CC BY
183
УДК 528
Д.К. Буданаев, Б.Н. Жуков СГГ А, Новосибирск
ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ КАМЕННО-НАБРОСНОЙ ПЛОТИНЫБОГУЧАНСКОЙ ГЭС
D.K. Budanayev, B.N. Zhukov SSGA, Novosibirsk
GEODETIC SUPPORT OF THE CONSTRUCTION AND OPERATION OF THE BOGUCHANY ROCK-FILL HYDROELECTRIC POWER PLANT
The construction of the Boguchany hydroelectric power plant on the Angara river, the region with extremely continental climate, has some peculiarities, as regards both its design and building-and-assembly jobs.
The paper describes the technologies of geodetic works on asphaltic concrete core wall erection, laying the earth dam rock masses and installation of the control equipment for field observations.
Строительство Богучанской ГЭС на р. Ангара в районе с резко континентальным климатом имеет свои специфические особенности, как в конструктивном отношении, так и производстве строительно-монтажных работ.
Общая протяженность плотины Богучанской ГЭС составляет 2628м. Она состоит из бетонной части длиной 774 м и каменно-набросной плотины (КНП) длиной 1865 м.
Каменно-набросная плотина (КНП) (см. рисунок) большей частью (1645м) расположена в пределах русла. Участок правобережного примыкания составляет 204,5м. Отметка гребня плотины - 212м. Ширина плотины по гребню в русловой части 20м, в месте сопряжения с берегом ширина гребня развивается до 100м. Профиль плотины симметричный. Высота плотины в русловой части составляет 80 м.
Перечень основных видов работ, конструктивов и номера технологических схем выполнения работ, входящих в проект производства работ (ППР), а также номера проектов производства крановых работ приведен в таблице.
Возведение асфальтобетонной диафрагмы (АБД) предусматривает выполнение следующих основных технологических операций:
- Подготовка поверхности бетона и асфальтобетона для укладки асфальтовой смеси,
- Монтаж опалубки,
- Приготовление асфальтобетонной смеси,
- Транспортирование асфальтобетонной смеси,
- Укладка асфальтобетонной смеси,
- Контроль за остыванием асфальтобетона в блоке и снятие опалубки с блока,
- Отсыпка и уплотнение грунта в прилегающие к диафрагме участки.
Рис. Каменно-набросная плотина с размеще
Таблица. Перечень основных видов работ по возведению плотины
№ п/п Вид работ. Конструктивы №№ технологическ их схем Примечание
1 Отсыпка горной массы фр. 0^800 и переходных слоев фр. 0^100. 0^300. Т-07-025, л.1-6 Технологические схемы
2 Устройство асфальтобетонной диафрагмы. Т-07-023, л.1-8 Технологические схемы
3 Отсыпка супеси и переходных зон в правобережный экран. Т-07-035, л.1-2 Технологические схемы
4 Укладка бетона в облицовку правого берега. Т-07-024, л.1-9 Техусловия на выполнен. работ. Крановый Ш1Р
5 Монтаж сборных ж/б смотровых шахт на ПК21+90 и ПК17+30. Т-07-026, л.1 Техусловия на выполнен. работ. Крановый Ш1Р
6 Асфальтобетонная диафрагма. Монтаж опалубки. Укладка асфальтобетона. Т-07-033 Крановый Ш1Р
7 Бетонирование секций №1 и 2 соединительной и №87 цементационной галерей и опорной плиты. Крановый Ш1Р-будет разработан после выдачи рабочей документ.
Возведение АБД, как и сама отсыпка грунта осуществлялись слоями методом наращивания.
