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

Подождите немного. Документ загружается.

отклонения.

По

време

на

същото

земетресение

30 т

високата много-

дъгова

стена

„Хонен-Ике"

разстояние между контрафорсите

14,4

дебелина

на

дъгите

от

8,0

до

5,45

т е

получила

пукнатини

долната

част

при

връзката

си с

терена. Повредите

са

били отстранени чрез

инжектиране.

Фиг.

265.

Влияние

ла

уплътни-

телната

завеса

га

вертикални-

те

дренажи

върху

разпределе-

нието

на

водния подем

/—дренажна

галерия

;

2—вертикален

дренаж

;

3—инжекционна

завеса

;

4—

линейно

разпределение

на

водния

по-

дем

;

5 и

7—разпределение

на

водния

подем

при

инжекционна

завеса

при

дренажна система

;

6 —

разпре-

делени

на

водния подем само

при

за-

"есата

7—само

при

дренажа

интлтмгглгящцлъзклтюгштмълг

»1,лтл1

я»

вълттв

Фиг.

265.

Изменение

на

воднля

подем

при

язозирнага

сге

;а

Аа.

Стамболийски"

в за-

висимост

ог

водния

стоеж

във

водохранилището

/—воден

ст

еж

въз

водохранилището

;

2 и

3—воден

подем

дрзнажен

сондаж

22 и 33; 4 —

запушване

на

дренажните сондажи

341

Размерът

на

сеизмичните усилия

бетонните стени

досега

не е

измерван

натура.

За

целта

необходимо

по

време

на

земетресение

да се

отчитат едновременно показанията

на

вградените

стената тен-

зометри

или

натискомери

сеизмографи, като

се

предвиди автоматично

Фиг.

2:7.

Отстраняване

на

натиск

от

лед

/—ледена

покривка

;

2—съо.

ъжение

—язовирна

стена

;

3—

клони

слама

;

4—сняг

включване

на

дистанционното

записващо устройство

при

появата

на

сеизмични

вълни. Подобна уредба

от 10

сеизз\:ографа

била вградена

японската

дъгова

стена

„Икехара".

Не

по-малък интерес представлява

сеизмичният

воден

натиск,

за

който

доскоро

също

не

съществуваха

преки

натурни

измервания.

За

пръв

път

непосредствени данни

за

тази

сила

са

получени

при

една

150

висока гравитачна стена

Япония

по

време

на

земетресението

през 1955

го д. За

измерване?

о на

сеизмичния

воден натиск трябва

по

водния

откос

на

стената

да се

вградят

натискомери

така,

че

работната

им

мембрана

да е в

непосредствен допир

водата

във

водохранили-

щето.

Едновременно

това

трябва

да се

отчитат

показанията

на

вградените сеизмографи.

Динамично

натоварване

върху

язовирните стени

може

да

се

получи

при

работата

на

основния изпускател, водовземното съо-

ръжение, преливниците

енергогасителите. Пулсациите

на

водното

те-

чение,

кавитационните

явления, непогасената

кинетична

енергия

на

водата,

вибрациите

на

затворните

органи

са

обичайните източници

на ди-

намично

натоварване,

което

особено опасно

при

тънкостеннлте

водопод-

порни

съоръжения.

Честотата

амплитудата

на

вибрациите

се

установяват

помощта

на

вибрографи,

вградени

най-чувствителните точки

на

стената. Крайната

цел на

тези измервания

е да се

намери възможност

за

предотвратяване

на

динамичното натоварване,

да се

провери

дина-

мичната

устойчивост

на

съоръжението

и на

неговата скална основа

да

се

предотвратят резонансните явления.

[

Натиск

от

леда

се

появява

върху

язовирната стена

при

пълно

заледяване

на

водохранилището

при

повишаване

на

температурата.

Тъй

като

свободното

разширение

на

ледената покривка

се

възпрепятствува,

получава

се

сила, насочена

към

контура

й.

Силата може

да

бъде

из-

мерена чрез натискомери, монтирани

по

водния откос

на

стената.

