Электрификация СССР || Строительство гидроэлектростанций (1)
Электрификация СССР || Гидроэнергетика || 3.6 Строительство гидроэлектростанций (часть 1 || часть 2)
СТРОИТЕЛЬСТВО ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Строительство гидроузла энергетического или комплексного назначения имеет ряд особенностей, отличающих его от других видов энергетического (тепловые электростанции и сети) и промышленного строительства.
Каждый гидроузел, расположенный на реке, непосредственно связан с её водным режимом, во многом также зависит от природных условий района строительства (топография, инженерно-геологические условия) и его географического положения (удалённость от путей сообщения, источников энергии и др.). Строительство гидроузлов связано с выполнением больших объёмов строительно-монтажных работ, особенно земельно-скальных и бетонных работ, сосредоточенных на ограниченном фронте. Их выполнение требует создания на строительной площадке крупных временных производственных предприятий, применения мощных высокопроизводительных механизмов, транспортных средств и совмещённого выполнения строительных и монтажных работ. По ходу развития гидротехнического строительства увеличиваются объёмы и темпы строительно-монтажных работ и совершенствуется механизация их производства. Удельные объёмы работ по ГЭС на 1 кВт установленной мощности показаны на диаграмме внизу.
Прежде чем приступить к возведению основных сооружений гидроэлектростанции, требуется выполнить большой объём подготовительных работ: построить подъездные дороги, связывающие строительную площадку с существующей сетью автомобильных и железных дорог; построить временные производственные предприятия, здания и сооружения строительного хозяйства, посёлки для рабочих; организовать снабжение строительной площадки электроэнергией, водой, теплом и т.п. Например, строительство Братской ГЭС имени 50-летия Великого Октября велось в необжитом таёжном районе, удалённом более чем на 600 км от ближайших промышленных центров. В течение подготовительного периода было построено более 100 км подъездных дорог, 650 км линий электропередачи, построена база строительной индустрии: заводы строительных материалов, строительных полуфабрикатов и деталей, ремонтно-механические заводы, складское хозяйство, специализированные базы строительно-монтажных организации и т.п.
Продолжительность подготовительного периода для крупных гидротехнических строительств составляет 2-3 года (для Куйбышевского гидроузла - 2 года, Волгоградского и Братского - 3 года), а в ряде случаев больше, что соответственно удлиняет общие сроки строительства. В целях сокращения продолжительности подготовительного периода в последние годы начинают внедряться здания (жилые и для производственных предприятий), выполненные в унифицированных сборно-разборных конструкциях. Такие здания возведены на строительствах Токтогульской, Нижнекамской ГЭС и др. В последние годы получили распространение комплектные одноэтажные одноквартирные здания жилой площадью 30 м² целиком изготовляемые на деревообделочных заводах и в готовом виде поставляемые на строительные площадки, где они устанавливаются на подготовленном основании. В настоящее время эти же конструкции применяются для двухэтажных четырехквартирных секций, из которых могут монтироваться дома на 8, 12 и 16 квартир.
Строительно-монтажные работы в начальный период развития гидроэнергетического строительства - период строительства Волховской ГЭС имени В.И.Ленина - выполнялись преимущественно с применением ручного труда и элементарных средств механизации. Начиная со строительства Днепровской ГЭС имени В.И.Ленина, ручной труд постепенно вытесняется строительными машинами, поступавшими в первые годы из зарубежных стран, а позднее машинами отечественного производства. В послевоенный период преобладающая часть работ выполнялась средствами механизации советского производства: дизельными и электрическими одноковшовыми экскаваторами с ковшом от 1 до 5 м³, шагающими экскаваторами-драглайнами с ковшом до 14 м³, землесосными снарядами производительностью 300, 500 и 1000 м³/ч грунта и т.д. Механизация земляных работ позволила резко увеличить производительность труда. Так, если при ручном труде производительность рабочего на разработке грунта не превышала 3.5 м³/смену, то при использовании экскаваторов с ковшом емкостью 1 м³ производительность повысилась до 10-12 м³/смену, а экскаваторов с ковшом в 3-4 м³ и скреперов с ковшом в 6-10 м³ - до 40 м³/смену; внедрение мощных средств гидромеханизации увеличило среднюю выработку на одного рабочего в смену до 70 м³.
По мере роста механовооружённости росла и энерговооружённость: Волховстрой располагал общей энергетической базой в 1100 кВт, Свирьстрой - 6000 кВт, Днепрострой - 13000 кВт и Куйбышевгидрострой - 145000 кВт. Максимальное суточное потребление электроэнергии на Днепрострое было около 250 тыс квт-ч, на строительстве Каховской ГЭС - 500 тыс квт-ч, Горьковской ГЭС - до 1000 тыс квт-ч, на Волгодонстрое - 1800 тыс квт-ч и на Куйбышевгидрострое - 2200 тыс квт-ч.
Строительство крупных гидроэнергетических узлов в послевоенный период начиналось, как правило, с создания новых строительно-монтажных организаций. В последние годы принимаются меры к передислокации строительных коллективов с одного строительства на другое. Строительство Саратовской ГЭС начато с частичным использованием коллектива Куйбышевгидростроя, строительство Нижнекамской ГЭС с использованием коллектива Воткинскгэсстроя, строительство Усть-Илимской ГЭС ведётся коллективом Братскгэсстроя, а строительство Саянской ГЭС - коллективом Красноярскгэсстроя.
Большое значение для резкого роста производительности труда и повышения качества строительных работ имело создание сразу после окончания войны специализированных организаций и территориальных строительных трестов. Территориальные строительные тресты ведут гидроэнергетическое строительство в экономических районах и республиках (Грузгидроэнергострой, Севгидрострой и др.). Специализированные тресты ведут работы определенного профиля на всех стройках МЭиЭ СССР: трест Гидромеханизация - все земляные работы, выполняемые средствами гидромеханизации; трест Гидроспецстрой - специальные работы: водопонизительные, инъекционные, буровзрывные, подземные; трест Гидромонтаж - монтаж металлических и железобетонных конструкций и механизмов; трест Спецгидроэнергомонтаж - монтаж гидросилового оборудования; трест Гидроэлектромонтаж - монтаж электротехнического оборудования. Выдвигаются предложения о создании специализированных организаций по производству земляных и бетонных работ. Строительные и специализированные тресты и организации, осуществляющие гидроэнергетическое строительство, объединены в двух главных управлениях: Главгидроэнергострой и Главвостокгидроэнергострой.
Сроки строительства
Действующие нормы Госстроя СССР устанавливают продолжительность строительства энергетических объектов в зависимости от сметной стоимости гидроузла. Для объектов стоимостью до 500 млн руб. сроки строительства установлены в пределах от 2.5 до 6 лет с момента готовности внешних подъездных дорог, внешних линий электроснабжения, первоочередной производственной базы и зданий жилищно-культурного и бытового назначении для строительств. Сроки возведения более крупных гидроэлектростанций устанавливаются проектом и утверждаются правительственными решениями. Действующие нормы продолжительности строительства гидроэнергетических объектов разработаны, исходя из оптимальных сроков строительства. Фактические сроки строительства, как правило, отличались от нормативных и находились в зависимости от порядка финансирования по годам строительства, материально-технического обеспечения, а также от своевременной подготовки производственной базы и посёлка строителей. Данные о фактической продолжительности работ по некоторым построенным гидроузлам приводятся в таблице 3-15.
