Глава одиннадцатая
ПОДЭКРАНОВАЯ ПОДГОТОВКА, БЕТОНИРОВАНИЕ И МОНТАЖ ЭКРАНОВ ПЛОТИН
11-1. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ ПО ПОДЭКРАНОВОЙ ПОДГОТОВКЕ
Работы по возведению сухой подэкрановой кладки являются трудоемкими и малопроизводительными, поэтому интенсивность подачи камня бывает ограниченной. Материалы, необходимые для подэкрановой кладки, доставляют теми же транспортными средствами, что и камень для наброски плотины.
Пустотность сухой кладки обычно колеблется в пределах 25—30%. Так, при возведении плотины имени А. Стамболийского (Болгария) пустотность сухой кладки при квалифицированном ее выполнении была 28—30%. В подэкрановую кладку не применяется карьерная мелочь. Она используется только для заполнения вертикальных швов. Скопление карьерной мелочи в сухой кладке может повлечь за собой образование местной осадки. Острые края или выступающие неровности отдельных камней нужно скалывать при укладке, поскольку это также может привести к осадке. Минимальная осадка кладки обеспечивается тщательностью ее выполнения из камней относительно правильной формы, имеющих хорошие площади опоры.
Примером выполнения вручную сухой каменной кладки может служить плотина на р. Росица водохранилища имени А. Стамболийского высотой 55,0 м (рис. 11-1) в Болгарии.
Плотина Бу-Ханифия (Алжир) объемом 700 тыс. м3 выполнена из крупного камня, который укладывали кранами. Вручную укладывали лишь подручный камень и заполняли пустоты между крупными камнями. Кладка выполнялась слоями по 5,0 м. Средняя пустотность кладки, измеренная по объему кладки 440 тыс. м3, составила 26,75%. Подэкрановую подготовку толщиной нс меньше 0,4 м выполняли в виде облицовки ступенчатого откоса пористым бетоном, чтобы исключить возможность образования противодавления под экраном. Все уложенные по нормали к откосу камни кладки утоплены в бетон, а откос представляет собой ровную поверхность. Бетон обеспечивал его укладку без опалубки. Водонепроницаемость плотины достигается асфальтобетонным экраном, конструктивно аналогичным с экраном плотины Гриб.
Кладку плотины Гриб выполняли из крупных глыб массой до 15 т, которые доставляли из карьера на расстояние 10 км по железной дороге. Камень укладывали гусеничными крапами (рис. 11-1) правильными рядами с пустотностью 25—26%, которую определяли
взвешиванием камня, поступающего на плотину. В пределах верхового откоса сухую кладку выполнили более тщательно с минимумом пустот, как подэкрановую, из отборных камней или бетонных блоков.
Для архитектурного оформления каменноземляных плотин их низовой откос часто покрывают слоем кладки из крупного и правильно подобранного по форме камня, обычно укладываемого вручную или же легкими кранами.
Для плотин с железобетонным экраном объем подэкрановой кладки зависит от уклона верхового откоса и толщины кладки.
На плотинах Уишон и Кортрайт по опыту строительства плотин Лоуэр Бэр Ривер, где верховой откос на плотине № 2 был выполнен с уклоном 1 : 1 при той же единичной стоимости, что и верховой откос с уклоном 1 : 1,3 на плотине № 1, были приняты переменные верховые откосы от 1 : 1,3 до 1:1 и постоянные низовые 1 : 1,4 и толщина слоя подэкрановой кладки от 3,5 до 2,4 м. Такой откос с переменным уклоном оказался удобным и для бетонирования экрана.
Подэкрановую кладку каменнонабросных плотин укладывают горизонтальными слоями или перпендикулярно плоскости верхового откоса. В первом случае используют камень неправильной формы: укладка его удобна в производстве работ и дает хороший контакт с наброской. Во втором случае применяют камень более правильной формы, обеспечивающий монолитность кладки как основания для экрана. Подэкрановую кладку плотин выполняют обычно из крупного постелистого камня, укладываемого кранами-дерриками (плотина Дикс-Ривер) или гусеничными кранами (плотина Парадела). Подэкрановую кладку ведут одновременно с наброской, но с некоторым отставанием по высоте. Это отставание в [Л. 101] рекомендуется принимать равным 20 м; фактически оно колеблется от 20 до 40 м. Для того чтобы наброска получила большую осадку, необходимо стремиться к большему разрыву в сроках между отсыпкой наброски и выполнением кладки (но не задерживая ради этого готовность плотины к заполнению водохранилища).
На рис. 11-2 показана последовательность выполнения работ по плотине Парадела для заполнения водохранилища в три этапа. Подэкрановую кладку толщиной от 8,6 до 3,0 м (по нормали к откосу) из отборного крупного камня массой до 10 т выполняли восьмью гусеничными кранами с интенсивностью . 10 тыс. м3/мес. Пустоты между камнями заполняли мелким камнем массой не менее 20 кг и щебнем крупностью 5 см.
Рис. 11-1. Кладка низового откоса плотин.
а — вручную на плотине А. Стамболийского; б — кранами на плотине Гриб.
Перед началом подэкрановой кладки откос наброски для удаления мелочи промывали струей воды из гидромониторов.
Поскольку отсыпка наброски и подэкрановая кладка выполняются неодновременно, можно освобождающиеся в карьерах экскаваторы использовать на работах по подэкрановой кладке. Так, в период наибольшего развития работ на подэкрановой кладке плотины Солт Спрингс пять гусеничных кранов, переоборудованных из экскаваторов с емкостью ковша 0,5 м3 и стрелами длиной 11—12 м, выполняли до 11 тыс. м3/мес кладки. Каждый кран обслуживал участок протяженностью 60—90 м и за один проход укладывал слой кладки высотой 1,8 м.
Рис. 11-2. Последовательность выполнения работ на строительстве плотины Парадела для трех очередей ее постройки.
а —отсыпка камня; б — выполнение подэкрановой кладки; в — бетонирование экрана;
Основным требованием при возведении подэкрановой кладки является соблюдение плотности кладки между смежными камнями. На строительстве плотины Уишон допускалась максимальная ширина вертикальных швов 15 см с заполнением их щебнем крупностью 5 см. Такое упрощение значительно сократило сроки выполнения кладки. Кладку выполняли из отборного камня массой 1—10 т.
Рис. 11-3. Строповка крупного камня при его погрузке или укладке в плотину.
Производительность крана со стрелой 24 м на такой кладке составила в среднем 100 м3/смену, а максимальная достигла 150 м3/смену. Производительность кранов на других плотинах при иных требованиях к кладке была ниже и колебалась в пределах 30—50 м3/смену на кран.
Строповку камней при подъеме краном на погрузке в карьере или при кладке на плотине осуществляют за штыри, заделанные в предварительно пробуренные шпуры (рис. 11-3). Для этой цели применяют и специальные челюстные захваты.
На рис. 11-4 показано совмещение работ по отсыпке наброски, подэкрановой кладке и бетонированию экрана, что возможно в период завершения работ на строительстве плотины.
Рис. 11-4. Совмещение производства работ по отсыпке камня, подэкрановой кладке и бетонированию экрана.
В настоящее время подэкрановую сухую кладку нельзя считать прогрессивным решением, так как она является трудоемкой и требует большого числа квалифицированных рабочих для ее выполнения. Более прогрессивной конструкцией является подэкрановая подготовка, выполняемая из каменной отсыпки, уплотненной виброукаткой. Так, под железобетонный экран на плотине Нью-Эксчекер подэкрановая подготовка выполнена из мелкого камня крупностью 5—38 см, уплотненного виброукаткой.
