Особенности, назначение и классификация объектов водохозяйственного строительства

Водохозяйственными объектами – называются объекты, построенные на воде, у воды и над водой (причалы, шлюзы, ГЭС, берегоукрепления, дамбы и т.п.).

г.Ленск Причал второго транзита

Новосибирский судоходный шлюз. Гидроузел имеет пойменную компоновку на правом берегу реки. Общая длина сооружения, по оси составляет около 7,6 км. Шлюз имеет три камеры. Длина каждой камеры 148 м, ширина – 18 м по низу. Общая длина шлюза 553м. Общий напор по проекту 19,8 м, фактический напор на сооружения шлюза 21,2 м равномерно распределен на три камеры.

Здание Новосибирской ГЭС руслового типа, совмещенное с донными водосборами. Состоит из семи агрегатных блоков и блока монтажной площадки.

Бетонная водосливная плотина имеет 8 пролетов.

Основные материалы, из которых возводятся водохозяйственные объекты это камень, металл, бетон, железобетон, дерево иногда кирпич и другие материалы.

Зырянский речной порт р.Колыма

Берегоукрепление

Вы уже изучали курс «Строительные материалы» и знаете, какими свойствами обладают различные строительные материалы, а также знаете, как изменяются их свойства при контакте с водой. Однако строительные конструкции водохозяйственных объектов контактируют не только с водой, но и с другими средами, а именно с воздушной средой и водной средой. Кроме того, водохозяйственные объекты испытывают воздействие различных специфических факторов связанных с их непосредственным использованием, например для причальных набережных это будет воздействие перерабатываемых на причалах грузов. Все выше перечисленные среды оказывают различное влияние на прочностные характеристики строительных материалов, в курсе «Экологические особенности работы водохозяйственных объектов» мы рассмотрим какое воздействие оказывают различные факторы окружающей среды на водохозяйственные объекты и какие способы защиты от агрессивного воздействия окружающей среды существуют для различных конструкций.

Российская Федерация располагает самой большой в мире сетью внутренних водных путей. Общая протяженность эксплуатируемых водных путей в течение последнего десятилетия была сохранена на уровне примерно 100 тыс. км, из них с гарантированными габаритами судовых ходов 42 тыс.км, с 1990 г. она сократилась более чем на 37 %. Экономические преобразования в 1985-1995 гг. приостановили развитие многих отраслей народного хозяйства, в том числе и водного транспорта. Созданная система водных путей в связи с недостаточным финансированием, вызванным уменьшением грузооборота, постепенно была нарушена. Не проводились в достаточном объеме работы по поддержанию водных путей, не производился текущий ремонт причальных сооружений.

Активизация хозяйственной деятельности в отрасли водного транспорта после 1996 г. привела к необходимости восстановления транспортных связей. Учитывая, что большую роль в экономическом развитии страны заняли нефтедобывающая отрасль, разработка и освоение месторождений полезных ископаемых, актуально встает проблема транспортных связей с Северными регионами. Доля транспортных издержек в валовом общественном продукте в этих районах в 5-6 раз выше, чем в целом по стране. Отсутствие автомагистралей и железнодорожных связей позволяет производить грузооборот в данных районах зачастую лишь авиацией и водным транспортом. Причем доля водного транспорта для ряда регионов достигает 92% от общего объема перевозок. Отсутствие в районах Крайнего Севера строительных материалов, высокая стоимость рабочей силы и длительные сроки строительства по сравнению с центральными регионами страны требуют для строительства автомобильных и железных дорог высоких капиталовложений.

Транспортировка грузов авиацией с одной стороны удобна тем, что позволяет в короткие сроки связаться с самыми отдаленными районами, а в условиях бездорожья вертолет становится самым удобным транспортом. Однако воздушные перевозки не могут обеспечить достаточный грузооборот. Транспортировка таким способом очень дорогостояща, к тому же авиационный флот практически не пополнялся последние годы, что привело к его значительному износу. Замена самолетов и вертолетов невозможна в короткий срок и требует значительных как капитальных, так и эксплуатационных затрат. В таких условиях наиболее приемлемым транспортом для Северных регионов становится водный транспорт.

Восстановление водных путей также требует значительных капиталовложений, но их удельный вес по сравнению с другими отраслями транспорта относительно невысок. Достаточно низкие эксплуатационные расходы являются еще одним плюсом в пользу развития водного транспорта.

На сегодняшний день стоит актуальная задача поддержания эксплуатационной надежности гидротехнических сооружений, в том числе причальных набережных.

Эксплуатация причальных набережных в районах Сибири и Севера имеет целый ряд особенностей, обусловленных как общей структурой речного транспорта, так и специфическими условиями работы набережных в суровых климатических условиях.

