Активный раздаточный материал

КАЗАХСКАЯ ГОЛОВНАЯ АРХИТЕКТУРНО - СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

План лекции Изыскание магистральных каналов. Геодезические работы при строительстве гидроузлов. Особенности разбивочных работ.

Краткое содержание занятия

Изыскания в стадии рабочих чертежей канала включает следующие топографо-геодезические работы

а) построение планового и высотного обоснования канала;

б) полевое трассирование выбранного варианта канала.
Съемка поперечных профилей. Закрепление основных точек
трассы и сооружений;

в) топографическая съемка в масштабе 1:1000—1:2000
с сечением рельефа через 0,5—1 м участков трассы с особо
сложным рельефом, площадок для сооружения на канале водозабора, плотины, шлюзов, участков пересечения каналов, ручьев
и оврагов, линейных сооружений, а также участков для строительства жилых поселков и производственных предприятий;

г) вынесение в натуру проектного контура водохранилищ,
создаваемых для судоходства и водоснабжения;

д) окончательные изыскания трасс подъездных дорог и ин­женерных сетей;

е) геодезическая привязка инженерно-геологических выработок.

Геодезическое обоснование трассы канала. Геодезическое обоснование трассы канала создается для выполнения съемоч­ных и разбивочных работ. Так как речь идет об обеспечении опорными пунктами узкой полосы местности значительной про­тяженности, то плановое обоснование развивается преимущест­венно методом светодальномерной полигонометрии.

В зависимости от плотности пунктов государственной триан­гуляции в районе строительства канала прокладывают полигонометрию 4 класса с предельной длиной ходов до 30 км или полигонометрию 1 разряда с длиной ходов до 15 км. От пунктов по­лигонометрии проектные углы поворота трассы канала выносятся в натуру построением проектных полигонов с точ­ностью теодолитных ходов.

Согласно Инструкции по инженерно-геодезическим изыска­ниям магистральных каналов средние квадратические ошибки выноса в натуру проектных координат канала не дол­жны превышать для плана масштаба 1:2000 величины 0,4 м. Принимая эту ошибку за допустимую для теодолитных ходов, точность полигонометрии как исходной основы должна быть в 2 раза выше, т. е. в уравненных полигонометрических ходах ошибки не должны превышать 0,2 м.

Для геодезического обеспечения строительства шлюзов и других сложных сооружений на канале создаются локальные линейно-угловые сети с длинами сторон 150—200 м и ошибкой взаимного положения пунктов 2—3 мм.

Высотное обоснование по своей точности и густоте расположения пунктов создается для обеспечения топографиче­ских съемок, вынесения проекта канала в натуру (проектного уклона дна и поперечных сечений) и обслуживания строитель­ных работ.

Выбор класса нивелирования зависит от расстояния между исходными реперами и от запроектированного уклона дна ка­нала. Чем больше уклон дна канала, тем с меньшей точностью потребуется создать высотное обоснование. Большие уклоны дна вызывают и большую скорость воды в канале, что обеспечивает незаиляемость русла взвешенными наносами и позволяет вы­брать наиболее выгодное поперечное сечение канала. Однако вы­бранная скорость не должна размывать дно и склоны канала, согласовываясь с общим уклоном местности. Вдоль проектируемого канала прокладывают основной ход нивелирования III- класса, который через 75км привязывают к государственной нивелирной сети I-II классов. Опираясь на этот ход, разбивают нивелирные полигоны или ходы IV-класса, длина которых не должна превышать 25 км. На трассе 2-3 км устанавливают реперы.

Рис. 1. Определение нестворности точек

Разбивка оси канала. Основные точки канала (вершины уг­лов поворота, точки пересечений и переходов, оси шлюзов и др.) задаются проектными координатами и выносятся в натуру от пунктов геодезического обоснования с относительной средней квадратической ошибкой не ниже 1/5000. В процессе строитель­ства канала осевые точки и поперечные профили приходится часто восстанавливать, используя боковые крепления точек или знаки, закрепляющие продольные оси. В последнем случае тео­долит необходимо установить в створ оси АВ (рис. 1), измерив в натуре в некоторой точке D угол β. Зная по пикетажу рас­стояния l₁ и l₂, нестворность теодолита DC = δ определяют по формуле

(1)

Действительно, из треугольника ABC

δ= /₂ sin В. (а)

По теореме синусов

sin В = sin βl₁/AB. (б)

Подставляя выражение (б) в (а), имеем δ = l₁ * l₂ sinβ/АВ.

