Стартовая >> Архив >> Генерация >> Здания и сооружения тепловых электростанций

Плотины, водосбросы, затворы - Здания и сооружения тепловых электростанций

Оглавление
Здания и сооружения тепловых электростанций
Общие сведения о гражданских зданиях
Основные положения индустриализации, типизации и стандартизации
Основные положения по проектированию жилых и общественных зданий
Строительная теплотехника
Строительная акустика
Строительная светотехника
Архитектура, ее задачи и основные этапы развития
Русская и советская архитектура
Планировка и застройка населенных мест
Жилые поселки тепловых электростанций
Жилые дома в поселках тепловых электростанций
Общественные здания в поселках тепловых электростанций
Естественные и искусственные основания
Фундаменты
Стены
Перекрытия и полы
Крыши и кровли
Перегородки
Окна и двери
Лестницы и лифты
Крупноблочные здания
Крупнопанельные здания
Здания из пространственных блоков
Промышленные районы и генеральные планы промышленных предприятий
Классификация и схемы промышленных зданий и сооружений
Основные положения по проектированию промышленных зданий
Типизация, унификация и стандартизация
Подъемно-транспортное оборудование промышленных зданий
Объемно-планировочные и конструктивные решения бытовых и административных помещений
Фундаменты
Несущие конструкции одноэтажных зданий
Несущие конструкции многоэтажных зданий
Вертикальные ограждения промышленных зданий
Покрытия промышленных зданий
Световые и аэрационные фонари
Окна, двери и ворота
Полы
Общие сведения о тепловых электростанциях
Выбор площадки для строительства
Санитарно-защитные зоны
Компоновка генерального плана
Подъездные и внутриплощадочные железные и автомобильные дороги
Размещение сетей коммуникаций, благоустройство
Основные положения по строительному проектированию ТЭС
Краткие сведения о расчете строительных конструкций
Выбор строительных конструкций
Строительные компоновки главных корпусов ТЭС
Каркасы главных корпусов ТЭС
Покрытия
Международные перекрытия
Стеновые ограждающие конструкции
Бункера
Полы и фундаменты здания
Фундаменты под оборудование
Особенности строительных конструкций полуоткрытых и открытых электростанций
Дымовые трубы и газоходы
Состав и классификация гидротехнических сооружений ТЭС
Водозаборные сооружения и насосные станции
Плотины, водосбросы, затворы
Пруды-охладители
Напорные водоводы, отводящие каналы
Градирни и брызгальные бассейны
Сооружения системы гидрозолоудаления
Дренажи
Схемы топливоподачи угольных, торфяных и газомазутных электростанций
Разгрузочные и размораживающие устройства
Склады топлива
Дробильные устройства
Сооружения основного тракта топливоподачи
Сооружения мазутного хозяйства
Сооружение газового хозяйства
Сооружения электрической части ТЭС
Установка трансформаторов
Закрытые распределительные устройства и щиты управления
Каналы и туннели для кабелей и трубопроводов
Эстакады и опоры для надземной прокладки трубопроводов
Опоры золопроводов
Объединенный вспомогательный корпус
Некоторые подсобно-производственные объекты
Районные базы энергетического строительства
Строительные конструкция временных сооружений


