Напряженное состояние подземного напорного водовода по данным натурных наблюдений и совершенствование методики его статического расчета (на примере Ингурской ГЭС)

• Автор: Толорая, Тамаз Иванович
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Тбилиси
• Количество страниц: 217 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .
1. КРАТКИЙ ОБЗОР РАБОТ ПО НАТУРНЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМ ПОДЗЕМНЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ И МЕТОДАМ РАСЧЕТА ОБДЕЛОК НАПОРНЫХ ВОДОВОДОВ ГЭС СО СТАЛЬНОЙ ОБОЛОЧКОЙ

1.1. Цель и задачи натурных исследований на крупных гидротехнических сооружениях .

1.2. Натурные исследования в опытных круглоцилиндрических выработках.

1.3. Натурные исследования в гидротехнических туннелях

1.4. Влияние трещин напластования в слоистых скальных

породах на величину радиальных перемещений

1.5. Натурные исследования обделок напорных водоводов ГЭС со стальной оболочкой

1.6. Обзор теоретических работ по разработке методов расчета обделок напорных водоводов со стальной оболочкой

1.7. О трещинообразовании в бетонных обделках водоводов .

2. ПРЕДЛАГАШАЯ МЕТОДИКА НАТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОБДЕЛКИ
ПОДЗЕМНОГО НАПОРНОГО ВОДОВОДА СО СТАЛЬНОЙ ОБОЛОЧКОЙ
2.1. Турбинные водоводы Ингурской ГЭС
2.2. Состав натурных исследований
2.3. Особенности работы обделки и окружающей скальной среды .
2.4. Применяемая контрольноизмерительная аппаратура
2.5. Выбор количества измерительных секций, измерительных сечений и приборов.
2.6. Инженерногеологические условия в пределах измерительных секций
2.7. Особенности предлагаемой методики натурного ис
следования
3. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ ПО УСТАНОВКЕ КИА ИСПЫТАНИЮ БЕТОННЫХ
ОБРАЗЦОВ И ПОРОДЫ. ЭТАПЫ НАБЛЮДЕНИЙ
3.1 Определение годности приборов в лабораторных условиях
3.2. Монтаж приборов в скальной среде .
3.3. Монтаж приборов на металлической оболочке,в затрубном пространстве и коммутация .
3.4. Общий перечень установленных приборов и схемы их расположения
3.5. Исследование прочностнодеформативных характеристик бетона
3.6. Исследование прочностнодеформативных свойств породы на образцах
4. РЕЗУЛЬТАТЫ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Этапы натурных наблюдений .
4.2. Общие сведения о количестве замеров и методике обработки результатов .
4.3. О надежности работы средств измерения .
4.4. Наблюдения в период бетонирования затрубного пространства
4.5. Наблюдения при выполнении цементационных работ
4.6. Исследование зазора между стальной оболочкой и бетонной обоймой
4.7. Рекомендации по назначению величины зазора между металлом и обоймой .
4.8. Влияние температуры протекающей по водоводу воды
4.9. Напряженнодеформированное состояние стальной оболочки. НО
4Сопоставление результатов расчета оболочки по
СН 8 и по данным натурных наблюдений .
4Напряженнодеформированное состояние бетонной обоймы .
4.Деформированное состояние скальной средн.
5. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ НОРМАТИВНОГО МЕТОДА СТАТИЧЕСКОГО
РАСЧЕТА ПОДЗЕМНОГО НАПОРНОГО ВОДОВОДА СО СТАЛЬНОЙ
ОБОЛОЧКОЙ НА ВНУТРЕННЕЕ ДАВЛЕНИЕ С УЧЕТОМ ДАННЫХ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ.
5.1. Постановка вопроса .
5.2. Разработка способа статического расчета обделки напорного водовода с металлической оболочкой и бетонной обоймой на внутреннее давление с учетом работы обоймы на растяжение
5.3. Анализ предложенного способа расчета обделки и область его практического применения
5.4., Рекомендации и порядок по назначению основных размеров составных элементов обделки напорного водовода
5.5. Сопоставление предлагаемого способа с нормативным методом расчета по СН 8
5.6. Применение предлагаемой методики для статического расчета обделки подземного турбинного водовода Худонской ГЭС .
