CC BY
3
УДК 662.997:621
Фатиллаев К.Ш. директор АО «Гидроспецстрой» Узбекистан Джураева С.Р. преподаватель
Бухарский филиал Ташкентского института инженеров ирригации и
механизации сельского хозяйства
Узбекистан Шаропов Ш.К. студент 3 курса факультет ГТС
Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации
сельского хозяйства Узбекистан
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ КРИТЕРИЙ В НЕОГЕННЫХ ПОРОДАХ ОСНОВАНИЯ ПЛОТИНЫ ПСКЕМСКОЙ
ГЭС
Аннотация: Целью рекомендуемой статьи является: оценка водопроницаемости основания в границах опытного участка, а также его прочностных и деформационных свойств, при воздействии гидравлической нагрузки в процессе выполнения цементационных работ; оценка эффективности снижения водопроницаемости основания и ее достижимых значений в результате цементации пород основания через скважины, выполняемые с последовательным сгущением их шага (скважины 1, 2 и 3 очереди, а так же контрольные скважины); оценка эффективности повышения прочностных и деформационных свойств пород основания при их цементации; оценка затрат цемента при цементации пород основания.
Ключевые слова: водопроницаемости основания, гидравлической нагрузки, деформационная свойства, удельное водопоглощение, нагнетание цемента
Fatillayev K. SH. the chairman of corporation "GidromaxsusquriUsh"
Uzbekistan Djurayeva S. R. teacher
of TIIAME of Bukhara branch
Uzbekistan Sharopov Sh. K. student 3 rd course of Hydro Technical Construction faculty
of TIIAME Uzbekistan
DETERMINATION OF THE ANTI-FILTRATION CRITERION IN THE NEOGENIC ROCKS OF THE BASE OF PSKEM HYDROELECTRIC
POWER STATION
Abstract: The purpose of the featured article is: assessment of the water permeability of the base within the boundaries of the experimental site, as well as its strength and deformation properties, under the influence of hydraulic load during cementation work; assessment of the effectiveness of reducing the water permeability of the base and its achievable values as a result of cementation of the base rocks through wells performed with sequential thickening of their step (wells 1,2 and 3 stages, as well as control wells); assessment of the effectiveness of improving the strength and deformation properties of base rocks during their cementation; assessment of cement for cementation of base rocks.
Key words: water permeability of the base, hydraulic load, deformation property, specific water absorption, cement injection
В целях эффективного использования гидроэнергетического потенциала республики, формирования единой системы управления водно -энергетическими ресурсами, последовательного увеличения доли возобновляемых гидроэнергетических ресурсов в структуре производства электрической энергии, создания новых экологически чистых генерирующих мощностей, осуществления технического и технологического перевооружения существующих гидроэлектростанций, широкого привлечения в развитие гидроэнергетики иностранных инвестиций и обеспечения на этой основе наиболее полного удовлетворения потребности предприятий и населения в электрической энергии Указом Президентом Республики Узбекистан №2 2947 от 2 мая 2017 года образовано АО «Узбекгидроэнерго». Этим же Указом утверждено Программа развития гидроэнергетики Республики Узбекистан на 2017-2021 годы. Согласно Программы предусмотрено строительства 42 новых гидроэлектростанции и модернизация 32 действующих гидроэлектростанции.
В рамках этой Программы также предусмотрено разработка ТЭО проекта строительство Пскемской ГЭС в Ташкентской области.
В рамках проекта принято решение выполнить опытно цементационных работ в неогеновых породах основания плотины.
Опытные работы проводились под руководством «Институт Геостройпроект» (г. Москва), с участием специалистов АО «Гидропроект», АО «Гидроспецстрой» (г. Ташкент), а также научные соискатели ТИИИМСХ.
В период с июля по октябрь 2019 г. выполнялись опытные цементационные работы в неогеновых породах основания плотины на опытном участке №1, который привязан на левом берегу и врезан в неогеновые породы. Участок №1 представлен фрагментом цементационной завесы, состоящим из девяти рабочих и восьми контрольных скважин. Ширина фрагмента по напорному фронту составила 14 метров, основная глубина фрагмента составляет 45 м и частично, в количестве трех скважин, фрагмент имеет глубину до 100 м.
Водопроницаемость пород основания.
