способ возведения бетонных плотин в суровых климатических условиях

Формула изобретения

1. Способ возведения бетонных плотин в суровых климатических условиях, включающий укладку бетона во внутреннюю зону плотины однослойными блоками и укладку бетона в наружные зоны плотины, отличающийся тем, что укладку бетона во внутреннюю зону плотины осуществляют с перерывом на зимний период, а укладку бетона в наружные зоны плотины производят как при положительных, так и при отрицательных температурах, при этом перед возобновлением бетонирования внутренней зоны плотины весной трещины, возникшие в бетонной кладке в зимний период из-за больших температурных перепадов, перекрывают железобетонными балками-перемычками прямоугольного или трапецеидального сечения и высотой, равной высоте однослойных блоков.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что верхнюю горизонтальную поверхность уложенного бетонного массива внутренней зоны плотины непосредственно перед перерывом в бетонировании покрывают теплоизоляционным материалом, например опилками, шлаковатой и т.п., а перед возобновлением бетонирования внутренней зоны плотины после зимнего перерыва убирают теплоизоляционный материал с верхней горизонтальной поверхности забетонированного массива внутренней зоны плотины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при возведении массивных бетонных плотин, например гравитационных и арочно-гравитационных плотин в суровых климатических условиях.

Известен способ возведения бетонных плотин, при применении которого бетонирование осуществляют блоками большой площади с укладкой малопластичных или жестких бетонных смесей, уплотняемых пакетами мощных глубинных вибраторов или укаткой виброкатками (Судаков В.Б., Толкачев Л.А. Современные методы бетонирования высоких плотин. - М.: Энергоатомиздат, 1988, с.90-107).

Недостатками способа-аналога является то, что при строительстве гидроузлов в районах с суровым климатом бетонные работы на плотине при отрицательной температуре воздуха либо прекращаются полностью, либо их продолжают под шатром над всей горизонтальной поверхностью строящейся плотины, рассчитанным на низкие температуры и снеговую нагрузку.

Известен способ возведения бетонных плотин с перерывом на зимнее время. В данном случае бетонирование плотин с секционной разрезкой осуществляют длинными блоками большой площади с укладкой бетонных смесей, уплотняемых глубинными вибраторами или укаткой виброкатками (Transactions of the XV-th ICOLD Congress. Q.57, R.1, Lausanne, 1985, p.1-21).

Недостатками способа-аналога являются полное прекращение бетонных работ на плотине на зимний период, появление в верхней части бетонной кладки, законсервированной на зимний период, температурных трещин, глубина которых может достигать 5-6 м. Такие трещины возникают зимой из-за больших температурных градиентов, даже если горизонтальная поверхность бетонной кладки укрыта теплоизоляцией, и простираются вдоль оси плотины (поперек секций), что негативно отражается на водонепроницаемости бетонной кладки и распределении усилий в теле сооружения. Таким образом возникает необходимость герметизации, цементации или укрепления бетонной кладки с нарушенной монолитностью армированием.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ возведения бетонной плотины, включающий возведение напорной и низовой граней из плотного вибрированного бетона, укладку и уплотнение укаткой особожесткой бетонной смеси в центральную часть (внутреннюю зону) плотины, организацию контурных уплотнений цементационных карт и цементацию шва между боковыми гранями и центральной частью плотины, причем в процессе укладки и уплотнения особожесткой бетонной смеси в центральной части плотины вокруг вертикальных участков контурных уплотнений цементационных карт образуют зону, заполняемую водонепроницаемым материалом, а затем производят цементацию шва (АС СССР №1629372, МПК Е 02 В 3/16, опубл. 23.02.91).

Недостатком прототипа является то, что при перерывах в бетонировании центральной части плотины на зимний период в ней, при наступлении отрицательных температур наружного воздуха, достигающих в суровых климатических условиях минус 20-60°С возникают большие температурные градиенты, что приводит к образованию температурных трещин, нарушающих в локальных зонах монолитность бетонной кладки, что ухудшает распределение усилий и напряжений в сооружении.

Изобретением решается задача обеспечения надежной передачи усилий и напряжений в бетоне внутренней зоны плотины в местах температурных трещин, возникших из-за зимнего перерыва.

