Экономика строительства плотин на нескальных основаниях и пути их удешевления

В области снижения стоимости плотин на нескальном основании за последние годы наметилось четыре основ­ных направления:

1) повышение удельного расхода воды, что дает сокращение фронта водосливных плотин и перекрытие оставшегося водоподпорного фронта более дешевыми глухими земляными пло­тинами. На Верхне-Свирской плотине при напоре Н=17 м принят удельный расход 13,2 м³/с на 1 м, на Волжской ГЭС при Н= 27 м q=44 м³/с, Воткинской - при Н=23 м q = 58 м3/с, Чебоксарской - при Н = 19 м q = 97 м3/с. Такое увели­чение удельного расхода удалось сделать за счет более точного определения условий растекания   потока.   Сооружения  в нижнем бьефе составляют до 20-25% от объема всех сооружений. Наличие глубоких ковшей с загрузкой их крупным камнем позволяет повы­сить удельный расход и сократить длину рисбермы. На Каховской плотине на мелкозернистом основании удалось значительно сокра­тить длину водобоя и рисбермы устройством в конце рисбермы глу­бокого ячеистого зуба из металлического шпунта;

2)   облегчение плотины за счет уменьшения и даже снятия фильтрационного противодавления и замены веса бетона сооружения пригрузкой водой и грунтом. Исключительная роль отводится здесь развитию вертикальных путей фильтрации, т. е. устройству шпунтовых и цементационных завес, а также дренажей. Вынос в сторону верхнего бьефа консольной фундаментной плиты, устрой­ства анкерных понуров позволяет существенно облегчить тело плотины;

3)  совмещение плотины и гидростанции в одном сооружении, что вполне удается при напорах 25-40 м, позволяет экономить по гид­роузлу в целом 20-30% бетона и до 5-7% арматуры. За счет эжекции можно получить дополнительную экономию. К недостат­кам совмещенных ГЭС можно отнести: осложнение строительных конструкций, увеличение стали на затворы и пазовые конструкции, осложнение гидроизоляционных уплотнителей, уменьшение диа­метра агрегатов и увеличение их числа, увеличение глубины кот­лована и увеличение объема выемок. Использование горизонталь­ных капсульных агрегатов сокращает объем выемок и упрощает строительные конструкции. Кроме того, капсульные агрегаты уда­ется разместить в плотине при напоре до 20-25 м;

4)   применение сборных конструкций позволяет индустриализи­ровать  строительство,  снизить сезонность и сроки строительства.

Применение несущих армоконструкций, использование армобетонных плит по опыту Каунасской, Боткинской, Иваньковской, Волжской и других гидроузлов может дать существенную эконо­мию в стоимости строительных работ.

Возможна разработка наплавных конструкций плотин с отка­зом от дорогостоящих перемычек (пример строительства Кислогубской ЭС). Может дать экономический эффект замена береговых водосбросов на водосбросы, расположенные в грунтовых плотинах, например, предложенных П. И. Гордиенко.

В низконапорных плотинах значительную долю сдвигающих нагрузок - до 40% возможно передать на глубокие зубья, заде­ланные в грунт, что позволит уменьшить объем бетона плотины. Аналогичные устройства предложены С. В. Лузаном, когда плоти­на передает нагрузку на свайные упоры, которые эффективны при напорах до 5-7 м;

Снятие взвешивающего давления путем откачки воды из дре­нажей с помощью автоматической системы, снабженной независи­мым (самостоятельным) питанием электрическим током, эжекто­рами, позволит облегчить плотину.