По результатам анализа выполненных гидравлических испытаний и нагнетаний цемента в скважины опытной цементации участка №1, выделено, по глубине, три характерных интервала с близкими свойствами и близкими значениями удельных водопоглощений и поглощений цемента (Приложения, таблицы 1, 2). Проницаемость основания до выполнения цементационных работ можно проследить по значениям удельных водопоглощений, полученных в скважинах 1-й очереди, наиболее представительны значения, с точки зрения цементационных работ, полученные на давлении 10 бар. Далее приведен анализ гидравлических испытаний пород основания при давлениях нагнетаний воды 10 бар. Так, в интервале глубин 5 - 25 м, среднее удельное водопоглощение по скважинам 1-й очереди составило 0,070 л/мин*м2, при максимальном 0,267 л/мин*м2. В интервале глубин 25 - 50 м, среднее удельное водопоглощение по скважинам 1-й очереди составило 0,013 л/мин*м2, при максимальном 0,064 л/мин*м2. В интервале глубин 50 - 100 м, среднее удельное водопоглощение по скважинам 1-й очереди составило 0,006 л/мин*м2, при максимальном 0,024 л/мин*м2. Наблюдается снижение
водопроницаемости основания с ростом глубины от поверхности. По мере выполнения цементации рабочих скважин участка наблюдается, от очереди к очереди скважин, снижение водопроницаемости основания.
Рис.1. Процесс проведения опытных работ Прочность деформируемость пород основания.
В естественных условиях (до проведения цементационных работ) с ростом глубины скважин наблюдается повышение прочностных и деформационных характеристик пород основания. В интервале глубин от 5 до 25 м наблюдались существенные увеличения расходов нагнетаний при давлении 5-10 бар, в том числе на глубинах 5-10 м давления, при которых отмечались деформации со значительным увеличением расхода нагнетания, составляли 5 бар. При нагнетаниях в интервале глубин 5-25 м имели место выходы воды и раствора на поверхность. В интервале глубин от 25 до 50 м наблюдались существенные увеличения расходов нагнетаний при давлениях 10-20 бар. В интервале глубин от 50 до 100 м давления, при которых, в результате деформаций, заметно возрастали расходы нагнетания воды, составляли 20 бар и выше. В процессе выполнения опытной цементации и по ее итогам отмечено повышение прочностных и деформационных характеристик пород основания. Так, в интервале глубин 5 - 25 м, значения давлений, при которых происходит значительное увеличение расходов нагнетания (условно «критические давления» Рк) в процессе работ, изменялись следующим образом:
- на этапе выполнения скважин 1-й очереди, до выполнения цементационных работ, Рк = 5-10 бар;
- на этапе выполнения скважин 3-й очереди, после выполнения цементационных работ по скважинам 1-й и 2-й очередей, Рк = 10-15 бар;
- на этапе выполнения контрольных скважин, после завершения цементационных работ по всем очередям скважин, Рк = 15-20 бар.
В интервале глубин 25 - 50 м, значения давлений, при которых происходит значительное увеличение расходов нагнетания в процессе работ, изменялись следующим образом:
- на этапе выполнения скважин 1 -й очереди, до выполнения цементационных работ, Рк = 10-20 бар;
- на этапе выполнения скважин 3-й очереди, после выполнения цементационных работ по скважинам 1-й и 2-й очередей, Рк = 15-20 бар;
- на этапе выполнения контрольных скважин, после завершения цементационных работ по всем очередям скважин, Рк = 15-20 бар.
В интервале глубин 50 - 100 м, значения давлений, при которых происходит значительное увеличение расходов нагнетания в процессе работ, изменялись следующим образом:
- на этапе выполнения скважин 1 -й очереди, до выполнения цементационных работ, Рк > 20 бар; - на этапе выполнения скважин 3-й очереди, после выполнения цементационных работ по скважинам 1 -й и 2-й очередей, Рк > 20 бар;
- на этапе выполнения контрольных скважин, после завершения цементационных работ по всем очередям скважин, Рк > 20 бар.
В результате пластических деформаций пород основания, при выполнении цементации, по данным маркшейдерских замеров, отметка верха бетонной плиты претерпела подъем от 1,4 до 6,7 см, в среднем 2,9 см.
Поглощения цемента.
