Излагаются современные методы производства основных гидротехнических работ с применением новейших средств механизации. Рассматриваются вопросы производства земельно-скальных, бетонных, подземных, монтажных и специальных видов работ, организации пропуска строительных расходов и осушения котлованов в период строительства. Значительное внимание уделено организации технологического транспорта. Предназначается для учащихся гидротехнических техникумов.

Предисловие
Введение

Глава 1. Технологический транспорт в гидротехническом строительстве
1.1. Общие сведения
1.2. Автомобильный транспорт
1.3. Железнодорожный транспорт
1.4. Водный транспорт
1.5. Подвесные канатные дороги
1.6. Конвейерный транспорт
1.7. Новые виды технологического транспорта

Глава 2. Земляные и скальные работы
2.1. Общие сведения
2.2. Грунты и их свойства
2.3. Подсчет объёмов земляных работ
2.4. Подготовка к производству земляных работ
2.5. Разработка грунта экскаваторами
2.6. Разработка грунта землеройно-транспортными машинами
2.7. Возведение качественных насыпей
2.8. Возведение каменно-набросных плотин
2.9. Строительство плотин с использованием энергии направленного взрыва
2.10. Буровзрывные работы
2.11. Особенности производства земляных работ в зимних условиях
2.12. Техника безопасности

Глава 3. Производство земляных работ способом гидромеханизации
3.1. Общие сведения
3.2. Разработка грунта
3.3. Гидравлическое транспортирование грунта
3.4. Типы намывных сооружений и элементы их профиля
3.5. Способы намыва сооружений
3.6. Техника безопасности

Глава 4. Бетонные и железобетонные работы
4.1. Общие сведения
4.2. Опалубочные работы
4.3. Арматурные работы
4.4. Приготовление бетонной смеси
4.5. Транспортирование бетонной смеси
4.6. Укладка бетонной смеси
4.7. Производство бетонных работ в зимних условиях
4.8. Контроль качества бетонных работ
4.9. Техника безопасности

Глава 5. Сборный железобетон в гидротехническом строительстве
5.1. Виды сборных железобетонных элементов
5.2. Изготовление сборных железобетонных элементов
5.3. Монтаж сборного железобетона
5.4. Техника безопасности

Глава 6. Подземные работы
6.1. Общие сведения
6.2. Влияние инженерно-геологических условий на производство подземных работ
6.3. Способы проходки отдельных элементов подземных выработок
6.4. Особенности производства буровзрывных работ
6.5. Вентиляция подземных выработок
6.6. Погрузка породы и подземный транспорт
6.7. Проходка туннелей в слабых, полускальных и мягких породах
6.8. Проходка туннелей в прочных породах
6.9. Сооружение обделок
6.10. Сооружение шахт
6.11. Сооружение машинных залов подземных ГЭС
6.12. Основные принципы организации строительства подземных сооружений
6.13. Техника безопасности

Глава 7. Монтажные работы
7.1. Общие сведения
7.2. Монтаж закладных частей
7.3. Монтаж затворов, решеток и ворот шлюзов
7.4. Монтаж механизмов
7.5. Монтаж стальных конструкций гидротехнических сооружений
7.6. Монтаж гидросилового оборудования
7.7. Монтаж электротехнического оборудования
7.8. Техника безопасности

Глава 8. Специальные виды работ
8.1. Укрепление и консолидация грунтов, создание противофильтрационных завес
8.2. Гидроизоляционные работы
8.3. Подводные работы
8.4. Берегоукрепительные и выправительные работы
8.5. Свайные работы

Глава 9. Пропуск расходов реки при возведении гидротехнических сооружений и осушение котлованов
9.1. Схемы пропуска строительных расходов
9.2. Гидравлические расчеты пропуска строительных расходов
9.3. Перекрытие русл рек
9.4. Гидравлический расчет перекрытия русл рек
9.5. Перемычки
9.6. Осушение котлованов

Предисловие

В принятых XXVI съездом КПСС «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981- 1985 годы и на период до 1990 года» большое внимание уделено развитию гидроэнергетического строительства. Основные направления предусматривают дальнейшее развитие строительства крупных гидроузлов на реках Сибири, Дальнего Востока и Средней Азии с учетом комплексного использования гидроресурсов, а также сооружение гидроаккумулирующих электростанций в европейской части СССР. Намечено использование гидроэнергетических ресурсов малых рек. Дальнейшее развитие получит мелиорация земель, значительно увеличатся площади орошаемого земледелия. В качестве одного из важных мероприятий по развитию агропромышленного комплекса явится переброска части стока северных рек в бассейн Волги и Дона, сибирских рек в засушливые районы Средней Азии и Казахстана. Комплекс, этих мероприятий в значительной степени будет способствовать дальнейшему развитию сельскохозяйственного производства, успешному выполнению Продовольственной программы, принятой майским (1982 г.) Пленумом ЦК КПСС.

