Использование: возведение свайных мостовых оснований большепролетных мостовых конструкций значительной протяженности на акватории. Сущность: создание технологии возведения свайных мостовых оснований большепролетных мостовых конструкций значительной протяженности на акватории при реализации пионерного способа строительства с использованием временных опор и кондукторов специальной конструкции для погружения основных (капитальных) свайных опор. Технический результат: сокращение сроков строительства и снижение трудоемкости работ при упрощении процесса возведения свайных мостовых оснований за счет производства работ без применения плавсредств и, в значительной мере, за счет использования временных опор и кондукторов специальной конструкции для установки свайных временных и основных (постоянных) опор с технологической платформы, перемещаемой по временным опорам. Повышение надежности монтажа и бесперебойность работы независимо от погодных условий и волнения на акватории. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2447226

Изобретение относится к способам возведения свайных мостовых оснований большепролетных мостовых конструкций значительной протяженности на акватории.

Типичными аналогами технологии возведения гидротехнических сооружений являются технические решения , модифицирующие традиционные способы и требующие, как правило, применения плавсредств (суда, понтоны), оснащенных подъемными кранами и другим специальным оборудованием.

Основным недостатком этих известных способов является значительная трудоемкость, сложность и стоимость работ вследствие использования плавсредств, эффективность которых зависит от погодных условий. При этом установку временных (инвентарных) опор для повышения производительности эти способы не предусматривают.

Известен способ монтажа пролетных строений моста, включающий возведение объемными блоками с использованием временных опор. Однако этот способ предназначен лишь для мостовых конструкций, сооружаемых на суше, и не учитывает специфики монтажа мостов с большими пролетными строениями.

Известный способ возведения моста, включающий выполнение постоянных опор и монтаж пролетного строения с использованием временных опор, реализует секционное пролетное строение, но не рассматривает особенностей возведения свайных оснований на акватории, поэтому, также как и способ , не может быть использован в гидротехническом строительстве большепролетных мостовых конструкций.

В способе сооружения морских эстакад, принятом за прототип, предложено при помощи кранового судна устанавливать временные (инвентарные) блоки для сооружения постоянных опор, что ускоряет строительно-монтажные работы.

Недостатками способа являются сложность, трудоемкость и большие капитальные затраты, обусловленные применением плавсредств, невозможность использования в условиях значительного волнения, что затрудняет достижение оптимального критерия производства «сложность - стоимость - эффективность», т.е. достижение максимально возможной эффективности при приемлемых сложности и стоимости. Кроме того, в способе не отражена рациональная технология установки временных и постоянных опор, не предусмотрена специфика возведения свайных опор большепролетных мостов значительной протяженности.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании технологии возведения свайных мостовых оснований большепролетных мостовых конструкций значительной протяженности на акватории при реализации пионерного способа строительства с использованием временных опор и кондукторов специальной конструкции для погружения основных (капитальных) свайных опор.

Основной технический результат предлагаемого способа - сокращение сроков строительства и снижение трудоемкости работ при упрощении процесса возведения свайных мостовых оснований за счет производства работ без применения плавсредств и, в значительной мере, за счет использования временных опор и кондукторов специальной конструкции для установки свайных временных и основных (постоянных) опор с технологической платформы, перемещаемой по временным опорам. Предлагаемый способ без каких-либо ограничений позволяет реализовать пионерный способ строительства большепролетных мостовых конструкций значительной протяженности на акваториях с различной глубиной (в том числе при малых глубинах, где использование плавсредств невозможно) при повышении надежности монтажа и бесперебойности работы независимо от погодных условий и волнения на акватории.

При этом, применяя технологическую платформу специальной конструкции, обеспечивают рациональное совмещение всех производственных операций от монтажа свайного основания и мониторинга (диспетчеризации) до обустройства бытовых условий строителей-монтажников.

Технический результат достигается следующим образом.

Способ возведения свайных мостовых оснований на акватории включает погружение основных (постоянных) свайных опор (ОСО) в дно акватории сваебойным оборудованием с использованием временных опор (ВО).

