Прочность (напряженно-деформированное состояние) гидротехнических сооружений

При проверке устойчивости на сдвиг и опрокидывание использовалась модель абсолютно твердого тела, то есть принималось, что сооружение не может разрушиться, от него не может «отколоться» кусок, и оно может только сдвинуться или повернуться целиком. В действительности в реальном сооружении могут возникнуть трещины, может произойти смятие, отрыв материала, его срез и т.п., то есть нарушится его сплошность и прочность.

Проверка прочности (оценка напряженно-деформированного состояния) является неотъемлемой частью проектного обоснования ГТС.

При проверке прочности в критериальном неравенстве под величиной F понимаются обычно напряжения в сооружении, под R понимается несущая способность материала - расчетное сопротивление материала (допускаемое в материале напряжение).

3.3. Организация и этапы строительства

В строительстве гидроэлектростанции участвуют многие организации, поскольку появляется мощный источник электроэнергии и образуются водохранилища (в особенности, когда они крупные - комплексного назначения для всех отраслей хозяйства страны). Инициаторами строительства являются заказчики, для удовлетворения потребностей которых в воде и электроэнергии возводится гидроузел. Заказчиков может быть несколько, они могут как порознь реализовывать проект на строительство ГЭС (например, строительство ГЭС и строительство водохранилищ в России осуществляется разными заказчиками), так и объединившись в ассоциации (участники связаны одной целью).

Контроль качества технологии работ обеспечивает генеральный подрядчик. Наряду с заказчиком и подрядчиком контроль выполнения проекта и качества строительных работ ведется Генеральным проектировщиком, организующим на строительстве труппу авторского надзора.

Строительно-монтажные работы - это работы, выполняемые на строительной площадке при возведении зданий и сооружений. В гидротехническом строительстве весь комплекс строительно-монтажных работ принято называть гидротехническими работами.

Период строительства гидроэлектростанции можно условно разделить на три этапа: подготовительный, основной и заключительный.

Подготовительный период охватывает время от начала строительства (открытия титула) до начала работ по возведению основных сооружений.

Основной период строительства характерен тем, что строящиеся сооружения располагаются в русле реки или рядом с ним и подвергаются воздействию воды. Поэтому возникает необходимость ограждать строительные площадки от этого воздействия и увязывать последовательность возведения сооружений с пропуском расходов реки в период строительства.

Важнейшим этапом периода основных работ является перекрытие реки.

Перекрытие рек выполняется после готовности бетонных сооружений к пропуску через них строительных расходов и обычно намечается на период минимальных расходов воды в реке. В отечественной практике применяются два способа перекрытия русел рек: пионерный и фронтальный. В том и другом способе производится отсыпка камня, бетонных кубов в текущую воду. Крупные равнинные реки перекрывались фронтальным методом с наплавных мостов.

Заключительный период охватывает время от пуска первого гидроагрегата до сдачи ГЭС в целом в эксплуатацию, т.е. элементов гидроузла. В течение этого периода полностью заканчиваются строительно-монтажные работы, производится доводка оборудования, завершается окончательная планировка и благоустройство территории, ликвидируются, переносятся или передаются временные предприятия.

3.4. Технология возведения гидротехнических сооружений

Подготовка основания для возведения гидротехнических сооружений является очень важным этапом в технологии строительного производства. Приемлемыми естественными основаниями для ГТС считаются такие, которые обеспечивают допустимые для принятых конструкций сооружений неравномерности осадок и горизонтальных смещений, а также их прочность и устойчивость. Если неоднородность основания не обеспечивает этих условий, ю его укрепляют путем ряда инженерных мероприятий (инъекции цементных и других растворов, дренирование грунтовых вод. укрепление склонов, заделка крупных трещин, полостей и тектонических зон бетоном и т.п.

Под земельно-скальными работами понимают всю совокупность рабочих процессов по разработке, транспортировке и укладке грунтов в качественные насыпи (тело плотин и перемычек, обратные засыпки подпорных стенок и т.п.) или в отвал, выполняемые с помощью землеройных, транспортных и вспомогательных машин и механизмов.

Существует два принципиально различных способа технологии земельно-скальных работ: сухопутная технология и технология, использующая гидротранспорт.

Упрощенная схема сухопутной технологии возведения грунтовых сооружений включает:

- выем грунта из природного массива в карьерах (или использование грунта из полезных выемок - котлованов) с помощью мощных землеройных машин - экскаваторов;
- транспортировку грунта автосамосвалами из карьера (котлована) к месту укладки;
- разравнивание грунта бульдозерами горизонтальными слоями определенной толщины и уплотнение их с помощью грунтоуплотняющих машин - катков.

Принципиальная схема работ с применением гидротранспорта включает:

- добычу грунтовых строительных материалов из-под воды одним из двух способов: с помощью землечерпальных снарядов и с помощью фунтовых насосов - земляных снарядов (земснарядов);
- транспортировку грунта с помощью автосамосвалов и барж при использовании землечерпалок и по трубам (пульпопроводам) в виде гидросмеси (пульпы) при использовании земснарядов;
- укладку грунта с механическим уплотнением (или в прудки) при использовании для добычи землечерпалок или намыв - распределение пульны по фубам на месте укладки при использовании земснарядов.

Способы возведения грунтовых сооружений выбираются, исходя из свойств грунтов и природных условий строительства.