Пропуск строительных расходов, перемычки и перекрытие рек
Принятая в проекте компоновка сооружений гидроузла предопределяет условия пропуска расходов реки в период строительства, а также общую схему возведения сооружений гидроузла и очередность работ. Значительная часть крупных гидроузлов в Советском Союзе построена на многоводных равнинных реках; большинство из них решено в пойменной компоновке и меньшая часть - в русловой. Все они построены без отвода реки в искусственное русло. В последние годы начато строительство крупных гидроэлектростанций в предгорных и горных условиях Средней Азии и Кавказа. Здесь применяется, как правило, русловая компоновка с отводом реки на период строительства туннелем. Характерными примерами гидроэлектростанций на судоходных реках с широкими поймами и пойменной компоновкой сооружений являются построенные в послевоенный период Волжские ГЭС имени В.И.Ленина и имени XXII съезда КПСС, Горьковская и Саратовская ГЭС на Волге, Каховская, Днепродзержинская и Кременчугская ГЭС на Днепре, Цимлянская ГЭС на Дону и ряд других. По русловой компоновке на скальном основании построены: Днепровская ГЭС имени В.И.Ленина, Братская ГЭС имени 50-летия Великого Октября, Красноярская ГЭС и др.
Примерами крупных гидроэлектростанций, возводимых в горных условиях по русловой компоновке, с полным отводом реки строительными туннелями, являются строящиеся гидроэлектростанции: Нурекская на р. Вахше в Таджикистане, Токтогульская на р. Нарыне в Киргизской ССР и Ингурская на р. Ингури в Грузинской ССР. При возведении этих гидроэлектростанций в первую очередь прокладывался строительный туннель, после чего производилось перекрытие русла реки и отвод воды в туннель.
На первых этапах развития гидротехнического строительства распространение имели ряжевые перемычки (Нижне-Свирская ГЭС, Днепровская ГЭС имени В.И.Ленина и др.). Применялись ряжевые перемычки также на строительстве Братской ГЭС имени 50-летия Великого Октября.
Перекрытие р. Ангары на строительстве Братской ГЭС имени 50-летия Великого Октября
В послевоенный период при возведении продольных перемычек и верхового оголовка в условиях нескальных оснований применялись шпунтовые перемычки. Примером ячеистых перемычек из металлического шпунта могут служить перемычки Горьковской, Каховской ГЭС и верховые оголовки перемычек Волжских ГЭС - имени В.И.Ленина и имени XXII съезда КПСС. Погружение металлического шпунта осуществлялось методом вибрирования. На ряде гидроузлов на равнинных реках были освоены более простые конструкции ограждающих однородных песчаных перемычек с пологими откосами без крепления. Ледовая и волновая нагрузки воспринимаются в этом случае мощными оголовками и струенаправляющими шпорами, выполняемыми из каменной наброски. Наряду с простотой возведения такие перемычки имеют преимущество более простой разборки при затоплении котлована. Подобные перемычки были применены на Кременчугском, Саратовском, Каневском и ряде других гидроузлов.
В горных и предгорных условиях при строительстве каменнонабросных плотин в узких глубоких каньонах приходится возводить незатапливаемые перемычки высотой до 80 м, которые впоследствии входят в тело плотины.
Заслуживают внимания новые способы пропуска строительных расходов при возведении гидротехнических сооружений через недостроенные плотины из местных материалов. Паводок 1967 г. р. Нарына при строительстве Токтогульской ГЭС пропускали через земляную перемычку, закреплённую бетоном; паводок 1968 г. на р. Хантайке при строительстве Усть-Хантайской ГЭС - через верховую призму русловой плотины. В обоих случаях серьёзных повреждений сооружений не было. Перекрытие рек осуществляется после готовности бетонных сооружений или туннелей к пропуску через них расходов. В отечественной практике применяются два способа перекрытия рек: пионерный и фронтальный. В обоих случаях производится отсыпка камня в текущую воду. Во многих случаях до начала работ по перекрытию основной части русла-прорана осуществляется стеснение русла путем пионерной отсыпки либо камня, либо песчано-гравийной смеси. После выполнения подготовительных работ производится - как завершающий этап - перекрытие основной части русла.
Крупные равнинные реки перекрывали фронтальным способом с использованием для этого наплавного моста. Этим способом были перекрыты Волга при строительстве Волжских гидроэлектростанций. Днепр при строительстве Кременчугской, Каховской ГЭС и др.
Пионерный способ первоначально применялся преимущественно при наличии скальных пород в русле реки. В последние годы этот способ находит применение и на реках с руслом из мягких грунтов при малых перепадах и предварительном укреплении русла, например, при перекрытии Днепра на строительствах Киевской и Днепродзержинской ГЭС. Новой разновидностью пионерного способа перекрытия русл рек при возведении гидротехнических сооружений может быть назван способ массового взрыва. После предварительного стеснения русла пионерным способом на строительстве Головной ГЭС на р. Вахше проран был перекрыт направленным взрывом. Таким же способом было перекрыто русло Вахша в створе верховой перемычки Нурекской ГЭС и в створе плотины Байпазинского гидроузла. Некоторые характерные показатели перекрытия русл за последние годы приведены в таблице 3-16.
Земельно-скальные работы
С развитием в СССР гидроэнергетического строительства объёмы земельно-скальных работ непрерывно растут, несмотря на снижение их удельного объема на 1 кВт установленной мощности. Так, за период 1946-1950 гг., было выполнено 71.7 млн м³, 1951-1955 гг. - 682.4 млн м³, в 1959-1965 гг. - 1286.9 млн м³, а в 1966-1970 гг. ожидается свыше 1800 млн м³. Объёмы земельно-скальных работ, выполненные за каждый год на гидроэнергетическом строительстве в послевоенный период, и некоторые данные по строительствам характерных гидроэлектростанций приведены в таблицах 3-17 и 3-18.
С ростом объёмов земельно-скальных работ неуклонно возрастала степень механизации. Если в последний довоенный 1940 г. объём механизации земельно-скальных работ составлял 34% и в первые послевоенные годы 40%, то в 1950 г. он достиг 90% и в настоящее время находится на уровне 98-99%.
Отечественная промышленность добилась значительных успехов в изготовлении землеройного и транспортного оборудования. Особенно большое развитие получило экскаваторостроение. В настоящее время для строительства используются экскаваторы 24 типоразмеров с ковшами ёмкостью 0.15-20 м³, автомобили-самосвалы грузоподъемностью 4-40 т, прицепные тракторные скреперы с ковшами ёмкостью 3-15 м³, бульдозеры на базе колёсных и гусеничных тракторов мощностью 54-300 л.с., самоходные скреперы с ковшом ёмкостью 8-15 м³ и др. Применяются также другие специальные машины: рыхлители, кусторезы, корчеватели-собиратели, грейдеры и автогрейдеры, катки.