Отличительной особенностью способа является то, что при сооружении пионерным способом большепролетных мостовых конструкций значительной протяженности на начальном этапе работ с крайней опоры (берегового устоя) моста выполняют погружение ВО с размещением на них временных поперечных опорных балок, на которые устанавливают технологическую платформу (ТП) с возможностью ее перемещения по этим опорным балкам, посредством которой по мере продвижения по проектному направлению работ последовательно монтируют очередные ВО, а также ОСО очередного (последующего) свайного основания. При этом подвижную ТП снабжают оборудованием и сборными элементами для монтажа ВО и ОСО, большегрузным подъемным краном и свайным погружателем, а также оснащают, по меньшей мере, одним закрепленным на ТП кондуктором для размещения свайных опор ВО и ОСО на проектное положение посредством подъемного крана с последующим погружением их в грунт дна свайным погружателем на требуемую глубину. На следующем этапе работ ТП перемещают по вновь уложенным опорным балкам, последовательно выполняют очередные ВО до проектного участка монтажа ОСО и монтируют ОСО, после чего последовательность операций повторяют для возведения очередного свайного основания.

При этом в качестве основных свайных опор ОСО используют металлические трубы большого диаметра 1000-2000 мм, из которых посредством погружения в дно выполняют свайное основание из вертикальных или наклонных свай.

В конкретном случае выполнения способа временную опору ВО выполняют, например, в виде опоры, ортогональной в плане к проектному пролетному строению мостовой конструкции и представляющей пару временных свайных колонн с размещением на них временного ригеля, на котором закрепляют временные поперечные опорные балки под технологическую платформу ТП, при этом ВО выполняют в виде свайных колонн с диаметром, меньшим диаметра ОСО, а число N пар ВО между двумя последующими свайными основаниями большепролетных мостовых конструкций определяют из соотношения

Отличием способа также является то, что закрепленный на ТП кондуктор для погружения ОСО выполняют в виде двухъярусного выносного кондуктора, нижний ярус которого снабжают опорными направляющими для последовательного монтажа свайных опор с отверстиями для погружения свай, а верхний ярус выполняют с проемами в виде стаканов для размещения свайных опор на проектное положение посредством подъемного крана с последующим погружением их в грунт свайным погружателем вертикально или с наклоном к вертикали до 30°.

Способ отличается тем, что технологическую платформу ТП оснащают двумя кондукторами для монтажа соответственно ВО и ОСО, закрепленными на противоположных частях ТП, причем кондуктор для монтажа ВО закрепляют на ТП по направлению производства работ.

Кроме того, отличием способа является то, что технологическую платформу ТП выполняют, по крайней мере, двухуровневой, на верхнем уровне ТП размещают монтажный большегрузный подъемный кран и свайный погружатель, а в межуровневом пространстве размещают модуль энергообеспечения, модуль топливоснабжения, модуль хранения комплектов необходимого оборудования и инструментов, модуль диспетчера и связи, бытовой и сантехнический блоки, при этом ТП выполняют самодвижущейся или передвигаемой по опорным балкам посредством транспортных механизмов.

В качестве свайного погружателя для забивки свай ВО и ОСО используют гидромолот, или вибропогружатель, или другое сваебойное оборудование, перемещаемое от одной свайной опоры к другой посредством подъемного крана ТП.

Способ также отличается тем, что возведение свайных мостовых оснований большепролетных мостовых конструкций большой протяженности производят одновременно с двух противоположных береговых устоев навстречу друг другу, при этом используют две ТП, оснащенные соответствующим оборудованием, устройствами и механизмами.

При этом в частном случае выполнения способа рядом по профилю мостовых оснований проектной мостовой конструкции может быть смонтирован временный мост для обеспечения производства сборными элементами для монтажа ВО и ОСО посредством грузового автотранспорта, при этом временный мост с наращиванием его пролетов одновременно с выполнением ВО монтируют с помощью ТП, которую дополнительно оснащают третьим кондуктором для установки свайного основания временного моста.

На чертеже приведена схема технологического комплекса, реализующего способ возведения свайных мостовых оснований на акватории, где использованы следующие обозначения: 1 - основные (постоянные) свайные опоры ОСО; 2 - свайные основания; 3 - временные опоры ВО; 4 - временные поперечные опорные балки под ТП; 5 - технологическая платформа ТП; 6 - большегрузный подъемный кран; 7 - свайный погружатель; 8 - кондуктор для монтажа ВО; 9 - кондуктор для возведения ОСО; 10 - временный мост.

