9073

51

Рисунок 13.11 - Схема ярусной разрезки на блоки на скальных грунтах

Столбчатая система разрезки

Столбчатая система разрезки заключается в разрезке плотины на отдель-

ные «столбы» вертикальными строительными межстолбчатыми швами, парал-

лельными оси плотины. Каждый столб разбивается по высоте на отдельные бло-

ки горизонтальными строительными швами. Применяют два варианта столбча-

той разрезки с тонкими межстолбчатыми швами и с объемными межстолбчаты-

ми швами.

Секционная система разрезки длинными блоками

Секционная система разрезки длинными блоками предусматривает разрез-

ку плотины горизонтальными блоками, имеющими в плане размеры, равные размеру секции и более. При размерах блоков, более чем размер секции, меж-

секционные швы образуются путем предварительной установки в них специаль-

пой опалубки или путем нарезки этих швов после бетонирования.

52

Рисунок 13.12 – Схема столбчатой разрезки с тонкими швами

Рисунок 13.13 – Схема секционной разрезки длинными блоками

13.3.5.Омоноличивание временных швов бетонных плотин

Впроцессе остывания происходят деформации отдельных блоков и стол-

бов, швы между ними раскрываются и для обеспечения монолитности работы требуется исключить отрицательное влияние этих раскрытий швов. При различ-

ных системах разрезки на блоки бетонирования условия раскрытия швов разные,

а следовательно, мероприятия также разные.

Омоноличивание тонких межстолбчатых (для гравитационных плотин) и межсекционных (для арочных) швов осуществляют путем цементации этих швов. Бетон в сооружении в процессе эксплуатации принимает температуру,

53

близкую к среднегодовой. Поэтому цементацию швов во избежание будущего дополнительного раскрытия необходимо проводить именно при температурах,

близких к среднегодовой или ниже, когда дальнейшие температурные деформа-

ции в столбах уже не будут иметь места.

Нагнетание цементного раствора в шов осуществляется через специальную систему труб с выпусками, закладываемыми в бетон при бетонировании плоти-

ны. Выпуски должны располагаться равномерно, чтобы обеспечить подачу рас-

твора во все части шва. Для обеспечения равномерного заполнения шва и воз-

можности создания давления при нагнетании раствора омоноличиваемые швы делят на отдельные участки на так называемые карты цементации. Карты цемен-

тации, находящиеся на одном уровне по всей длине плотины, образуют ярус це-

ментации.

13.3.6. Назначение и типы сборных элементов и конструкций ГЭС

Сборные железобетонные конструкции применяются в отечественном гид-

ротехническом строительстве с 30-х годов прошлого века - при возведении Вол-

ховской, Земо-Авчальской, Нижнесвирской и других ГЭС, первоначально как элементы каркасов машинных залов. По мере развития стройиндустрии сфера использования сборного железобетона расширялась. Он нашел применение в плотинах в качестве опалубочных плит-оболочек, балок перекрытия донных и водопропускныъ отверстий, пазовых конструкций, массивных опалубочных бло-

ков, дренажных и противофильтрационных элементов, креплений откосов грун-

товых плотин.

При строительстве ГЭС Волго-Камского каскада широко применялись пространственные конструкции, объединяющие железобетонные панели в каче-

стве несъемной опалубки с армокаркасами с последующим их обетонированием на месте установки. Также сложные конструкции использовались при бетониро-

вании тора отсасывающих труб, входной части водоприемников, водосбросов зданий ГЭС и т. п.

54

Многолетняя практика выработала два основных направления в примене-

нии сборного бетона и железобетона в гидротехническом строительстве - в виде простых сборных бетонных и железобетонных элементов и виде сборно-

монолитных пространственных конструкций. К первому виду относятся различ-

ные виды железобетонной опалубки, балки перекрытия донных отверстий, глу-

бинных водосбросов и других полостей и отверстий в бетонных плотинах, эле-

менты конструкций машинного здания ГЭС, лестничные марши в шахтах пло-

тин, мостовые балки по бычкам водосливных пролетов, плиты крепления отко-

сов грунтовых плотин, дорожные ограждения и т. п.

Рисунок 13.14 - Сборные железобетонные элементы машинного зала ГЭС: 1-балка покрытия, 2-карнизная плита, 3-ригель покрытия, 4-надкрановая стойка, 5-служебный мостик, 6-подкрановая балка, 7-подкрановая стойка, 8-стеновые панели, 9-оконные блоки, 10, 11-стальные трубы

13.4.Специальные виды бетонных работ

13.4.1.Укатанный бетон и его свойства

Укатанные бетоны или мало цементные особо жесткие бетонные смеси -

это бетоны с малым содержанием цемента, позволяющие непосредственно после их укладки движение по их поверхности строительных машин и применение предельно простых методов работ, аналогичных методам возведения грунтовых плотин.

