Общие вопросы эксплуатации сооружений узла

Эксплуатацию земляных плотин следует рассматривать в неразрывной связи с эксплуатацией всех сооружений, входящих в гидротехнический узел. Однако учитывая, что содержание книги относится только к земляным плотинам, приводимые основные сведения по эксплуатации излагаются применительно к последним. Другие сооружения узла упоминаются лишь в связи с обеспечением нормальной работы земляной плотины.

Эксплуатация гидротехнических сооружений водохранилищных узлов на местном стоке решает две основные задачи: обеспечивать подачу воды из водохранилища в соответствии с установленным графиком потребления, поддерживать сооружения узла в рабочем состоянии, осуществляемые путем наблюдений за их работой и выполнением того или иного ремонта. Указанные задачи следует рассматривать как единый комплекс эксплуатационных мероприятий, благодаря которым узел сооружений служит целям орошения, водоснабжения, обводнения, гидроэнергетики и др.

Забор воды из водохранилища и подача ее потребителю - первая задача эксплуатации узла - представляют предмет самостоятельного рассмотрения и здесь не приводятся, так как непосредственного отношения к земляной плотине не имеют. Вторая задача эксплуатации узла, которая и рассматривается ниже, является технической задачей и заключается в поддержании земляной плотины в проектном состоянии. Это достигается регулярными наблюдениями за плотиной, своевременным выявлением причин, которые могут привести к тем или иным деформациям, ликвидацией этих причин, устранением происшедших разрушений, а также заменой отдельных частей в плотине вследствие износа материала.

Деформации земляных плотин, как указывалось выше, могут быть допустимыми и недопустимыми. Первый - вид деформаций предусматривается проектом и подтверждается соответствующими расчетами, как, например, деформации тела плотины в результате осадки основания. Второй вид деформаций может быть следствием некачественных строительных работ, результатом нарушения правильного технологического процесса, применения материалов, не соответствующих условиям их работы, нарушения предписанного эксплуатационного режима работы сооружений, превышения фактических силовых воздействий против принятых в проекте, а также изменения реактивных сил в сторону их уменьшения.

Опыт эксплуатации гидротехнических сооружений показывает, что любые деформации, включая и аварийные, не возникают неожиданно, им предшествует накопление ряда причин, которые путем наблюдений за состоянием сооружения могут быть заранее установлены. Поэтому любую деформацию можно предупредить эксплуатационными мероприятиями или в крайнем случае ограничить размерами, неопасными для устойчивости всего сооружения. В последующем такие деформации легко ликвидируют и сооружение вновь приводят в устойчивое состояние. Эксплуатационный персонал, призванный обеспечить безаварийную работу всех сооружений узла, должен твердо усвоить это положение, а для этого прежде всего необходимо знать причины, ведущие к снижению устойчивости сооружения, и способы их устранения.

Эксплуатационный период земляной плотины начинается с момента ее приемки от строительной организации специально назначенной приемочной комиссией (для крупных объектов это правительственная комиссия, а для мелких межведомственная). Приемочная комиссия особым актом фиксирует соответствие выполненных работ проекту и испытывает работу сооружений узла во всех режимах, предусмотренных для эксплуатационного периода. На те элементы сооружений, которые в момент приемки не могут быть освидетельствованы комиссией, строительная организация предъявляет акты на скрытые работы, подтверждающие выполнение скрытых частей в соответствии с проектом или теми изменениями, которые были внесены в процессе производства работ. В тех случаях, когда комиссия во время ее работы не может провести рабочее испытание сооружений узла, окончательная приемка производится позднее, когда сооружения в состоянии принять на себя расчетные нагрузки. Обычно это относится к периоду пропуска весеннего паводка. Вся техническая документация, включая и исполнительные чертежи сооружений, предъявленная приемочной комиссии, затем передается службе эксплуатации для дальнейшего руководства в проведении всех работ.