Объекты воднотранспортного строительства относятся к гидротехническим сооружениям, отличительной особенностью которых является то, что они выполняют свои функции, постоянно находясь в стоячей или текучей воде. Вода оказывает достаточно сложное воздействие на сооружение и во многом обуславливает его конструктивное решение, которое детально прорабатывается на стадии проектирования.

К воздействиям природной среды на гидротехническое вооружение относят нагрузки от действия ветра, волн, течения, льда, вследствие изменения уровня воды и сейсмических условий, также на него воздействуют колебания температуры и химические процессы, происходящие в водной и воздушной среде.

К воздействиям природной среды относят:

- нагрузки от действия ветра, волн, течения, льда,

- вследствие изменения уровня воды и сейсмических условий,

- колебания температуры

- химические процессы.

В свою очередь воднотранспортный объект оказывает влияние на гидрологический режим водотока, морфологию берега, качество поверхностных и подземных вод, водную и наземную флору и фауну, на ландшафт береговой зоны и др.

В свою очередь воднотранспортный объект оказывает влияние на:

- гидрологический режим водотока,

- морфологию берега,

- качество поверхностных и подземных вод,

- водную и наземную флору и фауну, на ландшафт береговой зоны и др.

Таким образом, налицо взаимосвязь: сооружение непо­средственно влияет на среду своего функционирования, которая, в свою очередь, влияет на выбор тех или иных его конструктивных элементов.

К области гидротехнического строительства относится достаточно обширный перечень разнообразных объектов и их типов.

По функциональному назначению гидротехнические объекты делят на сооружения общего назначения и специальные.

К сооружениям общего назначения относят объекты, при возведении которых водные ресурсы используются для нескольких целей одновременно. Например, это сооружения, создающие подпор воды и поддерживающие его длительное время, а именно: плотины и дамбы. Их основные функции: создание напора и поддержание уровня на заданных отметках, регулирование расхода воды, подведение ее к местам использования и т.д.

Специальные гидротехнические сооружения предназначены для выполнения одной конкретной функции, связанной с использованием водных ресурсов. К ним относят воднотранспортные, судостроительные, лесосплавные, иррига­ционные и другие объекты.

Объекты воднотранспортного строительства задейство­ваны при перевозке грузов и пассажиров водным транспортом. Он подразделяется на морской и внутренний (речной) транспорт.

Из основных объектов воднотранспортного строительства целесообразно остановиться на судоходных путях и портовых сооружениях. Следует отметить, что к судоходным путям внутреннего водного транспорта можно отнести не только искусственные объекты (например каналы), но и естественные, такие, как русла рек, подготовленные для прохождения судов с помощью инженерных мероприятий: выправления, дноуглубления и шлюзования.

В состав портового комплекса, как правило, входят следующие основные гидротехнические объекты: причальный фронт, подходной канал и оградительные сооружения.

Подходной канал обеспечивает достаточную для прохода судов к порту глубину, а оградительные сооружения — необходимый волновой режим на акватории. Подходной канал и оградительные сооружения в речном порту, как правило, отсутствуют.

Причальные сооружения предназначены для стоянки судов с целью их обработки, снабжения и выполнения погрузоразгрузочных операций. Поэтому конструктивные элементы сооружений этого типа морских и речных портов идентичны. Их выполняют в виде конструкций гравитационных, свайного типа или смешанного типа, и плавучих сооружений на якорях.

По расположению на акватории в плане они подразделяются на набережные (в виде сквозных конструкций и эстакад, сплошной шпунтовой стенки или конструкций гравитационного типа), а также пирсы (узкие или широкие). Последние уступают от берега в сторону акватории под некоторым углом.

Известно, что процесс проектирования завершается выбором и детальной проработкой варианта конструкции.

На окончательный выбор варианта непосредственно влияют:

- природные условия района строительства,

- особенности режима эксплуатации

- финансовые ограничения со стороны заказчика или организации, эксплуатирующей объект,

результатом проект­ных проработок обычно являются несколько вариантов конструк­ции сооружения. Из них на основе технико-экономического анализа и обоснования для реализации выбирается один вариант, наиболее приемлемый с точки зрения конструкции и финансовых затрат на строительство.

Таким образом, объекты воднотранспортного строительства существенно отличаются от других строительных объектов. Повторим, это в первую очередь предопределено тем, что они постоянно находятся в воде, которая существенно влияет на их конструктивные особенности, и они сами оказывают влияние на окружающую природную среду. Это обстоятельство учитывается при проектировании и возведении сооружений.