Обделка свода и стен. Размеры выработок подземных зданий станций обычно принимают в соответствии с размерами устанавливаемого на них гидросилового оборудования. Наряду с этим заметное влияние на выбор формы и размеров поперечного сечения выработок и особенно на выбор конструкции Обделок оказывают геологические условия.
В крепкой малонарушенной водонепроницаемой скальной породе формы подземных выработок и конструкции их обделок наиболее просты: в большинстве случаев они имеют прямоугольную форму со сводом небольшой кривизны (отношение стрелы к пролету свода равно 1:8 — 1:10). В особо прочном скальном массиве машинные залы иногда сооружают без несущего свода, стены выработок также остаются необлицованными. Сводная часть зала в этом случае обычно укрепляется анкерами. Внутренняя поверхность сводчатой части покрывается торкретом по металлической сетке, заанкеренной в скалу (рис. 18.6).
Рис. 18.6. Здание ГЭС Харспронгет (Швеция), Nуст=378 МВт (4 агрегата), H=105,5 м:
1 — подходный туннель; 2 — помещение для кабелей и труб водяного охлаждения; 3 — шины генераторного напряжения, 4 сервомотор; 5 — дренажная галерея; 6 — затворы для закрытия отсасывающих труб; 7 — галерея затворов
В менее крепких породах подземная выработка укрепляется несущим сводом. В зависимости от качества породы и горного давления несущие своды машинных залов выполняют различной формы. В недостаточно крепких породах свод делают крутым (отношение стрелы к пролету свода принимают равным 1 :2 — 1 :6), постоянной толщины или с увеличенной толщиной у пят. В породе, примыкающей к своду, при необходимости выполняют укрепительную цементацию.
В зависимости от крепости породы применяют различную обделку стен машинных залов. В прочных породах крепление стен иногда осуществляют набрызг-бетоном; в породах средней крепости стены облицовывают сравнительно тонким слоем (25 — 50 см) монолитного бетона или железобетона с укреплением анкерами. В некоторых случаях для укрепления скального массива вокруг выработки и предотвращения вывала отдельных кусков породы осуществляют глубокую анкеровку ослабленных зон или всего контура выломки с проведением укрепительной цементации.
В породах малой крепости, сильно проницаемых для фильтрационных вод, обычно применяют сплошное крепление выработки машинного зала — мощную бетонную или железобетонную обделку свода и стен (рис. 18.3 и 18.7).
Для улучшения напряженного состояния скального массива и условий работы несущей обделки поперечное сечение выработки иногда принимают коробового (подковообразного) очертания, в форме усеченного овала или эллипсоида. При таких очертаниях за счет усиленной цементации и густой анкеровки поверхности выработки в некоторых случаях (в породах средней крепости) удается снизить толщину облицовки до 20 — 30 см.
Для создания лучших условий эксплуатации помещений и оборудования в машинных залах иногда сооружают внутренние, так называемые «декоративные» стены и подвесной свод — потолок. Пазуха между внутренними стенами и сводом и основной обделкой или необлицованной поверхностью скалы используется для вытяжной вентиляции. Внутренние стены и свод позволяют также защитить помещение машинного зала от проникновения профильтровавшейся воды; одновременно они дают возможность улучшить интерьер зала.
Опорные конструкции мостовых кранов.
В подземных машинных залах в зависимости от прочности породы, конструкций обделок свода и стен применяют различные опорные конструкции мостовых кранов.
Рис. 18.7. Здание ГЭС Сень (Югославия), Nуст=208 МВт, Hмакс=434,58 м:
а —план на отм. 11,8 м; б — план турбинного помещения на отм. 0,8 м; в—поперечный разрез по машинному залу; г —поперечный разрез по трансформаторному помещению
В слабых породах и породах средней крепости, как правило, применяют подкрановые конструкции в виде балок, опирающихся на отдельно стоящие или примыкающие к обделке стен колонны; в крепких породах подкрановые балки опираются на пилястры, закрепленные анкерами в породу; в очень прочных породах иногда применяют железобетонные консольные балки, заделанные в скальный массив. В подкрановых зонах часто осуществляют закрепление породы анкерами.
Наряду с обычными конструкциями подкрановых опор в виде балок и колонн в крепких породах и породах средней крепости иногда применяют подкрановые конструкции в виде балок, подвешенных к несущему своду при помощи железобетонных стен-подвесок (см. рис. 18.2).
Рис. 18.8. ГЭС Броммат-11 (Франция), Nуст=218,4 МВт (1 агрегат), Hмакс=261,25 м:
1 — галерея для натяжения анкеров; 2 — предварительно напряженные анкеры; 3 — вентиляционная галерея; 4 — ремонтный затвор; 5 — лаз в отсасывающую трубу; 6 — уравнительный резервуар
Результаты исследований напряженного состояния таких конструкций и окружающего массива породы показали, что при достаточно прочной породе дополнительное загружение железобетонного свода массой мостового крана не требует увеличения несущей способности свода и что на контуре выработки отсутствуют зоны с нежелательной концентрацией напряжений и опасные поверхности выкалывания породы. Устройство таких конструкций позволяет использовать мостовые краны машинного зала в начальный период строительства для ускорения производства бетонных и монтажных работ. В некоторых случаях в прочных породах опорные конструкции мостовых кранов устраивают с применением предварительно напряженных анкеров, поддерживающих подкрановые балки-стенки (рис. 18.8).
