1.2. Компоновки гидроузлов и организация их строительства
Компоновка гидроузла и организация его строительства неразрывно связаны. При проектировании они оказывают взаимное влияние на принимаемые решения. Например, при строительстве гидроузлов на равнинных реках существует возможность возведения русловых плотин средствами гидромеханизации без откачки котлована. Эта возможность практически определяет конструкцию плотины и последовательность выполнения работ по строительству гидроузла в целом.
Компоновка гидроузла, в свою очередь определяет все стороны организации строительства, а именно: схему пропуска строительных расходов реки, последовательность возведения сооружений, расположение и характер строительного хозяйства, генеральную механизацию и методы производства работ.
В практике гидротехнического строительства на судоходных реках наиболее часто встречаются два типа речных гидроузлов:
- гидроузлы на равнинных реках с русловой и пойменной компоновками;
- гидроузлы с бетонными плотинами в широких створах многоводных рек.
1.2.1. Гидроузлы на равнинных реках
Равнинные реки имеют обычно малые уклоны русла, широкую пойму с низкими берегами и ложе из нескальных грунтов. Как следствие природных условий, гидроузлы на этих реках характеризуются небольшими напорами, входящими в напорный фронт зданиями ГЭС, невысокими бетонными и земляными плотинами, наличием судоходных шлюзов с подходными каналами и аванпортами. Бетонные сооружения таких гидроузлов стараются расположить в пойме реки (пойменная компоновка). Это дает возможность возводить их насухо или под защитой небольших перемычек, а подходные каналы судоходных шлюзов, подводящие и отводящие каналы зданий ГЭС и водосливных плотин разрабатывать под защитой естественных перемычек – целиков. После возведения бетонных сооружений целики разбирают, а основное русло перекрывают земляной плотиной. Речной поток направляют по искусственному руслу через недостроенные бетонные сооружения. По завершению строительства русловой плотины и работ на бетонных сооружениях – речной поток направляют на турбины здания ГЭС.
Компоновка гидроузла, в свою очередь определяет все стороны организации строительства, а именно: схему пропуска строительных расходов реки, последовательность возведения сооружений, расположение и характер строительного хозяйства, генеральную механизацию и методы производства работ.
В практике гидротехнического строительства на судоходных реках наиболее часто встречаются два типа речных гидроузлов:
- гидроузлы на равнинных реках с русловой и пойменной компоновками;
- гидроузлы с бетонными плотинами в широких створах многоводных рек.
1.2.1. Гидроузлы на равнинных реках
Равнинные реки имеют обычно малые уклоны русла, широкую пойму с низкими берегами и ложе из нескальных грунтов. Как следствие природных условий, гидроузлы на этих реках характеризуются небольшими напорами, входящими в напорный фронт зданиями ГЭС, невысокими бетонными и земляными плотинами, наличием судоходных шлюзов с подходными каналами и аванпортами. Бетонные сооружения таких гидроузлов стараются расположить в пойме реки (пойменная компоновка). Это дает возможность возводить их насухо или под защитой небольших перемычек, а подходные каналы судоходных шлюзов, подводящие и отводящие каналы зданий ГЭС и водосливных плотин разрабатывать под защитой естественных перемычек – целиков. После возведения бетонных сооружений целики разбирают, а основное русло перекрывают земляной плотиной. Речной поток направляют по искусственному руслу через недостроенные бетонные сооружения. По завершению строительства русловой плотины и работ на бетонных сооружениях – речной поток направляют на турбины здания ГЭС. Примером гидроузла с чисто пойменной компоновкой является Иваньковский гидроузел на реке Волге (Рис.1).
Рис. 1. Компоновка Иваньковского гидроузла на реке Волге
Здание ГЭС, 2- водосливная плотина, 3- русловая земляная плотина
4- подводящий канал ГЭС, 5- судоходный канал, 6- шлюз, 7- ОРУ, 8-
отводящий канал.
При недостаточной для размещения бетонных сооружений гидроузла ширине поймы применяется русловая компоновка сооружений. Строительство их ведется в две очереди. В начале часть Русла реки секционируется перемычками. В образовавшемся котловане бетонируется водосливная плотина, здание ГЭС и шлюз. Река в это время течет по стесненному руслу. После возведения бетонных сооружений низовую и верховую перемычки разбирают. Поток переключают на недостроенную водосливную плотину – «гребенку», а свободное русло перекрывают земляной плотиной (как правило, намывной). По мере возведения последней и укладки бетона в «гребенку» водосливной плотины производится наполнение водохранилища. Судоходство осуществляется через недостроенный шлюз по временной схеме. Примером гидроузла с чисто русловой компоновкой является Чебоксарский гидроузел на реке Волге (Россия) (Рис.2)
Рис.2 Компоновка Чебоксарского гидроузла на р. Волге
1- Здание ГЭС, 2- водосливная плотина, 3- судоходный шлюз, 4 и 5 подводящие каналы,
6 - русловая земляная плотина, 7- пойменная земляная плотина, 8- перемычки котлована бетонных сооружений, 9- расширение судового хода.
Бетонные сооружения таких гидроузлов стремятся располагать у одного берега. Этим достигается возможность создания наиболее экономичного единого централизованного строительного хозяйства. При расположении бетонных сооружений на разных берегах (Нижегородский гидроузел на р. Волге) и при отсутствии надежной связи между берегами, объекты производственной базы так же рассредоточиваются по обоим берегам, переходя к децентрализованной схеме организации стройплощадки.