способ возведения гидроэлектростанции из плавучих модульных блоков

Формула изобретения

СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ ИЗ ПЛАВУЧИХ МОДУЛЬНЫХ БЛОКОВ, при котором отгораживают участок акватории, осушают его, выполняют на его дне фундамент, затапливают отгороженный участок и устанавливают на фундамент плавучие модульные блоки, отличающийся тем, что участок акватории отгораживают посредством переставной плавучей шлюзовой камеры, при этом установку плавучих модульных блоков на фундамент производят за счет изменения уровня воды в шлюзовой камере для обеспечения возможности сопряжения стыкуемых плавучих модульных блоков между собой и с фундаментом насухо.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при сооружении объектов, главным образом гидроэлектростанций, в условиях сравнительно невысоких напоров (до 15-20 м).

Известны способы строительства электростанций из плавучих модульных блоков, включающие изготовление крупных блоков на специальной площадке, транспортировку их водным путем до места установки и размещение на штатном месте. Каждый плавучий блок состоит из отдельных модулей, объемно-планировочная структура которых позволяет сопрягать их между собой [1]

Сооруженная по данному способу электростанция представляет собой плавучий комплекс. Блоки в проектном положении находятся наплаву, данный способ может быть применен для сооружения тепловых электростанций и других объектов, где не требуется создания напорного фронта.

Известны способы возведения гидроэлектростанции из плавучих модульных блоков, при котором отгораживают участок акватории с помощью грунтовых перемычек, затем осушают огороженное пространство, откачивая из него воду. На дне осушенного участка сооружают фундамент. Затем перемычки удаляют. Плавучий блок собирают из отдельных модулей в заводских условиях, транспортируют в зону акватории, спускают на воду и наплаву буксируют к месту установки. После этого блок затапливают и устанавливают на ранее выполненный фундамент. Далее заполняют балластные полости блока бетонной смесью или грунтом и заделывают с помощью подводной цементации (бетонирования) швы между блоком и фундаментом. Затем таким же способом монтируют следующие плавучие модульные блоки, сопрягая их с ранее установленными блоками и фундаментом [2]

Признаки прототипа, которые совпадают с существенными признаками изобретения: способ возведения гидроэлектростанции из плавучих модульных блоков, при котором отгораживают участок акватории, осушают его, выполняют на его дне фундамент, затапливают отгороженный участок и устанавливают на фундамент плавучие модульные блоки.

Недостатком прототипа является то обстоятельство, что насухо сооружается только фундамент. Все работы, связанные с сопряжением плавучих модульных блоков с берегами, фундаментом, между собой, приходится после ликвидации грунтовых перемычек производить подводными методами. Это весьма усложняет и удорожает процесс строительства, удлиняет его сроки, снижает качество работ. Чтобы максимально уменьшить объем подводных работ приходится плавучие блоки заранее собирать (в заводских условиях или на берегу в районе строительства) из максимально возможного количества отдельных модулей с тем, чтобы сопрягать эти модули не под водой, а насухо. Однако количество модулей, которые возможно предварительно собрать в один плавучий блок, лимитировано осадкой этого блока, которая тем больше, чем больше модулей входит в блок, а также надводными габаритами блока. Осадка блока не должна превышать минимальные гарантированные судоходные глубины, а надводные габариты должны соответствовать проходным габаритам водотока (мосты, шлюзы, линии электропередачи и т. п.).

В основу изобретения положена задача исключения подводных строительно-монтажных работ при сопряжении между собой плавучих блоков и отдельных модулей, а также при сопряжении их с фундаментом и берегами и тем самым обеспечения возможности возведения сооружения в необходимых случаях как отдельными модулями, так и различными их комбинациями. При этом ставится задача устранения причинно-следственной связи между количеством модулей, входящих в плавучий блок, и объемом подводных строительно-монтажных работ (так как последние при возведении сооружения вообще исключаются).

Сущность изобретения состоит в том, что в способе возведения гидроэлектростанции из плавучих модульных блоков, при котором отгораживают участок акватории, осушают его, выполняют на его дне фундамент, затапливают отгороженный участок и устанавливают на фундамент плавучие модульные блоки, введены новые признаки: участок акватории отгораживают посредством переставной шлюзовой камеры, при этом установку плавучих модульных блоков на фундамент производят путем изменения уровня воды в шлюзовой камере.

Благодаря реализации указанных новых признаков объект приобретает принципиально новое свойство (первичный технический эффект), которое состоит в том что, установка плавучего блока в проектное положение производится не изменением плавучести самого блока, не затапливанием блока, как это имеет место в способе-прототипе, а путем изменения уровня воды в ограниченном объеме-шлюзовой камере. При этом при установке любого отдельного плавучего элемента модуля шлюзовая камера может быть осушена, и все работы, связанные с сопряжением модуля с фундаментом и другими модулями, после этого можно производить насухо.