Рис. 11-6. Типы насыпных земляных плотин и их конструктивные элементы.
а— плотины из однородного грунта (суглинок, супесь, песок); б—плотины из разнородных грунтов с водонепроницаемой верховой призмой из суглинка или глин; в — с экраном из негрунтового материала — жестким экраном из железобетона или бетона; г — из сильно фильтрующих грунтов (песка) с водонепроницаемым покрытием — пластичным экраном, представляющим собой слой глины или суглинка; д — плотины с ядром — водонепроницаемой внутренней преградой, выполняемой из пластичного материала — глины, жирного суглинка; е — с жесткой диафрагмой, выполняемой из бетона, железобетона, металла, дерева; 1 — верховой откос; 2 — низовой откос; 3 - гребень; 4 — подошва; 5 —экран; 6 — ядро; 7— диафрагма; 8 — зуб; Р — понур; 10 — крепление откоса; 11 —обратный фильтр; 12 — водоупор; УВБ, УНБ — уровень верхнего и нижнего бьефа.
Сооружение, удерживающее с одной стороны воду на более высоком уровне, чем с другой, называется водоподпорным. Часть водоема со стороны более высокого уровня воды называется верхним бьефом, а по другую сторону, где уровень воды ниже, — нижним бьефом.
Разность уровней воды верхнего и нижнего бьефов называется напором или подпором.
Плотина —это водоподпорное сооружение, перегораживающее речное русло или речную долину.
В системах водоснабжения тепловых электростанций плотины строятся для сбора воды мелководных рек и организации водохранилищ. Иногда плотины сооружаются в поймах рек и при прямоточном водоснабжении.
Плотины водохранилищ тепловых электростанций в большинстве случаев относятся к низконапорным высотой до 15 м, реже к средненапорным высотой 15—50 м и сооружаются обычно земляными, насыпными из местных грунтов.
Если по местным гидрогеологическим и другим условиям для организации водохранилища требуется сооружение монолитной бетонной плотины вместо земляной, то в большинстве случаев оказывается экономически целесообразнее отказаться от создания водохранилища, заменив его градирнями или брызгальными бассейнами.
В зависимости от категории электростанции, величины максимального напора, вида грунтов основания и других признаков плотины разделяются на классы.
Для каждого класса плотин устанавливаются соответствующие требования по прочности, устойчивости, долговечности и степени надежности против разрушающего воздействия климатических, геофизических и гидрологических факторов (землетрясений, половодий и паводков, льда и др.).
Водоподъемные плотины при прямоточном и смешанном водоснабжении относятся ко второму классу капитальности. Гидроузлы, связанные с прудовым водоснабжением, при мощности обслуживаемой электростанции свыше 1 200 тыс. квт относятся к первому классу; при меньшей мощности электростанций и при условии, если ниже этих плотин не располагаются крупные населенные пункты, предприятия или другие объекты, большого народнохозяйственного значения, — ко второму классу.
Земляные насыпные плотины подразделяются по конструкции поперечного профиля на несколько основных типов, приведенных на рис. 11-6.
Материал тела земляной плотины и основание плотины обычно в той или иной мере проницаемы для воды. Поэтому после образования плотиной подпора основание и тело плотины насыщаются водой, которая движется по порам из верхнего бьефа в нижний, из зоны большего давления в зону меньшего давления. Это движение называется фильтрационным, или фильтрацией воды.
Если фильтрация воды через тело плотины и ее основание будет значительной, то это может вызвать вымыв грунта при выходе фильтрационного потока в нижний бьеф, деформацию грунта в теле и основании плотины и разрушение низового откоса.
Уменьшение фильтрации основания плотины достигается противофильтрационными устройствами, главным образом за счет удлинения пути фильтрации, в результате чего при том же напоре на сооружение уменьшается скорость фильтрации.
При скальном основании водонепроницаемая часть плотины (экран, диафрагма и пр.) должна быть врезана в скалу с помощью так называемого «зуба» или с помощью бетонной стенки (рис. 11-6). Наличие сильной трещиноватости в скале под зубом или диафрагмой приводит к необходимости устройства цементационной или битумной завесы (заполнение под давлением трещин цементным раствором или битумом).
При нескальном основании, если водонепроницаемый грунт (глина, суглинок и т. п.) расположен на небольшой глубине, плотину сопрягают с водоупором глиняным, бетонным зубом или шпунтовой стенкой, идущими соответственно от экрана, ядра или диафрагмы плотины.
При глубоком залегании водонепроницаемого пласта или его отсутствии устраивается понур — водонепроницаемое покрытие в верхнем бьефе, являющийся продолжением экрана или другой водонепроницаемой части плотины. Вместо понура при устройстве в теле плотины ядра или диафрагмы под последними опускается «висячий» зуб или шпунтовая стенка.
Наиболее простыми в строительном отношении и экономичными являются плотины из однородного грунта — суглинка, супеси, песка и т. п. с использованием грунтов из полезных выемок.
Если однородных водонепроницаемых грунтов недостаточно, их укладывают в верховую призму либо в ядро плотины.
При отсутствии водонепроницаемых грунтов сооружаются плотины с диафрагмами или жестким экраном из негрунтовых материалов.
Уклоны и форма откосов плотины назначаются в зависимости от ее высоты и рода грунта, из которого она выполнена, типа плотины и характеристики основания, действующих на откос сил и условий производства работ.
Принятые предварительно откосы плотин проверяются статическим расчетом.
Примерные величины откосов однородных плотин из песчано-глинистого грунта при плотных грунтах оснований приведены в табл. 11-1.
Таблица 11-1
Примерные откосы земляных плотин


Высота
плотины,
м

Откосы (отношение заложения основания к высоте)