Способ возведения свайных мостовых оснований на акватории реализуют следующим образом.

На береговой базовой рабочей площадке производят заготовку сборных элементов: основные свайные опоры ОСО 1, в качестве которых используют металлические трубы большого диаметра 1000-2000 мм; временные свайные опоры ВО 3 (колонны с диаметром, меньшим диаметра ОСО); временные поперечные опорные балки 4. С крайней опоры (берегового устоя) выполняют погружение ВО 3 с размещением на них временных поперечных опорных балок 4, на которые устанавливают технологическую платформу ТП 5 с возможностью ее перемещения по опорным балкам 4, посредством которой по мере продвижения по проектному направлению работ последовательно монтируют очередные ВО 3, а также ОСО 1 очередного (последующего) свайного основания 2. Монтаж ВО 3 и ОСО 1 осуществляют посредством подъемного крана 6 и свайного погружателя 7, при этом для установки ВО 3 применяют кондуктор, закрепленный на ТП 5 по направлению работ, а опоры ОСО 1 погружают в дно акватории, используя кондуктор 9, закрепленный на противоположной части ТП 5. Работа ТП и кондуктора известна и аналогична описанной в .

При этом временную опору ВО 3 выполняют, например, в виде опоры, ортогональной в плане к проектному пролетному строению мостовой конструкции и представляющей пару временных свайных колонн 3 с размещением на них временного ригеля, на котором закрепляют временные поперечные опорные балки 4 под технологическую платформу 5, причем число пар ВО 3 между двумя последующими (соседними) свайными основаниями 2 большепролетных мостовых конструкций (40-60 и более м) определяют из соотношения (1).

Закрепленный на ТП 5 кондуктор 9 выполняют (аналогично ) в виде двухъярусного выносного кондуктора, нижний ярус которого снабжают опорными направляющими для последовательного монтажа свайных опор 1 с отверстиями для погружения свай, а верхний ярус выполняют с проемами в виде стаканов для размещения свайных опор 1 на проектное положение посредством подъемного крана 6 с последующим погружением их в грунт дна свайным погружателем 7 вертикально или с наклоном к вертикали до 30°. Свайное основание 2 выполняют из вертикальных или наклонных свай ОСО 1. В качестве свайного погружателя 7 для забивки свай ВО и ОСО используют гидромолот, или вибропогружатель, или другое сваебойное оборудование, перемещаемое от одной свайной опоры к другой посредством подъемного крана 6.

Технологическую платформу ТП 5 выполняют, по крайней мере, двухуровневой, на верхнем уровне ТП 5 размещают монтажный большегрузный подъемный кран 6 и свайный погружатель 7, а в межуровневом пространстве размещают модуль энергообеспечения, модуль топливоснабжения, модуль хранения комплектов необходимого оборудования и инструментов, модуль диспетчера и связи, бытовой и сантехнический блоки, при этом ТП 5 выполняют самодвижущейся или передвигаемой по опорным балкам 4 посредством транспортных механизмов. При этом возведение свайных мостовых оснований 2 завершают армированием и бетонированием ОСО посредством оборудования и материалов, размещенных на ТП 5.

Рядом по профилю мостовых оснований 2 проектной мостовой конструкции монтируют временный мост 10 для обеспечения производства сборными элементами (заготовленными на береговой базовой рабочей площадке) для монтажа ВО 3 и ОСО 1 посредством грузового автотранспорта, при этом временный мост 10 с наращиванием его пролетов одновременно с выполнением ВО 3 монтируют с помощью ТП 5, которую дополнительно оснащают третьим кондуктором для установки свайного основания временного моста.

В процессе производства ТП 5 перемещают по вновь уложенным опорным балкам 4, последовательно выполняют очередные ВО 3 до проектного участка монтажа ОСО 1 и монтируют ОСО 1 свайного основания 2, после чего последовательность операций повторяют для возведения очередного свайного основания.

В частном случае выполнения способа для ускорения строительно-монтажных работ возведение свайных мостовых оснований большепролетных (40-60 и более м) мостовых конструкций большой (до 2-5 км) протяженности производят одновременно с двух противоположных береговых устоев навстречу друг другу, при этом используют две ТП, оснащенные соответствующим оборудованием, устройствами и механизмами.