При близком расположении точки D от створа можно принять, что сторона АВ = l₁ + l₂. Тогда

(в)

Так как sinβ = sin (180—β), а угол β близок к 180°, то, вы­ражая величину синуса малого угла в радианах, получаем фор­мулу (2).

Точность определения нсстворности

(2)

где К — отношение l₁ / l₂

Высотные точки по дну канала устанавливаются по нивелиру со средней квадратической ошибкой 1 см. Разбивка поперечных профилей канала производится таким же способом, как и на до­рожных трассах. Геодезическое обеспечение строительства шлю­зов и других бетонных сооружений канала производится мето­дами, изложенными в следующей главе.

Гидроузлы. Наиболее сложным сооружением гидроузла является гидро­электростанция (ГЭС). В зависимости от ее расположения раз­личают приплотинные и деривационную ГЭС.

По компоновке гидроузла возможны две схемы приплотинной ГЭС:

1) здание ГЭС является непосредственно продолжением
плотины и участвует в создании напора;

2) здание ГЭС размещается за плотиной в нижнем бьефе и
в создании напора не участвует; для такого типа ГЭС подвод
воды к турбинам осуществляется с помощью трубопроводов.

Компоновка гидроузлов по первой схеме широко применя­ется на равнинных реках (см. рис. 5л. 1). Примерами таких ГЭС являются: Волжская ГЭС имени XXII съезда КПСС, Волжская ГЭС имени В. И. Ленина, Цимлянская ГЭС на Дону, Киевская ГЭС на Днепре.

Приплотинные гидроузлы с размещением ГЭС в нижнем бьефе строят низконапорными, средненапорными и высоконапор­ными с плотинами различных типов. Примерами такого типа пришютинных ГЭС могут служить Днепровская имени В. И. Ле­нина, Братская (на р. Ангаре), Красноярская (на р. Енисее).

При деривационной схеме энергоиспользовапия реки напор создают с помощью деривационных сооружении. На одном из берегов реки сооружают канал, трубопровод или туннель с уклоном, значительно меньшим уклона реки, и с их помощью отводят воду, направляя ее к зданию ГЭС (рис. 2).

В деривационной схеме обычно плотина небольшой высоты сооружается ниже водозабора или совмещается с ним. При спо­койном рельефе в качестве деривационных сооружений служат открытые водоводы в виде лотков и каналов; в условиях гор­ного рельефа устраивают туннели.

Для выбора оптимального створа и размещения сооружений гидроузла требуется иметь планы в масштабах 1 : 2000— 1 : 5000 с сечением рельефа через 0,5—1,0 м и подробный профиль на исследуемом участке реки.

Рис. 2. Схема деривационной ГЭС:

1 — деривационный канал; 2 — напорный бассейн; 3 — здание ГЭС; 4 — турбинные водоводы; 5 — водоприемник и плотина; 6- река

Для составления рабочих чертежей здания ГЭС, судоходных шлюзов, подводящих и отводящих каналов, насосных и водо­заборных станций и других сооружений гидроузла производят съемку площадок в масштабе 1 : 500— 1 : 1000 с высотой сече­ния рельефа 0,5—1,0 м.

Проект геодезических работ на площадке гидроузла разра­батывается с учетом способа пропуска так называемых строи­тельных расходов, т. е. расходов реки, которые необходимо про­пустить через площадку строящегося гидроузла. На равнинных реках отвод воды из русла реки может быть произведен по по­строенному каналу (рис. 3, а). Возведение сооружений гидро­узла выполняется под защитой верхней и нижней перемычек.

В горных условиях, когда река течет в узком ущелье, обычно расход пропускают через туннели, строящиеся на одном или обоих берегах (рис. 3, б).

Иногда на равнинных реках гидротехнические сооружения возводят на сухом месте поймы, река при этом течет в своем естественном русле. Строящиеся сооружения ограждают пере­мычками. Когда водосливные сооружения полностью закончены, строят подводящие и отводящие каналы, русло реки перекры­вают, перемычки разбирают, направляя реку через здание ГЭС и плотину.

