ar-net.ruобеспечение аэрации пристенных зон потока.
12.14 При разработке проекта гидроузла целесообразно предусмотреть возможность полного или частичного использования строительных водосбросов в период эксплуатации (рисунок 54).
 | |
| 678 × 470 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок 54 – Совмещение строительного и эксплуатационного водосбросов
12.15 При необходимости пропуска льда через глубинные строительные водосбросы наиболее целесообразный способ облегчить сброс льдин - предварительное (до наступления ледохода) повышение уровня воды в верхнем бьефе. Это позволяет:
оторвать ледяной покров от берегов:
задержать его на некоторое время и ослабить его прочность под воздействием солнечной радиации и воды с положительной температурой.
При задержании льда необходимо учитывать требование безопасности сооружения, так как при пропуске расходов при повышенных напорах и пониженных глубинах в нижнем бьефе существенно снижается степень гашения энергии потока и повышается его размывающая способность. В этот период для уменьшения динамического воздействия потока на дно нижнего бьефа пропуск расходов воды следует осуществлять при частичных открытиях затворов. При отсутствии такой возможности следует стремиться к равномерному распределению расхода по фронту сооружения во избежание сбойности течения в нижнем бьефе.
Строительные туннели
12.16 Проектирование строительных туннелей должно выполняться в соответствии с СП 102.1330. Строительные туннели следует применять для пропуска расходов на начальной стадии строительства с плотинами различных типов, возводимыми в узких каньонообразных створах, а также с бетонными и грунтовыми плотинами в случае их возведения непрерывными высокопроизводительными методами укладки. Такие туннели необходимо выполнять нерегулируемыми.
12.17 Конструкция строительных туннелей должна предусматривать возможность использования всего их тракта или его части для строительных водосбросов более высоких ярусов и эксплуатационных водосбросов (водовыпусков, водоспусков) или подводящих и отводящих энергетических водоводов (раздел 11).
12.18 При выборе конструкции строительных туннелей следует учитывать, на работу в каком гидравлическом режиме течения она рассчитана:
безнапорный во всем диапазоне изменения расходов;
напорный в рабочем диапазоне расходов;
напорный при максимальном расчетном и близких к нему расходах. В случае меньших расходов в таком туннеле происходит смена режимов течения.
Вход и выход безнапорных строительных туннелей должен располагаться на уровне дна водотока. При одинаковой площади поперечного сечения и перепаде уровней в бьефах напорные туннели обладают несколько большей пропускной способностью, чем безнапорные, но для обеспечения напорного режима течения их необходимо заглублять под меженные уровни воды. Поэтому напорные строительные туннели следует применять только для пропуска расходов межени, пропуская паводковые расходы переливом через перемычки. Преимуществом строительных туннелей, пропускающих только максимальные расходы при напорном режиме течения, является и большая пропускная способность, и более высокое положение относительно дна водотока, но при выборе такой конструкции туннелей необходимо считаться с возникновением дополнительных пульсационных нагрузок.
12.19 При проектировании безнапорных строительных туннелей в зависимости от условий затопления входа и уклона дна следует применять конструкции туннелей, приведенные на рисунке 55. Их пропускная способность должна быть рассчитана, исходя из схем истечения как отверстия (рисунок 55а), водослива практического профиля (рисунок 55б) и водослива с широким порогом (рисунок 55в). При этом в последнем случае необходимо учитывать возможность подтопления входного участка со стороны нижнего бьефа.
12.20 Наполнение безнапорных строительных туннелей необходимо устанавливать расчетом кривых свободной поверхности с учетом подтопления со стороны нижнего бьефа. Специально должно быть оценено на основе расчетов или исследований на модели наполнение на непризматических участках туннелей: во входном оголовке, в сужениях и поворотах тракта и т.п.
 | |
| 584 × 351 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок 55 – Схемы конструкций безнапорных строительных туннелей с различными входными оголовками
12.21 При решении вопроса о допустимом максимальном наполнении строительных туннелей при скоростях течения до 10 м/с следует исходить из положений СП 102.13330.2012 (5.7). При скоростях более 10 м/с наполнение строительных туннелей должно не превышать 0.85...0.9 высоты. Устойчивость течения при таких наполнениях должна быть проверена, исходя из предположения об отсутствии поступления воздуха в надводное пространство со стороны верхнего бьефа.
12.22 Пропускная способность строительных туннелей, работающих в напорном режиме течения, должна определяться как для напорных глубинных водосбросов (8.8).
12.23 Необходимо учитывать, что при смене режимов течения в строительных туннелях, происходящей при уклонах дна меньше критического, не возникает существенных пульсаций давления. Для других случаев смены режимов течения в туннелях необходима оценка этих пульсаций.
12.24 Для строительных туннелей, работающих при скоростях течения, превышающих 15 м/с, должна быть проведена оценка кавитационных условий работы их элементов и обтекаемых поверхностей с учетом прогнозной продолжительности пропуска различных расходов.
12.25 При пропуске через строительные туннели влекомых наносов необходимо:
при проектировании прогнозировать износ обделок и облицовок за период работы сооружения;
ежегодно проводить осмотр и ремонт сооружения после пропуска паводка.