Доля различных способов механизации земельно-скальных работ, применявшихся в разные периоды строительства гидроэнергетических объектов, показана по отчетным данным в таблице 3-19. Наибольшие объёмы работ, выполненные гидромеханизацией, были достигнуты до 1958 г. в связи со строительством ряда ГЭС на крупных равнинных реках европейской части СССР. В дальнейшем использование гидромеханизации снизилось в связи с развитием строительства крупных ГЭС на скальных основаниях, особенно в Сибири.
В 1939 г. были введены в эксплуатацию электроземлесосные снаряды производительностью 300-350 м³/ч грунта. В 1949-1950 гг. были изготовлены ещё более крупные снаряды производительностью 500 и 1000 м³/ч грунта, имевшие установленную мощность двигателей более 5000 кВт. Применение высокоэффективных землесосных снарядов превратило гидромеханизацию в один из основных способов производства земляных работ в гидроэнергетическом строительстве на равнинных реках. Доля выполненных работ способом гидромеханизации в общем объёме земляных работ составила на Горьковской ГЭС - 81%, на Каховской ГЭС - 68%. На ряде строительств был получен положительный опыт производства работ способом гидромеханизации при отрицательных температурах. В последние годы гидростроителями созданы специальные снаряды, позволяющие эффективно применять гидромеханизацию при разработке тяжёлых глинистых грунтов; они используются на строительстве Ингурской ГЭС и на ряде других. В таблице 3-20 приводится техническая характеристика земснарядов, работающих в гидротехническом строительстве.
В связи с развитием строительства гидроэлектростанций в предгорных районах, в Сибири и сооружением крупных каналов ведутся проектные разработки мощных земснарядов с подвесным пульповодом производительностью 3-5 и 10 тыс м³/ч грунта, позволяющих вести разработку грунта на глубине 30-50 м. Более сложные грунтовые условия, в которых будут в дальнейшем вестись сооружения гидроэлектростанций, делают перспективным внедрение в гидротехническое строительство комбинированных способов производства работ, при которых разработка грунтов будет вестись экскаваторами, а транспортирование и укладка в тело сооружения - при помощи воды. В перспективе характер работ будет определяться необходимостью:
- возведения крупнейших каменнонабросных плотин объёмом до 60 млн м³;
- возведения намывных и других плотин из местных материалов с объемами до 100 млн м³;
- выемки огромных каналов для переброски стока речных бассейнов с объёмами работ, измеряемыми сотнями миллионов кубических метров;
- выемки котлованов под гидротехнические сооружения глубиной до 50 м.
Земснаряд 350 - 50 т
Дальнейшее развитие механизации направлено на увеличение мощности машин, более полное их использование и улучшение методов производства работ. Перемещение строительства гидроузлов в горные районы страны значительно изменило характер земельно-скальных работ - уменьшился объём работ по нескальным грунтам и резко возрос объём скальных работ. Указанное обстоятельство потребовало изменения способов организации и производства работ, развития техники буровзрывных работ. Рост объёмов буровзрывных работ, выполненных трестом Гидроспецстрой, характеризуется данными таблицы 3-21.
Одновременно с ростом объёмов производилось перевооружение буровзрывных работ:
- заменялись устаревшие типы буровых станков ударно-канатного бурения производительностью 3-5 пог. м в смену на новые высокопроизводительные станки шарошечного и пневмоударного бурения, дающие производительность до 30 пог. м в смену;
- внедрялись новые прогрессивные методы взрывных работ;
- расширялось применение буровзрывных работ для специальных целей (гладкое взрывание, предварительный откол, направленное взрывание).
К настоящему времени буровзрывные работы в гидростроительстве превратились в самостоятельную важную отрасль строительных работ.
Бетонные работы
Бетонные работы в современном гидроэнергетическом строительстве занимают одно из ведущих мест, и их совершенствование имеет большое значение для удешевления и ускорения возведения гидроэнергетических сооружений.
Объёмы бетонных работ, выполняемые в гидроэнергетическом строительстве, непрерывно увеличивались. Так, если в 1946 г. было уложено всего 203 тыс м³, то уже в 1950 г. - 985 тыс м³, в 1955 г. - 5923 тыс м³, в 1960 г. - 4104 тыс м³, в 1965 г. - 4226 тыс м³, в 1966 г. - 4521 тыс м³, в 1967 г. - 3833 тыс м³ и в 1968 г. - 3916 тыс м³. С ростом объёмов возрастает степень механизации бетонных работ. Особенно резкий скачок в области механизации произошел в послевоенный период. Начиная со строительства Волго-Донского канала имени В.И.Ленина и Цимлянского гидроузла бетонную смесь приготовляют на инвентарных автоматизированных бетонных заводах, оборудованных весовыми дозаторами и бетономешалками ёмкостью 500, 1200 и 2400 л. Цемент, как правило, транспортируют в саморазгружающихся вагонах или в автоцементовозах; хранят цемент в инвентарных полностью механизированных силосных складах. Склады заполнителей оборудуют двухконсольными передвижными штабелеукладчиками, конвейерами, кабель-кранами и другими видами нового оборудования.
На строительстве Красноярской ГЭС работали бетонные заводы непрерывного действия общей производительностью по 240 и 300 м³/ч. Такие заводы монтируются на строительстве Ингурской ГЭС и др. С целью уменьшения расхода цемента в бетонную смесь вводят пластификатор - сульфитно-спиртовую барду. На строительстве Братской ГЭС имени 50-летия Великого Октября работали 4 секции бетонных заводов цикличного действия с бетономешалками по 2400 л, общей производительностью 1800 тыс м³ в год.
Для строительства Токтогульской и Усть-Илимской ГЭС бетонные заводы цикличного действия с бетономешалками ёмкостью 2400 л модернизированы: увеличено количество бункеров для крупного заполнителя с четырех до шести, песка - с одного до двух, усовершенствован тракт загрузки бетономешалок, улучшена конструкция дозаторов, что повысило качество приготовляемой бетонной смеси.
В связи со строительством в последние годы в различных климатических условиях высоконапорных бетонных плотин (Братской, Красноярской, Ингурской, Усть-Илимской и др.) особое внимание уделяется вопросу охлаждения бетонной смеси при её приготовлении на бетонных хозяйствах. На строительстве Красноярской ГЭС крупные заполнители охлаждались в металлических инвентарных силосах холодной водой. На строительстве Ингурской ГЭС заполнители охлаждают в шахтных охладителях непрерывного действия воздухом с отрицательными температурами. На строительстве Токтогульской ГЭС крупный заполнитель охлаждают также холодным воздухом, но не непрерывно, а циклично в силосах с объёмом каждого 50 м³. В этих же силосах в зимний период заполнители подогревают путем пропуска через слой гравия горячего воздуха; таким образом, данная установка является обратимой. Кроме охлаждения заполнителей, для получения в летний период бетонной смеси с необходимой температурой +10..+12°C на строительстве Красноярской ГЭС в бетономешалки бетонного завода добавляли естественный предварительно измельчённый лёд, а на строительстве Токтогульской ГЭС добавляют искусственный лёд, приготовляемый в льдогенераторах, установленных на бетонном заводе.