Наиболее опасный период для устойчивости земляных плотин - период весеннего половодья, когда по водосбросному тракту пропускают максимальные расходы. В это время чаще возможны деформации сооружений узла, особенно земляных плотин, так как они испытывают максимальную, а в отдельных случаях и предельную нагрузку. Отсюда понятно то повышенное внимание, какое уделяется подготовке сооружений узла к пропуску паводка, и особо тщательное наблюдение за состоянием отдельных частей сооружений.

Успешный пропуск паводковых вод может быть обеспечен только в результате комплекса подготовительных мероприятий, организационных и технических, разработанных и осуществленных до начала паводка.

Организационная сторона этих мероприятий состоит в своевременной доставке аварийного запаса строительных материалов, инструмента; вскрытии резерва талого грунта; опробовании в работе затворов, освещения; формировании дежурных бригад на период пропуска паводка. Сюда же следует отнести получение от местных управлений Гидрометеослужбы прогноза на паводок. Если ожидается большой паводок (малой обеспеченности), можно заранее сработать уровень воды в водохранилище, чем увеличить регулирующую емкость, срезать пик паводка и сдвинуть его во времени.

Техническая сторона подготовительных мероприятий состоит в выполнении необходимых ремонтных работ по узлу сооружений, устройстве майны по линии стыка ледового покрова с верховым откосом, расчистке всех сооружений водосбросного тракта от снега и наледи. Все работы, связанные с освобождением водосбросных сооружений от снега, проводят заблаговременно до наступления притока воды в водохранилище.

Укоренившееся мнение, что перед пропуском паводка достаточно по тракту выполнить пионерную траншею в толще снежных заносов, надо признать технически необоснованным. Опыт показывает, что смыв снежной толщи, обычно уплотненной к весне, потоком воды, проходящим по пионерной траншее, продолжается длительное время и заканчивается позднее чем максимальные расходы проходят по тракту. Недостаточная пропускная способность сооружений водосбросного тракта влечет к повышению уровня воды в водохранилище против расчетного, следствием чего может быть перелив через гребень плотины. В водохранилищах со значительной регулирующей емкостью перелива воды через гребень может и не быть, но плотина в этом случае будет находиться в условиях, не отвечающих расчетным, а следовательно, здесь и заложена причина потери ее устойчивости и разрушения.

Подъем уровня воды в водохранилище выше отметки МПУ проходит также за счет притока воды с расходом меньше расчетной обеспеченности. Случай этот, правда, редкий, но возможный, особенно для плотин низкого класса капитальности, для которых расчетная обеспеченность   максимальных   расходов сравнительно большая.

В исключительных случаях дополнительный приток воды в водохранилище может произойти за счет разрушения вышерасположенной плотины, в результате чего происходит быстрое повышение уровня воды, перелив через гребень и разрушение плотины. А это, в свою очередь, ставит под угрозу и все нижерасположенные плотины, водохранилища которых не в состоянии вместить в себя такое количество воды. Поэтому, когда на водотоке возводится цепь водохранилищ, эксплуатация земляных плотин и водосбросных трактов, требует повышенного внимания для предупреждения аварий.


Рис. 123. Ледоудерживающие  устройства   на   сбросном тракте:
а - запонь из бревен; б - запонь из цилиндрических металлических   поплавков;   в - запонь   из   деревянных  стоек   и   плавучей рамы

Сооружения водосбросного тракта в водохранилищных узлах на местном стоке обычно не рассчитывают на пропуск по ним льда из верхнего бьефа в нижний. Для этого в пределах подводящего канала, перед шлюзом-регулятором, а в автоматических водосбросах - перед сопрягающим сооружением предусматривают ледозащитные устройства, конструкции которых приведены на рисунке 123. Такие устройства - запони - свободно пропускают воду, задерживая лед и другие плавающие тела. Ледовый покров остается в водохранилище и постепенно тает.

Последнее обновление 09.07.12 12:08