книги из ГПНТБ / Швайнштейн А.М. Водосбросы зарубежных гидроузлов с высокими бетонными плотинами

мер, плотима Кариба запроектирована французском фирмой «Конн и Белье», плотины Камбамбе и Кабора Басса — португальскими гидротехниками. Ино­ странные фирмы привлекаются для проектирования и консультаций ответствен­ ных сооружений в странах Ближнего Востока (Докан в Ираке, Пехлеви и Карадж в Иране).

В суровых климатических условиях Канады предпочтение отдается пло­ тинам из местных материалов [10, 16]. Некоторые из этих плотни очень боль­ шой высоты. Пожалуй, исключением из общего направления пдотнностроения в Канаде является многоарочная плотина Маникуагаи-5 высотой 215 л/.

Изложенный выше краткий обзор тенденции млотнностроепия показывает следующее.

1. Все более широкое распространение получают плотины из местных ма­ териалов; удельный вес бетонных плотин в основном снижается, но происходит это главным образо.м за счет бетонных гравитационных плотин, которые зани­ мали ранее доминирующее положение в ряде стран. Плотины из местных ма­ териалов возводятся очень большой высоты (Моран, 250 м и Манка, 246 м в Канаде и Оровилл, 224 м в США).

2.При наличии благоприятных природных условий арочные плотины яв­ ляются экономичным решением. Диапазон условий применения этих плотин значительно расширен (в ряде случаев такие плотины применяются при соот­ ношении ширины створа к его высоте около шести, например, у плотины Понголопорт в ЮАР /1-///=5,4). арочные плотины возводятся н при относительно плохом основании (плотина Бнп-эль-Уидан).

3.В относительно широких створах, когда строятся бетонные плотины, часто применяются облегченные конструкции или массивные контрфорсные и многоарочпые плотины. Впрочем количество высоких плотин такого типа срав­ нительно невелико.

Несмотря на общее снижение удельного веса бетонных плотин в практике

гидростроительства, необходимо отметить следующее.

1. Пропуск значительных расходов в случае плотин из местных материа­ лов представляет собой трудную задачу. В широких створах для этой цели часто используются так называемые «композитные» плотины, напорный фронт которых состоит из плотни нескольких типов, например, водосбросная часть плотины гравитационная, а глухая часть— из местных материалов. В узких створах такое решение, как правило, неприемлемо.

2. При необходимости устройства водосбросов, рассчитанных па значитель­ ную пропускную способность, а также в случае гидроэлектростанций большой мощности, вынесение этих сооружений за пределы створа плотины из местных материалов может оказаться экономически менее целесообразным, чем распо­ ложение водосбросов п гидроэлектростанций либо одного из этих сооружений гидроузла, совмещенное с бетонной плотиной.

Таким образом, при сопоставлении вариантов компоновки гидроузла на многоводной реке, особенно при его расположении в узком створе, необходимо рассматривать варианты и с бетонными плотинами, в том числе и с гравита­ ционными. В ряде случаев такое решение может оказаться наиболее экономич­ ным. Поэтому анализ зарубежных гидроузлов с бетонными плотинами, рассчи­ танными на пропуск значительных расходов, который дан в работе, является актуальной задачей.

Бхакра [30—33]', построечный на р. Сатледж в Индии. Его бетонная плотина возведена в узком ущелье и при высоте 225 м имеет длину по гребню 517 м. Плотина Бхакра (рис. 3) прямолинейная в плане; в ее центральной части рас­ положены водосбросные сооружения, а два здания гидроэлектростанции раз­ мещаются слева и справа от водосброса. В левом здании гидроэлектростанции установлены пять гидроагрегатов общей мощностью 450 Мет, а в правом — также пять гидроагрегатов, но общей мощностью 600 Л4аг12. Назначение комп­ лекса сооружений Бхакра — Нангал 3 — энергетика и ирригация.

Рис. 3. План гидроузла Бхакра

Водослив перекрывается четырьмя сегментными затворами пролетом 15,2 м и высотой 14,4 м (15,2X14,4 м) каждый. Продольная стенка-делит водослив и водобой на две части. Для обеспечения ирригационных попусков в нижний бьеф гидроузла при сработке водохранилища ниже порога водослива, в преде­ лах этой части плотины устроены два яруса глубинных водоспусков диамет­ ром 2,63 м, перекрываемых дроссельными затворами. Полная пропускная спо­ собность водосбросных сооружений плотины Бхакра равняется 11200 лР/сек; при ширине водослива и водобоя, равной 79,3 м, максимальные удельные рас­ ходы воды в пределах этих сооружений составляют 104 м2/сек, а при совмест­ ной работе водослива и водоспусков— 141 м2[сек.