12.26 Для строительных туннелей в прочной и малотрещиноватой скале при скоростях потока до 15...20 м/с необходимо рассматривать возможности их выполнения на части или всей длине без обделки или с облегченной обделкой из набрызг-бетона. Такого типа обтекаемые поверхности туннелей следует применять только на участках строительных туннелей, которые не применяются в периоды работы со скоростями больше указанных.
12.27 Входные и выходные порталы туннелей без обделки или с облегченной обделкой должны выполняться с массивной обделкой на длине не меньшей ширины выработки, но не менее 6 м. В туннелях этого типа для удобства возведения и ревизии на дне необходимо предусматривать устройство массивной бетонной плиты. Массивная обделка должна быть также выполнена на участках ослабленных пород и тектонических нарушений.
12.28 В зависимости от способа проходки таких строительных туннелей участки с различными типами и толщиной обделки должны сопрягаться:
заподлицо с постоянным поперечным сечением в свету по длине туннеля. Такая конструкция не должна применяться на участках тракта, которые в дальнейшем должны совмещаться с трактом водосброса более высокого яруса;
с помощью сужений и расширений по боковым стенам и своду участков, отличающихся обделкой, при выполнении проходки постоянным поперечным сечением. При использовании всей длины такого туннеля или его части для водосбросов следующего яруса его тракт должен быть достроен таким образом, чтобы толщина обделки была постоянной в пределах максимальной глубины наполнения туннеля.
12.29 Уступы и выступы, образующиеся при сопряжении участков туннеля различного поперечного сечения необходимо сглаживать. При выборе углов сглаживания необходимо учитывать результаты гидравлических расчетов пропускной способности и возможности возникновения кавитации.
12.30 Гидравлические расчеты строительных туннелей без обделки или с облегченной обделкой из набрызг-бетона следует выполнять так же, как и туннелей с массивной обделкой из бетона.
Коэффициент шероховатости n таких туннелей при выполнении их участков на частях длины периметра с массивной обделкой, с обделкой из набрызг-бетона и без обделки необходимо рассчитывать по формуле
, (12)где ch - периметр рассматриваемого участка туннеля; chi и ni - соответственно части длины периметра, выполненные с различной обделкой, и их шероховатости (i = 1, 2, 3).
12.31 Значения абсолютной эквивалентной шероховатости поверхности без обделки kэ, на основании которых рассчитываются коэффициенты шероховатости n, зависят от способа производства работ, абсолютных размеров поперечного сечения и типа вмещающих горных пород [5], [7].
Значения kэ для поверхности скалы, покрытой набрызг-бетоном без разравнивания, по сравнению с kэ для той же скалы без обделки, должны быть уменьшены на 30%.
12.32 Расчеты пропускной способности напорных строительных туннелей, у которых на длине тракта с изменением типа обделки изменяются размеры поперечного сечения, должны выполняться с учетом местных потерь напора на расширение и сужение.
12.33 В гидравлических расчетах пропускной способности и наполнения безнапорных строительных туннелей должна учитываться возможность появления на входном участке и участках расширений тракта остановившихся волн и различного типа гидравлических прыжков.
Пропуск расходов воды и льда через гребенку
12.34 При возведении гидроузла по схемам а), б), и г) рисунка 49 пропуск строительных расходов II очереди производится через гребенку, когда в котловане за перемычками I очереди уже возведены основание (флютбет) водосбросной плотины и быки, разделяющие ее на пролеты, перекрываемые затворами (рисунок 56). После разборки перемычек пропуск воды должен осуществляться через часть пролетов; в остальных пролетах под прикрытием затворов необходимо вести укладку бетона на промежуточную высоту, затем пропуск расходов следует переключать на пролеты с поднятым порогом, а укладку бетона под прикрытием затворов производить в следующей группе пролетов.
 | |
| 636 × 338 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок 56 – Схема гребенки
Число пролетов гребенки с пониженным порогом, их размеры и отметки порогов должны определяться значением пропускаемого расхода и перепадом Z, при котором происходит перекрытие русла, а также объемом блоков бетонирования и высотой перекрывающих их затворов. При этом следует обеспечить условия пропуска ледохода, учитывая, что при достаточной для прохода льдин ширине пролетов, глубина может оказаться недостаточной, и льдины будут оседать на пороге, образуя заторы.
12.35 Пропускную способность пролетов гребенки с низким порогом следует определять как для подтопленного водослива с широким порогом; при изменении высоты порога и ее соотношения с длиной порога по течению следует учитывать возможность перехода к расчету пропускной способности как для водослива практического профиля.
При пропуске расходов через гребенку особое внимание должно быть обращено на чередование работающих и закрытых пролетов с целью недопущения сбойности потока в нижнем бьефе, которая может привести к резкому увеличению скоростей и значительным местным размывам русла.
По мере повышения отметок бетона, уложенного в пролетах гребенки, они должны быть закрыты и возведены глубинные водосбросы, рассчитанные на пропуск расходов при повышенных уровнях верхнего бьефа (рисунок 53б). Схема и порядок перестройки гребенки в глубинные водосбросы должны прорабатываться с учетом конкретных условий строительства. При одновременном пропуске расходов через гребенку и трубчатые водосбросы следует учитывать их взаимное влияние и некоторое уменьшение пропускной способности по сравнению со случаем их раздельного применения.
Пропуск расходов воды и льда через перемычки, строящиеся плотины и здание ГЭС