Нижегородский государственный

архитектурно-строительный университет


Инженерно – строительный институт
Кафедра гидротехнических сооружений

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

«Организация строительства Путкинской ГЭС на реке Кемь»

Выполнил: студент гр. 268,                                                              Гришаев К. И.
Руководитель:                                                                              Сидоров Н.П.
Нижний Новгород – 2005 г.

Содержание

1. Исходные данные……………………………………………………

     1.1. Природные условия района строительства……………………

1.1.1. Геологические и топографические условия района строительства …………………………………………………………

         1.1.2. Гидрологические характеристики реки.………………

         1.1.3. Инженерно геологические условия района строительства..........................................................................................

        1.1.4. Местные строительные материалы……………………

     1.2. Краткая характеристика гидроузла……………………………

2. Очерёдность возведения основных сооружений и схема пропуска строительных расходов…………………………………………………

3. Расчётные строительные расходы…………………………………

4. Гидравлический расчёт пропуска строительных расходов.

4.1. Пропуск расходов первой очереди через стеснённое русло……….

4.2. Пропуск расходов второй очереди через донные отверстия………

5. Тип и конструкция перемычек ………………………………………..

6. Метод осушения котлована……………………………………………

7. Определение объёмов работ…………………………………………...

Литература………………………………………………………………


1. Исходные данные

1.1. Природные условия района строительства

1.1.1. Геологические и топографические условия района строительства
            Участок строительства Путкинской ГЭС располагается в 7,5 км от устья Белого моря на относительно равнинной местности. Она располагается на Северо – Западной Восточна – Европейской равнине.

         Долина ареки ориентирована в Восточном направлении. Борта долины умеренно крутые, местами ступенчато прерывистые, с небольшими возвышенностями. В некоторых впадинах долины видны следы древней эрозии.

         Длина реки ассиметрична. Левый склон долины по сравнению с правым – более крутой с плавными возвышенностями. Правый склон неровный, гористый.

         На участке строительства явно просматривается пойма, а также надпойменные террасы.


1.1.2. Гидрологические характеристики реки

Среднегодовая температура t = +0,7ºC. Абсолютный максимум приходится на июль t = +33ºC, минимум t = -43ºC

Климат переходный от морского к континентальному. Амплитуда колебаний температуры невелика (на юге - 9,5ºC, на севере - 14ºC в самом холодном месяце). Число дней с температурой среднесуточной выше 0ºC, составляет 93 дня, а ниже 0ºC – 272 дня. Годовая величина относительной влажности составляет 10%. Норма испарения с водной поверхности равна 450 мм. за безледоставный период. Норма осадков для Путкинской ГЭС составляет 450 мм. В тёплый период выпадает 75% осадков от общий суммы за год. Максимум замечен в августе 70 мм., минимум в феврале (20 мм.). Число дней в году с осадками составляет 189. Снежный покров в районе строительства минимум около 180 дней. Выпадает он в октябре, а иногда и в сентябре, а оттаивает в апреле или в начале мая. Отдельные снегопады бывают даже в начале июня. Максимальная высота снежного покрова на открытых местах доходит до 45 см. В среднем за год насчитывается 62 дня с метелями и продолжаются с октября по май. Непосредственные наблюдения за глубиной промерзания в районе строительства отсутствуют. По данным наблюдаемых станций глубина промерзания грунта составляет  около 90 см. Для расчёта параметров волны принимается западное направление ветра с расчётной величиной скорости V20% = 5,0 м/с. Скорость ветра V1% = 10 м/с.


 Таблица         Характерные расходы и уровни в створе гидроузла

Наименование расхода				Величина расхода м3/с	Уровень	Примечания
1				2	3	4
Максимальный расчетный расход				1500
обеспеченностью 0,5%
То же,обеспеченностью 10%				997	16,25
Максимкльный наблюденный расход				1097	16,45	17.v-1943
Минимальный наблюденный расход				39		5-9IV-1960
Максимальны расход марта месяца 10%-				166	14,2
обеспеченности
Среднемесячный расход октября				250	14,59
Максимальный расход августа 10%-				540	15,33
обеспеченности
Максимальный расчетный расход				1170	16,4
обеспеченностью 3%

1.1.3. Инженерно г

еологические условия района строительства
         Район размещения гидроузла сложен кристаллическими породами (архей и протерозой). Кристаллические породы представлены беломорскими гнейсами, гнейсогранитами гранитами магматическими, реже габбро и амфитомитами. Имеются трещины, близкие к горизонтальным. Все кристаллические породы характеризуются высокой прочностью (временное сопротивление силами более 900кг/см²), неравномерной трещиноватостью к слабой водопроницаемостью (коэффициент фильтрации от 0,001 до 1 м/сут). Зона выветривания выражена неотчётливо, мощность её не более 5 м.

