Дослідження роботи деформаційного шва будівлі Тишрінської ГЕС на річці Євфрат

Размещено на http://www.allbest.ru//

Дослідження роботи деформаційного шва будівлі Тишрінської ГЕС на річці Євфрат

Хлапук М.М., д.т.н., професор

Наведені результати досліджень роботи деформаційного шва будівлі гідроелектростанціїї Тишрінського гідровузла на річці Євфрат, Сірійська Арабська Республіка. Пропонуються заходи по зниженню протічки шва.

The results of scientific researches of deformation junctions of Tishrin hydropower station on Evfrat river in Siria Arab Republic are given. Some measures in order to diminish the filtration trougt the junction are proposed.

Контрольні вимірювання витрати протікання води через деформаційні шви (фільтраційної витрати), які проводяться згідно встановленого проектом регламенту, показали суттєве її зростання у шві № 2 між першою та другою секціями будівлі ГЕС - більше ніж у 80 разів у порівнянні з іншими швами. З метою встановлення причин цього негативного явища, та розробки заходів по зниженню витрати протікання шва були проведені натурні дослідження.

Рис. 1. План Тишрінського гідровузла на р. Євфрат, САР

деформаційний шов гідроелектростанція

Тишрінський гідровузол складається з наступних основних елементів (рис.1): споруда ГЕС, земляна гребля, що перекриває основне русло річки Євфрат, підвідний канал для подачі води до гідроагрегатів ГЕС та до катастрофічного водоскиду, який примикає до будівлі гідроелектростанції з правої сторони і перегороджений земляною перемичкою з кріпленням верхового укосу бетонними плитами внапуск.

Вигляд споруди гідровузла з верхнього та нижнього б'єфів, та машинної зали зображено на фотографіях 1-3.

Фото 1. Вигляд споруди з ВБ

Фото 2. Вигляд споруди з НБ

Фото 3. Машинна зала Тишрінського гідровузла.

Будівля ГЕС складається з трьох спарених секцій та правого і лівого стояків (рис. 2). Ширина однієї секції - 55,4 м. Довжина секції від напірної стінки ВБ то стінки НБ складає 75,5 м (рис. 3). Відмітка НПР - 325,00 м, ФПР - 328,00 м, рівень води НБ - 294,50 м, максимальний рівень води НБ -
304,20 м.

Найнижча відмітка підошви греблі розташування мокрої потерни складає 263,00 м. відмітка підошви греблі зі сторони ВБ - 268,50 м, відмітка дна оглядових галерей та шахти - 270,50 м.

Особливістю конструкції ГЕС є те, що водоскидний тракт проходить під машинною залою, завдяки цьому підошва будівлі гідроелектростанції заглиблена і розташовується на відносно міцній скельній основі. В той час, як земляну греблю підстилають алювіальні відкладення.

Проблемним є ущільнення шва № 2 між першою та другою секціями ГЕС. Максимальний розрахунковий напір на ущільнення шва зі сторони ВБ складає 54,5 м. Шов має змінну ширину: в нижній частині секції від відмітки підошви 258,50 м до відмітки 287,50 м, ширина шва 0,02 м, шов повністю по всій довжині від ВБ до НБ заповнений холодною асфальтною мастикою (рис. 3); у верхній частині від відмітки 287,50 м до верху секції - відмітка 329,00 м, шов пустотілий і має ширину 0,05 м. Конструкція контурного ущільнення зі сторони ВБ зображена на рис. 4 (розріз 1-1 зроблено нижче відмітки 287,50 м, тобто в місці де ширина шва 0,02 м, вище відмітки 287,50 м ущільнення шва має аналогічну конструкцію типу 4, однак ширина шва 0,05 м і він

Рис. 2. Розріз по осі агрегатів. Розміри в м.

Рис. 3. Поперечний розріз по осі шва. Розміри в м.

Рис.4. Конструкція деформаційного шва (верхова частина). Розміри в см.