Таким образом, из формулы и из описания способа и операций по его выполнению следует, что достигается его назначение с указанным техническим результатом, который находится в причинно-следственной связи с совокупностью существенных признаков независимого пункта формулы, при этом достигается оптимальный критерий производства «сложность - стоимость - эффективность», т.е. достижение максимально возможной эффективности при приемлемых сложности и стоимости.

Источники информации

I. Прототип и аналоги:

1. SU 142212 А1, 30.05.1961 (прототип).

2. RU 2161220 С1, 27.12.2000 (аналог).

3. RU 2260650 С1, 20.09.2005 (аналог).

II. Дополнительные источники по уровню техники:

4. SU 1070253 А1, 30.01.1984.

5. SU 1393861 А1, 07.05.1988.

6. ЕА 199800325 А1, 28.10.1999.

7. RU 2098558 С1, 10.12.1997.

8. Никеров П.С., Яковлев П.И. Морские порты. - М.: Транспорт, 1987, 416 с. (с.118-274).

9. Амбарян О.А., Горюнов Б.Ф., Белинская Л.Н. Устройство морских портов. - М.: Транспорт, 1987, 272 с. (с.122-199).

10. RU 83075 U1, 20.05.2009.

11. RU 41032 U1, 10.10.2004.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ возведения свайных мостовых оснований на акватории, включающий погружение основных (постоянных) свайных опор (ОСО) в дно акватории сваебойным оборудованием с использованием временных опор (ВО), отличающийся тем, что при сооружении пионерным способом большепролетных мостовых конструкций значительной протяженности на начальном этапе работ с крайней опоры (берегового устоя) моста выполняют погружение ВО с размещением на них временных поперечных опорных балок, на которые устанавливают технологическую платформу (ТП) с возможностью ее перемещения по этим опорным балкам, посредством которой по мере продвижения по проектному направлению работ последовательно монтируют очередные ВО, а также ОСО очередного (последующего) свайного основания, при этом подвижную ТП снабжают оборудованием и сборными элементами для монтажа ВО и ОСО, большегрузным подъемным краном и свайным погружателем, а также оснащают, по меньшей мере, одним закрепленным на ТП кондуктором для размещения свайных опор ВО и ОСО на проектное положение посредством подъемного крана с последующим погружением их в грунт дна свайным погружателем на требуемую глубину, на следующем этапе работ ТП перемещают по вновь уложенным опорным балкам, последовательно выполняют очередные ВО до проектного участка монтажа ОСО и монтируют ОСО, после чего последовательность операций повторяют для возведения очередного свайного основания.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве основных свайных опор ОСО используют металлические трубы большого диаметра 1000-2000 мм, из которых посредством погружения в дно выполняют свайное основание из вертикальных или наклонных свай.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что временную опору ВО выполняют, например, в виде опоры, ортогональной в плане к проектному пролетному строению мостовой конструкции и представляющей пару временных свайных колонн с размещением на них временного ригеля, на котором закрепляют временные поперечные опорные балки под технологическую платформу ТП, при этом ВО выполняют в виде свайных колонн диаметром, меньшим диаметра ОСО, а число N пар ВО между двумя последующими свайными основаниями большепролетных мостовых конструкций определяют из соотношения

где L - расстояние между двумя соседними свайными основаниями;