На многоводных реках применяют также способ пропуска строительных расходов при возведении сооружений по очереди. Часть русла реки ограждается перемычками — верховой, про­дольной и низовой, образующими пространство котлована первой очереди (рис. 5, а). Расходы реки сбрасываются по оставшейся свободной части русла. Бетонная плотина в котло­ване сооружается не полностью, а только ее подводная часть и отдельные бычки до высот, превышающих уровень наибольшего весеннего паводка. После окончания работ первой очереди пере­мычки разбираются и строятся новые, ограждающие другую

Рис. 4. Схема пропуска воды при сооружении гидроузла:

а — через строительный канал; б — через строительный туннель; 1 — строительный ка­нал; 2— верховая перемычка; 3— ось плотины; 4— низовая перемычка; 5 — строитель­ный туннель; 6 — ось здания ГЭС; 7 — сухое русло реки

Рис. 5. Схема сооружения гидроузла в две очереди:

а — первая очередь строительства; б—вторая очередь строительства; 1—верховая пе­ремычка; 2 — продольная перемычка; 3 — низовая перемычка; 4 — котлованы; 5—здание ГЭС; 6 — плотина

часть русла реки (рис. 5,6). Вода на время строительства вто­рой очереди проходит в пролеты незаконченной части плотины первой очереди. В котловане второй очереди сооружения строят в полном объеме.

Наращивание бычков бетонной плотины на участке первой очереди осуществляется так называемым способом гребенки. Часть водосливных пролетов закрывают временными металли­ческими щитами, под защитой которых ведутся бетонные работы. Путем перестановки щитов все водосливные пролеты первой очереди бетонируют до проектной высоты гребня плотины. По

мере наращивания плотины уровень воды в водохранилище по­вышается.

Все сооружения гидроузла объединены между собой расчет­ной геометрической связью, которая строго соблюдается при выносе проекта в натуру. Сооружения компонуются вокруг глав­ной разбивочной оси гидроузла, заданной координатами и ази­мутом. Если ось не прямолинейна, то определяют координаты углов поворота. К главной оси привязаны основные оси агрега­тов, водослива, шлюза и оси других элементов проекта.

Главная ось гидроузла выносится на местность от пунктов планового обоснования, построенного при съемке района изы­сканий. Для определения в натуре положения основных и вспо­могательных осей составных элементов гидроузла создается более высокоточная разбивочная сеть.

Строительство гидроузла имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при выполнении геодезических работ. Ос­нования плотины и фундаменты турбоагрегатов строятся в глу­боком котловане при сложных гидрогеологических условиях и требуют для ведения разбивочных работ развития и закрепле­ния осевых систем на земляных перемычках, бортовых откосах, в котловане. Необходимо постоянное наблюдение за устойчиво­стью осевых знаков.

Гидроузел строится в несколько очередей, для которых в каждой части сооружения создаются свои локальные сети. Эти сети должны иметь одну и ту же ориентировку и увязанную си­стему координат и высот, чтобы построенное сооружение строго соответствовало проекту в плане и по высоте.

Верхняя часть сооружений гидроузла до НПУ имеет боль­шую высоту. Здесь устанавливается большая часть металлокон­струкций и закладных частей, требующих в сложных строитель­ных условиях уточненных разбивочных работ, для выполнения которых необходим известный опыт производства измерений па высоте.

Некоторая часть сооружений гидроузла (бетоновозная эста­када, строительные туннели и др.) требует точных геодезических измерений по всему фронту работ уже в начальный период стро­ительства.

Таким образом, для строительства гидроузла необходима точная плановая и высотная геодезическая основа, увязанная с генпланом сооружений, пункты которой сохраняли бы свое положение от начала строительства до его завершения

Задание на СРС

1. Передача проектных высот.

2. Требования к точности определения уклонов реки.

Подготовить конспект, срок сдачи – неделя.

Задание на СРСП

РГР «Геодезические работы при проектировании, строительстве и эксплуатации промышленного предприятия»

Контрольные вопросы для письменного экзамена

Поиск по сайту: