Георгиев Л.А. Експлоатация на Водносиловите системи (болг. яз.)

Подождите немного. Документ загружается.

нишите

за

затворните органи

са

били почти напълно

изкъртени,

стоманената арми-

ровка

—

оголена.

Като

причина

зл

появяването

на

навигационните

явления

се

изтък-

ва

наличието

на

доста дълбоките

2,25

широките

ниши

за

затворните органи.

Много

по-опасни могат

да се

окажат вибрациите, резултат

от

пулсации

на

водното

течение

и от

кавитационните

явления.

Това

ди-

намично

натоварване може

да

наруши стабилитета особено

на

тънки-

те

черупковидни

стени,

при

които могат

да се

появят

резонансни

явле-

ния.

По

тази

причина

влиянието

на

вибрациите

върху

съоръжението

трябва

да се

установява чрез непосредствени измервания

на

честота-

та и

амплитудата

им при

различни

положения

на

зиворните

органи.

Не

по-малко опасни

са

тези явления

и за

скалния масив

под

язовир-

ната

стена. Изследванията

показват-,

че

динамичното натоварване

съчетание

овлажняването понижава

течение

на

времето

съпротиви-

телните

якостните качества

на

терена, върху който

фундирана

стената.

Тези изменения

се

проявяват доста ясно върху размера

на

еластичния

модул

на

скалния

масив.

По

тази причина

напоследък

се

препоръчва изграждането

на

система

от

контролни

галерии

скалния

масив непосредствено

под

стената. Тези

галерии

се

използуват

за

инженерно-геоложките

проучвания,

за

събирател

на

вградените

стена-

та и в

скалата

дренажи,

за

допълнително

инжектиране

на

скалния

масив

и на

просле-

дяване

на

изменението

на

еластичния

му

модул

чрез периодични ултразвукови

или

сеизмични

измервания.

Причините

за

появяването

на

вибрации

кавитация

при

водовзе-

мането

и при

основните изпускатели

на

язовирните стени

са

най-раз-

лични.

При

всички

случаи обаче

те са във

връзка

развитието

на

водното течение

обтичането

на

подвижните

части

на

тези съоръжения.

При

частично отваряне

на

бързопадащи саваци

се

създава понижено налягане

при

ръба

на

савака

при

изтичането

на

водната струя

пре?

стесненото напречно сече-

ние.

Този вакуум може

да

стане

толкова

голям,

че да

предизвика

кавитация.

За да се

избегне

тов!

явление,

пред савака

се

поставя отдушник

за

изравняване

на

налягането

пропускащ

количество въздух

/,,

определяно

от

зависимостта

Р9

[т

/з],

(84)

където

преминаващото през отвора водно количество

/з,

—коефициент,

който

при

плоски

саваци може

да се

приеме

0,18,

при

саваци

стеснен участък

на

водопровеждащото

съоръжение,

р=0,4

при

затвори Джонсън

1,4.

Ако

/,<Срф,

върху

затворния орган започват

да

действуват

периодично

изменящи

се

пулсации

на

налягането,

които

известни случаи могат

да

достигнат

до + 0,5

к^/ст

да

предизвикат

опасни разрушения както

по

сявака,

така

върху

язовирната стена.

Такива

явления

са

наблюдавани

при

язовир

Бжра

Индия.

За

появяването

на

пулсации

способствува

също

неправилното

хидравлично офор-

мяне

на

входа

при

водовземането

или

основния

изпускател. Когато затворният орган

поставен

по-навътре

от

входа, добри резултати дава закръглянето

на

входния отвор

по

крива

уравнение

*•

(85)

Богданов,

Г.

Результати

годичной

зксплуатации

донннх

галерей бетонной

ило-

тинь].

Гидротехн.

стр-во,

1962,

№9,

с. 25.

Р1етгшп§,

Н.

№ие

Ег1сепп1ш85е

ТаЬреггепЬаи.

Ваитазсгппе

и.

Ваи{есптк.,

1968,

№2,

с. 49.