R - допустимый вылет стрелы большегрузного подъемного крана.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что закрепленный на ТП кондуктор для погружения ОСО выполняют в виде двухъярусного выносного кондуктора, нижний ярус которого снабжают опорными направляющими для последовательного монтажа свайных опор с отверстиями для погружения свай, а верхний ярус выполняют с проемами в виде стаканов для размещения свайных опор на проектное положение посредством подъемного крана с последующим погружением их в грунт свайным погружателем вертикально или с наклоном к вертикали до 30°.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что технологическую платформу ТП оснащают двумя кондукторами для монтажа соответственно ВО и ОСО, закрепленными на противоположных частях ТП, причем кондуктор для монтажа ВО закрепляют на ТП по направлению производства работ.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что технологическую платформу ТП выполняют, по крайней мере, двухуровневой, на верхнем уровне ТП размещают монтажный большегрузный подъемный кран и свайный погружатель, а в межуровневом пространстве размещают модуль энергообеспечения, модуль топливоснабжения, модуль хранения комплектов необходимого оборудования и инструментов, модуль диспетчера и связи, бытовой и сантехнический блоки, при этом ТП выполняют самодвижущейся или передвигаемой по опорным балкам посредством транспортных механизмов.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве свайного погружателя для забивки свай ВО и ОСО используют гидромолот, или вибропогружатель, или другое сваебойное оборудование, перемещаемое от одной свайной опоры к другой посредством подъемного крана ТП.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что возведение свайных мостовых оснований большепролетных мостовых конструкций большой протяженности производят одновременно с двух противоположных береговых устоев навстречу друг другу, при этом используют две ТП, оснащенные соответствующим оборудованием, устройствами и механизмами.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что рядом по профилю мостовых оснований проектной мостовой конструкции монтируют временный мост для обеспечения производства сборными элементами для монтажа ВО и ОСО посредством грузового автотранспорта, при этом временный мост с наращиванием его пролетов одновременно с выполнением ВО монтируют с помощью ТП, которую дополнительно оснащают третьим кондуктором для установки свайного основания временного моста.

3.1.Способ отсыпки грунтов в воду применяется длявозведения пло­тин, дамб,противофильтрационныхэлементов, напорных сооружений в виде экранов, ядер,понурови засыпки всопряженияхземляных сооруже­ний с бетонными. На возведение насыпи способом отсыпки грунтов в воду и подготовку под нее основания и сопряжений с берегами проектная организация должна разрабатывать технические условия, включающие требования по организации геотехнадзора.

3.2.Отсыпку грунтов в воду следует производить пионерным способом как в искусственные, образованные обвалованием, так и в естественные водоемы. Отсыпка грунтов в естественные водоемы без устройства пере­мычек допускается только при отсутствии скоростей течения, способного размывать и уносить мелкие фракции грунта.

3.3.Отсыпка грунтов должна производиться отдельными картами (пруд­ками),размеры которых определяются проектом производства работ. Оси карт укладываемого слоя, расположенные перпендикулярно оси сооружений, следует смещать относительно осей ранее уложенного слоя на величину, равную ширине основания дамб обвалования. Разрешение на создание прудков для отсыпки следующего слоя выдают строительная лаборатория и технический надзор заказчика.

3.4.При отсыпке насыпи в естественные водоемы и прудки глубиной от уреза воды до 4м предварительная толщина слоядолжна назначаться из условий физико-механических свойств грунтов и наличия запаса сухого грунта над горизонтом воды для обеспечения прохода транспортных средств согласно табл. 2.

Таблица 2

Толщина споя	Грузоподъемность транспортных	Слой сухого грунта, см, над горизонтом воды в прудке при отсыпке
отсыпки, м	средств, т	песков и супесей	суглинков

Толщина слоя отсыпки корректируется в процессе возведения насыпей.

При глубинах естественных водоемов от уреза воды свыше 4м возмож­ность отсыпки грунтов должна определяться опытным путем в производст­венных условиях,

3.5.Дамбы обвалования в пределах возводимого сооружения следует выполнять из грунта, укладываемого в сооружение. Продольными дам­бами обвалования могут служить переходные слои или фильтры с экрана­ми на внутреннем откосе из водонепроницаемых грунтов или искусствен­ных материалов.

Высота дамб обвалования должна быть равна толщине отсыпаемого слоя.

3.6.При отсыпке грунтов горизонт воды в прудке должен быть постоян­ным. Избыток воды отводится в соседнюю карту по трубам или лоткам или перекачивается на вышележащую карту насосами.

Отсыпка должна производиться непрерывно до полного заполнения прудка грунтом.

В случае вынужденного перерыва в работе свыше 8ч вода из прудка подлежит удалению.

3.7.Уплотнение отсыпаемого грунта достигается под воздействием собственной его массы и под динамическим воздействием транспортных средств и движущихся механизмов. В процессе отсыпки необходимообеспечиватьравномерное движение транспорта по всей площади отсыпаемой карты.

3.8.При подвозке грунта скреперами сбрасывание грунта непосредствен­но в воду не допускается. В этом случае сбрасывание грунта в воду должно выполняться бульдозерами.