верховой

НИЗОВОЙ

без Дренажа

с дренажем

5

2,0

1,5

1,5

5—10

2,5

2,0

1,5—2,0

12—15

2,5—3,0

2,5

2,0—2,5

20—30

3,0—3,5

2,5—3,0

2,0—2,5

Верховой откос (со стороны верхнего бьефа) выполняется более пологим, так как он насыщен водой почти на всю высоту и устраивается обычно из водонепроницаемого суглинистого или глинистого грунта.
Ширину гребня плотины назначают, руководствуясь нормами на проектирование дорог и мостов и ожидаемым характером движения по плотине. Минимальная ширина гребня принимается равной 3 м. Гребень плотины укрепляют одеждой в соответствии с видом устраиваемой на нем дороги: шоссе, мостовая, а при малой интенсивности движения обрабатывают по типу грунтовых дорог. Вдоль гребня с напорной стороны устраивают парапет или надолбы.
Верховой откос укрепляют от действия волн одиночным или двойным мощением по основанию из песка, щебня или гравия, каменной наброской, железобетонными плитами и т. п. Крепление верхового откоса плотины делится на основное, располагаемое в зоне максимальных волновых воздействий с учетом крайних горизонтов воды в водохранилище, и на облегченное, располагаемое ниже основного крепления.
Верхнюю границу основного крепления принимают на отметке гребня плотины.
Крепление низового откоса осуществляется в большинстве случаев посевом трав, покрытием дерном, слоем гравия или щебня.
Для предотвращения фильтрационных деформаций плотины, отвода воды, фильтрующейся через тело и основание плотины в нижний бьеф, и недопущения выхода фильтрационного потока на низовой откос в зону, подверженную промерзанию, предусматриваются дренажные устройства.
При строительстве земляных плотин тепловых электростанций широкое распространение приобрела конструкция дренажа, состоящая из каменной дренажной призмы с обратным фильтром (рис. 11-7). Обратным фильтром называется слой фильтрующей пригрузки, препятствующий выносу мелких частиц грунта из тела или основания плотины. Обратный фильтр устраивают из двух-трех слоев однородных грунтов (песок, гравий, галька или щебень) толщиной не менее 25 см каждый.
Фильтрационные воды дренажной системы плотины собираются обычно в кюветы и отводятся в русло реки.
Кроме земляных насыпных плотин, при строительстве водохранилищ и золоотвалов тепловых электростанций сооружаются земляные намывные плотины и в отдельных случаях камненабросные плотины.

Рис. 11-7. Типы дренажей.
а - дренажная призма; б — плоский дренаж с каменной призмой.
Проектирование плотин осуществляется в соответствии с указаниями гл. 4, 5, 6, СНиП II-И.1-62.
При проектировании земляных плотин учитывается недопустимость перелива воды через гребень.
Для сброса избыточных паводковых и ливневых вод в нижний бьеф, а иногда и для полного опорожнения водохранилища устраиваются водосливы.
Водосливы могут быть расположены в теле плотины или в берегах.
В земляных плотинах тепловых электростанций чаще всего применяются железобетонные русловые или береговые водосливы. Место расположения руслового водослива в теле земляной плотины показано на рис. 11-1
Водосливная часть земляной плотины (флютбет плотины) (рис. 11-8) состоит обычно из четырех основных частей, имеющих следующее назначение:
а)  понур является водонепроницаемым покрытием в верхнем бьефе и, как указывалось выше, предназначен для удлинения пути фильтрации под плотиной и предохранения русла перед плотиной от размыва;
б)  водослив бетонный или железобетонный, воспринимающий напор воды;
в)  водобой воспринимает удары падающей через водослив воды и представляет собой массивную плиту, о которую гасится избыточная энергия потока. Иногда для гашения энергии потока сооружаются водобойные колодцы, стенки, пороги, выступы различной формы, вызывающие расщепление потока на отдельные струи (в плане);
г)  рисберма представляет собой водонепроницаемое покрытие дна, сопрягающее водобой с руслом; в пределах рисбермы скорости течения уменьшаются до неразмывающих.
На рис. 11-9 изображена основная часть флютбета плотины — его водослив. Слева, со стороны верхнего бьефа к водосливу примыкает понур (слой перемятой глины толщиной 1,5 м).
Водослив в большинстве случаев представляет собой бетонный массив, профиль которого определяется гидротехническими и статическими расчетами. По длине водослив может иметь несколько пролетов, разделенных между собой бычками и перекрываемых затворами.
Бычки предназначаются для восприятия давления воды, передаваемого затворами, и служат опорами служебных и проезжих мостов, а также механизмов затворов.
Бычки возвышаются над порогом водослива на высоту, достаточную для полного подъема затворов из воды. В бычках устраиваются специальные штрабные проемы, отверстия и пазы для ремонтных (временных) и основных (постоянных) затворов.
Тело водослива вместе с бычками разрезается деформационными швами при нескальных основаниях. Швы в бычках или между бычками выполняются таким образом, чтобы обеспечить возможность независимой осадки частей водослива, разделенных швами, и снабжаются специальными противофильтрационными уплотнениями.
Гидротехнический бетон, из которого выполняются конструкции водослива и бычков, должен обладать водостойкостью, водонепроницаемостью, морозостойкостью и пониженным тепловыделением при твердении.