55

Важнейшим преимуществом укатанных бетонов в технологии и организа-

ции работ является их способность воспринимать строительные нагрузки сразу же после укладки и уплотнения бетонных смесей, также как и при укладке грун-

товых смесей.

Другим важным преимуществом применения укатанных бетонов являются более простые и дешевые способы регулирования температурного режима бе-

тонной кладки и предотвращения в ней термического трещинообразования.

Отличие свойств укатанного бетона от обычного вибрированного бетона тех же классов по прочности на сжатие можно характеризовать следующими данными:

•содержание вяжущего вещества меньше на 30-80 кг/м3;

•высокая первоначальная прочность;

•низкое тепловыделение, что обуславливает малый адиабатический подъ-

ем температуры на 9-14°С и возможность бетонировать блоками больших разме-

ров (применение секционной разрезки на блоки с укладкой слоя толщиной 3050

см);

•пониженная плотность, на 15%;

•более высокий коэффициент фильтрации от 1-10-4 до 1-10-8 см/с;

•меньший модуль деформации на 10-20%;

•повышенная неоднородность;

•отчетливо выраженная слоистость с изменением значений прочности и плотности по высоте слоя;

•отсутствие заметной цементной пленки на поверхности уложенного бе-

тона, что исключает необходимость специальной обработки ниже лежащего слоя

перед укладкой следующего;

•достаточно высокие сдвиговые характеристики горизонтальных швов;

•повышенная водопроницаемость бетонной кладки по горизонтальным

швам.

56

13.4.2. Конструктивно-технологические особенности плотин из ука- танного бетона

В современной практике плотиностроения применение укатанного бетона является основным способом повышения интенсивности и уровня механизации строительства за счет использования в строительном процессе высокопроизво-

дительных машин Разработанная в 70-х годах двадцатого века эта технология быстро и широко распространилась по всему миру: к 1985 году было построено всего 5 плотин, к 1990 году- более 50 плотин, а к настоящему времени более 100.

Суть технологии укатанного бетона приближается к технологии возведе-

ния земляных плотин - послойная отсыпка жестких бетонных смесей, по конси-

стенции, напоминающей грунтовый материал с последующей укаткой катками,

как и в земляных насыпях.

Одним из главных вопросов, определяющих эффективность этой техноло-

гии, является вопрос о зональном распределении бетона в плотине и о сочетании в них участков укатанных и вибрированных слоев бетонов.

Конструкции плотин при этом можно свести к трём типам:

1. первый тип - плотины из укатанного бетона, расположенного внутри те-

ла плотины, и заключенного по контуру в оболочку из плотного вибрированного бетона;

2.второй тип - плотина полностью из укатанного бетона но с наличием экрана на напорной грани;

3.третий тип - плотины полностью из укатанного бетона, но с зональным его распределением по маркам.

57

Рисунок 13.15 – Схемы распределения бетона в плотинах из укатанного бетона: 1-наружные зоны из укатанного бетона, 2-внутренняя зона из укатанного бетона, 3-противофильтрационный элемент, 4-зоны укатанного бетона с различными свойствами.

Конструктивные решения по защите низовых граней плотины также сво-

дятся к трем основным типам:

1.защита слоем вибрированного бетона;

2.защита укатанным бетоном со специальным составом;

3.защита пригрузочной призмой из грунта.

Сочетание разных вариантов создают многообразие решений при констру-

ировании плотин и технологий их возведения. Определяющим для зонального распределения и соответствующих технологий является тип конструкции пло-

тин, каждый из которых имеет несколько разновидностей.

13.4.3. Технология приготовления, транспорта и укладки укатанного бетона

Для приготовления жесткой мало цементной бетонной смеси используют-

ся такие же материалы, как и для обычных вибрируемых бетонных смесей: це-

мент, вода, крупные и мелкие заполнители, различные добавки. Их качество должно удовлетворять требованиям действующих нормативных документов к материалам для бетона. Бетонные смеси должны иметь жесткость не менее 1530

с (ОК=0), что позволяет перемещаться по поверхности свежеуложенного бетона тяжелым машинам. Обычно содержание цемента составляет 8090 кг/м3 для

58

класса В7,5 и 100130 кг/м3 для класса В10;12,5. С целью экономии цемента при-

меняются активные минеральные добавки. В качестве такой добавки рекоменду-

ется и обычно применяется зола уноса.