Общий вид Братской ГЭС имени 50-летия Великого Октября
Начиная со строительства комплекса Волго-Донских сооружений, получили применение схемы производства бетонных работ с использованием металлических эстакад для размещения на командных высотах передвижных кранов. Бетонная смесь к бетоноукладочным кранам доставлялась по железнодорожным путям составами с паровозной или мотовозной тягой, а позднее и автомобильным транспортом.
Бетонная смесь подавалась в блоки бетонирования на строительстве Цимлянской, Каховской, Волжской ГЭС имени В.И.Ленина и других с бетоновозных эстакад портально-стреловыми кранами грузоподъемностью 10 т с вылетом 30 и 40 м; широко использовались также виброхоботы и бетононасосы. На Куйбышевгидрострое уложено с помощью вихрохоботов 15.9%, а бетононасосами производительностью 20 и 40 м³/ч - 18.3% общего объёма бетонной смеси.
На производстве бетонных работ при строительстве Горьковской ГЭС, судоходных шлюзов Волжской ГЭС имени В.И.Ленина и других были применены параллельные кабель-краны пролетом 400 и 500 м грузоподъёмностью 15 и 10 т. На строительстве судоходных шлюзов Волжской ГЭС имени XXII съезда КПСС прошел испытание кабель-кран, оборудованный микроприводом с подвесной воронкой и виброхоботом. На строительстве Братской ГЭС в качестве бетоноукладочных кранов на эстакаде высотой 91 м использовались двухконсольные краны грузоподъемностью 22 т с вылетом консоли 50.5 м; на нижней эстакаде работали портально-стреловые краны грузоподъёмностью 10-7.5 т. Максимальная производительность двухконсольного крана на комплексе бетонных работ достигала 24.1 тыс м³, а портального - 14 тыс м³ бетона в месяц. На строительстве Красноярской ГЭС в качестве бетоноукладочных средств использовали башенные самоподъёмные краны, грузоподъёмностыо до 40 т, с максимальным вылетом стрелы до 40 м и кабельные краны грузоподъёмностыо 25 т пролётом 1100 м.
На строительстве Чиркейской, Ингурской, и некоторых других ГЭС, расположенных в глубоких узких речных каньонах, при возведении высоких бетонных плотин в качестве основных бетоноукладочных механизмов используются кабельные краны грузоподъёмностыо до 25 т, работающие с бадьями емкостью 8 м³.
Для ряда строек, где применение кабельных кранов оказалось нерациональным, предусмотрено использование вновь создаваемых передвижных или самоподъёмных башенных кранов грузоподъёмностыо 25 т с вылетом стрелы до 40 м. Эти краны предусматривают возможность подъёма грузов с площадок, размещенных ниже места установки крана на 130-140 м.
Объёмы бетонных работ и максимальные интенсивности производства работ, достигнутые на строительстве гидроэлектростанций, приводятся в таблице 3-22.
При возведении крупных бетонных плотин применяли столбчатую разрезку на блоки бетонирования (Братская, Красноярская и др.), искусственное охлаждение бетонной смеси и забетонированных блоков. Межблочные швы омоноличивали посредством цементации. На строительстве Бухтарминской, Братской имени 50-летия Великого Октября и Красноярской ГЭС были проведены опытные работы но укладке бетонной смеси в плотины длинными блоками. Максимальная длина блоков достигала 80 м. При бетонировании длинными блоками для разравнивания и уплотнения бетонной смеси предполагается широко использовать вновь созданные и испытанные на строительстве Красноярской ГЭС самоходные бульдозеры с подвесными глубинными вибраторами. На строительстве Токтогульской ГЭС ведутся исследовательские и опытные работы по внедрению нового бескранового метода послойной укладки бетона в плотину, позволяющего значительно снизить объём опалубочных работ и широко использовать средства механизации процесса укладки бетона.
На арматурных работах, начиная с 1935 г. применяются пространственные сварные армоконструкции, электрическая контактная стыковая сварка и т.п. Арматурные заводы на крупных стройплощадках представляют собой хорошо механизированные предприятия производительностью до 400-500 т в сутки, оснащённые машинами для стыковой сварки стержней диаметром 30-90 мм и многоэлектродными машинами для точечной сварки армосеток и пакетов шириной до 4 м из стержней диаметром 50 мм. Широко применялся на строительстве Волжских ГЭС ванный способ сварки арматуры. Ванная сварка горизонтальных стыков по сравнению с накладками в 9-10 раз сокращает расход дополнительного металла, в 2 раза снижает расход электродов и электроэнергии, в 2.0-2.5 раза уменьшает трудоёмкость и почти в 3 раза - стоимость стыка.
В гидротехническом строительстве сборный железобетон был впервые применен в 1935 г. в виде плит-оболочек. Это были первые опыты в небольшом объёме. Широко применялись плиты-оболочки на строительствах Горьковской, Каховской, Цимлянской, Волжских ГЭС - имени В.И.Ленина и имени XXII съезда КПСС. Из общей площади опалубливаемой поверхности в плитах-оболочках выполнено на Цимлянском гидроузле 12.3%, На Волжской ГЭС имени В.И.Ленина - 33%, на Волжской ГЭС имени XXII съезда КПСС - 26.3%. На строительстве Волжских ГЭС сборный железобетон применялся для перекрытия отсасывающих труб и спиральных камер, а также в сочетании с несущими арматурными фермами в различных элементах здания гидроэлектростанции.
Следующей ступенью в развитии сборного железобетона явилось применение армопанелей на Каунасской, Воткинской и Плявиньской ГЭС имени В.И.Ленина. Сборность на Плявиньской ГЭС имени В.И.Ленина достигала 10.8% от всего объёма бетона; на Саратовской и Каневской гидроэлектростанциях сборность доведена до 15%.
В течение последних лет вопросам применения сборного железобетона уделялось большое внимание. Экспериментальное строительство сооружений с применением сборного железобетона велось при различных конструкциях сооружений и типах сборных элементов, а именно:
- Заинской плотины - из элементов корытного сечения, соединённых между собой арматурой с последующим омоноличиванием набрызг-бетоном. Недостатком этого типа элементов является большой объём сварочных работ при монтаже,
- Саратовской ГЭС - с применением крупных сборных железобетонных элементов весом до 180 т. На строительстве здания ГЭС использованы всего 3 типа и 45 типоразмеров сборных железобетонных элементов; общее количество крупных сборных железобетонных элементов, из которых смонтировано здание, составляет около 5 тыс шт. Средний вес одного элемента достигал 140 т, около 40% всех сборных элементов имели вес по 150-180 т каждый. Монтаж крупных железобетонных элементов по зданию произведён тремя козловыми кранами пролетом 75 м и грузоподъёмностью 200 т каждый. Эти краны полностью охватывали здание ГЭС.
- Плявиньской ГЭС имени В. И. Ленина - с широким применением сборных армоплитоблоков и небольшим объёмом сварных работ за счёт применения стыков с перепуском арматуры.
- Киевской ГЭС - с применением сборного железобетона в виде ребристых плит толщиной до 40 см и весом до 21.2 т с уменьшенным объёмом сварки в стыках.
Следует отметить, что ввиду многотипности элементов, большого объёма сварочных работ, значительной трудоемкости и, главное, относительно высокой стоимости изготовления сборных элементов, внедрение сборного железобетона при строительстве гидроэлектростанций не получило большого развития.
