книги из ГПНТБ / Попов, В. Л. Проектирование подземных сооружений в системе деривационных ГЭС учеб. пособие

- 200 -

. Г л а в а У111

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ В СИСТЕМЕ ДЕРИВАЦИОННЫХ ГЭС

I. Назначение и основные виды вспомогательных подземных сооружений

Назначением.вспомогательных подземных сооружений в системе деривационных гидроэлектростанций является обеспечение возмож­

ных подземных сооружений и оборудования ГЭС в период эксплуа­ тации.

К вспомогательным подземным сооружениям относятся строи­ тельные туннели, транспортные туннели, вертикальные стволы (шахты^, горизонтальные и наклонные штреки и штольни (галереи), сопряжения и пересечения их друг с другом и различные камеры.

Строительные туннели служат для временного пропуска воды речного потока на период строительства основных сооружений гидроэлектростанций: плотин, деривационных водоводов, зданий ГЭС, водозаборов и пр. По конструкции они аналогичны напорным или безнапорным гидротехническим туннелям и проектируются в со -, ответствии с требованиями и условиями, приведенными в главе 1У.

Транспортные туннели и штольни служат для обеспечения под­ ходов к основному сооружению при его строительстве и при эксплуа­ тации. Особенно велико их значение для ускорения, а иногда и вообще для осуществления строительства протяженных гидротехни­ ческих туннелей. На рис. 57 приведен план и разрез -строитель­ ного' туннеля Токтогульской ЮС, сооруженного встречными забо­ ями через подходные транспортные туннели. При длине строитель­ ного туннеля 796 м., ширина 13 м, высоте 16 м проходка подход­ ных, выработок началась в апреле 1963 года, а сооружение всего туннеля закончилось в декабре 1965 года.

- 201 -

Вертикальные стволы используются часто в качестве под­ ходных выработок при строительстве гидротехнических туннелей

иподземных зданий ГЭС, а также служат в качестве эксплуата­ ционных подходов и аэрационных каналов при эксплуатации под­ земных сооружений. Для этих же целей применяют горизонтальные

инаклонные штольни. Штреки чаще всего используют в качестве строительных выработок при проходке основных подземных соору­ жений.

При разветвлении оети подземных горрых. выработок образу­ ются так называемые сопряжения и пересечения, когда одна вы­ работка примыкает к другой или разветвляется jio две или н е - ?■

.сколько других выработок.Камеры, отличающиеся; от протяженных горных выработок значительно меньшей длиной по сравнению с

жения.“ Часть ствола, расположенная ниже горизонта околоствольного двора, называется зумпфом 3, который служит для размеще­ ния нижних частей подъемных сосудов и для сбора воды.

Особенностью вертикальных выработок является разделение их по длине на звенья 4. На границах смежных звеньев устраи­ вают опорные венцы 5, которые служат основанием для вышележа­ щего звена. Вертикальные стволы следует проектировать, как правило, круглого поперечного сечения. Выбор прямоугольного или иного сечения стволов должен быть соответствующим обра­ зом обоснован.

-203 -

г) анкерную с торкрет-бетоном по стальной сетке - в устойчивых ненарушенных породах;

д) деревянную - в породах крепостью / = - 2 .

Рис. 58. Конструкция вертикального ствола:

I - устье; 2 ~ опорный венец; 3 - звено;»'4 - горизонт околоствольного двора; 5 - зумпф"

Бетонная конструкция обделки представляет собой сплошную монолитную оболочку-, контур которой соответствует форме попе­ речного сечения ствола. Бетонную обделку применяют для крепле-

Оь

ном горном давлении. Для крепления стволов применяют бетон марбк 150 и 200. Опорные венпы тоже возводят из бетона. Рассто­ яние между ними 30-60 м. При хорошем сцеплении бетона с боковы­ ми породами можно отказатьоя от возведения опорных венцов.

Монолитная железобетонная обделка (ри с.50) в конструктивном отношении отличается от бетонной наличием стальной арматуры, что дает возможность применять ее в условиях неравномерно рас­ пределенной нагрузки, при которой в некоторых участках обделки возникают растягивающие напряжения.