Низкое содержание вяжущего при сыпучей консистенции смесей повыша-

ет расслоение бетонной смеси при перегрузках и подаче его в блоки. Расслоение возрастает с увеличением максимальной крупности зёрен заполнителей свыше

40 мм. Поэтому обычно применяют заполнители крупностью до 6080 мм. При большей крупности требуется применение специальных мер против расслоения.

Также аналогичны требования к транспортированию и подаче бетонной смеси к месту укладки. Для транспортировки от бетонного завода до сооружения используются большегрузные автосамосвалы и ленточные конвейеры. Для пода-

чи бетонной смеси в блок применяются кабель-краны, краны, бремсберги.

Обычно применяется следующая схема. Автотранспорт доставляет смесь к ме-

ханизмам подачи смеси в блок (краны, бремсберг). Далее смесь подается в бун-

кер, который установлен непосредственно на плотине. Из бункера бетон подает-

ся в специальные автосамосвалы, которые развозят смесь по блокам к месту укладки. При отсутствии промежуточных бункеров бетонная смесь перегружает-

ся в бадьи, а затем кранами выгружается в автосамосвалы на поверхности уло-

женного слоя. При определенных условиях подача бетонной смеси непосред-

ственно к месту укладки может производиться кранами, в том числе и кабель кранами. При подаче кранами разгрузка бадьи должна производиться с мини-

мальной возможной высоты.

Разравнивание смеси обычно производится бульдозерами. Возможно и применение скреперов с выгрузкой смеси слоем нужной толщины. Укладку бе-

тонной смеси ведут слоями, толщина которых назначается из возможностей применяемых средств уплотнения. Обычно укладывают слоями 3050 см.

Уплотнение смеси осуществляется вибрационными, комбинированными,

пневматическими катками, а иногда и гружеными автосамосвалами.

59

Рисунок 13.16 – Схема возведения плотины с помощью кабель-крана: 1-кабель-кран, 2-бадья, 5-бункер, 6-автосамосвал, 7-бульдозер, 8-виброкаток, 9- вибратор, 10-зона укладки автопогрузчиками, 11-зона, уплотненная глубинными вибраторами

Рисунок 13.17 – Плотина Бурейской ГЭС из укатанного бетона

60

13.4.5. Способы подводного бетонирования

При подборе состава такого бетона его прочность по сравнению с обыч-

ными условиями назначают на 15—20 % выше проектной. Укладывание бетон-

ной смеси непосредственно в воду не дает желаемого результата вследствие рас-

слаивания бетонной массы и вымывания из нее вяжущего. Поэтому смесь нужно подавать непрерывно на весь объем бетонирования в заранее установленную во-

долазами опалубку, исключающую или значительно снижающую контакт бетон-

ной массы с окружающей средой (водой). Подводное бетонирование выполняют следующими способами: с помощью бадей и самораскрывающихся ящиков (кю-

белей), укладкой в мешках, отвалом бетонной смеси от берега с ее втрамбовыва-

нием, с помощью вертикально перемещаемой трубы (ВПТ), восходящим раство-

ром (ВР), инъецированием. Бетонирование с помощью 6адей и кюбелей приме-

няют практически на любой глубине; при возведении конструкций, работающих на вертикальную нагрузку и имеющих прочный, надежны» внешний контур

(днищ опускных колодцев, мостовых опор, колонн оболочек, блоков основания сооружения, вырубленных в трещиноватой скальной породе и т. д. Достоинства этого способа — относительно низкая себестоимость работ, возможность при-

менения тех же технических средств для транспортирования и укладывания сме-

си, что и на поверхности. Недостатки: частичное вымывание вяжущего в момент раскрытия затворов и рыхловатость поверхностного слоя, необходимость посто-

янного водолазного контроля при отсутствии видимости. Укладывание бетонной смеси в мешках применяют при ремонтных работах, выравнивании скального основания сооружения, устройстве подводного ограждения (типа опалубки) для последующего бетонирования, в аварийных случаях. Глубина укладывания практически не ограничена. Мешки шьют из прочной ткани или водонепроница-

емого материала (полиэтилена, нейлона) вместимостью 20—30 и 2—7 л. Их за-

полняют бетонной смесью с осадкой конуса 5—7 см и подают под воду. Водола-

зы укладывают мешки вручную с перевязкой горизонтальных и вертикальных швов. В целях предотвращения сдвигов смежные ряды мешков прошивают ме-