>> конец - часть 2 >>
СТРОИТЕЛЬСТВО ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Строительство гидроузла энергетического или комплексного назначения имеет ряд особенностей, отличающих его от других видов энергетического (тепловые электростанции и сети) и промышленного строительства.
Каждый гидроузел, расположенный на реке, непосредственно связан с её водным режимом, во многом также зависит от природных условий района строительства (топография, инженерно-геологические условия) и его географического положения (удалённость от путей сообщения, источников энергии и др.). Строительство гидроузлов связано с выполнением больших объёмов строительно-монтажных работ, особенно земельно-скальных и бетонных работ, сосредоточенных на ограниченном фронте. Их выполнение требует создания на строительной площадке крупных временных производственных предприятий, применения мощных высокопроизводительных механизмов, транспортных средств и совмещённого выполнения строительных и монтажных работ. По ходу развития гидротехнического строительства увеличиваются объёмы и темпы строительно-монтажных работ и совершенствуется механизация их производства. Удельные объёмы работ по ГЭС на 1 кВт установленной мощности показаны на диаграмме внизу.
Прежде чем приступить к возведению основных сооружений гидроэлектростанции, требуется выполнить большой объём подготовительных работ: построить подъездные дороги, связывающие строительную площадку с существующей сетью автомобильных и железных дорог; построить временные производственные предприятия, здания и сооружения строительного хозяйства, посёлки для рабочих; организовать снабжение строительной площадки электроэнергией, водой, теплом и т.п. Например, строительство Братской ГЭС имени 50-летия Великого Октября велось в необжитом таёжном районе, удалённом более чем на 600 км от ближайших промышленных центров. В течение подготовительного периода было построено более 100 км подъездных дорог, 650 км линий электропередачи, построена база строительной индустрии: заводы строительных материалов, строительных полуфабрикатов и деталей, ремонтно-механические заводы, складское хозяйство, специализированные базы строительно-монтажных организации и т.п.
Продолжительность подготовительного периода для крупных гидротехнических строительств составляет 2-3 года (для Куйбышевского гидроузла - 2 года, Волгоградского и Братского - 3 года), а в ряде случаев больше, что соответственно удлиняет общие сроки строительства. В целях сокращения продолжительности подготовительного периода в последние годы начинают внедряться здания (жилые и для производственных предприятий), выполненные в унифицированных сборно-разборных конструкциях. Такие здания возведены на строительствах Токтогульской, Нижнекамской ГЭС и др. В последние годы получили распространение комплектные одноэтажные одноквартирные здания жилой площадью 30 м² целиком изготовляемые на деревообделочных заводах и в готовом виде поставляемые на строительные площадки, где они устанавливаются на подготовленном основании. В настоящее время эти же конструкции применяются для двухэтажных четырехквартирных секций, из которых могут монтироваться дома на 8, 12 и 16 квартир.
Строительно-монтажные работы в начальный период развития гидроэнергетического строительства - период строительства Волховской ГЭС имени В.И.Ленина - выполнялись преимущественно с применением ручного труда и элементарных средств механизации. Начиная со строительства Днепровской ГЭС имени В.И.Ленина, ручной труд постепенно вытесняется строительными машинами, поступавшими в первые годы из зарубежных стран, а позднее машинами отечественного производства. В послевоенный период преобладающая часть работ выполнялась средствами механизации советского производства: дизельными и электрическими одноковшовыми экскаваторами с ковшом от 1 до 5 м³, шагающими экскаваторами-драглайнами с ковшом до 14 м³, землесосными снарядами производительностью 300, 500 и 1000 м³/ч грунта и т.д. Механизация земляных работ позволила резко увеличить производительность труда. Так, если при ручном труде производительность рабочего на разработке грунта не превышала 3.5 м³/смену, то при использовании экскаваторов с ковшом емкостью 1 м³ производительность повысилась до 10-12 м³/смену, а экскаваторов с ковшом в 3-4 м³ и скреперов с ковшом в 6-10 м³ - до 40 м³/смену; внедрение мощных средств гидромеханизации увеличило среднюю выработку на одного рабочего в смену до 70 м³.
По мере роста механовооружённости росла и энерговооружённость: Волховстрой располагал общей энергетической базой в 1100 кВт, Свирьстрой - 6000 кВт, Днепрострой - 13000 кВт и Куйбышевгидрострой - 145000 кВт. Максимальное суточное потребление электроэнергии на Днепрострое было около 250 тыс квт-ч, на строительстве Каховской ГЭС - 500 тыс квт-ч, Горьковской ГЭС - до 1000 тыс квт-ч, на Волгодонстрое - 1800 тыс квт-ч и на Куйбышевгидрострое - 2200 тыс квт-ч.
Строительство крупных гидроэнергетических узлов в послевоенный период начиналось, как правило, с создания новых строительно-монтажных организаций. В последние годы принимаются меры к передислокации строительных коллективов с одного строительства на другое. Строительство Саратовской ГЭС начато с частичным использованием коллектива Куйбышевгидростроя, строительство Нижнекамской ГЭС с использованием коллектива Воткинскгэсстроя, строительство Усть-Илимской ГЭС ведётся коллективом Братскгэсстроя, а строительство Саянской ГЭС - коллективом Красноярскгэсстроя.
Большое значение для резкого роста производительности труда и повышения качества строительных работ имело создание сразу после окончания войны специализированных организаций и территориальных строительных трестов. Территориальные строительные тресты ведут гидроэнергетическое строительство в экономических районах и республиках (Грузгидроэнергострой, Севгидрострой и др.). Специализированные тресты ведут работы определенного профиля на всех стройках МЭиЭ СССР: трест Гидромеханизация - все земляные работы, выполняемые средствами гидромеханизации; трест Гидроспецстрой - специальные работы: водопонизительные, инъекционные, буровзрывные, подземные; трест Гидромонтаж - монтаж металлических и железобетонных конструкций и механизмов; трест Спецгидроэнергомонтаж - монтаж гидросилового оборудования; трест Гидроэлектромонтаж - монтаж электротехнического оборудования. Выдвигаются предложения о создании специализированных организаций по производству земляных и бетонных работ. Строительные и специализированные тресты и организации, осуществляющие гидроэнергетическое строительство, объединены в двух главных управлениях: Главгидроэнергострой и Главвостокгидроэнергострой.
Сроки строительства
Действующие нормы Госстроя СССР устанавливают продолжительность строительства энергетических объектов в зависимости от сметной стоимости гидроузла. Для объектов стоимостью до 500 млн руб. сроки строительства установлены в пределах от 2.5 до 6 лет с момента готовности внешних подъездных дорог, внешних линий электроснабжения, первоочередной производственной базы и зданий жилищно-культурного и бытового назначении для строительств. Сроки возведения более крупных гидроэлектростанций устанавливаются проектом и утверждаются правительственными решениями. Действующие нормы продолжительности строительства гидроэнергетических объектов разработаны, исходя из оптимальных сроков строительства. Фактические сроки строительства, как правило, отличались от нормативных и находились в зависимости от порядка финансирования по годам строительства, материально-технического обеспечения, а также от своевременной подготовки производственной базы и посёлка строителей. Данные о фактической продолжительности работ по некоторым построенным гидроузлам приводятся в таблице 3-15.