пустотілий). На напірній грані влаштована порожнина, в яку поміщається залізобетонний брус клиноподібної форми. На площину порожнини зі сторони шва нанесено шар холодної асфальтної мастики товщиною 0,02 м, до якої напором води притискується брус. Інші поверхні порожнини двічі пофарбовано гарячим бітумом.

Зі сторони оглядової шахти, яка знаходиться на відстані біля 25 м від напірної грані, ущільнення виконано по типу 1 - шов перекрито трьома вертикальними профільними гумовими діафрагмами на відстані 0,75 м одна від одної. Полотнища діафрагм по висоті з'єднувалися, як правило, зварюванням або стикуванням в наклад.

Натурними дослідженнями встановлювалося наступне: 1) динаміка відносних переміщень секцій № 1 і № 2 в повздовжньому (по осі греблі, Дх) та поперечному (по осі потоку, Дy) напрямках; 2) фільтраційна витрата в шві № 2 (фільтрація в інших швах незначна); 3) стан залізобетонного брусу зовнішнього ущільнення по типу 4 з боку ВБ по всій його підводній частині.

Результати вимірювання відносних переміщень секцій № 1 і № 2 показали, що перші значимі переміщення зафіксовано в 1998 році. Протягом року вони змінюються і в значній мірі залежать від температурних градієнтів, що діють на масиви бетону секцій.

Підводна зйомка залізобетонного брусу, який закриває шов зі сторони ВБ, показала, що брус має руйнування, особливі значимі на проміжку між відмітками 294,00 м і 311,00 м. В місцях примикання бруса до масиву секційного бетону зафіксовано щілини до 0,5 см і більше. На основі аналізу отриманих результатів можна зробити висновок, що розвантаження напруження в секціях, зумовлених температурними деформаціями та відносними переміщеннями секцій, відбулося на залізобетонному брусі і викликало руйнування його граней та появу протічних щілин.

Значима фільтраційна витрата зафіксована у 2005 році, причому зосереджене протікання води через шов у вертикальну шахту (рис. 4) зафіксовано на відмітці 289,00 м. Якщо у 2005 році фільтраційна витрата складала 0,95 л/с, то максимальна фільтраційна витрата у 2007 році виросла до 6,52 л/с (для порівняння, максимальна зафіксована витрата в інших швах складає 0,071 л/с). Протягом року фільтраційна витрата змінюється через закриття шва за рахунок температурних деформацій в літній період (мінімальна витрата у 2007 році - 1,26 л/с) та відповідне розкриття шва у зимовий період.

Поява фільтраційної витрати лише через певний час після виникнення значимих деформацій та руйнування граней залізобетонного бруса пояснюється тим, що продавлення гумових діафрагм ущільнення типу 1 (рис. 4) відбулося не відразу. Полотнища гумових діафрагм були зруйновані, можливо в місці зварювання полотнищ чи неякісного з'єднання внапуск, під дією гідростатичного напору певний проміжок часу.

Висновок

З метою попередження розвитку негативних процесів руйнування ущільнення шва необхідно провести ремонтні роботи згідно нормативних вимог [1-4]. Пропонується виконати свердловину діаметром не менше 0,15 м по осі швах на відстані 1,20 м від напірної грані до відмітки підошви греблі, та заповнити її сучасним протифільтраційним композиційним матеріалом.

Література

1. Гидроизоляция энергетических сооружений. Нормы проектирования. ВСН 97-70. - Л.: Энергия, 1972. - 86с.

2. Противофильтрационные уплотнения деформационных швов гидротехнических сооружений. - Л.: Энергия, 1973. - 39с.

3. Рекомендации по обеспечению прочности и плотности горизонтальных строительных швов массивных напорных сооружений. П 16-74. - Л.: Энергия, 1975. - 16с.

4. Щавелев Н.Ф. Уплотнение швов массивных гидросооружений. - Л.: Энергия, 1970. - 136с.

Размещено на Allbest.ru