способ возведения тонкостенного лабиринтного водослива из сборных железобетонных элементов

Формула изобретения

Способ возведения тонкостенного лабиринтного водослива из сборных железобетонных элементов, включающий подготовку и выравнивание основания на гребне плотины, изготовление отдельных железобетонных элементов, их монтаж и соединение, отличающийся тем, что напорные переливные сооружения изготавливают из сборных железобетонных элементов с применением самоуплотняющихся бетонных смесей оптимальных размеров, например по высоте и длине до 5,0 метров, толщине до 0,5 метров и весу до 30 тонн, которые соединяют между собой скоростным способом при помощи муфтовых соединений непосредственно на гребне плотины, при этом смонтированные железобетонные секции составляют единый водосливной фронт - тонкостенный железобетонный лабиринтный водослив с толщиной стенки не менее 15 см.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, в частности к технологическим приемам создания водослива лабиринтного типа из сборных однотипных железобетонных элементов.

Известен технологический способ возведения лабиринтного водослива из независимых модульных металлических устройств, установленных рядом на гребне водослива плотины, известных как Hydroplus fusegates (http:/www.hydroplus.com/hydroplus/site.nsf/web/ fusegates.htm; http://www.hydroplus.com/hydroplus/site.nsf/web/applications-en.htm). Стыки модулей герметизированы, что создает водонепроницаемую стену, воспринимающую напор, что увеличивает емкость водохранилища. В случае катастрофических наводнений, вода поднимается до уровня, при котором устройства Hydroplus fusegates последовательно опрокидываются в нижний бьеф, тем самым защищая глухую часть плотины от возможного перелива через гребень. Hydroplus fusegates успешно работают в нормальных и экстремальных условиях (значительного волнения, плавающего мусора, давления льда, землетрясения и т.д.).

Недостатком аналога является то, что Hydroplus fusegates - устройство одноразового использования и его восстановление требует сложных технических решений по доставке и монтажу новых устройств, подготовке основания и обеспечения особо точной установки новых устройств для герметичности стыков с неопрокинувшимися устройствами и телом плотины.

Известен способ возведения лабиринтного водослива в монолитном железобетонном исполнении, включающий разбивку всей длины лабиринтного водослива на захватки и их поэтапное бетонирование, объем захваток назначается из условий оптимального объема бетонирования за 1 смену, затем на гребне плотины осуществляется подготовка и выравнивание основания, производится вязка армокаркасов, собирается опалубка и ведется укладка бетона. В течении 5-10 суток в зависимости от условий производства работ осуществляются мероприятия по уходу и выдерживанию бетона в опалубке. Далее выполняется разопалубливание конструкции, производится устранение возникающих дефектов и доведение бетонных поверхностей до требуемых показателей качества. После чего в течении 28-180 суток, в зависимости от класса гидротехнического сооружения, захватка бетонирования набирает проектную прочность для восприятия эксплуатационных нагрузок (Ackers, J., Bennett, F., Zamensky, G. "Upgrading lake holiday spillway using a labyrinthweir". California, 2011).

Данный способ выбран в качестве прототипа предлагаемого технического решения.

Недостатком способа является то, что строительный сезон монолитного бетонного строительства ограничен теплым временем года, что для большинства средненапорных плотин не позволяет за один сезон возвести всю водосливную поверхность, что в итоге приводит к увеличению сроков строительства. Также процесс монолитного строительства требует большого количества технических средств и механизмов, которые необходимо расположить в условиях строительной площадки, что может оказаться трудно выполнимым на гребне средненапорной плотины. В области качества монолитное бетонное строительство, особенно в холодное время года, сопровождается большим количеством дефектов, в т.ч. существенно влияющих на эксплуатационные характеристики. Производство бетонных работ в зимний период, как правило, приводит к удорожанию и потере качества.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении качества и эксплуатационных характеристик железобетонных элементов тонкостенного лабиринтного водослива с одновременным сокращением сроков строительства.

Для достижения указанного технического результата в способе создания тонкостенного лабиринтного водослива из сборных железобетонных элементов, включающем подготовку и выравнивание основания на гребне плотины, изготовление железобетонных элементов, их монтаж и соединение, напорные переливные сооружения изготавливают из сборных железобетонных элементов с применением самоуплотняющихся бетонных смесей, оптимальных размеров, например по высоте и длине до 5,0 метров, толщине до 0,5 метров и весу до 30 тонн, которые соединяют между собой скоростным способом при помощи муфтовых соединений непосредственно на гребне плотины, при этом смонтированные железобетонные секции составляют единый водосливной фронт - тонкостенный железобетонный лабиринтный водослив с толщиной стенки не менее 15 см.