По результатам выполнения опытных цементационных работ на участке .№1 было израсходовано для цементации рабочих скважин 55 940 кг цемента. При этом средние поглощения цемента на погонный метр скважин составили: - в интервале глубин 5 - 25 м ... 250 кг/м; - в интервале глубин 25 - 50 м ... 43 кг/м; - в интервале глубин 50 - 100 м ... 17 кг/м. Наблюдается снижение средних поглощений цемента от очереди к очереди скважин, а также с ростом глубины скважин (Приложения, таблица 2). В приложениях, рис. 5, представлены: - схематизация основания участка №1 по водопроницаемости, разрез 1-1; - графики зависимости q=f(H), где q -удельное водопоглощение (средние, максимальные, контрольные значения), л/мин*м2, Н - глубина от поверхности, м.
Значения удельных водопоглощений, опытный участок № 1.
Таблица 1.
Интерва л глубин от - до, м 2 удельное водопоглощение, q, л/мин*м2, среднее (максимальное)
Р = 5 кгс/см2 Р = 10 кгс/см2 Ртах ~ 10 □ 20 кгс/см2
1 оч. 2 оч. 3 оч. 1 оч. 2 оч. 3 оч. Контро льные по ряду* 1 оч. 2 оч. 3 оч.
5 - 25 0,023 (0,175 ) 0,008 (0,043) 0,012 (0,019) 0,07 (0,267 ) 0,034 (0,088) 0,020 (0,044) 0,004 (0,011) 0,054 (0,267) 0,051 (0,088) 0,047 (0,121)
25 -50 0,016 (0,074 ) 0,006 (0,035) 0,007 (0,074) 0,013 (0,064) 0,005 (0,025) 0,009 (0,020) 0,009 (0,026) 0,020 (0,068) 0,017 (0,053) 0,010 (0,032)
50 -100 0,002 (0,008 ) 0,001 (0,005) 0,001 (0,008) 0,006 (0,024) 0,004 (0,020) 0,006 (0,012) 0,005 (0,009) 0,011 (0,056) 0,004 (0,022) 0,006 (0,012)
Значения удельных водопоглощений, опытный участок № 1.
Таблица 2
Интервал глубин от - до, м Поглощение цемента и объем цементации
Всего, кг Среднее, кг/м / (объем цементации, м)
1 оч. 2 оч. 3 оч. Итого 1 оч. 2 оч. 3 оч. Итого
5 - 25 10125 18885 15935 44945 169/(60) 472/(40) 199/(80) 250/(180)
25 - 50 6745 1115 570 8430 104/(65) 25/(45) 8/(85) 43/(195)
50 -100 1995 240 330 2565 40/(50) 5/(50) 7/(50) 17/(150)
5 - 100 18865 20240 16835 55940 108/(175) 150/(135) 78/(215) 107/(525)
Примечание: рабочая скважина №1.3 (1 очередь) выполнена с нарушениями технических условий (значения удельных водопоглощений и поглощений цемента могут быть занижены).
Более детально тема, затрагивающая свойства пород основания, а также выводы и рекомендации по цементации пород неогена левого берега основания плотины, будут представлены в отчете о результатах опытных цементационных работ на левобережной площадке после выполнения опытных работ на участках №2 и №3.
Использованные источники:
1. Указ Президента Республики Узбекистана № 2947 от 2 мая 2017 года образовано АО «Узбекгидроэнерго».
2. Ежемесячный научно-технический журнал «Гидротехническое строительство» г. Москва. 8. 2019. Энергопрогресс.
3. Научно-технический журнал «Узбекгидроэнергетика» АО «Узбекгидроэнерго» №3/2019
4. Ибрагимов М.Н., Семкин В.В., Шапошников А.В. «Цементация грунтов инъекцией растворов в строительстве» 2017г. Изд. АСВ.
5. Тужихин Г.Г., КоличкоА.В. Цементационные работы на строительстве плотины Каусар (Иран) // НТФ. Энергопрогресс. Гидротехническое строительство 2001. № 8. С. 22-26.
6. Фатиллаев К.Ш., Джураева С.Р., Шаропов Ш.К., Цементация основания в гидротехнических сооружениях // Suv va Yer resurslari. AGIO jurnal 3-son. 2019
7. Хамроев Гиёсжон Файзулло угли, Тураев Саидали Сохиб угли. "Выбор Рабочего Оборудования Гидроцилиндра, Установленного В Комбинированном Агрегате" Столица Науки статья в журнале - научная статья №5 (22).2020. b- 96-104.
