Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Трубчатые водовыпуски

Одна из наиболее распространенных конструкций водовыпусков гидроузлов с глухими плотинами — трубчатые водовыпуски (рис. 6.22, б, в), которые подразделяют на башенные и безбашенные. Первые, в свою очередь, различаются по местоположению башни управления затворами: с выдвинутой башней, находящейся в зоне подошвы верхового откоса плотины; с башней, расположенной в средней части верхового откоса; с башней, находящейся либо у гребня плотины, либо со стороны низового откоса. Галереи трубчатого водовыпуска или непосредственно используются в качестве водопропускного тракта или имеют внутри трубопроводы для пропуска эксплуатационных расходов. Входная часть трубчатого водовыпуска (от входного оголовка до камеры затворов) в большинстве эксплуатационных случаев работает в напорном режиме; транзитная и концевая части могут работать либо в напорном, либо в безнапорном режиме. Анализ опыта эксплуатации трубчатых водовыпусков показал, что: наиболее рациональный режим работы транзитной части — безнапорный; его надежное обеспечение позволяет избежать возникновения неблагоприятных переходных режимов, а также облегчить услтжия работы стенок галерей и их уплотнений; напорный режим рационален при наличии в галереях стальных или железобетонных трубопроводов; в этом случае галереи используют в период эксплуатации для ревизии и ухода за трубопроводами; допущение работы галерей в напорном и полунапорном режимах сопровождается существенным усложнением и удорожанием их конструкции; наиболее целесообразно выдвинутое или частично выдвинутое положение башни управления, позволяющее сократить до минимума длину напорной трудноосматриваемой части водовыпуска.

В гидроузлах с низко- и средненапорными плотинами обычно устраивают башенный водовыпуск независимо от того, выполнен ли он с бетонными водопроводящими галереями или со стальными трубопроводами, уложенными в сухих бетонных галереях. Такая конструкция наиболее надежна в эксплуатационном отношении. В гидроузлах с высоконапорными плотинами устройство железобетонной башни бывает сопряжено с рядом технических трудностей, основные из которых— существенная масса штанг подвеса затворов и их неустойчивость при работе на центральное сжатие в случае необходимости дожима затвора. В связи с этим на основе технико-экономического сравнения рассматриваются следующие конкурирующие варианты: устройство высокой башни с сухой шахтой и герметической крышкой, закрывающей камеру затворов, управление которыми ведут с помощью гидроподъемников; отказ от водовыпуска с башней и переход к конструкции безбашенного водовыпуска с подземным расположением камеры затворов и помещения для их обслуживания. В последнем случае каждую нитку трубопроводов (или каждую галерею) обслуживают три затвора: задвижка — аварийный затвор; дисковый затвор, выполняющий ремонтные функции; конусный, игольчатый или игольчатый конусно-струйный затвор, выполняющий функций рабочего затвора.

В водохранилищах многолетнего регулирования безбашенные водовыпуски могут иметь в головной части облегченную эстакаду, с которой осуществляется опускание ремонтных затворов. Верх эстакады располагают на отметках или выше НПУ, или выше УМО.

Толщину бетонных стенок и дна конструкций водовыпуска устанавливают на основе расчета их на прочность и устойчивость под действием всех расчетных сил. При этом следует учитывать допустимые фильтрационные градиенты бетонных стенок, назначая их соответственно нормам (не более 20). В большинстве случаев необходимо покрывать поверхности бетонных галерей и башен слоем гидроизоляции (прежде всего галереи и нижнюю часть башни) или защищать их слоем глинистых грунтов. В теле плотины полезно устраивать разгрузочные вертикальные и горизонтальные дренажи, уменьшая ординаты депрессионной кривой в концевой зоне водовыпуска. В целях обеспечения устойчивого безнапорного режима работы водовыпусков на транзитном участке за башней в пространство за затворами подводят воздуховоды (см. гл. 4.1).

Очертания входного оголовка, пазов затворов и отдельных элементов камеры затворов и транзитной части подбирают с учетом результатов прогноза кавитационных явлений (см. гл. 4.3). Концевые части водовыпусков конструируют с учетом общих требований и рекомендаций (см. гл. 4.4).

Если трубчатый водовыпуск сооружают на малопрочном основании, а в его конструкции предусмотрена установка концевого рабочего конусного затвора, то во избежание опасных размывов вблизи низового откоса, а также эрозии самого откоса брызгами водяной завесы, сносимой на откос ветром, за этим затвором устраивают специальную камеру гашения (см. рис. 6.22, в).

Необходимое число галерей водовыпуска устанавливают на основе гидравлических и технико-экономических расчетов. В большинстве случаев из условий обеспечения надежности работы водовыпусков сооружений, которые работают круглый год, нецелесообразно принимать число галерей меньше двух. При обосновании необходимого числа галерей следует также учитывать пропуск строительных расходов.

Во избежание попадания в водовы пуск льда, шуги, плавающих тел и мусора его головную часть оборудуют решетками соответствующих размеров и затенения, а также средствами их очистки.

При разрезке трубчатых водовыпусков деформационными швами конструкция последних должна предусматривать меры борьбы с контурной фильтрацией аналогично тому, как это делается в водосбросах трубчатого типа (см. гл. 6.2). Уплотнение швов, их число и размещение должны удовлетворять требованиям повышенной надежности. В связи с этим часто выполняют два ряда уплотнений — основное и резервное. Особо тщательно следует осуществлять уплотнение напорной труднодоступной для осмотра части сооружения.

При использовании водохранилищ для водоснабжения более чистую, отстоявшуюся воду получают с помощью дополнительных отверстий, расположенных на разной высоте (с решетками и автономными затворами) и соединенных с трубопроводами, подающими воду на очистную или насосную станцию. При назначении конструктивных размеров водовыпуска учитывают ряд требований, диктуемых эксплуатационными и строительными соображениями: на протяжении всего периода службы сооружения должен быть обеспечен удобный проход по галерее, а также достаточно удобные условия для выполнения монтажных работ; дну галерей придают уклон, обеспечивающий пропуск строительных расходов с безнапорным режимом, а также их опорожнение в случаях закрытия затворов, фильтрации через уплотнение деформационных швов, разрыва трубопроводов или выхода из строя их уплотнений.

Гидротехнические сооружения/Н.П. Розанов, Я.В. Бочкарев, В.С. Лапшенков и др.; Под ред. Н.П. Розанова. — М.: Агропромиздат, 1985. — 432 с.

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