жена горизонтальная дренажная труба, на которой через каждые 46 м установлены штуцера, соединенные с погружными насосами. Насосы откачивают воду, автоматически поддерживая ее уровень в дренаже на отметке, более низкой, чем уровень воды в бассейне (рис. 4-6).

На ГАЭС Ревэн под асфальтобетонным покрытием имеются две независимые системы дренажа: первая выполнена в виде проницаемой {Кф = = 10 м/сут) подготовки толщиной 10-12 см под основным покрытием с выпуском в кольцевую трубу диаметром 20 см, из которой устроены радиальные

f %0 5J

Рпс. 4-7. Дамбы вер.хнего бассейна ГАЭС Ревэн (Франция).

LT *,* ° ° 6°- == -же менее 15 м: е-деталь дренажа: г - деталь

подошвь! верхового откоса: / -экран из глинистого материала: 2 - наброска из горной массы; 3 - дренажная призма из сортированного щебня; 4 - асфальтобетонный экран-4 - суглинистый грунт; б - кровля коренных пород; 7 - растительный грунт; S - дре-m, n T Jn 5- -гР°- ьные пьезометры и разгрузочные скважины; /О-поперечные дрены через 100 м; -щебень; /г-.-равий; 73 - песок; /4 - дренажная труба диаметром 0,3 м; Ь - то же диаметром 0,2 м; /6 - два слоя асфальтобетона то.пщи-иоц 8 см; /7 -дренажный слой толщиной 8 см; /8 - подготовка толщиной 4 см.

выпуски-диаметром 30 см через каждые 100 м по периметру бассейна. Вторая система включает призму площадью поперечного сечения около 5 из сортированного щебня, уложенную у подошвы верхнего откоса плотины. Призма имеет выпуски в виде заполненных щебнем траншей, в которых проложены радиальные выпуски первой дренажной системы (рис. 4-7).

Железобетонные плиты толщиной 0,3 м, шириной 12 м и длиной до 48 м применены для покрытия всей площади (ПО тыс. м) чаши верхнего бассейна ГЭС -ГАЭС Ла Кош (Франция) [41]. Бассейн расположен в естественной котловине дно которой сложено относительно рыхлой толщей четвертичных отложений. Для выравнивания поверхности дна бассейна была выполнена подсыпка в виде качественной насыпи толщиной до 15 м. Уплотнение между плитами покрытия выполнено в виде трехрядных резиновых шпонок. Плиты уложены по подготовке из пористого бетона толщиной 0,2 м по откосам и 0,3 м по дну. Внутри бетонной подготовки по откосам бассейна проложен трубчатый дренаж. По дну бассейна уложен слой тщательно уплотненного дренирующего материала толщиной 1-1,5 м. Под всей системой проложено поливинилхлоридное покрытие толщиной 1 мм, армированное нейлоновыми нитями (рис. 4-8). Система дренажа покрытия бассейна была секционирована на 17 участков и предусматривала возможность замера фильтрационного

расхода через каждый из этих участков железобетонной облицовки. Заполне ние бассейна велось в несколько этапов. В связи со значительными неравно мерными осадками конструкции многие швы между плитами были расстроены а сами плиты потрескались. Несмотря на выполненные ремонтные работы, npi последующем наполнении бассейна размер фильтрации, достигавшей 50 л/с не сократился, что свидетельствовало о повторном нарушении плотности кон струкции. Средний коэффициент фильтрации железобетонной облицовки со ставил 1,6- м/с*

Рис. 4-8. Верхний бассейн ГАЭС Ла Кош (Франция).

о-план- б -деталь покрытия: / - напорная галерея; 2 - напорная галерея и канал отвода дренажных вод; J -камера затворов и подходная шахта; 4--подходная гало-рея- 5 -дренаж основания; 6 - железобетонная стенка; 7 --железобетонные плиты; 8 -подготовка из пористого бетона; 9 - поливинилхлоридное покрытие; 10 - пьезометр; - дренирующая засыпка.

Грунтовые откосы дамб верхнего бассейна подлежат защите от воздействия волн и льда. Это крепление также долйно тщательно дренироваться с целью обеспечения его устойчивости при быстрой сработке уровня воды.

Так, под железобетонными плитами крепления напорного откоса дамбы на Загорской ГАЭС предусмотрено устройство дренажа в виде труб из пористого бетона, уложенных вдоль откоса в слое песка и выведенных на поверхность через отверстия 20X20 см.