3.9.При среднесуточной температуре воздуха до минус 5°С работы по отсыпке грунтов в воду производятся по летней технологии без про­ведения специальных мероприятий.

При температуре наружного воздуха от минус 5°С до минус 20°С отсыпку грунтов следует производить по зимней технологии, выполняя дополнительные мероприятия по сохранению положительной температуры грунта. Воду в прудок необходимо подавать с температурой выше 50 °С (при соответствующем технико-экономическом обосновании)

3.10.Размеры карт при работе по зимней технологии должны назначаться из условий недопущения перерыва в работе; отсыпка грунтов на карте должна быть закончена в течение одного непрерывного цикла.

Перед заполнением карт водой поверхность ранее уложенного слоя должна очищаться от снега и должно быть обеспечено оттаивание верхней корки мерзлого грунта на глубину не менее 3см.

При отсыпке грунтов в воду следует контролировать:

выполнение требований проекта и технических условий на возведение сооружений способом отсыпки грунтов в воду;

соблюдение проектной толщины слоя отсыпки;

равномерность уплотнения надводного слоя грунта движущимися транс­портом и механизмами;

соблюдение проектной глубины воды в прудке;

температуру поверхности основания карты отсыпки и воды в прудке.

3.12.Пробы для определения характеристик грунтов должны отбираться по одной на каждые 500м 2 площади отсыпаемого слоя (подводного) тол­щиной более 1м -с глубины не менее 1м, при толщине слоя 1м-с глу­бины 0,5м (от горизонта воды в прудке) .

Перекрытие русла реки при строительстве речного гидроузла является одним из сложных этапов работ в общей схеме пропуска строительных расходов. Сущность процесса перекрытия заключается в переключении расходов воды в реке на заранее подготовленный на I этапе водоотводящий тракт (различные отверстия, туннели, каналы) путем постепенного или мгновенного завала русла различного рода материалами (песчано-гравелистой смесью, горной массой, сортировочным камнем, специальными бетонными элементами (кубами, тетраядрами и др.), (рис. 2.13).

Рис. 2.13. Общая схема перекрытия русла

1-каменный банкет; 2-проран; 3 - предварительное стеснение русла; 4-контур земляной плотины; 5 - подводящий канал; 6- прорезь в верховой перемычке; 7-земляная плотина; 8-водосбросные отверстия строительного периода; 9-прорезь в низовой перемычке

Перекрытие русла осуществляется следующими способами (рис. 2.14): фронтальной отсыпкой каменного банкета в текущую воду (фронтальный способ); пионерной отсыпкой каменного банкета в текущую воду (пионерный способ); намывом песчано-гравийного грунта средствами гидромеханизации (намывной способ); мгновенным обрушением в русло земляных или горных масс (способ направленного взрыва); прочими специальными способами (сбрасыванием крупных бетонных массивов или их опрокидыванием, затоплением плавучих конструкций, забивкой шпунтовых рядов, погружением плетневых или соломенных тюфяков и т. д.).

Наиболее распространенными способами перекрытия русла реки являются фронтальный и пионерный способы отсыпки каменного банкета в воду. Сложность перекрытия при применении этих способов зависит в основном от двух факторов: максимальной скорости потока в проране Умакс и максимальной удельной мощности потока , а также от общей мощности потока N.

(2.1)

,

где Q - общий расход через проран; q - удельный расход в проране; -плотность жидкости (воды); -перепад уровня воды в проране.

Именно различием гидровлических условий и соответствующих им максимальных скоростей и отличаются эти способы.

Рис. 2.14. Перекрытие русла реки (а-фронтальным способом, б-пионерным способом; в - намывным способом, г - методом направленного взрыва, д - бетонными массивами)

1-банкет предварительного стеснения русла; 2- проран; 3 - речной поток; 4- отсыпаемый материал; 5 - автосамосвал; б-мост; 7 - ряжевые устои; 8- подача грунта гидротранспортом; 9- намываемые слои; 10 - взрываемый скальный склон реки; 11-направленный разлет материала; 12-площадка для изготовления бетонного массива; 13-бетонный массив до опрокидывания, 14 - бетонный массив после опрокидывания

При фронтальном перекрытии выявлены четыре характерные конфигурации каменного банкета по мере увеличения перепада на банкете и увеличения скорости потока (рис. 2.15). При этом следует различать три характерных перепада на банкете: критический перепад , перепад при выходе наброски из воды и конечный перепад .

