Гидротехнические сооружения - Задачи и условия проектирования

 § 2—2. ЗАДАЧИ И УСЛОВИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Проектирование гидротехнических сооружений должно выявить технико-экономическую целесообразность и установить наибольшую комплексную водохозяйственную эффективность объектов в целом, обеспечить надежность и удобство эксплуатации, долговечность сооружений, возможно меньший ущерб от затоплений и подтоплений местности, а также не допускать ухудшения общесанитарных условий района рек и водоемов.
При проектировании ГС следует руководствоваться официальными инструкциями и указаниями, регламентирующими необходимый и достаточный состав как изысканий и исследований, так и самого проекта сооружений и сметы. В дополнение к СИ п. II издаются Технические условия и нормы проектирования и строительства (ТУ и II), обязательные к применению в проектировании. В тех вопросах техники, по которым теория еще недостаточно развита, ТУ и II даются в форме рекомендаций. В соответствии с СН и II, ТУ и Н устанавливают класс сооружения, соответствующие ему коэффициенты запаса прочности, комбинации расчетных нагрузок, содержание и объем изысканий и исследований и пр.
Проектируя и строя ГС, необходимо добиваться, чтобы наряду с короткими сроками строительства, всесторонней механизацией и широким использованием местных строительных материалов эти сооружения были прочны, дешевы и хорошо работали. Красивое архитектурное оформление (особенно капитальных сооружений) без излишеств должно быть увязано в общую композицию, согласованную с назначением сооружения, окружающей местностью и строениями, должно отражать эпоху строительства коммунистического общества.
Особое внимание должно быть уделено стандартизации сооружений, внедрению сборных железобетонных и предварительно напряженных железобетонных и бетонных конструкций, а также экономической стороне строительства.
Проекты гидромелиоративного строительства разрабатываются в двух стадиях — проектное задание и технический проект.
Проектное задание преследует цель выявить технико-экономическую возможность и целесообразность намечаемого строительства и возможность его осуществления. В дальнейшем, при положительном разрешении задачи проектного задания, один из вариантов его утверждается и разрабатывается в качестве технического проекта.
Материалами для проектного задания служат литературные источники, проведенные ранее изыскания и проектирования, а также рекогносцировочные исследования и изыскания на местности. Проектное задание разрабатывается на основе данных о климате района строительства, гидрометрии и гидрологии, гидрогеологии и геологии, топографии, данных о почвах, состоянии хозяйства района и народнохозяйственном назначении строительства. В состав проектного задания входят: генеральный план намечаемых объектов строительства; эскизные проекты индивидуальных сооружений и сети каналов; число и типы сборно-блочных сооружений; количество работ, методы и сроки их выполнения; сметно-финансовый расчет стоимости строительства по укрупненным измерителям; схема освоения территории и соображения об эффективности строительства; программа изысканий и исследований, план и смета на разработку технического проекта.
Технический проект состоит из тех же частей, что и проектное задание, но подробно проработанных для утвержденного варианта строительства. В состав технического проекта входит также проект организации производства работ и механизации стройки. По утвержденному техническому проекту дорабатывают детали проекта и составляют рабочие чертежи со всеми деталями, размерами конструкций и их расчетом.
Небольшие массовые ГС мелиоративных систем имеют много общего по техническим условиям проектирования и работы (назначение, водный режим, грунты, материалы и пр.), поэтому представляется возможность, сгруппировав их по общим признакам, например по назначению, по размеру пропускаемого расхода, материалу, составить для каждого вида сооружений (плотины на малых реках, водосбросы при них, регуляторы, перепады и др.) технические типовые проекты.
Разработка типовых проектов ГС с широким использованием местных строительных материалов, стандартизацией и механизацией строительства (гидромеханизация и др.), с упрощением проектно-изыскательских работ особенно необходима в работах но массовому строительству мелиоративных и гидротехнических сооружений в сельском хозяйстве.
Проектирование ГС должно быть подчинено выполнению эксплуатационных требований, предъявляемых к ним социалистическим производством. Оно должно также учитывать организационную сторону строительства: наличие строительных материалов, сроки и темпы работ, степень их механизации, вопросы рабочей силы и транспорта и др.
Важнейшими эксплуатационными требованиями, предъявляемыми к мелиоративно-гидротехническим сооружениям, будут: гибкое выполнение графика водоподачи на оросительную систему в целях получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур и поднятия плодородия орошаемых земель; подачи в систему воды, освобожденной от вредных наносов, как донных, так и взвешенных: регулирование водно-воздушного режима почвогрунтов совместно с агротехническими и другими мероприятиями (на осушительных и оросительных системах).
Проектирование ГС должно основываться на широком использовании передового опыта советского гидротехнического строительства в отношении комплексного использования водных источников, компоновки гидроузлов и конструирования входящих в них сооружений.
Размеры ГС устанавливают гидравлическими расчетами, которые должны также выявить наилучшие условия технической эксплуатации сооружений (маневрирование затворами, недопущение опасных размывов, заиления и осаждения, смыв и удаление наносов). Прочность и устойчивость частей ГС устанавливаются па основе теории сооружений.
В проекте выясняют также условия устойчивости грунтов, залегающих в основании и в берегах, при воздействии на них сил от сооружений, от водного потока и потока грунтовых вод, используя данные инженерно-геологических изысканий.            
Воздействие потока грунтовых вод на сооружение устанавливается гидротехническим расчетом.
Расчет ГС ведут обычно в две стадии. В первой стадии ориентировочно устанавливают общую компоновку сооружения с грубыми расчетами основных элементов (гидравлическим, гидротехническим и статическим). Установив таким путем очертания сооружения, ведут расчеты, на основе которых определяют все основные размеры сооружения и всех ею частей.
Однако и такие расчеты могут быть не окончательными. Как известно, гидравлика изучает преимущественно плоский поток, в действительности же в районе сооружений почти всегда наблюдается поток пространственный. Следовательно, гидравлические расчеты могут по дать точного решения. Кроме того, известно, что многие расчетные гидравлические коэффициенты еще не точно установлены. Поэтому при проектировании ответственных капитальных сооружений нужно исследовать их работу на моделях в гидротехнических лабораториях, уточняя при этом формы и размеры сооружений. В лабораториях проверяются также результаты гидротехнического и статического расчетов (особенно в области механики грунтов).