Пропуск строительных расходов, перемычки и перекрытие рек
Принятая в проекте компоновка сооружений гидроузла предопределяет условия пропуска расходов реки в период строительства, а также общую схему возведения сооружений гидроузла и очередность работ. Значительная часть крупных гидроузлов в Советском Союзе построена на многоводных равнинных реках; большинство из них решено в пойменной компоновке и меньшая часть - в русловой. Все они построены без отвода реки в искусственное русло. В последние годы начато строительство крупных гидроэлектростанций в предгорных и горных условиях Средней Азии и Кавказа. Здесь применяется, как правило, русловая компоновка с отводом реки на период строительства туннелем. Характерными примерами гидроэлектростанций на судоходных реках с широкими поймами и пойменной компоновкой сооружений являются построенные в послевоенный период Волжские ГЭС имени В.И.Ленина и имени XXII съезда КПСС, Горьковская и Саратовская ГЭС на Волге, Каховская, Днепродзержинская и Кременчугская ГЭС на Днепре, Цимлянская ГЭС на Дону и ряд других. По русловой компоновке на скальном основании построены: Днепровская ГЭС имени В.И.Ленина, Братская ГЭС имени 50-летия Великого Октября, Красноярская ГЭС и др.
Примерами крупных гидроэлектростанций, возводимых в горных условиях по русловой компоновке, с полным отводом реки строительными туннелями, являются строящиеся гидроэлектростанции: Нурекская на р. Вахше в Таджикистане, Токтогульская на р. Нарыне в Киргизской ССР и Ингурская на р. Ингури в Грузинской ССР. При возведении этих гидроэлектростанций в первую очередь прокладывался строительный туннель, после чего производилось перекрытие русла реки и отвод воды в туннель.
На первых этапах развития гидротехнического строительства распространение имели ряжевые перемычки (Нижне-Свирская ГЭС, Днепровская ГЭС имени В.И.Ленина и др.). Применялись ряжевые перемычки также на строительстве Братской ГЭС имени 50-летия Великого Октября.
Перекрытие р. Ангары на строительстве Братской ГЭС имени 50-летия Великого Октября
В послевоенный период при возведении продольных перемычек и верхового оголовка в условиях нескальных оснований применялись шпунтовые перемычки. Примером ячеистых перемычек из металлического шпунта могут служить перемычки Горьковской, Каховской ГЭС и верховые оголовки перемычек Волжских ГЭС - имени В.И.Ленина и имени XXII съезда КПСС. Погружение металлического шпунта осуществлялось методом вибрирования. На ряде гидроузлов на равнинных реках были освоены более простые конструкции ограждающих однородных песчаных перемычек с пологими откосами без крепления. Ледовая и волновая нагрузки воспринимаются в этом случае мощными оголовками и струенаправляющими шпорами, выполняемыми из каменной наброски. Наряду с простотой возведения такие перемычки имеют преимущество более простой разборки при затоплении котлована. Подобные перемычки были применены на Кременчугском, Саратовском, Каневском и ряде других гидроузлов.
В горных и предгорных условиях при строительстве каменнонабросных плотин в узких глубоких каньонах приходится возводить незатапливаемые перемычки высотой до 80 м, которые впоследствии входят в тело плотины.
Заслуживают внимания новые способы пропуска строительных расходов при возведении гидротехнических сооружений через недостроенные плотины из местных материалов. Паводок 1967 г. р. Нарына при строительстве Токтогульской ГЭС пропускали через земляную перемычку, закреплённую бетоном; паводок 1968 г. на р. Хантайке при строительстве Усть-Хантайской ГЭС - через верховую призму русловой плотины. В обоих случаях серьёзных повреждений сооружений не было. Перекрытие рек осуществляется после готовности бетонных сооружений или туннелей к пропуску через них расходов. В отечественной практике применяются два способа перекрытия рек: пионерный и фронтальный. В обоих случаях производится отсыпка камня в текущую воду. Во многих случаях до начала работ по перекрытию основной части русла-прорана осуществляется стеснение русла путем пионерной отсыпки либо камня, либо песчано-гравийной смеси. После выполнения подготовительных работ производится - как завершающий этап - перекрытие основной части русла.
Крупные равнинные реки перекрывали фронтальным способом с использованием для этого наплавного моста. Этим способом были перекрыты Волга при строительстве Волжских гидроэлектростанций. Днепр при строительстве Кременчугской, Каховской ГЭС и др.
Пионерный способ первоначально применялся преимущественно при наличии скальных пород в русле реки. В последние годы этот способ находит применение и на реках с руслом из мягких грунтов при малых перепадах и предварительном укреплении русла, например, при перекрытии Днепра на строительствах Киевской и Днепродзержинской ГЭС. Новой разновидностью пионерного способа перекрытия русл рек при возведении гидротехнических сооружений может быть назван способ массового взрыва. После предварительного стеснения русла пионерным способом на строительстве Головной ГЭС на р. Вахше проран был перекрыт направленным взрывом. Таким же способом было перекрыто русло Вахша в створе верховой перемычки Нурекской ГЭС и в створе плотины Байпазинского гидроузла. Некоторые характерные показатели перекрытия русл за последние годы приведены в таблице 3-16.
Земельно-скальные работы
С развитием в СССР гидроэнергетического строительства объёмы земельно-скальных работ непрерывно растут, несмотря на снижение их удельного объема на 1 кВт установленной мощности. Так, за период 1946-1950 гг., было выполнено 71.7 млн м³, 1951-1955 гг. - 682.4 млн м³, в 1959-1965 гг. - 1286.9 млн м³, а в 1966-1970 гг. ожидается свыше 1800 млн м³. Объёмы земельно-скальных работ, выполненные за каждый год на гидроэнергетическом строительстве в послевоенный период, и некоторые данные по строительствам характерных гидроэлектростанций приведены в таблицах 3-17 и 3-18.
С ростом объёмов земельно-скальных работ неуклонно возрастала степень механизации. Если в последний довоенный 1940 г. объём механизации земельно-скальных работ составлял 34% и в первые послевоенные годы 40%, то в 1950 г. он достиг 90% и в настоящее время находится на уровне 98-99%.
Отечественная промышленность добилась значительных успехов в изготовлении землеройного и транспортного оборудования. Особенно большое развитие получило экскаваторостроение. В настоящее время для строительства используются экскаваторы 24 типоразмеров с ковшами ёмкостью 0.15-20 м³, автомобили-самосвалы грузоподъемностью 4-40 т, прицепные тракторные скреперы с ковшами ёмкостью 3-15 м³, бульдозеры на базе колёсных и гусеничных тракторов мощностью 54-300 л.с., самоходные скреперы с ковшом ёмкостью 8-15 м³ и др. Применяются также другие специальные машины: рыхлители, кусторезы, корчеватели-собиратели, грейдеры и автогрейдеры, катки.