Рис.2.15. Стадии формирования банкета и гидравлические условия при фронтальном способе перекрытия

I - каменный банкет; 2 - противофильтрационный экран

Критический перепад соответствует достижению максимальной мощности и скорости потока. Приближенно для фронтального перекрытия можно принимать:

; (2.2)

Изменение перепадов, скоростей, расходов и мощности потока при фронтальном перекрытии можно наглядно представить в виде интегрального графика (рис. 2.16).

При пионерном перекрытии различают две стадии: водослива и быстротока, или шлейфообразования.

Рис. 2.16. График изменения гидравлических характеристик потока в проране при фронтальном способе перекрытия

Максимальная скорость и максимальные удельные мощности при пионерном перекрытии наблюдаются при смыкании откосов банкета по дну. При этом достигается критический перепад , причем он близок к конечному перепаду (Рис.2.17), т. е. для пионерного перекрытия можно принимать

Рис. 2.17. Изменения гидравлических характеристик при перекрытии реки пионерным способом

Критический перепад при фронтальном перекрытии; критический перепад при пионерном перекрытии; критическая скорость при фронтальном перекрытии; критическая скорость при пионерном перекрытии; расход по водоотводящему тракту; расход через проран; конечный перепад

Таким образом, максимальные скорости при фронтальном перекрытии значительно ниже, чем при пионерном (при одинаковых конечных перепадах ). Поэтому он имеет преимущество для применения при перекрытии рек, у которых в русле залегают легкоразмываемые грунты. Но его применение усложняется необходимостью устройства моста через проран для отсыпки банкета. При применении пионерного способа перекрытия, наоборот, утяжеляются гидравлические условия в русле, но упрощаются организация и производство работ, не требуется устройства моста.

Выбор способа перекрытия в принципе должен осуществляться на основе технико-экономического сравнения вариантов.

Наибольшее влияние на выбор способа перекрытия оказывают природные геологические и гидрологические условия в створе перекрытия. От гидрологических условий зависит также выбор величины расчетного расхода перекрытия и сроков перекрытия русла.

Сроки перекрытия русла приурочиваются к меженным периодам и обычно устанавливаются в конце судоходного периода в осенне-зимние месяцы.

Мокрый способ отсыпки грунта является сравнительно новым. Вначале этот способ применялся только для отсыпки лёссовых грунтов; в дальнейшем его стали использовать и для отсыпки глинистых и обычных песчаных грунтов (иногда с примесью крупнообломочных грунтов и камня).

Мокрый способ имеет следующие преимущества по сравнению с сухим: а) отпадает необходимость просушивать или увлажнять карьерный грунт (до оптимальной влажности); б) обеспечивается размокание плотных комьев связного грунта, укладываемого в тело плотины; в) увеличивается длительность строительного сезона за счет возможности производства работ во время выпадения атмосферных осадков, а также во время заморозков; г) получается большая плотность отсыпанного грунта (что особенно важно при выполнении глинистых противофильтрационных устройств).

Производство работ по отсыпке грунта в воду осуществляют следующим образом. Плотину возводят горизонтальными слоями толщиной для глинистых грунтов до 1,5...2,0 м и для песчаных до 4,0 м. Каждый намеченный горизонтальный слой грунта разбивают на карты (прямоугольные в плане), причем по границам карт сухим способом отсыпают дамбы высотой, равной примерно толщине слоя. Карту, намеченную к засыпке грунтом, предварительно заполняют водой (с помощью насосов). После этого ведут работы по отсыпке грунта в карту согласно схеме на рис. 2.93. Как видно, заполнение карты грунтом производится в воду пионерным способом. Вытесняемая грунтом из пруда карты вода сливается в соседнюю карту. Начальное уплотнение грунта обеспечивается автосамосвалами в процессе отсыпки подвезенного грунта, а также бульдозерами при выравнивании ими поверхности отсыпанного слоя грунта. Какоголибо дополнительного уплотнения в данных условиях не производят.