Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


Опыт эксплуатации строительных и водосбросных туннелей

Повреждения обделок в этих туннелях аналогичны описанным в § 2.5 применительно к деривационным туннелям ГЭС. Например, в проекте туннеля катастрофического водосброса с глубинным водоприемником Нурекской ГЭС не была учтена возникшая значительная неравномерность действующей нагрузки, обусловленная анизотропией вмещающего скального массива. В этом туннеле велись систематическкие наблюдения с помощью дистанционной контрольно-измерительной аппаратуры, установленной в обделке. Разница в значениях напряжений, измеренных в арматуре левой и правой стен туннеля, достигала 300%, что привело к трещинообразованию в обделке.

Специфика работы строительных и водосбросных туннелей (высокие скорости течения воды, большой объем влекомых и взвешенных наносов, облегченные конструкции обделок) вызывает ряд дополнительных повреждений конструкции. Установлено, что лоток или обратный свод подвергается большему износу, чем другие части обделок, так как влекомые наносы проходят по дну, истирая его поверхность. Лоток и нижние части туннеля неравномерно и интенсивно истираются влекомыми наносами на высоту 1-1,5 м с обнажением крупного заполнителя бетона и арматуры. В отдельных местах истирание бетона сопровождается образованием канавообразных, вытянутых по течению или ямообразных впадин глубиной до 1,8 м (строительные туннели Ингурской, Нурекской, Чарвакской, Чиркейской, Атбашинской, Токтогульской ГЭС). Неравномерность истирания части обделки вызывается наличием поворотов в туннелях, различной прочностью бетона в блоках по длине туннеля, неодинаковым возрастом бетона ко времени пуска воды и недостаточным уплотнением бетона в отдельных местах.

В местах, где в результате истирания содран защитный слой бетона, арматура оказывается разорванной, прогнутой и истонченной, т.е. частично или полностью выключенной из работы конструкции.

Наиболее значительное истирание наблюдается в лотке туннелей вблизи камер затворов, в лотке и стенах туннелей корытообразного очертания, а также на оси лотка туннелей круглого сечения. При повороте туннеля в плане зона наиболее глубоких размывов смещается к той стене туннеля, которая находится ближе к наружной части от оси поворота.

В строительных туннелях некоторых ГЭС были обнаружены участки, характеризующиеся кавитационными разрушениями глубиной до 10 см (местами до обнажения арматуры). Такие разрушения характерны для зон резкого изменения скоростей и давлений (на криволинейных участках туннелей, в местах за несрезанными заподлицо арматурными стержнями, выступами, уступами и т.п.).

В левобережном строительном туннеле Токтогульской ГЭС из-за недостаточно продуманного в проекте участка сопряжения стен из набрызг-бетона с плоским лотком при скорости движения воды по туннелю 20 м/с произошел местный размыв скалы, который затем распространился в глубь массива. В результате этого произошло изменение направления потока в сторону свода туннеля, где образовался размыв и вывал породы. На этом же участке произошло и значительное повреждение обделки стен из набрызг-бетона.

В строительных туннелях получила распространение облегченная обделка из анкеров и набрызг-бетона, однако не везде эта обделка оказалась надежной. В строительном туннеле Токтогульской ГЭС необходимость обеспечения нужд ирригации потребовала изменить в процессе экксплуатации проектный режим работы туннеля (путем перевода режима работы туннеля из безнапорного в напорный) и резко повысить скорость потока. Это привело к кавитации и разрушению набрызг-бетонной обделки свода и стен туннеля на участке длиной 40 м (общая длина участка, закрепленного набрызг-бетоном, составляет 335 м в зоне, где проходит тектоническая трещина).

Из-за недостаточной очистки скальной поверхности перед бетонированием на отдельных участках произошли срывы набрызг-бетонной обделки в строительном туннеле Курпсайской ГЭС.

Нарушение конструкции имели место и в необлицованных строительных туннелях. Вывалы породы зафиксированы в необлицован- ном строительном туннеле Атбашинской ГЭС. Наблюдаемое обрушение отдельных кусков породы было вызвано размывом заполнителя трещин в породе в результате интенсивной фильтрации грунтовых вод со свода туннеля.

Вывалы глубиной до 10 м в сводовой части и до 4 м в лотке были обнаружены на отдельных участках (пересекающих алевролиты, мергели и аргиллиты) обводного туннеля Байпазинской ГЭС. Обрушения породы в сводовой части отмечались в левобережном туннеле Токтогульской ГЭС (глубиной до 8 м), в деривационных туннелях Бжужаи Багнарской ГЭС, Грузия (глубиной до 5 м).

Обводной туннель плотины Йоксекая (Турция) [9] подковообразного сечения и приведенным диаметром 8,25 м, длиной 467 м рассчитан на расход 500 м3/с. Породы, вмещающие туннель, представлены хлоритовыми сланцами средней прочности с прожилками кварца. В процессе строительства часть туннеля была оставлена необли- цованной, часть покрыта торкретом, а 75% туннеля облицована бетоном толщиной 50 см. После завершения строительства туннеля в начале участка с торкретным покрытием произошли два обвала, в результате чего туннель был частично завален. Над туннелем образовались две куполообразные полости высотой по 6 м. Через 3 месяца на этом же участке произошла авария, вызвавшая появление больших трещин и провалов даже на поверхности земли, почти на 50 м выше отметки свода туннеля. Было принято решение соорудить новый перепускной туннель длиной 200 м, а необлицованные участки и участки с торкретом в обводном туннеле были облицованы бетоном. Строительные работы были задержаны на год.

В северных районах при наличии фильтрации воды в строительные туннели нередко происходит обмерзание туннелей на своде и стенах в виде сталактитов. Такое обмерзание наиболее часто имеет место в сводовой части безнапорных туннелей.

Подземные сооружения гидроэлектростанций. - М.: Энергоатомиздат, 1996.

Экспертиза

на главную