Доля различных способов механизации земельно-скальных работ, применявшихся в разные периоды строительства гидроэнергетических объектов, показана по отчетным данным в таблице 3-19. Наибольшие объёмы работ, выполненные гидромеханизацией, были достигнуты до 1958 г. в связи со строительством ряда ГЭС на крупных равнинных реках европейской части СССР. В дальнейшем использование гидромеханизации снизилось в связи с развитием строительства крупных ГЭС на скальных основаниях, особенно в Сибири.
В 1939 г. были введены в эксплуатацию электроземлесосные снаряды производительностью 300-350 м³/ч грунта. В 1949-1950 гг. были изготовлены ещё более крупные снаряды производительностью 500 и 1000 м³/ч грунта, имевшие установленную мощность двигателей более 5000 кВт. Применение высокоэффективных землесосных снарядов превратило гидромеханизацию в один из основных способов производства земляных работ в гидроэнергетическом строительстве на равнинных реках. Доля выполненных работ способом гидромеханизации в общем объёме земляных работ составила на Горьковской ГЭС - 81%, на Каховской ГЭС - 68%. На ряде строительств был получен положительный опыт производства работ способом гидромеханизации при отрицательных температурах. В последние годы гидростроителями созданы специальные снаряды, позволяющие эффективно применять гидромеханизацию при разработке тяжёлых глинистых грунтов; они используются на строительстве Ингурской ГЭС и на ряде других. В таблице 3-20 приводится техническая характеристика земснарядов, работающих в гидротехническом строительстве.
В связи с развитием строительства гидроэлектростанций в предгорных районах, в Сибири и сооружением крупных каналов ведутся проектные разработки мощных земснарядов с подвесным пульповодом производительностью 3-5 и 10 тыс м³/ч грунта, позволяющих вести разработку грунта на глубине 30-50 м. Более сложные грунтовые условия, в которых будут в дальнейшем вестись сооружения гидроэлектростанций, делают перспективным внедрение в гидротехническое строительство комбинированных способов производства работ, при которых разработка грунтов будет вестись экскаваторами, а транспортирование и укладка в тело сооружения - при помощи воды. В перспективе характер работ будет определяться необходимостью:
- возведения крупнейших каменнонабросных плотин объёмом до 60 млн м³;
- возведения намывных и других плотин из местных материалов с объемами до 100 млн м³;
- выемки огромных каналов для переброски стока речных бассейнов с объёмами работ, измеряемыми сотнями миллионов кубических метров;
- выемки котлованов под гидротехнические сооружения глубиной до 50 м.
Земснаряд 350 - 50 т
Дальнейшее развитие механизации направлено на увеличение мощности машин, более полное их использование и улучшение методов производства работ. Перемещение строительства гидроузлов в горные районы страны значительно изменило характер земельно-скальных работ - уменьшился объём работ по нескальным грунтам и резко возрос объём скальных работ. Указанное обстоятельство потребовало изменения способов организации и производства работ, развития техники буровзрывных работ. Рост объёмов буровзрывных работ, выполненных трестом Гидроспецстрой, характеризуется данными таблицы 3-21.
Одновременно с ростом объёмов производилось перевооружение буровзрывных работ:
- заменялись устаревшие типы буровых станков ударно-канатного бурения производительностью 3-5 пог. м в смену на новые высокопроизводительные станки шарошечного и пневмоударного бурения, дающие производительность до 30 пог. м в смену;
- внедрялись новые прогрессивные методы взрывных работ;
- расширялось применение буровзрывных работ для специальных целей (гладкое взрывание, предварительный откол, направленное взрывание).
К настоящему времени буровзрывные работы в гидростроительстве превратились в самостоятельную важную отрасль строительных работ.
Бетонные работы
Бетонные работы в современном гидроэнергетическом строительстве занимают одно из ведущих мест, и их совершенствование имеет большое значение для удешевления и ускорения возведения гидроэнергетических сооружений.
Объёмы бетонных работ, выполняемые в гидроэнергетическом строительстве, непрерывно увеличивались. Так, если в 1946 г. было уложено всего 203 тыс м³, то уже в 1950 г. - 985 тыс м³, в 1955 г. - 5923 тыс м³, в 1960 г. - 4104 тыс м³, в 1965 г. - 4226 тыс м³, в 1966 г. - 4521 тыс м³, в 1967 г. - 3833 тыс м³ и в 1968 г. - 3916 тыс м³. С ростом объёмов возрастает степень механизации бетонных работ. Особенно резкий скачок в области механизации произошел в послевоенный период. Начиная со строительства Волго-Донского канала имени В.И.Ленина и Цимлянского гидроузла бетонную смесь приготовляют на инвентарных автоматизированных бетонных заводах, оборудованных весовыми дозаторами и бетономешалками ёмкостью 500, 1200 и 2400 л. Цемент, как правило, транспортируют в саморазгружающихся вагонах или в автоцементовозах; хранят цемент в инвентарных полностью механизированных силосных складах. Склады заполнителей оборудуют двухконсольными передвижными штабелеукладчиками, конвейерами, кабель-кранами и другими видами нового оборудования.
На строительстве Красноярской ГЭС работали бетонные заводы непрерывного действия общей производительностью по 240 и 300 м³/ч. Такие заводы монтируются на строительстве Ингурской ГЭС и др. С целью уменьшения расхода цемента в бетонную смесь вводят пластификатор - сульфитно-спиртовую барду. На строительстве Братской ГЭС имени 50-летия Великого Октября работали 4 секции бетонных заводов цикличного действия с бетономешалками по 2400 л, общей производительностью 1800 тыс м³ в год.
Для строительства Токтогульской и Усть-Илимской ГЭС бетонные заводы цикличного действия с бетономешалками ёмкостью 2400 л модернизированы: увеличено количество бункеров для крупного заполнителя с четырех до шести, песка - с одного до двух, усовершенствован тракт загрузки бетономешалок, улучшена конструкция дозаторов, что повысило качество приготовляемой бетонной смеси.
В связи со строительством в последние годы в различных климатических условиях высоконапорных бетонных плотин (Братской, Красноярской, Ингурской, Усть-Илимской и др.) особое внимание уделяется вопросу охлаждения бетонной смеси при её приготовлении на бетонных хозяйствах. На строительстве Красноярской ГЭС крупные заполнители охлаждались в металлических инвентарных силосах холодной водой. На строительстве Ингурской ГЭС заполнители охлаждают в шахтных охладителях непрерывного действия воздухом с отрицательными температурами. На строительстве Токтогульской ГЭС крупный заполнитель охлаждают также холодным воздухом, но не непрерывно, а циклично в силосах с объёмом каждого 50 м³. В этих же силосах в зимний период заполнители подогревают путем пропуска через слой гравия горячего воздуха; таким образом, данная установка является обратимой. Кроме охлаждения заполнителей, для получения в летний период бетонной смеси с необходимой температурой +10..+12°C на строительстве Красноярской ГЭС в бетономешалки бетонного завода добавляли естественный предварительно измельчённый лёд, а на строительстве Токтогульской ГЭС добавляют искусственный лёд, приготовляемый в льдогенераторах, установленных на бетонном заводе.
Общий вид Братской ГЭС имени 50-летия Великого Октября
Начиная со строительства комплекса Волго-Донских сооружений, получили применение схемы производства бетонных работ с использованием металлических эстакад для размещения на командных высотах передвижных кранов. Бетонная смесь к бетоноукладочным кранам доставлялась по железнодорожным путям составами с паровозной или мотовозной тягой, а позднее и автомобильным транспортом.