Рет.пк.аг.,

К.-ЗсЪшп^ип^заизт^сгшп^

—

ЗсЪшп^ип^зЬезеШ^ип^

1т

\Уа55епУ1г*8сЪаК,

1964,

№8,

с.

213.

Експлоатация

на

водносиловите

системи

321

това равенство

х и у са

координатите

на

точките

от

кривата

по

отношение

на

коор-

динатна

система, прекарана през входния ръб,

а Н е

диаметърът, респективно висо-

чината

на

водовземането

или

основният

изпускател.

Кавитационните

явления

вибрациите

при

пропускането

на

води-

те

през язовирните стени трябва

да

се

отстраняват

във

възможно най-

кратък

срок,

като предварително

се

установи

отстрани причината

за

появяването

им

чрез непосредствени измервания,

а в

някои случаи

чрез моделни изследвания.

б.

Провеждане

на

високите

води

Към

всеки язовир

са

предвидени

две

различни

по

своето действие

облекчителни

съоръжения,

от

които едното

автоматично действие,

осигуряващи безвредното отвеждане

на

високите води.

Към

всяко

едно

от тях се

предвижда устройство

за

гасене

на

енергията.

Както

бе

изтъкнато, обикновено

се

следи високите води

да

бъдат

изцяло оползотворени. Това

се

постига

или

чрез задържането

им във

водохранилището,

или

чрез преработване

на

водите

от

централата,

свързана

язовира.

Едва

след

като тези възможности

са

изчерпани,

се

допуска отвеждане

на

част

от

високите води, като

за

целта най-

често

се

използува преливникът. Когато неговата проводимост

започва

да се

изчерпва,

се

включва

основният изпускател,

като

при

вакуумни

преливници

се

следи

за

аерирането

на

областта

понижено

налягане,

за да се

избягнат

кавитационни

явления

вибрации.

За

цел-

та

понякога преливащата водна струя

се

разкъсва

на

части чрез

до-

пълнителни

разделителни стени,

за да се

създадат

условия

за

навли-

зане

на

въздух

под нея

(фиг. 252).

Облекчителните

съоръжения трябва винаги

да са в

работна готов-

ност. Преливниците трябва

да са

свободни

от

всякакви материали,

които биха могли

да

ограничат тяхната проводимост. Това важи осо-

бено

за

траншейни,

шахтови

сифонни преливници,

при

които по-го-

леми

количества плаващи материали могат

да

предизвикат

задръства-

не.

случаите, когато високите води влачат такива материали,

целе-

съобразно

да се

устрои

на

10—20

пред преливника плаваща пре-

града

от

типа

на

тези

от

фиг.

132 и

133. Когато

върху

преливника

са

монтирани клапи

за

използуване

на

предпазния обем

на

язовира

за

изравнителни

цели тяхното сигурно действие

особено

бързото

без-

отказно освобождаване

на

преливното сечение трябва редовно

да се

проверяват.

противен случай може

да се

стигне

при

прииждане

на

високите

води

до

претоварване

на

язовирната

стена

и до

заливане

на

терени.

По

тази

причина

свалянето

на

клапите трябва

да е

автомати-

зирано,

като

се

предвиди

възможност

и за

ръчно освобождаване

при

аварийни

случаи.

Енергогасителите

към

облекчителните съоръжения трябва

да са

подходящо укрепени

почистени

от

скални блокове, пънове

други

подобни материали, които

могат

да ги

разрушат

при

прииждането

на

високите води. След преминаването

им

енергогасителят трябва

да се

322

огледа

всички

изравяния

или

разрушения

във и

след

него

да

бъдат

отстранени

(фиг.

68 и

69). Опитът показва,

че

почти

във

всички случаи,

когато поради здравата скала енергогасителят

оставян

без

бетони-

рано

дъно,

се

получават силни

изравяния

разкъртване

на

големи

скални

Фиг.

252. Преливане

на

високи води

при

вакуумен

преливник

разделителни

стени

блокове, застрашаващи сигурността

на

язовирната стена. Подобни

явления

са

наблюдавани

у нас при

необлицованите енергогасители

на

язовирите

„Студен кладенец"

„Златна

Панега".

Чрез основните изпускатели

се

изпразва напълно водохранилището

при

нужда, подпомага

се

преливникът

при

отвеждането

на

високите

води

и в

аварийни случаи

се

подава

вода

на

водопотребителите.

оглед

на

тези важни задачи затворните органи трябва

да са

винаги

работна

готовност.

За

целта

се

налага периодично

да се

проверява

тяхното

безотказно действие,

да се

поддържат

уплътнителните

им

елементи,

за да се

намалят

до

минимум

пропуските

на

вода,

да се

поддържа такъв работен режим,

при

който

се

отстраняват вибрациите

кавитационните явления,

да се

осигури двустранно захранване

на

серводвигателите

им с

електроенергия.

При

основни изпускатели,

преминаващи

през

насипни

язовирни стени, трябва

да се

предотвра-

тява филтрацията

контакта между

тръбата

насипа,

тъй

като

това

явление

много опасно

за

стабилитета

на

съоръжението.

Енергогасителят

към

основните изпускатели

тежко

натоварено

съоръжение (фиг. 253), особено

когато

обслужва

преливника. Поради

ошсността

от

съществено

увеличаване

на

динамичното натоварване

върху язовирната стена такива гасители трябва

да се

оформяват чрез

моделни

изследвания,

оптималният

им

работен режим

да се

устано-

вява

чрез измерване

на

динамичния

товар

натура

при

различни

водни

количества.

323

При

експлоатацията

на

язовира

редица случаи

се

налага понижа-

ване

на

водното

ниво

във

водохра-

нилището. Когато

за

това

има на

разположение

достатъчно време,

не

се

предизвикват някакви осо-

бени

затруднения.

такъв случай,

както

и при

провеждането

на ви-

соките води, трябва

да се

уведо-

мят

всички обекти

под

язовирната

стена,

при

които

съществува

опас-

ност

от

заливане,

за да

вземат необ-

ходимите мерки. По-трудни пробле-

ми

поставя аварийното понижение

на

водното ниво, което

се

налага

да

бъде

извършено

в къс

срок

от

време.

Тогава

трябва

да се

използу-

ва

пълната проводимост

на

основ-

ните изпускатели, както

тази

на

евентуално предвидените

аварийни

водопровеждащи

съоръжения

към

язовира.

По

този

начин

се

предиз-

виква изкуствено висока вълна

под

водохранилището,

за

която

трябва

да са

осигурени предварително въз-

о,

можности

за

безвредното

отвеж-

дане.

Ето

защо

се

налага речното

легло

под

язовирната

стена

да

бъде

коригирано

оразмерено

за

тези максимални водни количества,

като

всички

населени места

инже-

нерни обекти

бъдат

защитени

от

тяхното разрушително действие.

Не

по-малки

грижи може

да

предиз-

вика

бързото

понижаване

на

водно-

то

ниво

във

връзка

със

стабилитета

на

бреговете

във

водохранилище-

то и на

водния

откос

на

насипните

•е-

стени.

При

това

положение нивото

на

подземните води, респективно

депреюионната

крива, остават високо,

резултат

на

което

върху

отко-

са

започват

да

действуват

съществени филтрационни сили, които

мо-

гат да

предизвикат опасни свличания, особено

ако се

суперпонират

порния

натиск

При

това

колкото

по-водонепропускливи

са

земните

материали, толкова по-бавно трябва

да се

понижава нивото,

за да се

даде

възможност

за

отцеждане

на

съдържащата

се в

порите

вода.

Ето

защо

от

съществено

значение

за

експлоатацията

на

язовирите

324

познаването

на

допустимата

скорост

за

понижаване

на

водното

ниво

във

водохранилището.

Съгласно тесрегико

експериментални

изследвания

времето

за

понижението

мо-

Фиг. 254.

Опредетяне

до-

пустимата

скорост

на по-

нижаване

на

водното

ни-

во при

водохранилища

насипни

язовирни стени

же да се

определи

за

насипни стени

централно уплътнително ядро (фиг.

254 а) по

пътя

на

итерацията

от

системата

уравнения

за

насипни стени

наклонено уплътнително ядро (фиг.