Кроме того, если в способе-прототипе возможно только опускание плавучего элемента ниже уровня воды в акватории, что возможно только для нижних секций сооружения, то в заявленном способе возможен и подъем плавучего элемента выше уровня воды в акватории за счет подъема уровня воды в шлюзовой камере выше уровня воды в акватории. Это имеет существенное значение при колебаниях уровня воды в акватории, а также решает проблему установки верхних секций сооружения наплавным способом.

Благодаря изобретению возможно полностью исключить подводные строительно-монтажные работы, устанавливать модули в любой последовательности и в любом их сочетании между собой, выполнить гидроэлектростанцию полностью из плавучих элементов (а не только ее нижнюю часть).

На фиг. 1 изображен переставной плавучий шлюз в плане в момент отгораживания участка акватории, элементы шлюза находятся наплаву; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 то же, элементы плавучего шлюза установлены на дно и сопряжены с берегом; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 то же, камера шлюза осушена, на дне отгороженного участка акватории выполнен фундамент; на фиг. 6 разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 7 камера шлюза затоплена водой, вход в камеру открыт и в камеру заводятся модули плавучего блока; на фиг. 8 разрез Г-Г на фиг. 7; на фиг. 9 камера шлюза закрыта, осушена, при этом модули опущены на фундамент; на фиг. 10 разрез Д-Д на фиг. 9; на фиг. 11 камера шлюза заполнена водой, вход в камеру открыт и в камеру заводятся очередные модули плавучего блока; на фиг. 12 разрез Е-Е на фиг. 11; на фиг. 13 камера шлюза закрыта, осушена ниже уровня модулей нижнего яруса, модули верхнего яруса установлены и сопряжены с модулями нижнего яруса; на фиг. 14 разрез Ж-Ж на фиг. 13; на фиг. 15 плавучий шлюз переставлен в положение для установки последующего плавучего модульного блока, подведены плавучие сопрягающие секции шлюза для сопряжения его камеры с ранее установленным плавучим модульным блоком; на фиг. 16 разрез И-И на фиг. 15; на фиг. 17 плавучий шлюз установлен на дно, отгорожен участок акватории; на фиг. 18 разрез К-К на фиг. 17; на фиг. 19 камера плавучего шлюза осушена, выполнен фундамент под очередной плавучий модульный блок, на фиг. 20 разрез Л-Л на фиг. 19.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом.

Участок 1 акватории, примыкающий к берегу 2, отгораживают с помощью переставной плавучей шлюзовой камеры. Переставная плавучая шлюзовая камера в конкретном примере является сборной конструкцией и включает продольные перемычки 3, устои 4 и поперечные перемычки 5.

После отгораживания участка 1 акватории в полости перемычек 3 и 5 и устоев 4 закачивается вода и они опускаются на дно акватории (фиг. 3 и 4). Затем намывают грунт в зоне 6 контакта плавучей шлюзовой камеры с дном акватории и в зоне 7 контакта ее с берегами 2. После этого откачивают воду из плавучей шлюзовой камеры, осушая участок 1 акватории. Далее насухо разрабатывают котлован 8 и выполняют на дне его фундамент 9 (фиг. 5 и 6). Затем заполняют плавучую шлюзовую камеру водой (фиг. 6 и 7) до уровня воды в акватории, со стороны нижнего бьефа отсоединяют от нее и отводят в сторону одну или несколько поперечных перемычек 5. Затем в шлюзовую камеру наплаву вводят плавучие модульные блоки 10, ориентируют их над фундаментом 9. Далее устанавливают на прежнее место перемычки 5 и откачивают воду из шлюзовой камеры. При этом плавучие модульные блоки 10 опускаются на фундамент 9 (фиг. 9 и 10). После этого насухо омоноличивают швы 11 между блоками 10 и фундаментом 9. Затем снова заполняют шлюзовую камеру водой, убирают перемычки 5 и вводят в камеру плавучие модульные блоки 12 верхнего яруса гидросооружения (фиг. 11 и 12), ориентируя их над ранее установленными блоками 10.

Шлюзовую камеру вновь опорожняют до уровня ниже верхней поверхности блоков 10, опуская при этом блоки 12 на эту поверхность далее омоноличивают насухо швы 13 между блоками 10 и блоками 12 (фиг. 13 и 14). (Аналогично швам 11 и 13 омоноличиваются швы между модульными блоками каждого яруса и между модульными блоками и берегом). После этого плавучую шлюзовую камеру переводят наплаву в положение по фиг. 15 и 16. Для сопряжения ее со смонтированной частью гидросооружения наплаву подводят дополнительные продольные перемычки 14, которые затем устанавливают в положение по фиг. 17 и 18, уплотняя их с дном акватории, установленными ранее плавучими модульными блоками и смежными элементами плавучей шлюзовой камеры. Затем шлюзовую камеру осушают (фиг. 19 и 20) и далее все операции производят в описанной последовательности.