По-

добни измервания

засега

обаче

не са

известни. Натискът

от лед

може

да се

отстрани чрез натрошаване

на

ледената покривка чрез понижа-

ване

на

водното ниво

във

водохранилището

или

чрез създаване

на

процепи

леда

непосредствено

пред

язовирната стена (фиг. 267).

342

б.

Темиературно-влажностен

режим

Температурно-влажностният

режим

при

бетонните язовирни стени

има

особено

голямо значение както

периода

на

строителството, така

по

време

на

експлоатацията.

резултат

от

екзотермията

на

бетона

технологията

организацията

на

бетонирането

се

наблюдава

същест-

вено

повишаване

на

температурата

на

бетонния масив

по

време

на

строителството.

Поради неравномерното изстиване

запъването

на от-

делните

блокове

скалния масив

помежду

си

тези температурни

изменения

водят

нормално

до

напукване

на

бетонния монолит

(фиг. 268).

б)

86,50

Фиг.

268.

Напукване

при

язов

„Кърджали"

вследствие

ек-отермията

на

бетона

й—разрез

през

блок

;

б—детайл

за

запълване

на

пукнатините

;

/—пукнатини

блок

4 ;

2—сондажни

дупки

за

запълване

на

пукнатините

чрез

инжектиране

;

о-армиране

на по

шганите

мластове

бетон

за

прекъсване

развитието

на

пукнатини

;

4—контролна

галерия

;

5—кълчища,

напоени

битум

здраво

набити

;

6—циментна

замазка

1:3

Това явление

познато отдавна,

но и

досега

ощ^

не е

овладяно

из-

цяло. Прилаганите засега мерки

срещу

екзотермията: изкуствено охлаж-

дане

на

бетонната смес преди полагането

чрез изстудяване

на

водата

добавъчните материали, чрез добавка

на

лед,

чрез вграждане

на

тръбна охладителна система

стената,

се

отразяват благотворно

върху

понижаването

на

температурата,

но е

свързано

организационни

за-

труднения

оскъпявзне

на

строителството.

Другата

насока

за

борба

екзотермията

намаляването

на

количеството

на

цимента

кубически

метра

бетон, използуването

на

бутобетон

едри

каменни

вложки, при-

лагането

на

нискотермични

трикомпонентни цименти.

Не

по-малчо

влияние

може

да

окаже

върху

термичния режим

технологията

на

бетонирането

размера

на

блоковете,

при

което

се

създават

по-

изгодни

или

по-затруднени условия

за

отвеждане

на

отделящата

се

топлина.

Температурните

разлики,

които

се

получават

стената вследствие

на

екзотермията

на

бетона, често пъти

са

съществени. Така

при

язовир

343

„Студен

кладенец" средната максимална температура

достигнала

39,4°С

при

температурна разлика спрямо околната

среда

до

25°С

максимална

измерена

стойност

от

43,9.

За

язовир „Кърджали" тези стойности

са

съответно 38,5,

25,0°

43,2°С,

а за

язовирната стена „Ивайловград"

36,2, 23,8

43,5°С.

При

тези язовирни

стени

мероприятия

за

изкуствено

охлаждане

не са

вземани. Влиянието

на

добавка

от лед

при

бетонирането

прилагането

на

пуцоланов

цимент

при

язовирната

стена

"Антонивановци"

дало

своите отражения

върху

термичния

режим. Измерванията

за

блок

например

показват следните съответни

стойности:

38,0, 16,0

38,4°С.

чужбина

са

наблюдавани

същест-

Фиг.

269. Изотерми

при

язовирната

стена „Студен кладен

ец"

—блок

а) на

24.1.

1959

год.—13

месеца след завършването

на

язовирната стена

;

б—на

21.IV.

1959

год.—след

месеца

;

е—на

24.

VIII.

1959

год.—след

месеца

г—на

3). Х.

1959

год—23

месеца

след

завършването

на

язовирната

стена

344

вено

по-високи

температури вследствие

на

екзотермията

на

бетона,

Така

при

Бухтарминската гравитачна язовирна стена

са

измерени

стой-

ности

до

52°С,

развити

б—15

дни

след

полагането

на

бетона. Тези

температурни

разлики биха предизвикали съществени вътрешни

на-

прежения,

ако по

време

на

строителния период

бетонът

не

обладаваше

съществени

деформативни възможности

за

сметка

на

пълзенето

в на-

чалния

му

стадий

на

втвърдяване.