Рис. 11-8. Флютбет земляной плотины.
УВБ, УНБ — соответственно уровень верхнего и нижнего бьефов.

Рис. 11-9. Водослив земляной плотины.
1 — тело земляной плотины; 2 — понур; 3 — бычок водослива; 4- металлический противофильтрационный шпунт; 5 — водобойное устройство; 6 — плоский затвор; 7 — сегментный затвор; 8 — опорные ноги сегментного затвора; 9 — опорные шарниры; 10 — мостовой кран для подъема плоского и сегментного затворов; 11 — проезжий мост.
В целях индустриализации строительства и повышения плотности бетона у наружной поверхности водослива в качестве опалубки часто применяются сборные железобетонные плиты-оболочки, крепящиеся с помощью выпусков к арматурному каркасу.
Швы между плитами-оболочками и участки со сложной конфигурацией, бетонируемые в деревянной опалубке, после затвердения бетона тщательно заделываются плотным бетоном или раствором на расширяющемся цементе.
Со стороны нижнего бьефа к водосливу примыкает водобойное устройство, которое представляет собой массивную бетонную плиту, снабженную дренажными трубками, уложенную на слое щебня (обратный фильтр). Под днищем водослива со стороны верхнего и нижнего бьефов забивается металлический противофильтрационный шпунт.
Непосредственно к водобойному устройству примыкает рисберма, выполняемая из монолитных или сборных бетонных плит, габионов (проволочной сетки, заполненной камнем), каменной наброски и пр.
Как сказано выше, на гидроузлах тепловых электростанций в большинстве случаев применяются схемы с двумя рядами затворов: рабочими и аварийно-ремонтными.
Ремонтные затворы устанавливаются со стороны верхнего бьефа.
Плоские затворы применяются на водосливах и водоприемниках различных типов и позволяют перекрывать отверстия большой высоты. Они просты по конструкции и позволяют иметь рабочие и ремонтные затворы одинаковой конструкции.
Изображенный на рис. 11-10 затвор, предназначенный для закрывания водоприемных отверстий, выполняется стальным, перемещающимся по вертикали в пазах, оборудованных специальными закладными частями, устанавливаемыми при бетонировании бычков водоприемника. Уплотнение затворов осуществляется специальным прижимным подвесом и установкой в местах примыкания затвора к закладным частям специальных резиновых уплотнителей.


Рис. 11-10. Затвор с двумя прижимными подвесами.
Металлическая конструкция затвора состоит из несущего сварного каркаса из двутавров и швеллеров, обшитого с одной стороны стальным листом. Сечение элементов каркаса и толщина листа обшивки определяются расчетом и зависят от величины давления воды (глубины погружения затвора) и размеров перекрываемого отверстия. Подъем и опускание плоских затворов производятся обычно козловым или мостовым краном.
Недостатками плоских затворов являются необходимость устройства дорогостоящих опорно-закладных и ходовых частей, необходимость больших усилий для подъема затвора и эксплуатационные затруднения в зимнее время года.
Сегментные затворы имеют по сравнению с плоскими ряд преимуществ. Сегментные затворы характеризуются малым подъемным усилием, хорошими гидравлическими качествами и надежностью работы в зимних условиях (рис. 11-9).
Конструкция сегментного затвора состоит из балочного каркаса, стальной обшивки и опорных ног. В конструкции балочного каркаса и обшивки имеется полная аналогия с конструкцией плоского затвора, который в данном случае лишь наклонен к вертикали и изогнут. Опорные рамы (ноги) затвора, через которые давление воды передается на опорные шарниры, выполняются плоскими или пространственными из прокатных профилей.
Давление от опорных ног затвора передается шарнирам, забетонированным в бычки. Донное и боковое уплотнения, как и в плоских затворах, выполняются с помощью деревянных брусьев и резины.
Сегментные затворы приводятся в движение канатной лебедкой с электрическим приводом.
Над водосливом сооружается сборный железобетонный или стальной мост.



 
« Защита от однофазных замыканий на землю в сетях 6 кВ СН ТЭЦ   Измерение тока ротора генератора с бесщеточным возбуждением »
электрические сети