Железобетонное крепление откосов дамб запроектировано также для Кайшядорской ГАЭС. В целях снижения фильтрационного давления прп быстрой сработке уровня бассейна предусмотрено устройство дренажного тюфяка

* R. Longuemare. Etancheite du reservoir supeneur de la chute hydro-electrique de la Coche.-La Houille Branche, 1977, vol. 32, № 23, p. 137-151.

лод верховой призмой дамбы и вертикального дренажа по оси сооружения (рис. 4-9). Примерно такая же конструкция вертикального дренажа выполнена на ГАЭС Ладингтон.

При проектировании ГАЭС чистого аккумулирования важно правильно оценить условия первоначального заполнения верхнего бассейна. На участках бассейна, прилегающих к водоприемным (водовыпускным) сооружениям, должно устраиваться специальное крепление.

Облицовка откосов бассейнов должна быть рассчитана на волновые воздействия, а также на действие ледовых нагрузок.

Макс.ур. 153,1

J, 125,0 J

Рис. 4-9. Дамба верхнего бассейна Кайшядорской ГАЭС (проект).

/-тело дамбы из суглинистых грунтов; 2 - песчаный грунт; J -дренаж.

В береговых зонах бассейна лед при сработке уровня оседает на откосы и берега. В зависимости от метеорологических условий, толщины льда и режима работы ГАЭС лед либо примерзает к откосу, либо всплывает при наполнении бассейна. В результате многократного повторения процесса на откосе могут образоваться значительные напластования льда. Расчет толщины намерзающего льда сводится к определению положения границы промерзания грунта откоса.

Промерзание грунта в течение суток можно определить по следующей формуле:

ДЛ = 0,0012.

Х- 0,069

0,111

- 0,035Q,

(4-1)

где X -доля суток, в течение которой откос (поверхность льда) находится в соприкосновении с воздухом; т - температура воздуха, °С; а -нарастание толщины льда в течение полных суток, м; Q - количество теплоты, поступающей к границе промерзания со стороны талого грунта, Мкал/(м2.сут).

Исходными данными являются метеорологические характеристикн - температура воздуха, скорость ветра, облачность и абсолютная влажность, необходимые для расчета толщины льда а, образующегося за сутки на открытом водоеме:

а = СоА,

где Со - теплоотдача с открытой водной поверхности, определенная в зависимости от указанных выше факторов, Мкал/(м2-сут); к=80 Мкал/т - теплота плавления льда.

Расчет выполняется для разных точек откоса, освобождающихся из-под воды на время х, зависящее от режима сработки. Толщина льда, примерзшего к откосу, равна а (1-v). Q определяется по методике, изложенной в [21 и 32].

Для условий Загорской ГАЭС во ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева были проведены на крупномасштабной модели исследования по определению давления ледяного массива. В результате исследований было установлено, что давление глыб льда, намерзших на откосы бассейнов ГАЭС при частых и больших колебаниях уровня воды, в 10-11 раз меньше давления, которое может передаваться на откос при примерзании к нему плавающего ледяного поля.

В относительно благоприятных условиях с точки зрения льдообразования находятся ГАЭС, у которых нижние бассейны

Рис. 4-10. Киевская ГАЭС

а -схематический план сооружений; б - типовое сечение дренажной галереи; а - типовое сечение трубчатого дренажа; / - здание ГАЭС; 2 - водоприемник; 8 -трубопроводы; 4-верхний бассейн; 5 -трубчатый дренаж; 5 - дренажная галерея; 7 - песок; S - песок и щебень крупностью 0.25-10 мм; 9 - щебень крупностью 5-40 мм; 10 - железобетонная труба диаметром 38 см; - озерные глины; /2 - железобетонная галерея; /8-неогеновые глины; /4 -бетонная стяжка; /5 - железобетонная плита; /6 -забивка пазух глиной.

представляют собой крупные естественные или искусственные водоемы (Киевская, Кайшядорская ГАЭС и др.). На этих бассейнах уровень воды колеблется незначительно, что способствует образованию ледяного покрова, температура воды, поступающей в верхний бассейн, устойчиво поддерживается в пределах 1-2° С выше нуля.

Трехлетний опыт зимней эксплуатации Киевской ГАЭС (крепление откосов железобетонными плитами, см. рис. 4-3) не выявил каких-либо затруднений [23].

В условиях холодной зимы 1975/1976 г. (минимальная температура декабря -12°, января -22°, февраля -27° С) макси-

мальная толщина ледяного покрова достигала 80 см. Лед примерзал к бетонным плитам, покрывающим откосы. Толщина намерзшей призмы составила 2 м, а количество намерзшего льда 6-8 м на 1 м длины дамбы. При каждом опорожнении и наполнении бассейна ледяное поле отделялось от берегового припая.