При

завършването

на

строителството започва

втората

фаза

тем-

пературния

режим

на

бетонните

стени—постепенно

преминаване

към

устойчиво

температурно равновесие, характеризиращо

се с

постепенно

затихване

на

екзотермичното загряване. Това

зат/хване

функция

от

времето

дебелината

на

бетона

и в

зависимост

от

външната температу-

ра

често пъти може

да

трае

доста

дълго

време (табл.

21)

—фиг.

269.

От

тези

данни

се

вижда,

че при

гравитачни бетонни

стени

този процес

продължава

от 5 до 8

години (Ст. кладенец), докато

при

гравитачни

стени

разширени

фуги

(Ивайловград)

той се

развива много

по-бързо

благодарение

на

по-благоприятните

условия

за

охлаждане

на

бетона.

След достигането

на

устойчивото температурно равновесие тер-

мичнинт

режим

на

язовирната стена

резултат

от

топлинния

баланс

околната

среда

—

въздуха,

водата

скалната основа. Така

при

Бух-

тарминската

гравитачна стена

температурат;а

на

скалния

масив

под нея

се

увеличила

вследствие

на

екзотермията

до

28°С.

Изстиването

му

продължило

около

3,5

години,

докато

достигне 5°С,

т. е.

1,5

—

3,0°С

за

месец.

След

това

тем-

Таблица

Вр*ме

за

спадане

на

температурата

на

бетона

до

средногодишната

температура

на

въздуха

при

наши

бетонни

стени

Язовир

Ст

кладенец

Кърджали

Ивайловград

Средна

го-

дишна

тем-

пература

на

въздуха

°С

14,2

13,4

13,9

Бетонно

по-

критие

при

термометъ-

ра

до

над

— 4

над

до

6—8

8—15

Време

за

спадане

на

температу-

рата

в ме-

сеци

58—106

7—10

60-65

16—25

22—25

25—30

пературата

на

скалния

ма-

сив

под

стената

остана-

ла

почти константна

и се

движила между

5 и

7°С.

При

язовирните стени тем-

пературата

на

повърхност-

ните

пластове

на

бетона

се

влияе повече

от

окол-

ната среда

преди всич-

ко

от

въздуха

(фиг. 270).

Значението

на

темпе-

ратурния

режим

за

стати-

ческата

работа

на

бетон-

ните

язовирни стени

е го-

лямо. Напукването

на бе-

тонния

монолит вследствие

на

екзотермията влияе вър-

ху

разпределението

на на-

Панев,

Цв.

Измервания

наблюдения

на

температурния

режим

бетонни язо-

вирни

стени.

Симпозиум

по

язовирното строителство, Варна, 1969.

ЧальШ,

Н. И.

Нлтурнме

наблюдения

за

плотиной

Ьухглрминской

ГЗС

строи-

тельннй

зксплуатационньШ

периоди.

Гидрот. стр-во,

1969,

№2, с. 1

345

Фиг.

270.

Ходови криви

на

температурата

при

язовир

ага

стена

„Кърджали"

/—средногодишна

температура

на

въздуха

;

2—средномесечна

температури

на

въздух;!

;

3—

темпера-

тура

на

бетона

прл

термометър

№48

;

4--температура

на

бетона

при

челеформеттр

№121

; 5

темпе-

ратура

на

бетона

при те

сд^лаюмегьр

Д!

120

преженията,

върху

ведоплътнсслта

и в

крайна

сметка

върху

сигурността

на

съоръжението. Така

резултат

от

високите

температури

Бухтар-

минската

язовирна

стена

са

били

забелязани

по

време

на

строителство-

то

около

100

пукнатини.