Гашение избыточной кинетической энергии (около 15—20 млн. кет) в ниж­ нем бьефе плотины Бхакра осуществляется в пределах водобоя, длина кото­ рого 122 м. Толщина плит водобоя изменяется от 6,2 до 12,2 м\ наиболь­ шую толщину плиты водобоя имеют на участке -выхода на поверхность глин (рис. 4). Верхняя плоскость водобойных плит расположена па 10—12 м ниже естественных отметок аллювиальных отложений. При пропуске максимальных

1 Материалы IX Международного конгресса по большим пло­ тинам, кроме докладов, ссылки на которые имеются в тексте [33, 87, 133 II др.], рассматриваются в работе Гинзбурга М. Б. Посто­

янные и временные водосбросные сооружения. «Энергия», 1972,

158 с. с ил.

2 Оборудование левобережной станции поставлялось японски­ ми, английскими, швейцарскими и итальянскими фирмами; обору­ дование же правобережной гидроэлектростанции, как и ее проект, выполнены в СССР.

3 Ниже гидроузла Бхакра по течению расположена вторая

плотина комплекса — Нангал,

13

мяльного расхода 5000 м3/сек. Водослив оборудован шестью сегментными за­ творами размером 12,8X9,5 .и каждый. Водоспуски перекрываются плоскими затворами размером 1.73X3,05 м. Напор над порогом нижнего яруса водо­ спусков около 94,0 м. Сопряжение бьефов и гашение избыточной кинетической энергии (около 5—6 млн. кет) осуществляется в водобойном колодце, длина которого 52 м. Отметки поверхности водобойной плиты на 6,0 м ниже естест­ венных отметок в русле реки. На водобойной плите имеется два ряда гасите­ лей высотой 1,8 м.

Весьма интересным сооружением, высокая плотина которого рассчитана на пропуск значительных паводковых расходов, является гравитационная пло­ тина Уаррагамба [42, 43], возведенная на реке того же названия в Австралии. Плотина Уаррагамба (рис. 9) имеет высоту 137 м и длину по гребню 350 м.

гасители; 6—здание ГЭС; 7-транс­ форматоры. Отметки в метрах.

и одним секторным затвором размером 27,5X7,6 м. Пропускная способность водослива при форсированном уровне верхнего бьефа составляет 12 700 м3/сек.

В нижнем бьефе плотины предусмотрена наклонная железобетонная водо­ бойная плита длиной 97.0 м. которая разделена на блоки размером 9,0X 7.6м ,

заанкеренные в скалу (песчаники, перемежающиеся с линзами сланца) сталь­ ными стержнями диаметром 38 мм, расположенными через 3,0 м. Швы между блоками водобоя уплотнены медным листом, заложенным в штрабах. По всей площади водобоя была произведена цементация через скважины глубиной 9— 15 лі, а по контуру плиты — глубиной 33 м. Под водобоем заложен также ряд дренажных скважин, вода из которых поперечными дремами отводится к дре­ нажной системе, расположенной в левобережном устое. Вода из дренажной системы откачивалась в нижний бьеф насосами либо эжекторами. Рассмотрен­ ная конструкция водобоя и мероприятия, обеспечивающие устойчивость плит его крепления, должны гарантировать надежную работу сооружения.

Основное назначение гидроузла Уаррагамба — водоснабжение г. Сиднея. В состав гидроузла входит также гидроэлектростанция, которая использует из­ лишки воды. В здатши гидроэлектростанции, сооруженной у правого берега, установлен лишь один гидроагрегат мощностью 51 Мет. В этой правобереж­ ной части плотины имеются водозаборы трех водоспусков диаметром 2,13 м каждый.

Пропуск строительных расходов гидроузла осуществлялся через облицо­ ванный туннель длиной 550 м. Этот туннель сечением 4,3X5,5 м был рассчитан лишь на пропуск меженних расходов; вследствие этого в период строительст­ ва происходило неоднократное затопление котлована плотины. Необходимо обратить внимание на то. что в практике гидростроительства за рубежом до­ вольно часто сознательно рассчитывают на затопление перемычек и котлована во время прохождения паводковых расходов. По всей вероятности, временные остановки работ оказываются экономически более целесообразными, чем соору-

библиот»;«* e c o s *

18