Геодезические работы по возведению очередного слоя АБД состояли из нескольких этапов. Сначала от опорной плановой сети и точек закрепления
осей на заданном проектом горизонте велась разбивка и закрепление пикетных точек оси АБД по всем залитым и остывшим блокам. Затем выполнялась детальная разбивка криволинейной оси АБД через каждые 10м методом перпендикуляров. Для этого устанавливали тахеометр SOKKIA Set 630 на один пикет, а вешку на следующий. Брался отчет и устанавливалось нулевое направление на вешку, по створу отбивались 10-ти метровые промежутки с домерами на эти десятки. В каждой отмеренной точке забивался дюбель, фиксирующий ось плотины. От точек детальной разбивки устанавливалась и проверялась опалубка следующего слоя заливки АБД.
После отвердения асфальтобетона производился демонтаж опалубки (металлическая опалубка - конструктив), выполнялась исполнительная съемка боковых поверхностей. Для съемки боковых поверхностей залитого блока использовались 2 отвеса, рулетка и брусок с надпилами по центру и по 5 сантиметров от краев. Центр бруска устанавливался на дюбель, а по краям подвешивались отвесы. От отвесов до боковой поверхности асфальта по верху и по низу залитого блока измеряют расстояния и вычисляют отклонения блоков от проекта. Эти данные, а также данные отклонений поверхности блоков от проектных отметок, заносят в исполнительную ведомость, где были фактические значения, и подсчитывают объем залитого асфальтобетона. После контрольных измерений производилась отсыпка грунта по обеим сторонам АБД.
На основании данных, которые были получены при нивелировании и плановой съемке блока, составляют исполнительную ведомость в программе Microsoft Office Excel. Она содержала отметки пикетов, десятых частей пикетов, проектные объемы требуемого асфальтобетона для данного блока. Подсчет объема требуемого асфальта для блока производят путем перемножения длины блока, ширины и высоты. Эта ведомость служила основанием для заливки блока асфальтом.
Участки, предназначенные для укладки горной массы, в плане разбиваются на равновеликие карты, на которых последовательно выполняются следующие операции:
- Подготовка поверхности уплотненного слоя к последующей укладке грунта,
- Отсыпка и разравнивание грунта,
- Уплотнение грунта до проектной плоскости,
- Отбор проб службой геотехконтроля и оценка качества уложенного слоя,
- Разрешение на укладку следующего слоя.
Геодезические работы при укладке горной массы состоят в разбивке откосов и берм и выполняются от оси АБД по поперечникам. После укладки каждого слоя производят исполнительную съемку уложенного грунта и считают объемы.
При возведении каменно-набросной плотины устанавливают контрольноизмерительную аппаратуру (КИА).
В техническом задании на составлении «Программы наблюдений...» 1986 года приведены ожидаемые величины деформаций каменно-набросной плотины. Для гребня плотины (отметка 212.0 м) ожидаются горизонтальные перемещения до 100мм и осадки до 700 мм, у подошвы низового склона (отметка 152.0 м) эти величины составляют 40мм и 50мм соответственно.
На основании величины ожидаемых перемещений и осадок, а также указаний, содержащихся в Пособии к СНиП 3.01.03.-84 и Руководства П-648, «Программой» устанавливаются следующие погрешности определения деформаций каменно-набросной плотины Богучанской ГЭС:_____________________
Виды деформаций Погрешность мм
Вертикальные деформации основания плотины 2
Вертикальные деформации гребня и призм плотины 5
Горизонтальные деформации гребня и призм плотины 10 и 15
Крен и прогиб АБД 2
Исходя из приведенных погрешностей определения деформаций, устанавливают состав КИА, методы, классы точности и длины ходов для геодезических измерений того или иного вида (нивелирование, линейные и угловые измерения).
При измерении осадок гидротехнических сооружений используют знаки, которые можно подразделить на три группы:
а) Марки, закладываемые в исследуемом сооружении. По осадкам марок можно сделать выводы об осадках сооружения;
б) Рабочие реперы, закладываемые вблизи сооружения в деформируемой зоне. От них в каждом цикле нивелируются марки в сооружении. На рабочие реперы периодически передают отметки от опорной высотной сети;
в) Опорные (исходные) репера. Закладываются за пределами зоны возможных деформаций в устойчивые грунты. Предполагается, что отметки исходных реперов остаются неизменными длительное время.