5.7. Внедрение достигнутых результатов.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В результате испытания опытных штреков была получена возможность определения расчетных значений коэффициентов удельного упругого отпора породы, коэффициентов анизотропии породы и величины фильтрационных утечек воды из опытных камер. Все эти данные были использованы проектным институтом для уточнения проекта обделки деривационного туннеля ХрамГЭС1 в сторону облегчения,что дало экономический эффект. В году была поставлена задача исследовать возможность применения монолитной бетонной обделки небольшой толщины в напорных туннелях при средних и высоких давлениях, а также в уточнении области применения выгодной по условиям производства работ обделки с плоским лотком. Для решения указанных задач на строительстве ХрамГЭС2 был организован испытательный полигон, состоящий из 2х опытных штреков с круглой обделкой и обделкой с плоским лотком рис. Размеры опытных выработок длина м, диаметр 4 м, толщина бетона см. Породы характеризовались плотными туфобрекчиями, обладающими хорошими упругими свойствами и малой трещиноватостью. V т. V . В штреке I было проведено два этапа испытания. Максимальное давление составило 0,7 МПа. Во втором штреке было проведено три цикла испытания с максимальным давлением до I МПа. В результате обработки данных получена картина упругой работы обделки в обеих штреках, величины коэффициентов удельного упругого отпора породы в пределах К0 0 МПам. В связи с разработкой проекта Ингурской ГЭС возникли серьезные проблемы в вопросах проектирования обделки деривационного туннеля,требующие разрешения в натурных условиях. С этой целью близ с. Джвари был организован подземный испытательный полигон. В состав полигона входили опытная горизонтальная камера диаметром 2,5 м для исследования упругого отпора породы сухим способом три вертикальных шурфа диаметром 2,5 м с целью исследования вопросов трещинообразования обделки деривационного туннеля опытная горизонтальная выработка диаметром 4,0 м для исследования упругого отпора, трещинообразования и фильтрации мокрым способом. Указанные работы опубликованы в ,,,. Опытная камера диаметром 4,0 была возведена на левом берегу р. Ингури в масштабе ,5 по отношению к поперечному сечению деривационного туннеля Ингурской ГЭС. Горные породы в зоне опытной камеры слагались из прочных,но трещиноватых известняков верхнего мела. Геологический разрез показывал наличие крупных пластовых трещин с предельным раскрытием до мм. Мощность пластов, расположенных почти вертикально, не превышала 0,6 м. Всего было проведено несколько циклов испытания. В части определения упругого отпора установлено,что коэффициент анизотропии равен 1. Ко при давлении 0,4 МПа не превосходит МПам. В части фильтрации отмечен , большой расход утечек воды из камеры при давлении 0,4 МПа при наличии трещин радиального характера в обделке. В вертикальных шурфах была также возведена монолитная бетонная обделка из бетона марки 0. Основной целью явилось исследование закономерности возникновения и раскрытия радиальных продольных трещин в обделке в зависимости от прилагаемого давления. При испытании шурфов максимальное давление на обделку составило 1,6 МПа. В результате проведения различных циклов испытания была получена возможность представления четкой картины работы обделки за пределом упругости. Проведенные ГрузНИИЭГС исследования позволили установить, что в трещиноватых известняках предусмотренное проектом устройство однослойной бетонной обделки толщиной см в качестве основной обделки для Ингурского деривационного туннеля возможно лишь в комбинации с укрепительной цементацией породы, позволяющей улучшить упругие свойства породы и снизить ее водопроницаемость. В дальнейшем, опытные работы продолжались на Олорском испытательном полигоне Ингурской ГЭС, где была возведена опытная камера диаметром 5,0 м в масштабе натуральной величины поперечного сечения деривационного туннеля. В камере была выполнена заполнительная инъекция за обделку, затем укрепительная цементация породы в 3 очереди первая на глубину 1,5 м под давлением I МПа вторая на глубину 4 м под давлением 2 МПа третья на глубину 2,5 м под давлением 3 МПа. В камере было выполнено 3 этапа испытаний после производства отдельных этапов цементации.