По-голямата

част

от тях са

разположени

блоковете

от

прискалната

зона вследствие

на

запъването

им в

скалния

масив. Пукнатините

са

предимно вертикални

и с

размери

от 1,0 до

3,0

тт

При

установяването

на

устойчивото термично равновесие темпе-

ратурните

колебания

водят

до

съществени

деформации

допълнител-

но

натоварнане

особено

при

дъговите

язовирни стени. Измерванията

при

нашите,

също

така

и при

швейцарските язовирни стени

показ-

ват,

че по

голямата част

от

деформациите

им са

резултат

от

темпе-

ратурни

влияния. Така

при

стени, чиято въздушна

страна

изложена

на

слънчево нагряване през

деня,

въпреки пълното водохранилище

мо-

гат да се

деформират

към

него.

(фиг.

271 и

272).

При

определянето

на

температурните деформации

на

язовирньте

стени

основен

показател

се

явява коефициентът

на

линейното разширение

на

бетона. Резулта-

тите

от

измерванията

при

язовир

„Братск"

(СССР)

показват,

че

про-

тивно

на

възприетата

досега

практика този пгказател

не е

постоянна

величина

и се

колебае

от

1.10~

до

1,9.10"°

(фиг. 273).

Чалми,

Н. И.

Натурнне

наблюдения

зл

плотиной

Бухтарминской

ГЗС

строи-

тельной

зксплуатационньШ

периольк

Гидрот.

стр-во,

1969,

№

Долгополсж,

В. В.

Определение

термоупругих

напрежения

гидротехнических

сооружениях

поляризационно-оптическим

методом

учетом зависимости

коеффициента

линейного

расширения

бетона

от

температури.

—Гидрот.

стр-во,

1969,

№10,

с. 35.

346

Фиг.

271.

Ходови

криви

на

хоризонталните

дефзрмации

на

язовирната

стена

„Студена"

7—средномесечна

температура

на

въздуха

;

1 —

водни

стоежи

във

водохранилището

;

3 — |

средномесечна

температура

на

водата

при

дъното

на

водохранилището,

5 и 6

—-

хоризон-

тални

деформации

на

блок

3, б и 21

1610.5

Фиг.

272.

Хоризонтални

-&^л

деформации

на

дъговата

*ТЗГ

язовирна

стена

„Цойциер,,

(Швейцария)

а —

разрез

през

централната

конзола

;

б—хоризонтални

де-

формации

на

централната

-/,

дясната

2 и

лявата

конзола,

снабдени

отвее

5—шахта

за

отвеса

контролни галерии,

при

които

се

мерят отклоне-

нията

-6

347

От

казаното

по-горе

проличава голямото значение

на

непосредстве-

ното

измерване

на

температурата

при

бетонните язовирни стени.

За

целта

в тях се

вграждат телетермометри

или

телеформетри

за

непре-

къснато следене

на

температурните

изменения.

Уредите

се

полагат

Фиг.

273. Изменение

на

коефициента

на

тем-

пературното

линейно

разширение

на

бетона

зависимост

от

температурата

хоризонтални

сечения

на

характерни блокове,

като

броят

им

трябва

да

бъде

достатъчен

за

изчертаване

на

изотермите

напречния

профил

на

стената (фиг. 274, 269).

Резултатите

от

измерванията

се

използу-

ват

както

за

непосредствен

контрол,

така

и за

съставяне

на

прогнози

за

температурния режим

на

съоръжението

заобикалящите

го

среди.

Във

връзка

това

възниква необходмостта

от

едновременно измерва-

не

на

температурата

на

въздуха,

водата,

скалния

масив

съоръжение-

то.

Прогнозата

за

термичния

режим

е от

особено голямо

значение

за

строителството

и за

експлоатацията

на

язовирните стени. Познавайки

развитието

на

температурите, могат

да се

вземат мерки

за

отстранява-

не

на

напукването,

за

намаляване

на

напреженията

при

дъговите сте-

ни,

може

да се

определи най-подходящият момент

за

замонолитването

на

охладителните фуги

и пр. С

оглед

на

големия брой фактори обаче,

които

влияят

върху

топлинния

баланс

на

язовирните стени,

съществу-

ващите

засега методи

за

прогнозиране

на

термичния

режим

са

срав-

нително

сложни

трудоемки

и са

изградени

върху

редица опростя-

ващи

предпоставки.