Реализация намеченной на XI пятилетку программы гидроэнергетического строительства потребует выполнения огромных объемов строительно-монтажных работ. На строительстве гидроэнергетических объектов должно быть переработано более 1,5 млрд. м3 земельно-скальных пород, уложено более 15 млн. м3 бетона и железобетона, смонтировано около 100 тыс. т металлических конструкций и механизмов. Годовые интенсивности на земельно-скальных работах будут достигать 500—600 млн. м³, на укладке бетона — 4,5—5 млн. м³.

Успешное выполнение намеченной программы возможно при условии широкого внедрения в строительство новых технических решений, высокопроизводительных машин и механизмов, прогрессивной технологии производства работ, дальнейшего развития комплексной механизации строительных процессов, обеспечивающих значительное повышение производительности труда.

В связи с этим каждый специалист-гидротехник должен знать современные методы производства работ и средства их механизации, уметь правильно и эффективно использовать их, добиваясь высокого качества при минимальной стоимости и продолжительности выполнения. Знания, полученные учащимися при изучении курса «Технология производства гидротехнических работ», будут способствовать выполнению намеченных планов гидроэнергетического строительства.

Настоящий учебник написан на основе опыта отечественного гидроэнергетического строительства, осуществляемого в самых разнообразных условиях и практически во всех районах страны. Наряду с традиционными способами производства работ в учебнике уделяется внимание новым методам, обеспечивающим снижение стоимости, трудоемкости и продолжительности выполнения работ.

Учебник состоит из девяти глав. В гл. 1 описывается технологический транспорт, являющийся составной частью всех технологических процессов производства работ.

В гл. 2 и 3 излагаются различные способы земельно-скальных работ, методы ведения буровзрывных работ, особенности производства работ в зимних условиях.

В гл. 4 и 5 рассматриваются вопросы бетонных работ: способы приготовления бетонной смеси и подачи ее в блоки бетонирования; способы монтажа арматурных конструкций и опалубки; основные принципы разрезки сооружений па блоки; методы возведения бетонных сооружений при различных компоновках и конструкциях; основные пути дальнейшего совершенствования технологии бетонных работ.

При описании технологии строительства подземных гидротехнических сооружений (гл. 6) основное внимание уделяется современным средствам механизации подземных работ и современным тенденциям в строительстве подземных сооружений.

В отдельных главах (гл. 7 и 8) рассматриваются специальные виды работ, играющие важную роль в гидротехническом строительстве: монтажные, цементационные, подводные, свайные, гидроизоляционные; приводятся средства механизации этих работ, наиболее прогрессивные способы их выполнения.

Последняя глава посвящена вопросам пропуска строительных расходов.

Настоящая книга является первым опытом в созданий учебника по технологии гидротехнического строительства для техникумов. Программа и основные положения учебника были разработаны заведующим кафедрой производства и организации гидротехнических работ МИСИ имени В.В. Куйбышева канд. техн. наук, доцентом A.К. Третьяковым.

В своей дальнейшей работе над книгой авторы, к сожалению, лишенные возможности пользоваться его опытом и советами, стремились максимально сохранить дух и принципиальные положения разработанной им программы.

При изложении материала учебника учитывалось, что наряду с данным курсом учащиеся изучают ряд связанных с ним дисциплин — гидротехнические сооружения, строительные машины, строительные материалы и др., поэтому в учебник включены только необходимые сведения о строительных машинах, строительных материалах и их применении при производстве работ.

Авторы выражают благодарность преподавателю Куйбышевского энергетического техникума инж. Л.Ф. Карцеву и главному специалисту Гидропроекта имени С.Я. Жука инж. Е.Д. Калимапову за полезные советы, сделанные ими при рецензировании рукописи, а также инж. В.Г. Лебедеву за помощь в написании главы 6 «Подземные работы» и инж. Р.Е. Бекерману за большой труд по ее редактированию.

Главы учебника написаны: А.К. Третьяковым — гл. 3 и 8; В.М. Брауде — гл. 4 и 5; А. М. Михеевым — гл. 1; B.Я. Шайтановым — введение и гл. 2, 6, 7 и 9.