Бетонная смесь подавалась в блоки бетонирования на строительстве Цимлянской, Каховской, Волжской ГЭС имени В.И.Ленина и других с бетоновозных эстакад портально-стреловыми кранами грузоподъемностью 10 т с вылетом 30 и 40 м; широко использовались также виброхоботы и бетононасосы. На Куйбышевгидрострое уложено с помощью вихрохоботов 15.9%, а бетононасосами производительностью 20 и 40 м³/ч - 18.3% общего объёма бетонной смеси.
На производстве бетонных работ при строительстве Горьковской ГЭС, судоходных шлюзов Волжской ГЭС имени В.И.Ленина и других были применены параллельные кабель-краны пролетом 400 и 500 м грузоподъёмностью 15 и 10 т. На строительстве судоходных шлюзов Волжской ГЭС имени XXII съезда КПСС прошел испытание кабель-кран, оборудованный микроприводом с подвесной воронкой и виброхоботом. На строительстве Братской ГЭС в качестве бетоноукладочных кранов на эстакаде высотой 91 м использовались двухконсольные краны грузоподъемностью 22 т с вылетом консоли 50.5 м; на нижней эстакаде работали портально-стреловые краны грузоподъёмностью 10-7.5 т. Максимальная производительность двухконсольного крана на комплексе бетонных работ достигала 24.1 тыс м³, а портального - 14 тыс м³ бетона в месяц. На строительстве Красноярской ГЭС в качестве бетоноукладочных средств использовали башенные самоподъёмные краны, грузоподъёмностыо до 40 т, с максимальным вылетом стрелы до 40 м и кабельные краны грузоподъёмностыо 25 т пролётом 1100 м.
На строительстве Чиркейской, Ингурской, и некоторых других ГЭС, расположенных в глубоких узких речных каньонах, при возведении высоких бетонных плотин в качестве основных бетоноукладочных механизмов используются кабельные краны грузоподъёмностыо до 25 т, работающие с бадьями емкостью 8 м³.
Для ряда строек, где применение кабельных кранов оказалось нерациональным, предусмотрено использование вновь создаваемых передвижных или самоподъёмных башенных кранов грузоподъёмностыо 25 т с вылетом стрелы до 40 м. Эти краны предусматривают возможность подъёма грузов с площадок, размещенных ниже места установки крана на 130-140 м.
Объёмы бетонных работ и максимальные интенсивности производства работ, достигнутые на строительстве гидроэлектростанций, приводятся в таблице 3-22.
При возведении крупных бетонных плотин применяли столбчатую разрезку на блоки бетонирования (Братская, Красноярская и др.), искусственное охлаждение бетонной смеси и забетонированных блоков. Межблочные швы омоноличивали посредством цементации. На строительстве Бухтарминской, Братской имени 50-летия Великого Октября и Красноярской ГЭС были проведены опытные работы но укладке бетонной смеси в плотины длинными блоками. Максимальная длина блоков достигала 80 м. При бетонировании длинными блоками для разравнивания и уплотнения бетонной смеси предполагается широко использовать вновь созданные и испытанные на строительстве Красноярской ГЭС самоходные бульдозеры с подвесными глубинными вибраторами. На строительстве Токтогульской ГЭС ведутся исследовательские и опытные работы по внедрению нового бескранового метода послойной укладки бетона в плотину, позволяющего значительно снизить объём опалубочных работ и широко использовать средства механизации процесса укладки бетона.
На арматурных работах, начиная с 1935 г. применяются пространственные сварные армоконструкции, электрическая контактная стыковая сварка и т.п. Арматурные заводы на крупных стройплощадках представляют собой хорошо механизированные предприятия производительностью до 400-500 т в сутки, оснащённые машинами для стыковой сварки стержней диаметром 30-90 мм и многоэлектродными машинами для точечной сварки армосеток и пакетов шириной до 4 м из стержней диаметром 50 мм. Широко применялся на строительстве Волжских ГЭС ванный способ сварки арматуры. Ванная сварка горизонтальных стыков по сравнению с накладками в 9-10 раз сокращает расход дополнительного металла, в 2 раза снижает расход электродов и электроэнергии, в 2.0-2.5 раза уменьшает трудоёмкость и почти в 3 раза - стоимость стыка.
В гидротехническом строительстве сборный железобетон был впервые применен в 1935 г. в виде плит-оболочек. Это были первые опыты в небольшом объёме. Широко применялись плиты-оболочки на строительствах Горьковской, Каховской, Цимлянской, Волжских ГЭС - имени В.И.Ленина и имени XXII съезда КПСС. Из общей площади опалубливаемой поверхности в плитах-оболочках выполнено на Цимлянском гидроузле 12.3%, На Волжской ГЭС имени В.И.Ленина - 33%, на Волжской ГЭС имени XXII съезда КПСС - 26.3%. На строительстве Волжских ГЭС сборный железобетон применялся для перекрытия отсасывающих труб и спиральных камер, а также в сочетании с несущими арматурными фермами в различных элементах здания гидроэлектростанции.
Следующей ступенью в развитии сборного железобетона явилось применение армопанелей на Каунасской, Воткинской и Плявиньской ГЭС имени В.И.Ленина. Сборность на Плявиньской ГЭС имени В.И.Ленина достигала 10.8% от всего объёма бетона; на Саратовской и Каневской гидроэлектростанциях сборность доведена до 15%.
В течение последних лет вопросам применения сборного железобетона уделялось большое внимание. Экспериментальное строительство сооружений с применением сборного железобетона велось при различных конструкциях сооружений и типах сборных элементов, а именно:
- Заинской плотины - из элементов корытного сечения, соединённых между собой арматурой с последующим омоноличиванием набрызг-бетоном. Недостатком этого типа элементов является большой объём сварочных работ при монтаже,
- Саратовской ГЭС - с применением крупных сборных железобетонных элементов весом до 180 т. На строительстве здания ГЭС использованы всего 3 типа и 45 типоразмеров сборных железобетонных элементов; общее количество крупных сборных железобетонных элементов, из которых смонтировано здание, составляет около 5 тыс шт. Средний вес одного элемента достигал 140 т, около 40% всех сборных элементов имели вес по 150-180 т каждый. Монтаж крупных железобетонных элементов по зданию произведён тремя козловыми кранами пролетом 75 м и грузоподъёмностью 200 т каждый. Эти краны полностью охватывали здание ГЭС.
- Плявиньской ГЭС имени В. И. Ленина - с широким применением сборных армоплитоблоков и небольшим объёмом сварных работ за счёт применения стыков с перепуском арматуры.
- Киевской ГЭС - с применением сборного железобетона в виде ребристых плит толщиной до 40 см и весом до 21.2 т с уменьшенным объёмом сварки в стыках.
Следует отметить, что ввиду многотипности элементов, большого объёма сварочных работ, значительной трудоемкости и, главное, относительно высокой стоимости изготовления сборных элементов, внедрение сборного железобетона при строительстве гидроэлектростанций не получило большого развития.
>> конец - часть 2 >>