Влажностният

режим

на

бетонните язовирни стени

по

вре-

ме

на

експлоатацията

засега

малко изучен главно поради затрудне-

Фрид,

С. А.

Некоторме

чгстние

задачи расчета термического режима

бетонннх

массивов.

Известия

ВНИИГ,

1950, №43,

с.

110.

348

ния

при

измерването. Както

бе

изтъкнато, използуваните днес елек-

тросъпротивителни

влагомери

(т.

11)

не

задоволяват

напълно,

изгра-

дените

върху

радиоактивните изотопи методи

още не са

пригодени

за

непрекъснато следене влажността

на

бетона

във

вътрешността

на

Фиг.

274. Разположение

иа

измервателните

уреди

блок

13 на

язовирната

стена „Сту-

ден

кладенец"

1—14

—

телетермометри

; 15 —

отвее

коордиметър

;

/ —

мерно поле

от

хоризонтално

нертикално

разположени

телеформетри,

нулев

телеформетър

телепресметър

;

—-

мерно поле

от

хоризонтален

вертикален

телеформетър

язовирните

стени. Изолираните измервания обаче показват голямото

значение

на

влажностния режим

за

статическата

работа

на

стената.

Влажността влияе преди всичко

върху

размера

на

съсъхването,

набъб-

ването

пълзенето

на

бетона,

оттам

върху

деформациите

напре-

женията

стената.

349

в.

Деформации

Деформациите

на

язовирните стени

са

единственото сетивно възприе-

маемо

изменение,

по

което може

да се

съди

за

тяхната статическа

рабо-

та.

Размерът

им

обаче

се

обуславя

от

сложни

многостранни

процеси,

които

се

развиват

самата стена

и в

заобикалящата

среда.

По

тази

причина

точното установяване

на де-

формациите

по

време

на

строител-

ството

експлоатацията

на

язовир-

ните

стени

може

да

стане само

по

измервателен път.

Ето

защо

наблю-

дението

измерването

на

дефор-

мациите

при

водоподпорните

съоръ-

жения

основна

дейност

от

тех-

ния

контрол,

тъй

като

те

единстве-

ни

позволяват

да се

съди

за

налич-

ната

сигурност

на

съоръжението.

За да

могат обаче измерените

стойности

да

бъда

използувани

за

тази цел, необходимо

е да са

изве-

стни

допустимите

деформа-

Фиг. 275. Външни деформации

на

бетонни

язовирни стени

и на

скалния

масив

йод

тях

ции

на

характерни точки

от

стената.

Те

могат

да се

определят

до-

статъчно

точно само чрез статично

моделно

изследване

на

съоръже-

нието

скалния

масив, който работи съвместно

него.

При

контролирането сигурността

на

язовирната стена

на

първо

място

са от

интерес външните

деформации.

Тъй

като съо-

ръжението

скалният масив,

върху

който

то е

фундирано, участву-

ват

заедно

при

поемането

на

натоварването,

то и

деформациите

на

всяка

точка

от

стената

ще

бъдат

алгебричният

сбор

от

тези

на

съо-

ръжението

и на

скалата

под

него (фиг. 275).

Ето

защо

необходимо

тези съставки

да

бъдат

измервани независимо едно

от

друго.

Обикно-

вено

се

установяват сумарните деформации,

от

които

се

отделят тези

на

скалния масив.

Абсолютният размер

на

деформациите

при

язовирните стени

се

установява

по

геодезичните измервателни методи

(т. 9 г). За

целта

още по

време

на

строителството

се

оформя необходимата опорна мре-

жа. До

неотдавна

се

измерваха само общите външни деформации

на

стената, поради

което

реперите

визирните

точки

се

разполагаха

са-

мо

по

повърхността

(фиг. 276). Голямото значение

на

скалния масив

за

статическата

работа

на

водоподпорните съоръжения наложи

геоде-

зичните

измервания

да се

разширят

върху

него. Прилага

се

поли-

гонометричният

метод,

като полигоновата верига

се

вкарва

контрол-

ните

галерии

на

стената

и в

скалния

масив (фиг. 277).

350