверстия в плотине, оставленные недостроенными в период ведения работ за перемычками, бетонируют группами под прикрытием затворов, в то время как воду пропускают через остальные незакрытые отверстия. Вместе с ростом плотины высота постепенно поднимается вместе с уровнем верхнего бьефа.
Гребенку закрывают следующим способом: из общего числа отверстий плотины каждый раз закрывают затворами ½ часть. Вначале затворы ставят в нечетные отверстия, а воду пропускают в четные отверстия над начальным порогом. После окончания бетонирования нечетных отверстий затворы ставят на высотку в четные отверстия и в них бетон укладывают уже на следующую уровень 2 , вода в это время проходит через нечетные отверстия таким же, но на следующем уровне над первоначальным порогом; деля затворы опять переводят в нечетные отверстия, вода идет через четные, но уже на уровне 3 над первоначальным порогом, за затворами укладывают слой бетона высотой 2. Таким образом, при каждой перестановке затворов уровень верхнего бьефа поднимается на высоту 1, называемую шагом гребенки. Затворы должны иметь высоту 2 плюс некоторый запас - около 0,5-1,0м. Гребенку закрываем в период низких уровней воды в реке и применяем строительные затворы.
4 отверстия открыто, 2 закрыто
H
H
=
=9,3
м
Где: Q- строительный расход = 1770м³/c;
m- коэффициент расхода водослива с широким порогом = 0,35;
σn- коэффициент подтопления, первоначально принимается при 1, затем по данным учебника Эристова (стр.148) – уточняется 0,7≤0,7, то принимаем 1;
Вс- сумма длин пролетов плотины между быками;
Вс = 40м;
hn=3,5м;
Отметка гребня низовой перемычки
↓гр.н.п.= 245,0+9,3+1=255,3
Где: а=1
Отметка гребня верховой перемычки
↓Нв.п.=253,9+1 = 254,9
Высота верховой перемычки
Нв.п.=255,3 - 242,3=13м
Пропуск строительных расходов через донные отверстия
В плотине оставляем 8 донных отверстий диаметром 3,5м
Коэффициент расхода μ=0,79, определяется по графику в зависимости от соотношения L/d по учебнику Пашкова стр.247
L/d=13/3,5=3,7
Где: d-требуемый диаметр
L- длина
ɷ=
=
=76,93м²
Где: ɷ-суммарная площадь всех донных отверстий;
n-количество отверстий
Определяем напор над центром тяжести выходного отверстия
Н=
=
=
=44,4м
Отметка гребня верховой перемычки
↓гр.в.п.=↓порога+1/2 d+H+a
↓гр.в.п. =245,0+1,75+44,4+1=292,2 м
Высота верховой перемычки
Нв.п.=292,2- 242,0=50,2 м
Наиболее удобный способ пропуска строительных расходов тот, при котором высота перемычек ниже.
Поэтому применяется пропуск строительных расходов через гребенку, так как высота верховой перемычки при пропуске строительных расходов через донные отверстия выше, чем при пропуске строительных расходов через гребенку.