Введение

Под технологией строительного производства понимают совокупность методов выполнения строительно-монтажных работ (земельно-скальных, бетонных и железобетонных, подземных, монтажных, отделочных и др.), в результате которых создаются объекты строительства — жилые дома, гражданские здания и сооружения, предприятия различных отраслей промышленности, гидротехнические и транспортные сооружения, объекты энергетического назначения и т. п.

Современная технология строительного производства базируется на широком применении крупных высокопроизводительных строительных машин и механизмов: экскаваторов с ковшами вместимостью до 8 м³ и более, автосамосвалов грузоподъемностью до 40 т, мощных бульдозеров, скреперов, гусеничных, башенных и кабельных кранов грузоподъемностью до 25—40 т, массовом применении сборных железобетонных и металлических конструкций заводского изготовления. Высшим этапом развития технологии строительного производства являются комплексная механизация и автоматизация строительных процессов. При комплексной механизации производственные и транспортные процессы в строительстве выполняются комплектом машин и механизмов, взаимно увязанных по производительности и основным параметрам, а при автоматизации — с помощью машин, оснащённых автоматическими устройствами.

Советские гидростроители за короткий период времени преодолели огромное отставание в технологии строительного производства от наиболее развитых капиталистических стран и в настоящее время по многим направлениям занимают ведущее положение. В первую очередь это относится к строительству гидротехнических сооружений на мягких основаниях, в районах Крайнего Севера и в районах с высокой сейсмичностью.

Первой крупной гидротехнической стройкой, где в широких масштабах началось применение средств механизации, была Днепровская ГЭС имени В.И. Ленина. Технология строительного производства в современном понятии впервые начала зарождаться на строительстве канала имени Москвы. Здесь впервые в практике строительства был создан и организационно оформлен коллектив проектировщиков, разрабатывающих организацию строительства и производство работ, методы их механизации. В результате были разработаны и применены в строительстве не только новые виды строительных машин, по и новые по тем временам способы производства работ. На земляных работах начали использоваться средства гидромеханизации, осуществляющие разработку, транспортирование и укладку грунта в сооружения, что представляет полностью механизированный законченный технологический цикл. Были созданы первые отечественные земснаряды производительностью 300 м³/ч. Экскаваторный парк строительства насчитывал огромную по тем временам цифру — 170 единиц.

Начала создаваться технология бетонных работ: для перевозки бетонной смеси были применены непрерывные средства транспорта — ленточные конвейеры, для уплотнения бетонной смеси — вибраторы; повсеместно стали вводить сварку арматуры и применять арматурные конструкции заводского изготовления.

Дальнейшее развитие технология строительного производства получила на крупнейших волжских стройках: Волго-Донском судоходном канале, Волжских ГЭС — имени В.И. Ленина и имени XXII съезда КПСС. Колоссальные объемы работ и сжатые сроки строительства потребовали необычайных в мировой практике темпов строительных работ. Годовые объемы бетонный работ на строительстве Волжской ГЭС имени В. И. Ленина достигали 3 млн. м³. Это стало возможным благодаря разработке специальной технологии производства бетонных, земляных, монтажных и других видов работ. На бетонных работах широкое применение нашли портально-стреловые краны грузоподъёмностью 10 т, установленные на специальных бетоновозпых эстакадах, для подачи бетона в блоки начали применять виброхоботы и бетононасосы, началось применение сборного железобетона, дальнейшее развитие получили средства гидромеханизации, были созданы мощные земснаряды производительностью 1000 м³/ч.

Вторая половина 50-х годов характеризуется началом, широкого освоения производительных сил восточных районов страны. Строительство крупных гидроузлов в районах с суровыми природно-климатическими условиями потребовало разработки принципиально новых методов производства работ и средств их механизации. Для возведения бетонной плотины Братской ГЭС были специально разработаны двухконсольные краны грузоподъемностью 22 т, для исключения трещинообразования было освоено и применено в широких масштабах искусственное охлаждение бетона с помощью пропуска холодной воды через систему заложенных в бетоне труб. Были разработаны средства механизации для внутриблочных работ, что значительно повысило производительность труда.

Строительство особо высоких плотин в Средней Азии и на Кавказе: Нурекской высотой 300 м из грунтовых материалов, Токтогульской бетонной гравитационной высотой 215 м, Ингурской и Чиркейской арочных плотин высотой соответственно 272 и 240 м стало возможным благодаря разработке новой технологии производства массовых земельно-скальных и бетонных работ, созданию специальных строительных машин и механизмов.

