Технологические особенности строительства плотин в суровых климатических условиях

В настоящее время в СССР плотины в суровых климатических условиях строят в течение всего года. В США, Канаде, Швеции их строят в основном в летний период. Необходимость укладки грунта в тело плотины при низкой температуре воздуха (-25° С и ниже) накладывает на технологию строительства много ограничений и в первую очередь это касается глинистого грунта для противофильтрационного элемента плотины. Карьеры глинистого грунта зимой проморожены.

Разработка технологии их оттаивания и подсушки по опыту строительства Вилюйской плотины не увенчалась успехом. Была разработана более приемлемая технология, которая сводится к разработке карьера в летнее время и складированию грунта в бурты объемом ~200 тыс. м³, высотой 16-18 м при ширине гребня 30-40 м (большой объем бурта предохраняет основную массу грунта от промерзания); использованию химических методов защиты от промерзания путем засоления хлористым натрием или хлористым кальцием (температура замерзания грунта за счет засоления может быть понижена до -7-.-8° С) верхней части бурта на месте, а грунта периферийных зон в карьере из расчета 20-30 кг/м² и отсыпке засоленного грунта на откос слоем 2-3 м; покрытию всей поверхности бурта пенольдом толщиной 0,5 м, что уменьшает глубину промерзания на 1 м; электропрогреву бурта при его разработке в зимнее время.

Все эти технологические мероприятия позволяли иметь в течение зимы талый глинистый грунт для укладки в тело плотины.

Чтобы грунт не проморозился при транспортировке его от бурта к плотине, кузова оборудовались устройствами для их прогрева выхлопными газами, а сверху грунт накрывали брезентовыми покрывалами.
Перед укладкой очередного слоя грунта поверхность ранее уложенного слоя очищается от камней и смерзшихся комков грунта, снега и льда. Грунт поверхностного слоя прогревается и поливается соляным раствором.

На Вилюйской плотине для прогрева использовались турбореактивные двигатели, смонтированные на шасси трактора. Струя газа при температуре 300-500°C в течение нескольких минут очищает 400-700 м² поверхности карты и прогревает грунт до 5-10° С.

Главное требование технологии возведения - непрерывность производства работ, так как это требование в основном защищает грунт от промерзания при разработке бурта и на карте отсыпки. Хранение грунта для зимней отсыпки в буртах имеет и другие положительные стороны: выравнивание зернового состава при вертикальной разработке бурта, выравнивание влажности и т. д.

Изложенная технология может облегчаться, если есть возможность использовать для создания противофильтрационного элемента более «тощие» грунты - супеси или мелкозернистые или разнозернистые с маленьким коэффициентом фильтрации пески. Пригодность песков устанавливается фильтрационным расчетом и на основе технико-экономического сопоставления вариантов с учетом потерь воды на фильтрацию (при строительстве фильтрующей плотины).

Крупнообломочные материалы укладываются в тело плотины обычно без увлажнения и без уплотнения, что приводит к увеличению деформируемости и уменьшению параметров прочности (к примеру, угла внутреннего трения или угла сдвига). Шведские инженеры рекомендуют укладывать в зимнее время каменный материал в упорные призмы не ближе чем на расстоянии 5-10 м от переходных зон, но эти рекомендации могут быть выполнены только в случае, если плотина с экраном, и укладывается он только в теплое время года.

При отсыпке каменного материала снег и лед должны удаляться.