Опорная высотная сеть Богучанской ГЭС (см. рисунок) закреплена пятью кустами фундаментальных реперов, расположенных в нижнем бьефе гидроузла. Три куста реперов находятся на левом берегу р. Ангары (кусты №№ 1, 2 и 3), два - на правом берегу (кусты № 4 и 5) на удалении 1.5-3.5 км от створа плотины. Каждый куст состоит из трех реперов.
Для определения вертикальных деформаций упорных призм на гребне и бермах плотины устанавливаются планово-высотные знаки. По этим же знакам определяется и горизонтальная деформация соответствующих элементов КНП.
Конструкция планово-высотного знака оптимизирована для установки нивелирной рейки при производстве нивелирования, а также для установки и специально изготовленного переходника под призму при определении координат пункта.
Боковые, поверхностные и потолочные марки служат для определения вертикальных деформаций основания каменно-набросной плотины.
Боковые марки устанавливаются в цементационной галерее каменнонабросной плотины для определения осадки основания плотины с начала ее возведения. Поверхностные марки устанавливаются в подводящих галереях на пикетах 16+30.0 и 28+66.0. Потолочные марки закладываются в подходной галерее насосной станции на пикете 25+10.
Боковые марки в смотровых шахтах устанавливаются на пяти горизонтах в стенах бетонных колец. Наблюдения за вертикальными деформациями центральной части каменно-набросной плотины ведутся по маркам, заложенным в смотровых шахтах, расположенных в нижнем бьефе каменнонабросной плотины на ПК 21+90 и ПК 17+30. Для определения крена колец смотровой шахты на пяти ярусах размещаются боковые нивелирные марки.
Наблюдения за горизонтальными деформациями ведутся при помощи плановой сети трех уровней точности:
- Специальная линейно-угловая сеть 4-го класса на район КНП и основных сооружений, опирающаяся на плановую сеть 3-го класса;
- Полигонометрия 1 -го разряда, прокладывается по гребню плотины двумя параллельными ходами между пунктами специальной линейно-угловой сети 4-го класса;
- Планово-высотные пункты, расположенные на бермах, определяются линейно-угловой (полярной) засечкой по программе полигонометрии 2-го разряда.
Наблюдения за горизонтальными деформациями и перемещениями асфальтобетонной диафрагмы осуществляются в основных наблюдательных створах I и II с помощью трубных телескопических устройств, приборов вертикального проецирования и специального оборудования, размещаемых в смотровых шахтах.
В процессе возведения плотины проводилась проверка горизонтальности установки трубных телескопических устройств с помощью технического нивелира. При монтаже колец смотровых шахт производилась проверка их горизонтальности, правильности установки горизонтальной площадки и положения технологических отверстий относительно друг друга и оси смотровой шахты с помощью отвеса.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Проект производства работ по возведению центральной зоны каменно-набросной плотины Богучанской ГЭС.- ЗАО “СУОС”- Саяногорск, 2007. - 20с.
2. Программа геодезических наблюдений за состоянием каменно-набросной плотины Богучанской ГЭС и ее основания в период строительства и эксплуатации. - филиал Центр службы геодинамических наблюдений в энергетической отрасли (ЦСГНЭО). - Москва, 2008. -35 с.
3. СНиП 2.06.05-84.Плотины из грунтовых материалов. - Утв. 04.02.85. ЦИТП Госстроя СССР.- М.: Стройиздат, 1986.
4. П-648. Руководство по натурным наблюдениям за деформациями
гидротехнических сооружений и их оснований геодезическими методами. Гидропроект. Москва, Энергия, 1980.- 200 с.
© Д.К. Буданаев, Б.Н. Жуков, 2009