254 б) от

системата

(86)

П.

Н-1

(87)

51скегПп1е

1т

\\Газ5ег\у1г1:5Спа!1;

УОП

51е1по!атп1еп

Ье1

Ша55ег1:есЬп11<,

1962,

№5, с.

216.

325

където

1,9

0,55т;

со

1,28

0,49

т; ст=5,35/Н;

г=--6,40/Н;

—»

=--1+0,45(/я—/п');

Х'=

0,4+0,3(т—т');

«-=0,4

(т-

/п')—3,4;

Т —

времето

за

пълно изпразване

на

водохранилището

в 5,

—

средната скорост

на

понижаване

на

водното ниво

при

пълно изпразване

на

водохранилището

ст/з,

—

коефициентът

на

филтрация

за

насипа

между

уплътнителното

ядро

водохранилището

ст/з,

—обемът

на

напрегнатите

пори

на

насипа.

Останалите

означения

са

дадени

на

фиг.

254. Рав. (86)

важат

интервала

1,0</я<3,5,

(87)

за

1,5<т<3,5,

0,5</и<2,5

/тг—/п'>:0,5.

Допустимото

време

за

понижаване

на

водното

ниво

се

получава

от

изчисленото

чрез умножаване

коефициент

на

сигурност,

не

по-малък

от

2,0.

Във

връзка

със

зачестилите през последните десетилетия ката-

строфи

язовирни

стени

възникна

необходимостта

от

мероприятия

за

намаляване

на

щетите

от

предизвиканата вследствие

на

това висока

вълна. Най-напред

върху

терена

преди всичко

населените места

се

маркира височината,

до

която

би

достигнало водното течение, както

площта, която

се

залива

случай

на

катастрофа.

По

този

начин

се

очертава застрашеният район така,

че при

сигнал

за

опасност населе-

нието

да

може

да

избяга своевременно

на

сигурно място, като евакуи-

ра

част

от

материалните ценности. Освен

това

оглед

на

времето

за

придвижване

на

високата вълна

вида

на

възможните спасителни

работи долината

под

язовира

се

разпределя

на

отделни райони.

участъка непосредствено

под

язовирната стена, който

ще

бъде

залят

само

няколко минути

след

разрушаването

й,

спасяване

на

населението

почти невъзможно.

По

тази

причина

желателно

по

възможност

този район

да не се

оставят населени места,

а при

първите признаци

за

нарушаване

на

стабилитета

на

водоподпорното съоръжение

той да

се

евакуирва.

разположения

под

него участък

от

речната долина

времето

за

пристигане

на

високата вълна позволява

на

населението

да

избяга

на

безопасно място

при

даване сигнала

за

опасност,

а в

най-

долния

участък

—

даже

да се

евакуира заедно

някои

материални

ценности.

Така

при

разрушаването

на

язовирната стена

„Орос"

Бра-

зилия

високата

вълна

преминала разстоянието

от

язовира

до

Атлан-

тическия

океан,

дълго

340

1ст,

за

кръгло

денонощия, като самата

вълна

траяла

от 2 до 10

денонощия (фиг.

255).

При

това положение

Кт

под

язовирната стена

имало достатъчно време,

за да се

ева-

куира населението.

оглед

на

това

необходимо обаче

към

всеки

язовир

и в

прилежащата

му

долина

да се

организира безупречно

дей-

ствуваща предупредителна

служба,

която

да

разполага

безотказни

съобщителни връзки. Населението трябва

да е

запознато

със

сигналите

за

бягство

евакуация,

както

и с

границите

на

заливаемия

от

висо-

ките води район.

При

съвременната гъстота

на

населението

и на на-

селените

места

крайно необходимо

за

всеки язовир

да

бъде

изслед-

вано

преминаването

на

високата вълна през долината

при

разруша-

326

ването

му,

като едновременно

това

се

организира надеждна защита

на

населението. Съвременната наука позволява

да се

изследват явле-

нията

при

събаряне

на

язовирни стени както

върху

модели, така

по

изчислителен

път.

