Цементационные противофильтрационные завесы в основаниях напорных гидротехнических сооружений на вечномерзлых грунтах : На примере Колымской ГЭС

• Автор: Фрумкин, Владимир Наумович
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 127 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. УЧЕТ ОСОБЕННОСТЕЙ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЦЕМЕНТАЦИОННЫХ ЗАВЕС В ОСНОВАНИЯХ ГИДРОСООРУЖЕНИЙ.
1.1. Основные инженерногеологические особенности, определяющие параметры прогивофилырационных устройств.

1.1.1. Температура скальных пород, количественное содержание

льда в породах и их распределение по массиву горных пород

1.1.2. Распученность вечномерзлых скальных пород.

1.1.3. Фильтрационные свойства вечномерзлых пород и методы их

изучения.
1.2. Примеры прогивофидьтрационных устройств в основании сооружений на вечномерзлых грунтах и их влияние на работу сооружений.
1.2.1. Обеспечение фильтрационной прочности противофильтрационных элементов плотин и отдельных зон в скальных основаниях за счет снижения скоростей фильтрации
1.2.2. Снижение интенсивности оттаивания грунтов основания сооружений, предотвращающее резкое увеличение фильтрации
1.2.3. Формирование поверхности фильтрационного потока в
нижнем бьефе.
1.2.4. Консолидация термопросадочных грунтов основания сооружений
1.2.5. Обеспечение нормативной эпюры противодавления в
основании бетонных сооружений.
1.2.6. Снижение расхода фильтрации из водохранилища в нижний
1.2.7. Снижение скоростей фильтрации при создании мерзлотных
завес.
Выводы но главе 1.
ГЛАВА 2. СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ ЦЕМЕНТАЦИОННЫХ ЗАВЕС В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ СКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ
ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
2.1. Виды оттаивания вечномерзлых оснований
2.2. Общие принципы оттаивания вечномерзлых грунтов основания.
2.2.1. Гидро и парооттаивание оснований.
2.2.2. Элсктрооттаивание оснований
2.2.3. Условия применения различных способов оттаивания вечномерзлых грунтов
2.2.4. Термонаблюдения при оттаивании вечномерзлых грунтов
2.3. Основные принципы технологии цементации в
предварительно опаянном массиве.
Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. РАСЧЕТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВРЕМЕНИ ЭЛЕКТРООТТАИВАНИЯ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ
ПРИ РАБОТЕ НАГРЕВАТЕЛЕЙ.
3.1. Расчетное обоснование параметров оттаивания
вечномерзлых грунтов
3.2. Результаты опытнопроизводственных цементационных
3.3. Предлагаемая методика определения времени оттаивания вечномерзлого основания.
3.4. Сопоставление расчетных и натурных данных времени
оттаивания вечномерзлого основания.
Выводы ио главе 3
ГЛАВА 4. ЦЕМЕНТАЦИОННЫЕ ЗАВЕСЫ НА СТРОИТЕЛЬСТВЕ КОЛЫМСКОЙ ГЭС
4.1. Цементационная завеса в основании правобережной части плотины.
4.1.1. Особенности геологического строения участка.
4.1.2. Конструкция завесы
4.1.3. Выполнение завесы 2ой очереди
4.2. Цементационная завеса в русловой части плотины
4.3. Цементационная завеса в основании левобережной части
плотины и подземном комплексе.
4.3.1. Инженерногеологические условия. Проектное решение
Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В диссертации показана эффективность электрооттаивания, определена его продолжительность и методы контроля оттаивания с учетом особенностей места строительства. В работе показано, как в конкретных условиях обоснованно выбрать конструкцию и выполнить наджную цементационную завесу, в том числе под напором в условиях вечномерзлого основания, а также обоснованно выбрать состав инъектируемых растворов, дать рекомендации по тем или иным добавкам в производственных условиях. Научная новизна диссертации заключается в том, что в ней впервые в практике гидротехнического строительства предложена обоснованная технология возведения наджной цементационной завесы в условиях вечномерзлых оснований. В предложенной технологии увязано влияние эффективного контролируемого электрооттаивания, времени цементации, конструкции цементационной завесы, выбор состава цементационного раствора. Сделан обоснованный вывод, что теоретические расчетные модели не дают такого наджного обоснования конструкции цемзавесы, выбора способа оттаивания вечномерзлого основания, как опытные научноэкспериментальные исследования на месте строительной площадки и анализ опыта возведения цемзавес в натурных условиях. Практическая ценность результатов, изложенных в диссертации, заключается в том, что в ней, опираясь на опыт строительства, на многочисленные опытноисследовательские работы в производственных условиях, сформулированы основополагающие принципы технологии возведения цементационных завес напорных гидротехнических сооружений на вечномерзлых скальных породах. Особенностью предложенной научно обоснованной технологии яшяется то, что она учитывает опыт создания цементационной завесы в условиях Колымской ГЭС, где вечномерзлые скальные породы основания после оттаивания имели высокую водопроницаемость. Научнометодические предложения по технологии и организации возведения цемзавес, изложенные в диссертации, опираются на многочисленные опытнопроизводственные работы по оттаиванию и цементации пород. Это позволяет сформулировать научнообоснованные нормативные требования для создания наджных напорных сооружений в сложных геологических условиях и развивать мало изученный раздел науки о цементационных завесах в гидротехническом строительстве. Оценить влияние изменения состава цементационного раствора, эффективность добавок опилки, жидкое стекло, соль применение цементнобентонитовых растворов. Апробация работы. Результаты выполненной работы многократно обсуждались на технических совещаниях, технических и научных Советах АО Лен гидропроект, ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, на научных семинарах СП6ГТУ, МЭИ, С6ГАСУ. Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 6 работ. Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего наименование. Работа содержит 7 страниц текста, рисунков и 9 таблиц. ГЛАВА 1. В сложных условиях Крайнего Севера длительная безопасная работа гидротехнических сооружений во многом обеспечивается надежной в эксплуатации конструкцией цементационной завесы, особенно в условиях вечной мерзлоты основания. За последние лет на Крайнем Севере России в зоне распространения вечной мерзлоты построен целый ряд крупных энергетических объектов Вилюйские ГЭС1 и 2, Хантайская, Курейская, Колымская ГЭС, Аркагалинская и Нерюнгринская ГРЭС, Билибинская АЭС. Продолжается строительство Вилюйской ГЭС3, УстьСреднеканской ГЭС, Уренгойской ГРЭС. Па некоторых гидротехнических объектах, введенных в эксплуатацию лет назад, возникли серьезные проблемы, связанные с деградацией мерзлоты в основании сооружений и вызванные этим осадки и чрезмерные потери воды из водохранилищ Сытыканский гидроузел, плотины Билибинской АЭС и хвостохранилища адеждинского металлургического завода 1,9, . Представляет большой интерес накопленный за это время опыт проектирования и строительства противофильтрационных устройств в основании сооружений энергетических и водохозяйственных комплексов на вечномерзлых скальных основаниях. Из этого опыта следует, что изза специфики вечномерзлых грунтов при оттаивании роль цементационных завес существенно расширяется.