Рис. 59. Железобетонная обделка ствола круглого поперечного сечения:

а - расположение рабочей арматуры в один ряд; б - располо- ■жение рабочей арматуры в два ряда

Железобетонные тюбинги (рис.60) применяют для крепления стволов круглого поперечного сечения в различных породах, кро-

туры, связывающей тюбинги с арматурой опорного венца. В тю­ бингах СТК опорные венцы не применяются. Гидроизоляцию швов обеспечивают путем чеканки (пикотажа) канавок быстросхьатывающим расширяющимся цементом. Пространство между крепью и породой заполняют тампонажным цементно-песчаным раствором, для нагнетания которого в тюбингах предусмотрены отверстия.

В ряде случаев при проходке стволов в особо сложных горно-геологических условиях 'применяют металлические (сталь­

ные и чугунные) тюбинги (ри с.61) туннельного типа, из которых чаше всего применяют тюбинги диаметром в свету 5,6 м. Для по­ лучения стволов диаметром в свету 4 ,5 ; 5 ,0 ; 5,6 и 6,0 м

- 206 -

стандартное тюбинговое кольцо реконструируют путем удаления или добавления одного или двух сегментов и обработки заводом - поставщиком вертикальных бортов сегментов под углом, требуемым для' данного диаметра ствола.

принимают в зависимости от назначения: для крепи гезенков, фур-

расстояние между осями венцов следует принимать не более 1000 мм,

предусматривая при этом сплошную затяжку стенок между венцами. Расстояние между осями деревянных опорных венцов надлежит при­ нимать не более 8 м для сплошной венцовой крепи и не более 15 м - для венцовой подвесной крепи и крепи на отойках.

Крепь устьев воспринимает давление со стороны неустойчивых боковых пород и служит фундаментом для поверхностных сооружений. В зависимости от назначения ствола с устьем сопрягаются венти­ ляционные и калориферные каналы и запасные ходки (рис.62).

б

а - разрез „по А -■ А; б - разрез по Б - Б:

I - ходок, (вентиляционный канал); 2 - перегородка из металлической сетки; 3 - металлические .двери; 4 - кало­

риферный канал; 5 - обделка устья

- 20В -

Глубина уотьвв определяется мощностью нанооов, но не • должна быть меньше глубины, необходимой для устройства сооруже­ ний о каналами и ходками. Опорный венец уотья накладывают в коренных породах не менее Чем на два-три метра ниже та контак­ та с наносами. При наличии вентиляционных и калориферных ка­ налов нижняя отметка дна канала должна быть выше нижней отмет­ ки устья на 1 - 2 м.

Крепь устьев следует проектировать, как правило, из моно­ литного бетона или железобетона. Конструкции крепи устьев в зависимости от внешних нагрузок, устойчивости пород, величины, проемов для каналов и диаметров отводов следует строить одно-; .двух- и трехступенчатыки венцами, или ступенчато-венцовы- ми. Верхние отметки устьев для предохранения их от поверхност­ ных вод следует проектировать выше планировочной отметки тер­ ритории на 200 мм.

Сопряжениевентиляционного канала оо стволом или шурфом следует проектировать под тупым углом о плавным переходом. При

нагнетательной охеме проветривания калориферные каналы, как правило, следует совмещать с вентиляционными. В крепи устьев стволов на глубине от поверхности не менее- I м необходимо пре - дусматривать проемы для ввода кабелей. Размеры проемов принима­ ются в зависимости от предельного числа кабелей, идущих в ствол, с учетом возможности доступа для монтажа и осмотра их, но не менее 1000 х 1000 мм. Сопряжение дна кабельного.канала о внут­ ренней поверхностью крепи устья ствола следует предусматривать по кривой, радиус которой должен быть (как минимум) в 15 раз больше диаметра самого крупного из принятых к прокладке кабелей.

Конструкцию, тип и материал крепи сопряжений вертикальных выработок с горизонтальными выбирают в зависимости от назначе­ ния и формы поперечного сечения сопрягающихся выработок, разме­

околоствольными дворами необходимо принимать, как правило, бе­ тонной или железобетонной.

Сложную конфигурацию и значительные размеры имеют сопряже­ ния клетевых стволов с главными (транспортными) выработками

- 209 -

околоствольннх дворов (ри с.63). Сопряжения других выработок - вертикальных колодцев насосных камер с коллекторными ходками, гезенков со штреками if,np. - имеют простую форму и малые раз­ меры.

Рис. 63. Конструкция сопряжения ствола с

'я - общий вид; б - сечение Л - Л: I - железобетонная

крепь; 2 - бетонная обделка ствола; 3 - станок для клети; 4 - зумпф ,