Фиг

255. Движение

на

високата вълна

при

разрушаването

на

язовирната сте-

на

„Орос

Бразилия

Фиг. 256. Изменение

на

високата вълна

при

движенинто

й по

долината-

327

Движението

на

високата вълна, породена

от

внезапно

отприщване

на

водохра

нилище

със

завирен

обем

1/,

се

подчинява

на

законите

на

неустановеното течение

открити

лепи

може

да се

изследва

по

изчислителен

път

чрез

метода

на

Марки

Той

се

основава

на

диференциалното

уравнение

на

Сен-Венан

за

континюитета

(88)

съчетание

уравнението

за

равномерното

движение

(89),

което

съпротивлеч

Фиг.

257.

Изследване

дви-

жението

на

висока вълна,

породена

от

разрушение-

то на

язовирна

гена

/—язовир

;

2—-зона,

залята

от

високата

вълна

;

3—село

; 4 —

град

;

5—индустриален

район

;

5_връх

на

вълната

.Ю

;

7—височина

на

вълната

в т ;

#_начало

на

високата

вълна

;

край

на

високата

вълна

;

Л—зона,

която

спасяването

съмнително

; В—

зона,

която

има

време

за

бягство

;

С—зо-

на, в

която

има

времз

за

евакуиране

триене

по

дължината

въведено

по

зависимостта

на

Щриклер.

Тази система

от

урав-

нения,

представена

диференчен

вид:

Дд:

Н-д

Ьх

(88)

(89)

шзволчва

да се

определят

основните

параметри

на

високата вълна.

За

целта долината

под

язовира

се

разделя

чрез

напречни

профили

на

участъци,

като

за

всеки

един

от тях се

прилага системата

от

урав.

(88 и

89;.

При

това

(

от

гю-горния

участък

<3*

за

времето

*+М

се

явява

приток

<?*

за

по-долния

след-

е!,

А.

Ше

ВегесЬпип§

о!ег

2еп5сЬе

Ваигенлш^,

1962, №22,

с.

370.

Ье1

Вшсп

УОП

Та1зреггеп.

328

ваш.

участък.

По

тозя начин

от

участък

на

участък

се

установяват параметрите

на

преминаващата

висока вълна.

уравнения

(88 и 89) са

възприети означенията.

р—напречното

сечение

на

долината

при

дадения профил

—

хидравличният радиус

за

същия профил

в т,

—наклонът

на

долината,

—

коефициентът

на

грапавината

по

Щриклер,

ьх—

разстоянието между напречните профили

в т,

С—коретионен

коефициент,

чрез

който

се

взема

под

внимание

формата

на

доли-

-^иеман

нормално

от

),0

ло

3,0.

Резултатите

от

изчислението

се

изнасят

семейс:;

като

площта

под

всяка една

от тях

представлява

завиреният

обем

на

водохранилището

V в

момента

на

разрушаването

на

язовирната стена. Данните

за

водните дълбочини

при

всеки напречен профил, размерът

на

залятата площ

времето

за

пристигане

на

вълната

се

нанасят

върху

едромащабна

карта

на

долината (фиг.

257),

ксйто позволява

да се

уточнят

необходимите

мероприятия

за

защита

на

населението.

Изчисляването

на

параметрите

на

високата вълна

трудоемко, поради

ксею

за

целта

се

използува

електронно-сметачна

техника. Програмата

сравнително проста,

тъй

като

се

отнася

до

серия

от

едни

същи

последователно

повтарящи

се

операции

за

отделните напречни профили, само

че с

различна

входна

информация

за

всеки

след-

ващ

профил.

44.

ПОДДЪРЖАНЕ

НА

ЯЗОВИРНИТЕ СТЕНИ

Като

особено

важни

съоръжения

язовирните

стени

изискват

редовно

поддържане. Основните

задачи

във

връзка

това

са

разгледани

гл.

III, поради което

тук ще

Съдат

засегнати само

някои

специфични

за

язовирните

стени въпроси, свързани

осигуряването

на

водоплът-

ността

монолитността

им.

а.

