Контроль качества работ на строительстве плотин сводится к установлению соответствия фактических результатов проектным требованиям к грунтам и камню; к определению проекта производства работ.
Для выполнения этих требований помимо проектной технической документации необходимо иметь технические условия на разработку карьеров, подготовку грунта и камня для укладки и возведения плотины, инструкцию по контролю качества работ на строительстве плотины и указания по методике контроля, если она отличается от общепринятой, стандартной. Результаты контроля записываются в журналы, ведомости и суточные рапорты и оформляются в виде графиков. Эта техническая документация представляется ежемесячно и при сдаче плотины в эксплуатацию.
В состав контрольных исследований и наблюдений за качеством работ на строительстве каменно-земляных и каменнонабросных плотин входят следующие мероприятия.
Контроль качества грунта в карьерах — определяются гранулометрический состав и карьерная влажность и устанавливается соответствие их требованиям проекта.
Контроль качества камня в карьере — определяются крупность, состав и содержание мелочи и при необходимости изменяется технология буро-взрывных работ.
Контроль качества грунта, подготовляемого для отсыпки в плотину, — ведутся наблюдения за доувлажнением или подсушиванием грунта в карьере, выдастся разрешение на его разработку, если грунт доувлажняется на карте отсыпки, определяется количество воды, добавляемой перед уплотнением грунта, при обогащении грунта проверяется соответствие его проектному составу.
Контроль технологии возведения плотины — проверяются очередность отсыпки отдельных зон плотины в летних и зимних условиях и толщина отсыпаемых слоев грунта и камня, тщательность разравнивания и перемешивания грунта на карте отсыпки и равномерность его доувлажнения, устанавливается необходимость удаления сверхмерного камня, ведутся наблюдения за сегрегацией грунта и камня при пионерном способе отсыпки; ведется учет числа проходов грунтоуплотняющих механизмов.
Контроль качества межслойных контактов — назначаются рыхление верхнего слоя грунта, если укатка производилась гладкими катками, и удаление закатанных автосамосвалами поверхностей ярусов каменной наброски.
Наиболее длительным по времени является контроль за влажностью и плотностью отсыпки из крупнообломочных грунтов. НИС Гидропроекта при возведении ядра Нурекской плотины применил новый объемометрический метод определения влажности и плотности грунта, существенно сокращающий время, необходимое для получения оперативных данных практически в процессе отсыпки. На строительстве Гальской плотины для измерения плотности конгломератов, отсыпанных в воду, применялись радиоизотопные плотномеры РП-5.
В практике строительства плотин еще не разработано удовлетворительного метода контроля плотности каменной отсыпки. На строительстве плотины Кугар в уплотненном слое камня аккуратно вручную делалась круглая ямка с помощью обсадного кольца диаметром 1,8 м. Масса и влажность вынутого камня определялись обычным методом, а для определения объема вынутой породы ямка выстилалась полиэтиленовой пленкой и заполнялась водой.
Для определения плотности каменной отсыпки в ГДР создан «прибор-регистратор», основанный на изменении скорости распространения волны. Прибор позволяет установить дефектные участки отсыпки, если они находятся на глубине менее 2—3 уложенных слоев. Длительность измерения участка длиной 30 м, включая подготовку к измерениям и определение результатов, составляет около 1 ч.
При возведении плотины в зимних условиях проверяются уплотнение грунта на карте отсыпки до его замерзания и содержание в отсыпаемом грунте мерзлых комьев, устанавливается режим подогрева грунта в штабелях, карьере и воды в прудках (при отсыпке грунта в воду), дополнительный подогрев грунта на карте или внесение растворов, предохраняющих грунт от смерзания во время его уплотнения. Контроль грунта, уложенного зимой, должен быть более тщательным, чем уложенного летом.
Для контроля качества основания составляется геологическая документация вскрытых котлованов и устанавливается их соответствие требованиям проекта.
Для противофильтрационных устройств плотины основными показателями качества работ являются плотность и влажность грунта. Для переходных зон и фильтров, а также боковых призм, выполненных из камня или крупнообломочных грунтов, — плотность и гранулометрический состав. Эти характеристики по отобранным пробам определяются в геотехнической лаборатории строительства, а плотность и влажность уложенных грунтов экспрессными методами — газометрическим или радиометрическим. Такой контроль выполняется по всей высоте отсыпаемого слоя. По результатам контроля составляются кривые обеспеченности ( рис. 10-48); получаемые при контроле данные не должны выходить за пределы проектных допусков.