         Четвертичные отложения (ледниковые позднее-ледниковые и после-ледниковые) имеют почти повсеместное распространение.

         Мощность их меняется от 0 до 90 метров. К ледниковым образованиям относится плотная, песчано-валунная морена. Их мощность меняется от 0,5 до 30 метров. Водонепроницаемость морены слабая, коэффициент фильтрации 0,1 – 1,0 м/сутки. К позднеледниковым образованиям относятся озёрно-ледниковые глины серые с голубоватым или зеленоватым оттенком. Они широко распространены на склонах долины реки Кемь, на водоразделах и в русле реки Кемь. Мощность её 10 – 15 метров. К озёрно-ледниковым отложениям относятся суглинки и пески, имеющие незначительное распространение и малую мощность.              

        


1.1.4. Местные строительные материалы
         Для строительства Путкинской ГЭС имеются в наличии следующие строительные материалы:

1. Грунты для возведения земляных сооружений. Левый берег реки Кемь на 0,5 км выше створа плотины представляет моренные отложения , состоящие из пылеватых, мелкозернистых, плотных песков с валунами, галькой и гравием. Местами песчаная толща сменяется супесчаной. Мощность полезной толщи изменяется в зависимости от рельефа коренных пород от 0,6 до 17,2 м. По гранулометрическому составу эти грунты пригодны для отсыпки земляных сооружений. Грансостав карьерных грунтов приведён в таблице 10.

                                     «Грансостав карьерных грунтов»                    Таблица 10

№ Месторождения	Гранулометрический состав в % Размер фракций в мм
	Валуны >100	Галька, гравий 100÷2	Песок 2÷0,05	Пыль 0,05÷0,002	Глина <0,002
[44]	7	18	57	17	1,0
[90]	3	26	55	14	2,0

         Правый берег р. Кемь [90] в 1,5 км ниже створа плотины представляет собой моренные пески, мелкозернистые, пылеватые с гравием и галькой. Специальной разработки месторождение не требует. Подсчёт запасов морены производится среднеарифметическим методом.


                                       «Таблица запасов морены»                           Таблица 11

№№ месторождения	Площадь месторождения, тыс. м2	Запасы, тыс. м3
[44]	133	1491
[90]	126	761

2. Песок и гравий для бетона «Шуерецкий» карьер. Он находится в 5,0 км от станции Шуерецкая. До основной магистрали проложена однопутная железнодорожная ветка. Месторождение представляет собой возвышаемость размерами 500 на 80 м и высотой 15÷20 м.

         Боярский карьер находится в 148 км от станции Кемь и в 2 км от станции Боярской Октябрьской железнодорожной ветви. Месторождение представляет собой гряду длиной 15 км вдоль линии железной дороги, высотой 11÷15 м и шириной 200÷400 м. Пески в основном кварцевые. Гравий, галька и валуны состоят исключительно из кристаллических пород. Гравий и песок Боярского месторождения соответствует нормам ГОСТа и применим для гидротехнического бетона.

                   «Таблица запасов песка и гравия для бетона»                Таблица 12

Карьер	Площадь месторождения в тыс. м2	Запасы тыс. м3
		Песок	Гравий
Шуерецкий	211,0	402,8	210,0
Боярский	33,864	118,0	222,0

3. Камень. Добывается из месторождения сложенного беломорскими гнейсами и расположенного на левом берегу р. Кемь в 600 м от створа плотины и в 400 м от шоссе города Кемь. Камень можно получить из полезных выемок на участках водосброса, каналов и здания ГЭС. В основном выемка произойдёт в беломорских гнейсах.

4. Глина. Месторасположение глины располагается на левом берегу р. Кемь в 1,3 км выше створа плотины. Запасы строительных материалов в рекомендуемых месторождениях превышают потребность строительства.