Для достижения названного технического результата в предлагаемом способе возведения бетонных плотин в суровых климатических условиях, включающем укладку бетона во внутреннюю зону плотины однослойными блоками и укладку бетона в наружные зоны плотины, укладку бетона во внутреннюю зону плотины осуществляют с перерывом на зимний период, а укладку бетона в наружные зоны плотины производят как при положительных, так и при отрицательных температурах. При этом перед возобновлением бетонирования внутренней зоны плотины весной трещины, возникшие в бетонной кладке в зимний период из-за больших температурных перепадов, перекрывают железобетонными балками-перемычками прямоугольного или трапецеидального сечения и высотой, равной высоте однослойных блоков.

Верхнюю горизонтальную поверхность уложенного бетонного массива внутренней зоны плотины непосредственно перед перерывом в бетонировании покрывают теплоизоляционным материалом, например опилками, шлаковатой и т.п., а перед возобновлением бетонирования внутренней зоны плотины после зимнего перерыва убирают теплоизоляционный материал с верхней горизонтальной поверхности забетонированного массива внутренней зоны плотины.

Отличительным признаком предложенного способа является то, что для создания условий надежной передачи усилий и напряжений в центральной части плотины в зоне с температурными трещинами, возникшими в зимний период, укладку бетона во внутреннюю зону плотины осуществляют с перерывом на зимний период, а укладку бетона в наружные зоны плотины производят как при положительных, так и при отрицательных температурах. При этом перед возобновлением бетонирования внутренней зоны плотины весной трещины, возникшие в бетонной кладке в зимний период из-за больших температурных перепадов, перекрывают железобетонными балками-перемычками прямоугольного или трапецеидального сечения и высотой, равной высоте однослойных блоков. Балки-перемычки устанавливают на верхней горизонтальной поверхности забетонированного массива перпендикулярно к линии простирания температурных трещин.

Предлагаемый способ поясняется схематическими чертежами плотины, представленными на фиг.1 и фиг.2.

На фиг.1 показан поперечный разрез плотины. На фиг.2 - разрез плотины в плане.

Позициями на чертежах обозначены:

1 - внутренняя зона плотины,

2 - наружная зона плотины,

3 - температурная трещина,

4 - балка-перемычка.

Способ осуществляется следующим образом.

Возведение плотины начинают при положительных температурах воздуха и основания. Бетонирование 1-го яруса внутренней зоны 1 плотины производят однослойными блоками большой площади и толщиной от 0,3 м до 1,0 м. Каждый однослойный блок охлаждают посредством полива водой или посредством систематического увлажнения до его перекрытия следующим однослойным блоком. Высота яруса при этом может достигать 25 м и более в зависимости от продолжительности весенне-летне-осеннего периода и производственных условий. На зимний период бетонирование внутренней зоны 1 прерывают и верхнюю горизонтальную поверхность уложенного бетонного массива теплоизолируют, например, опилками, шлаковатой и т.п. Наружные зоны 2 плотины бетонируют как при положительных, так и при отрицательных температурах наружного воздуха блоками небольших площадных размеров с соблюдением общепринятых требований и правил производства бетонных работ.

При наступлении положительных температур воздуха весной, снимают теплоизоляцию с горизонтальной поверхности внутренней зоны 1, подготавливают ее к возобновлению бетонирования, и в местах появившихся температурных трещин 3 устанавливают железобетонные балки-перемычки 4, чем создают условия для надежной передачи усилий между частями бетонной кладки, разделенными температурными трещинами 3. Размеры и шаг расположения балок-перемычек 4 принимают в соответствии с параметрами температурных трещин 3, особенностями плотины и используемой технологии бетонирования. После этого приступают к бетонированию следующего яруса внутренней зоны.

Предложенное изобретение позволяет устранить неблагоприятное влияние температурных трещин, возникающих из-за перерыва в бетонировании внутренней зоны на зимний период в суровых климатических условиях, на распределение в бетонной кладке усилий и напряжений и благодаря этому повысить эксплуатационную надежность плотин, исключив необходимость в дорогостоящей, трудоемкой и малоэффективной цементации температурных трещин.