На строительстве плотины Токтогульской ГЭС был разработан и применен метод послойной укладки бетона большими блоками по специальной полностью механизированной технологии, позволившей повысить производительность труда на укладке бетона с 4—5 до 8—10 м³/чел-день. На строительстве Чиркейской арочной плотины использование для подачи бетона 25-тонных кабель-кранов и внедрение комплексной механизации дало возможность повысить производительность труда до 12 м³/чел-день. Применение новых типов опалубки, таких как консольная, утепленная и др., шатров и ряда других мероприятий позволило вести бетонные работы на строительстве Усть-Илимской и Зейской плотин в течение всей холодной сибирской зимы.

Дальнейшее совершенствование технологии бетонных работ предусматривает применение непрерывных методов бетонирования, а также высокопроизводительных кранов и комплексной внутриблочной механизации. Использование на строительстве Саяно-Шушенской ГЭС высокопроизводительных самоподъемных башенных кранов КБГС-1000 грузоподъемностью 25 т на вылете стрелы 40 м, установленных непосредственно на сооружении, позволило отказаться от подкрановых и бетоновозных эстакад и довести интенсивность укладки бетона до 1,5 млн. м³ в год.

Для строительства бетонных сооружений Богучанской ГЭС разработана схема возведения с помощью новых башенных кранов КБГС-500ХЛ, изготовленных специально для северных условий. Эти краны будут подниматься без перемонтажа на разные отметки сооружения по мере его возведения.

Успешному строительству гидроузлов с плотинами из грунтовых материалов, особенно в районах распространения вечной мерзлоты, способствовали разработанные новые методы технологии круглогодичной укладки грунта. Это позволило возводить противофильтрационные элементы Вилюйской, Усть-Хантайской и Серебрянской плотин в зимний период. В Средней Азии для строительства плотины Рогунской ГЭС общим объемом 71,1 млн. м³ разработана специальная циклично-поточная технология подачи валунно-галечных грунтов с применением ленточных конвейеров шириной до 2 м.

Другим направлением совершенствования технологии возведения плотин из грунтовых материалов является метод направленного взрыва. В Советском Союзе уже построены и успешно эксплуатируются Алма-Атинская селезащитная плотина высотой 150 м. Байпазинская плотина высотой 50 м, ведутся проектные проработки по сооружению направленным взрывом плотины Камбаратинского гидроузла высотой 250 м.

Значительные достижения имеются в области технологии подземных работ: горные способы проходки подземных выработок начали вытесняться механизированными, осуществляемыми с помощью породопроходческих комбайнов и механизированных щитов, для устройства обделки широкое применение находит передвижная опалубка, бетононасосы, набрызгбетон.

Оснащение гидротехнических строек крупными монтажными кранами большой грузоподъемности существенным образом изменило технологию монтажных работ и позволило повсеместно перейти к методам крупноблочного монтажа основного технологического оборудования, что значительно повысило производительность труда.

Освоены н широко применяются разнообразные способы перекрытия русл рек, включая перекрытие крупных пойменных рек с песчаными основаниями пионерным способом, способом гидромеханизации, методом мгновенного обрушения горных массивов.

Опыт крупного гидротехнического строительства показывает, что в современных условиях его эффективность в значительной степени зависит от способов производства работ и организации строительства. Поэтому этим вопросам придается исключительно важное значение.

При разработке проектов гидротехнических сооружений обязательно разрабатываются проекты производства основных видов работ, в которых определяются основные средства механизации, порядок, условия и сроки строительства отдельных сооружений и объекта в целом, проводится оптимизация различных технологических схем.

Разработка проектов производства работ и их реализация осуществляются в соответствии с требованиями действующих в области технологии и организации строительства строительных норм и правил (СНиП): «Организация строительного производства» СНиП III-1-76; «Приемка в эксплуатацию законченных строительством предприятий, зданий и сооружений. Основные положения» СНиП III-3-76; «Земляные сооружения» СНиП III-8-76; «Подземные горные выработки» СНиП III-11-77; «Бетонные и железобетонные конструкции монолитные» СНиП Ш-15-76; «Бетонные и железобетонные конструкции сборные» СНиП III-16-80; «Сооружения гидротехнические, транспортные, энергетические и мелиоративных систем» СНиП III-45-76; «Техника безопасности в строительстве» СНиП III-4-80 и др.; строительных норм (СН): «О составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений» СН 202-81 и др.; ведомственных нормативных документов (ВСН): «Правила производства бетонных работ при возведении гидротехнических сооружений» ВСН 009-79; «Указания по возведению высоких плотин из местных материалов» ВСН 021-69.