         Лесоматериалы поставляются с воды на прибрежную территорию лесозавода, столярные изделия – с предприятий Совнархоза. Дрова (топливо) поставляются непосредственно на площадку лесозавода, уголь и нефть – централизованно. Кирпич поставляется с Летнерезенского завода, шлак с – железнодорожной станции Медвежья Гора, сборный железобетон с помощью железобетонных изделий, сборный железобетон для гидротехнического строительства – с помощью железобетонных изделий в районе города Кеми. Скальную породу для банкетов, набросок и прочих нужд добывают из полезных выемок основных сооружений (71%) и отвалов (29%).  
1.2. Краткая характеристика гидроузла
         Путкинская ГЭС запроектирована в 7,5 км от устья Белого моря. В этом месте река имеет излучину, далее участок реки порожистый с порогами Путки (3 порожистых участка). Напор на земляную плотину составляет 15,5 метров, а напор на здание ГЭС 21,5 метров. Напор, создаваемый деривацией будит 6,5 метров.

         Нормальный подпорный уровень гидроузла 28 метров.

         Деривационный канал образуется благодаря устройству напорной дамбы и расположенным справа от неё естественного берега с высокими отметками. Деривационный канал вначале имеет ширину около 100м, а далее 500 – 600 м.

         Напорные сооружения располагаются в правобережном скальном массиве.

         Отметка гребня плотины = 22,0 м.

         Водосброс размещается на правом берегу, рядом с земляной плотиной. В конструктивном решении бетонный водосброс представляет собой водосливную плотину с двумя пролётами по 12 м каждый.

         Здание ГЭС расположено на расстоянии 105 м от оси агрегатов до конца отводящего канала. 
2. Очерёдность возведения основных сооружений и схема пропуска строительных расходов.
Все сооружения Путкинской ГЭС, за исключением русловой плотины, расположены на пойме. В данном случае отвод воды целесообразно проводить путём секционирования в две очереди с достройкой плотины при оставленных донных отверстиях.

В первую очередь строительства расходы реки в этот период проходят по естественному руслу реки, сжатому перемычками первой очереди, ограждающими котлован, в котором ведётся строительство водосброса. Перемычками второй очереди определяют место под котлован, в котором ведётся строительство здания ГЭС.


3. Расчётные строительные расходы
         Все гидротехнические сооружения, предназначенные для пропуска строительных расходов, относятся к временным сооружениям.

         Максимальный расход строительного периода принимается согласно СНиП 2.06.01-86 в соответствии с классом сооружения. Т.к. класс временных сооружений Путкинской ГЭС третий, а эксплуатация более трёх лет, то      Q_р.с. – 5%. Тогда:

Q_р.стр.5% =997 м³/с при УВБ=16,4 м.


5. Тип и конструкция перемычек
         Все возводимые перемычки Путкинского гидроузла принимаются земляными из моренного грунта. Поперечное сечение перемычек трапециидальное. Заложение склонов верхового 1:7,5, низового 1:1,5. Отметки гребня перемычек выбраны из условия пропуска максимального поводочного расхода 10% обеспеченности, через незначительно сжатое перемычками русло. Ширину по гребню перемычек принимаем 7,5 м из условия двухстороннего проезда по ним автотранспорта. Все перемычки отсыпаются из мореного грунта, который наиболее доступен в районе строительства Путкинского гидроузла.

         Отсыпка производится поперечным способом с автосамосвалов.

         Длинна верховой перемычки – 130 м, низовой перемычки – 110 м, продольной перемычки – 150 м.

         Поперечное сечение перемычек водосброса представлено на рис.

         Перемычка у отводящего канала здания ГЭС несёт высоту 15 м. Гребень перемычки на отметке 24,65 м. Заложение откосов верхового 1:2,5, низового 1:2. Длинна перемычки 150 м.


6. Метод осушения котлована
         При возведении основных сооружений Путкинской ГЭС потребуется сделать поверхностный водоотлив. Для водоотлива применяются электрические насосы, которые устанавливаются на водосбросе, в подводящем канале ГЭС, в котловане здания ГЭС, в котловане отводящего канала. Наряду с открытым водоотливом, необходимо провести первоначальную откачку воды из котлованов.

Электрические насосы питаются от местных источников электроэнергии строительной площадки. Откачка воды сопровождается наблюдениями за понижением уровня воды, объёмом откачки и приточностью.  Задача эксплуатационного водоотлива поддерживать котлован в сухом состоянии. Для этого по периметру котлована устраивают приямок, в который опускают всасывающие патрубки насосов. Вода, проникающая через перемычки в котлован собирается с приямке и удаляется насосами.


Литература

1.     М. П. Коваленко, В. А. Бочаров. Пропуск расходов реки при строительстве гидроузлов. Горький, 1980

2.     Б. М. Ерахтин. Проектирование организации строительства речных гидроузлов. Методические указания для выполнения курсового и дипломного проектов по специальности 2904. Горький, издание ГИСИ им. В. П. Чкалова, 1990. с. 88