Ледостав в верхнем и нижнем бассейнах ГАЭС может быть ускорен, если энергосистема позволяет останавливать ГАЭС на короткое время (на субботу и воскресенье) в период достаточно низких температур воздуха.

Зимние затруднения не возникают при эксплуатации бассейнов ГАЭС в схемах совмещения ГАЭС в энергетическом комплексе с тепловой или атомной электростанцией, которые используют бассейны ГАЭС в качестве прудов-охладителей.

На территории, прилегающей к верхнему бассейну ГАЭС, дол/кны быть предусмотрены дренажные мероприятия, планировочные и укрепительные работы. Естественные склоны и откосы искусственных земляных сооружений должны тщательно исследоваться с точки зрения их устойчивости в случае возможного обводнения.

В качестве примера можно привести Киевскую ГАЭС. где осуществлен комплекс мероприятий по дренажу, уположенкю склонов, расчистке и засыпке ближайших к бассейну оврагов (рис. 4-10).

4-2. ВОДОПРИЕМНИКИ И ВОДОВЫПУСКИ

Водоприемники ГАЭС представляют собой либо отдельно стоящие сооружения, либо совмещенные со зданиями ГАЭС.

Ниже рассмотрены только отдельно стоящие водоприемные устройства.

Объединение водоприемников и водовыпусков в единое сооружение предъявляет к ним специфические требования. Для обеспечения минимальных гидравлических потерь при противоположных направлениях течения воды и спокойного подвода (отвода) воды устраиваются закругленные выходные участки отсасывающих труб, отводящих каналов, углы забраль-ных балок отдельно стоящих водовыпусков - водоприемников и т. д.

Для обеспечения растекания потока без образования водо-воротных зон и очагов размыва системы гашения энергии потока воды, выходящего из водовьшуска, при детальном проектировании должны исследоваться на гидравлических моделях.

За исключением этих специфических особенностей, водоприемники ГАЭС проектируются так же, как водоприемники обычных электростанций.

При проектировании водоприемников ГАЭС чистого аккумулирования следует иметь в виду, что относительно небольшие бассейны этих ГАЭС сравнительно просто могут быть опорожнены на случай ремонта.

Высотное расположение водоприемных отверстий определяется гидравлическими требованиями, исключающими возможность поступления воздуха в напорный тракт.

В некоторых случаях водоприемники располагаются на заглубленных участках бассейнов. При этом на ГАЭС Ревэн минимальная глубина верхнего бассейна в зоне водоприемника составляет 9 м, а на ГАЭС Рэккун Маунтин 26 м.

Установка сороудерживающих решеток на водоприемниках ГАЭС предусматривается для тех случаев, когда в акватории бассейна олсидается поступление сора и плавающей древесины. На Загорской ГАЭС предусматривается установка временных решеток в верхнем бассейне на двух первых агрегатах.

На зарубежных ГАЭС чистого аккумулирования с неболь-ш-ими по площади бассейнами решетки, как правило, отсутствуют (ГАЭС Лангенпроцельтен) либо устанавливаются только на нижнем бассейне (ГАЭС Ревэн). В целях предотвращения засорения бассейнов иногда осуществляется ограждение их акватории.

По конструктивному исполнению водоприемники можно разделить на следующие типы: с фронтальным подводом воды, башенные и шахтные.

Водоприемники с фронтальным подводом воды удобны с точки зрения простоты механического оборудования и его эксплуатации (плоские затворы и решетки). Их располагают чаще всего в нижних бассейнах.

Другое преимущество фронтального водоприемника состоит в том, что он может быть максимально приближен к урезу воды в бассейне, в то время как такое приближение других типов водоприемников ухудшает гидравлические условия их работы. Поэтому фронтальные водоприемники более доступны в процессе эксплуатации.

Фронтальный водоприемник ГЭС-ГАЭС Хайэтт (США) имеет два водоприемных отверстия сечением 102 м каждое с возможностью забора воды на различных глубинах. Режим работы этого водоприемника определяется требованиями рыбного хозяйства к эксплуатации верхнего бассейна ГАЭС (водохранилище Оровилл).

В сложных топографических условиях может оказаться целесообразным расположить затворы водовьшуска и обслуживающие их механизмы под землей (ГАЭС Такасегава, рис. 4-11).

Фронтальные водоприемники в верхних бассейнах часто встраивают в дамбы, образующие бассейн. Так, подводящий участок водоприемника Загорской ГАЭС запроектирован в виде