При контроле качества грунта, отсыпаемого в воду, определяются плотность и влажность каждого отсыпанного слоя, а также образцов, извлекаемых забивным стаканом из буровых скважин. По образцам наблюдается процесс консолидации грунта — уменьшение влажности и увеличение плотности во времени до проектных. Кроме того, в зонах, которые влияют на противофильтрационные характеристики, устойчивость откосов и деформацию плотин, периодически отбирают образцы для определения коэффициента фильтрации, сдвиговых и компрессионных характеристик насыпи.
При установлении методов контроля наброски следует учитывать ее назначение в профиле плотины. Для наброски камня в креплении верхового откоса контролируется только крупность камня. Для наброски камня в пригрузках, где осадка не оказывает существенного влияния на деформации плотины, контроль качества ведется по косвенным показателям: гранулометрическому составу отсыпаемого камня и содержанию мелочи, расходу воды и уплотнению в плановом и высотном положении отсыпаемого откоса, а также осадки временных реперов, установленных на бермах каждого из ярусов отсыпанного камня.
Рис. 10-48. Гранулометрический состав грунтов плотины Майка.
1 — осредненные составы; 2 — состав обеспеченностью 90%; 3 — то же 10%; 4 — то же 85%; 5 — то же 15%.
Для наброски камня в несущих частях профиля плотины, где ее осадка может существенно влиять на деформации плотины, кроме получения косвенных показателей для оценки качества работ, т. е. пустотности и плотности наброски, иногда организовывают учет поступающего на плотину камня путем взвешивания на контрольных весах груженных камнем автосамосвалов. Вместе с недельными или месячными геодезическими замерами это позволяет определить среднюю пустотность, а следовательно, и плотность уложенной за этот период наброски.
Осадка наброски является основным показателем качества работ на плотине, поэтому определению деформаций наброски при строительстве плотины и заполнении водохранилища должно быть уделено особое внимание. Для этого в проекте должны быть намечены места расположения, отметки и конструкции марок, наблюдения, за которыми должны быть начаты с начала работ по наброске камня в плотину. Эти наблюдения должны дать картину деформаций плотины в результате осадки грунтов основания под нагрузкой от плотины и отсыпки камня в течение всего строительного периода, во время заполнения водохранилища и при эксплуатации плотины. В период строительства плотины сохранности реперов должно быть уделено должное внимание.
Результаты лабораторных исследований грунта и полученные при возведении опытных насыпей, используются как основа для определения плотности и влажности грунта в плотине и как эталон полевого контроля плотности возводимой плотины.
Исследования показывают, что для выбора типа катков, числа проходов их по одному следу и толщины укатываемого слоя, полевая кривая уплотнения почти совпадает с лабораторной для того же грунта. Поэтому для большинства грунтов представляется возможным по лабораторным результатам уплотнения установить эталон полевого контроля за уплотнением грунта, который может быть положен в основу составления технических условий на возведение плотины.
В большинстве случаев методы уплотнения грунта устанавливаются по опытной насыпи. Независимо от высоты плотины это необходимо делать при использовании в плотине выветрелых пород, для которых данные лабораторных исследований не показательны.
Ряд организаций принимают в проектах плотин разные значения плотности в зависимости от высоты плотины и влажности грунта. Плотность грунта в полевых условиях колеблется в пределах 95—98% минимума стандартных лабораторных исследований.
Для грунтов ядра выполняется до 30 определений плотности на каждые 10 тыс. м3 насыпи, но не менее 3 определений на слое в смену. Для проницаемых грунтов производится от 1 до 15 определений на каждые 100 тыс. м3 насыпи и также послойно.
В технических условиях на возведение плотины содержится следующее:
а) карьеры грунтов и камня для отсыпки (наброски) плотины, методы разработки и подача их на плотину;
б) методы отсыпки и разравнивания на карте отсыпки грунта и камня;
в) способы доувлажнения грунта до требуемых пределов;
г) метод уплотнения грунта, грунтоуплотняющий механизм и число его проходов по одному следу;
д) проектная плотность и влажность, а также допустимые отклонения;
е) число определений плотности, влажности, гранулометрического состава, коэффициента фильтрации и сдвиговой прочности грунтов отсыпки.
По результатам определения плотности и влажности грунтов отсыпки производится посменная приемка работ, а по выполненным определениям всего комплекса исследований производится приемка плотины в целом или части ее для очередного заполнения водохранилища.
