Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Комплекс взаимосвязанных гидротехнических сооружений называют гидроузлом. В плотинной схеме энергетического использования участка реки плотина и здание ГЭС образуют речной узел сооружений. При комплексном использовании водотока в состав узла для каждого участника ВХК включается соответствующее сооружение, например судоходный шлюз или судоподъемник, рыбопропускные сооружения, водозаборные сооружения для орошения, водоснабжения.

В деривационной схеме выделяют головной (речной) и станционный узлы сооружений и собственно деривацию. В состав сооружений головного узла входят плотина, водоприемные сооружения деривации и при необходимости — отстойники, шугосбросы, а при комплексном использовании водотока — также и водозаборные сооружения для орошения, водоснабжения. Здание станции, турбинные водоводы, напорный бассейн или уравнительный резервуар и примыкающий к ГЭС участок отводящей деривации образуют станционный узел сооружений. Между головными и станционными узлами находятся сооружения подводящей деривации: канал, туннель или деривационный трубопровод.

Основным принципом экономического обоснования компоновки сооружений следует считать достижение минимума суммарных приведенных затрат по водохозяйственной и энергетической системам, подсчитанных с учетом фактора времени (см. § 6-2). В первую очередь необходимо стремиться получить минимум капитальных вложений по всей совокупности сооружений ГЭС, а при комплексном использовании водотока — всех сооружений ВХК.

При компоновке сооружений гидроузлов необходимо обеспечить: 1) надежную, безопасную, удобную и экономичную эксплуатацию ГЭС и всех сооружений ВХК с возможно меньшими потерями напора и расхода воды; 2) постройку всего комплекса сооружений в возможно короткий срок при оптимальных суммарных затратах; 3) удобство производства работ, хорошие транспортные пути и рациональное размещение сооружений базы стройиндустрии — бетонного завода со складом заполнителей и цемента, механического завода, лесопильного и деревообрабатывающего заводов, автохозяйства и пр.; 4) наиболее экономичный, надежный и безопасный пропуск расходов воды в период строительства (пропуск строительных расходов); 5) наиболее целесообразное размещение поселков для строительного и эксплуатационного персонала; 6) оптимальную охрану природы и. улучшение природных условий.

ТИПЫ ПЛОТИН

Плотина входит в состав всех речных гидроузлов. В плотинных схемах использования водной энергии плотина является главным гидротехническим сооружением. Все плотины можно разделить на две группы: I) из грунтовых материалов, в виде земляных и каменно-набросных плотин; 2) плотины бетонные и железобетонные (рис. 12-1).

Земляные и каменно-набросные плотины строят, как правило, глухими, т. е. не допускающими перелива воды через их гребень. Бетонные и железобетонные плотины могут быть глухими или водосливными; пропуск избытков воды из ВБ осуществляется через водосливной гребень этих плотин или через отверстия, устраиваемые в теле плотин.

Земляные плотины строятся высотой до 200 м, а каменно-набросные до 300 м и более. Каменно-набросные и земляные плотины имеют ширину по основанию больше высоты. Крутизна откосов бывает 1 : 1,3; 1 : 1,5 и 1:3; 1 ; 2,5. В намывных плотинах откосы получаются более пологими. Их крутизна составляет 1:6—1 : 12. Бетонные гравитационные плотины, устойчивость которых обеспечивается их массой, строят на слабом основании (глина, песок) высотой до 40 м, а на прочном скальном основании — до 300 м.

Железобетонная контрфорсиая плотина может быть построена высотой до 120 м. Одноарочные плотины строятся только в узких глубоких каньонах с прочными скальными берегами, на которые передается нагрузка от плотины. Такие плотины обычно делаются железобетонными и могут достигать высоты 300 м. В многоарочиых железобетонных плотинах нагрузка через арки передается на контрфорсы, и через них на основание. Такие плотины строятся высотой до 1.00—150 м. (Подробнее о плотинах см. 12-7 и 12-8.)



Б. ЗДАНИЕ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Здание русловой ГЭС наряду с плотиной создает напорный фронт. Здание ГЭС размещается рядом с плотиной и обычно выполняется наземного типа. При напорах #>35—45 м здание ГЭС размещается за плотиной. Здание приплотинной ГЭС может строиться наземным (см. рис. 2-5) и подземным. Здание деривационной ГЭС также может быть наземным или подземным (более подробно см. гл. 21 и 22).

В состав сооружений ГЭС входит распределительное устройство высокого напряжения, которое выполняется преимущественно открытого типа (ОРУ) (о его размещении см. § 12-3, 12-4 и 12-5).

СУДОХОДНЫЕ И РЫБОПРОПУСКНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Для пропуска судов и плотов обычно устраивается камерный шлюз, состоящий из железобетонной камеры, нижней и верхней голов, в которых размещаются ворота и галереи для наполнения водой или опорожнения камеры. Размеры камеры диктуются размерами и осадкой подлежащих пропуску судов или их караванов. При перепадах уровня воды между бьефами, превышающих 20 м, обычно устраивается каскадный многокамерный шлюз. На Бухтарминской ГЭС перепад в 70 м преодолевается четырехкамерным шлюзом с двумя концевыми и тремя промежуточными головами. Судоходные шлюзы иногда используются и как водосбросы для уменьшения размеров основного водослива.

При очень большом перепаде уровней воды между бьефами и срав-нительно небольших размерах судов вместо многокамерного шлюза возможно устройство механического судоподъемника. Судоподъемник Красноярской ГЭС, преодолевающий перепад уровней в 100 м, представляет собой стальной наклонный путь, по которому перемещается металлическая, заполненная водой судовозная камера с плавающими в ней судами. После подъема наверх камера на специальном поворотном круге разворачивается в направлении ВБ и по наклонному пути спускается в него (см. рис. 12-6).

Основным типом рыбопропускного сооружения является каскадный рыбоход, состоящий из небольших резервуаров, располагаемых обычно на берегу в виде каскада с небольшими перепадами между резервуарами. Имеется опыт переброски рыбы из НБ в ВБ в специальном рыбоподъемнике, переносящем заполненную водой камеру с рыбой из нижнего бьефа в верхний.

ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОРОШЕНИЯ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ

При самотечном орошении обычно устраивается открытый водозабор в виде бетонного сооружения с затворами, решетками и т. п.

В схемах машишюго орошения и водоснабжения вода из рекн забирается НС, представляющими самостоятельное сооружение. НС обычно строятся в некотором удалении от основного гидроузла и не включаются в состав его сооружений,

ВОДОПРИЕМНИКИ

На русловых и приплотинных ГЭС водоприемник ГЭС служит для подачи воды турбинам. Водоприемник входит в конструкцию здания русловой ГЭС и в конструкцию станционной плотины приплотинной ГЭС (рис. 12-2). Водоприемники оборудуются затворами и сороудер- живающими решетками. (Более подробно см. гл. 21 и 22)

Водоприемники деривационных ГЭС входят в состав сооружений головного узла и предназначаются для подачи воды в деривацию и прекращения доступа в нее воды при аварии или необходимости опорожнения деривации для ремонта. Об их конструкциях см. § 12-6.


Д.С.Щавелев, Гидроэнергетические установки (гидроэлектростанции, насосные станции и гидроаккумулирующие электростанции), Л., 1981

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики