Последовательность возведения гидроузлов

Компоновка гидроузла и конструкции отдельных сооружений должны удовлетворять целому ряду условий и требований, в числе которых:

- каждое сооружение должно быть надежным, наилучшим образом выполнять свои функции, соответствовать природно-климатическим условиям региона и не мешать работе других сооружений;
- стоимость гидроузла должна быть, по возможности, минимальной;
- компоновка должна обеспечивать надежный пропуск строительных расходов и допускать ввод в эксплуатацию высоконапорных гидроузлов очередями;
- правильная компоновка должна создавать архитектурный ансамбль, вписывающийся в природную среду.

При возведении гидроузлов применяются три основных метода организации строительства и пропуска строительных расходов:

- без отвода реки из ее бытового русла (перемычечный метод);
- с отводом реки в сторону и пропуском ее воды по каналам, туннелям, трубам;
- пойменный метод.

Первый метод применяется на больших многоводных реках и носит название перемычечного. Поясним его идею на примере компоновки приплотинного гидроузла. Строительство ведется в две очереди.

Первая очередь

1. Русло реки (в нашем примере со стороны левого берега) стесняется перемычками первой очереди (верховой, продольной, низовой). При этом в месте стеснения образуется небольшой подпор: уровень воды со стороны верховой перемычки будет выше, чем у низовой. В качестве перемычки может служить грунтовая дамба. Река временно несет свои воды в правобережной части русла. Отсеченная перемычкой первой очереди часть русла осушается. Тем самым образуется котлован первой очереди, в котором начинаются строительные работы.

2. В котловане первой очереди возводится, так называемая гребенка, т.е. временный водосброс, состоящий из фундаментной плиты и быков, разделяющих водосброс на пролеты. Пусть, например, число пролетов и местоположение быков временного водосброса совпадает в плане с быками постоянной водосбросной плотины; тогда в гребенке будет четыре пролёта; крайний правый бык будет совпадать с раздельным устоем между станционной и водосбросной плотинами; быки гребенки имеют пазы для плоских затворов, позволяющие в нужное время опустить в пазы затворы и перекрыть отверстия гребенки. Когда гребенка готова, низовая перемычка разбирается, и котлован затопляется. После этого разбирается верховая перемычка, и часть потока реки проходит через гребенку.

Вторая очередь

1. Отсыпается верховая перемычка второй очереди до сочленения с продольным устоем, т.е. происходит перекрытие естественного русла реки и, весь расход проходит через гребёнку. Затем отсыпается низовая перемычка, также до примыкания к продольному устою. Продольный устой и перемычки образуют котлован II очереди.

2. Котлован второй очереди осушается, и в нем начинаются работы по возведению станционной части плотины и здания ГЭС. Одновременно, как правило, ведутся работы и в левобережной части. Для этого часть пролётов гребенки перекрывается затворами, а также перекрытиями. Часть пролётов в зависимости от необходимости либо закладываются бетоном, либо преобразуются в отверстия иного сечения, либо остаются в прежнем виде до момента возведения постоянного водосброса. На перекрытиях начинаются работы по наращиванию водосбросной плотины.

Когда в отверстиях гребенки не будет надобности, они перекрываются затворами и под прикрытием затворов заделываются (или преобразуются и оставляются на период эксплуатации в качестве глубинных).

При возведении крупных высоконапорных гидроузлов с длительным сроком строительства могут потребоваться дополнительные (промежуточные) ярусы временных водосбросных отверстий, расположенных выше отверстий гребёнки, но ниже порога постоянного водосброса.

Второй способ возведения - с отводом воды из русла поясним на примере гидростанции с деривационным каналом.

Первая очередь. На пойме, на месте водозабора, «насухо» возводится гребёнка, быстроток и подводящий канал.

Вторая очередь. Русло реки перекрывается двумя перемычками - верховой (выше створа плотины) и низовой (ниже створа русловой плотины). Русловой котлован осушается, и в нем начинается строительство плотины. После перекрытия русла верховой перемычкой произойдёт подъём уровня воды и начнётся затопление поймы. Когда уровень воды достигнет отметки фундаментной плиты гребёнки, вода самотёком пойдёт через гребёнку по подводящему каналу и быстротоку в нижний бьеф. В случае надобности в котловане при возведении плотины могут быть предусмотрены временные водосбросные отверстия. Когда нижняя часть плотины будет возведена, перемычки (в первую очередь верховую) можно будет разобрать.

На горных реках зачастую для пропуска строительных расходов приходится строить специальные строительные туннели, которые могут быть частично использованы в системе деривации постоянного гидроузла.

Как нет одинаковых рек, так нет универсальных рецептов организации последовательности возведения гидроузла. В проекте каждого гидроузла есть специальный раздел «Организация строительства», в котором эти вопросы решаются для каждого гидроузла индивидуально.

В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон, "Гидроэлектростанции", Красноярск, 2002г.