Осигуряване

на

водоплътността

При

бетонните

язовирни

стени

водоплътността

се

наруша-

ва

най-често поради пропуски

при

разширителните

работните фуги.

Ето

защо

още при

проектирането трябва

да се

предвидят възможно-

сти

за

доуплътняването

им по

време

на

експлоатацията.

За

целта

много често

се

използува,

асфалтово

кладенче

(фиг. 258).

При

нарушаване

на

водоплътността

на

фугата битумният пълнеж

се

раз-

тапя чрез загряване

пара

или

електронагреватели

запълва плътно

кладенчето.

Едновременно

това

обаче част

от

битума изтича

от фу-

гата,

поради което

се

добавя

пълнежна маса

при

всяко загряване

на

кладенчето. Изтичане

на

битумна смес

се

получава

и при

по-интен-

зивно движение

на

фугата

по-висока температура.

За да се

намали

разходът

на

битум,

възлизащ

за

една язовирна стена

от 400 до

500

1^/год.

подбира

се

смес, която

да не се

разтича

до

65—70°С.

Порецкин,

М, О.

Томберг,

Х.

Я.,

Опнг

зксплуатации

уплотнений

швов

гидротех

нических

сеоружений.

Гидрот. стр-во,

1956,

№8,

с. 39.

329

За

целта

се

препоръчват състави

от 30%

битум,

65%

цимент

и 5%

азбестов

прах

или 90%

битум

и 10%

азбестов

прах

при

температура

на

полагане

кладенчето

от 180 до

200°С.

Тъй

като

на

обектите

се

среща затруднение

при

производството

на

пара

за

разтапяне

на

битум-

ната смес

кладенчетата,

вградените

в тях

електронагреватели

ле-

сно

се

повреждат,

СССР

се

препоръчва използуването

на

преносимо

Фиг.

258.

Разширителна

фуга

асфалтово

кладенче

при

язовирната

степа

„Студен

кладенец"

/—разшири

челна

фуга

с 2

пласта

асфалтона

юта ;

медна

ламарина

шт

;

бетонни форми

;

Тлпумно

кладенче,

запълнено

битум

марка

III по

ГОСГ

151-4;

меспнюна

тръба

1,5"

за

пускане

на

па;

а ; 6

контролна

шахта

; 7

скоби

8020/ш

;

«V—

кофражни

готонп

стоманобетонни

плочи

електронагревателно

устройство

случаите, когато загубите

на

вода

от

фугите

са от

съществено

значение,

може

да се

премине

към

авто-

матично

нагряване

нагнетяване

на

битумна

смес

във

фугата

с по-

мощта

на

компресорна

инсталация

Когато

липсва

битумно кладенче, нарушената

водопльтност

на

фугата може отчасти

да се

възстанови чрез

инжектиране

на

битумни

емулсии

или

синтетични

смоли

тях.

За

целта

необходимо

да се

пробие

сондажна дупка

по

фугата

до

основата

на

стената, като запъл-

ването

се

извършва

отдолу

нагоре.

Добри

резултати

случая могат

да се

получат

използуването

на

пластичните

уплътнителни маси

от

типа

„ЮА5"

(вж.

т.

16).

Опитът

показва,

че

най-сигурното уплътняване

на

разширителните

фуги

при

високонапорни

съоръжения

се

постига чрез метална пластин-

ка.

Там,

където

тя не е

била предвидена, често пъти

се

налагат

преустройства

на

фугите

за

осигуряване

на

водоплътността

им,

както

Порецкин.

М.

О.,

Х. Я.

Томберг.,

Огшт

зксплуатации

уплотнений

швов

гидро-

технических

сооружений.

Гидрсн,

стр-во,

1956,

№ 8, с. 39.

Палумбо,

В и

др,

работе

вертикальнмх

шмонок

сооружений

цимлянского

ги-

дроузпа.

Гидрот.

стр-во, 1962,

№1, с. 25.

Гаджиев,

А.

Б.,

работе

уплотнений

деформационнмх

швов сооружений

Ново-

сибирской

гзс.

Гидрот. стр-во, 19Ь6,

№3,

с. 20.

330