Отличительными признаками предлагаемого способа являются изготовление напорных переливных сооружений из сборных железобетонных элементов с применением самоуплотняющихся бетонных смесей, оптимальных размеров; соединение напорных переливных сооружений между собой скоростным способом, при помощи муфтовых соединений, непосредственно на гребне плотины, при этом смонтированные железобетонные секции составляют единый водосливной фронт - тонкостенный железобетонный лабиринтный водослив с толщиной стенки не менее 15 см.

Благодаря наличию этих признаков существенно сокращаются сроки и повышается качество строительства. Вся длина напорных переливных сооружений тонкостенного лабиринтного водослива разбивается на однотипные элементы - железобетонные секции, производство которых осуществляется в условиях завода железобетонных изделий, за счет чего существенно повышается их качество и появляется возможность выбраковки некачественных изделий. Производить железобетонные секции можно круглогодично, тем самым обеспечивая их запас к периоду монтажа в полном объеме. По мере готовности плотины к установке тонкостенного лабиринтного водослива осуществляется монтаж отдельных железобетонных секций на месте установки и формирование единой водосливной поверхности в виде лабиринтного водослива. Соединение железобетонных секций между собой осуществляется скоростным способом при помощи муфтовых соединений. Такой способ соединения не требует применения специальных механизмов и осуществляется вручную 1-2 рабочими.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3.

На фиг.1 показана схема отдельной железобетонной секции тонкостенного лабиринтного водослива, изготовленная в заводских условиях и готовая к монтажу.

На фиг.2 - схема соединения отдельных железобетонных секций при помощи муфтовых соединений для формирования напорных переливных сооружений единой водосливной поверхности - тонкостенного лабиринтного водослива.

На фиг.3 - общий вид тонкостенного лабиринтного водослива, готового к эксплуатации.

Каждая отдельная железобетонная секция напорных переливных сооружений тонкостенного лабиринтного водослива состоит из железобетонной стенки 1, выпусков арматуры 2 с подготовленной резьбой, отверстий 3 для их крепления при помощи анкеров к гребню плотины. В конструкции каждой такой секции предусматриваются специальные штрабы 4 для обеспечения их герметичного соединения. Отдельные железобетонные секции соединяются между собой скоростным способом при помощи муфтовых соединений 5. Швы между секциями омоноличиваются самоуплотняющейся бетонной смесью 6.

Способ осуществляется следующим образом.

В предлагаемом способе применяется технология создания отдельных элементов тонкостенного лабиринтного водослива из железобетона, изготовленного в заводских условиях с обеспечением их высокого качества. Для изготовления типовых элементов предусматривается применение современных самоуплотняющихся бетонных смесей 6. Именно использование этих смесей 6 позволяет получать бетонные изделия с высоким качеством, пригодным для применения в гидротехническом строительстве для сооружений напорного фронта. Бетон на основе самоуплотняющихся бетонных смесей 6 обладает быстрым набором прочности без условия его пропаривания, что положительно влияет на высокую морозостойкость изготавливаемых изделий. При работе с такими смесями 6 не требуется виброуплотнение бетона и обеспечивается возможность изготовления тонкостенных конструкций сложной геометрической формы, к каким относятся секции лабиринтного водослива. Отсутствие камер для пропаривания изделий и вибростендов позволяет разместить бетонное производство вблизи строительной площадки с минимальными трудо- и энергозатратами. Появляется возможность круглогодичного изготовления элементов водослива, достижение ими требуемой прочности (28-180 суток) к периоду монтажа и их накапливание в полном объеме. Перед монтажом каждое изделие может пройти входной контроль качества и при несоблюдении каких-либо характеристик может быть не допущено к монтажу.

Каждая отдельная железобетонная секция напорного переливного сооружения тонкостенного лабиринтного водослива, состоящая из железобетонной стенки 1, имеет выпуски арматуры 2 с подготовленной резьбой для муфтовых соединений 5 и отверстий 3 для их крепления при помощи анкеров к гребню плотины. В конструкции каждой железобетонной секции предусматриваются специальные штрабы 4 для обеспечения герметичного соединения между собой. При монтаже отдельные железобетонные секции соединяются при помощи муфтовых соединений 5, что значительно ускоряет процесс установки. Такой способ соединения не требует применения специальных механизмов и осуществляется вручную 1-2 рабочими. Омоноличивание швов между железобетонными секциями осуществляется также самоуплотняющейся бетонной смесью 6 в небольшом объеме.

В итоге, напорные переливные сооружения, состоящие из смонтированных и омоноличенных железобетонных секций, составляют единый водосливной фронт - лабиринтный водослив с толщиной стенки не менее 15 см. Все монтажные работы выполняются за 1 сезон и обеспечивают быстрый ввод сооружения в эксплуатацию.

Таким способом достигается высокое качество работ и сокращаются сроки строительства. В зависимости от размеров железобетонные секции могут формировать водослив лабиринтного типа, рассчитанный на эксплуатацию низконапорных и средненапорных плотин.