Рассматриваются конструкции, организация и технология строительства грунтовых плотин на вечномерзлых основаниях в условиях Крайнего Севера. Первое издание вышло в 1975 г. В настоящем издании основное внимание уделено методам строительства талых и мерзлых плотин, материалам и их заготовке, способам укладки в тело плотин, устройству мерзлотных противофильтрационных завес. Второе издание дополнено расчетами температурного режима плотин. Рассчитана на инженеров-гидротехников: строителей, проектировщиков и эксплуатационников, а также может быть полезна студентам вузов.

Предисловие

Глава 1. Особенности условий строительства на Крайнем Севере
1.1. Природно-климатические условия
1.2. Инженерно-геологические условия
1.3. Мерзлотно-грунтовые (геокриологические) условия
1.4. Сезонное оттаивание и промерзание грунтов
1.5. Режим грунтовых вод
1.6. Особенности гидрологического режима рек
1.7. Вечномерзлые грунты как основания плотин
1.7.1. Особенности физико-механических и строительных свойств мерзлых грунтов
1.7.2. Изменение физико-механических свойств грунтов при оттаивании и промерзании
1.8. Особенности организации строительства

Глава 2. Краткий исторический обзор строительства плотин на Крайнем Севере

Глава 3. Принципиальные основы строительства плотин из грунтовых материалов на Крайнем Севере
3.1. Типы грунтовых плотин по температурному режиму в период эксплуатации
3.2. Выбор типа плотины по температурному режиму
3.3. Некоторые особенности конструкций грунтовых плотин
3.4. Особенности компоновки сооружений гидроузлов. Пропуск строительных расходов и водоотлив

Глава 4. Конструкции и технология возведения талых плотин
4.1. Особенности оснований талых плотин
4.2. Требования к основаниям талых плотин и методы их подготовки
4.3. Подготовка оснований плотин методом предпостроечного оттаивания вечномерзлых грунтов
4.4. Дренаж оттаивающих грунтов основания талых плотин
4.5. Возведение грунтовых плотин летом методом послойной укладки
4.6. Возведение грунтовых плотин намывом
4.7. Зимняя укладка связных грунтов отсыпкой в воду
4.8. Строительство плотин из мерзлых грунтов с допущением оттаивания их при эксплуатации
4.9. Температурный режим талых плотин

Глава 5. Конструкции и основы технологии возведения мерзлых плотин
5.1. Основные предпосылки строительства мерзлых плотин
5.2. Особенности оснований мерзлых плотин и их подготовка
5.3. Конструкции мерзлых плотин
5.4. Примеры строительства мерзлых плотин
5.5. Способы замораживания грунтов в гидротехническом строительстве
5.5.1. Естественное промерзание плотин в период строительства и эксплуатации
5.5.2. Искусственное замораживание грунтов с целью создания мерзлотных противофильтрационных завес
5.6. Конструкции замораживающих систем и теплообменных устройств
5.7. Монтаж воздушных замораживающих систем
5.8. Пути совершенствования конструкций и технологии возведения мерзлых плотин
5.8.1. Использование водоупорных свойств льдогрунтового материала
5.8.2. Температурный режим льдогрунтовой насыпи, возведенной с послойным намораживанием
5.9. Температурный режим мерзлых плотин
5.10. Теплотехнические расчеты при замораживании и оттаивании грунтов

Глава 6. Основы технологии зимней укладки связных грунтов
6.1. Теоретические основы технологии зимней укладки связных грунтов
6.2. Способы зимней укладки связных грунтов
6.3. Основные элементы технологии зимней укладки связных грунтов насухо
6.4. Требования к связным грунтам, определяемые технологией зимней укладки
6.5. Требования к грунтам для укладки в упорные призмы плотин
6.6. Зимняя укладка связных грунтов насухо
6.6.1. Технологические особенности зимней укладки связных грунтов
6.6.2. Обработка контактных зон слоев растворами солей
6.6.3. Тепловая обработка контактных зон слоев
6.6.4. Зимняя транспортировка связных грунтов
6.6.5. Температурный режим грунта при разработке, транспортировке и в процессе укладки
6.6.6. Рекомендуемая технологическая схема зимнего возведения плотин из талых грунтов
6.6.7. Геотехнический контроль при зимнем производстве работ
6.6.8. Оценка экономической эффективности круглогодичного возведения грунтовых плотин

Глава 7. Заготовка и хранение связных грунтов для зимней укладки
7.1. Особенности карьерного залегания связных грунтов
7.2. Основы инженерной мелиорации мерзлых грунтов
7.3. Технология разработки карьеров и заготовки связных грунтов
7.4. Кондиционирование связных грунтов
7.5. Складирование связных грунтов для зимнего хранения и укладки
7.6. Защита связных грунтов от промерзания при зимнем хранении в бурте

Глава 8. Особенности строительства водосбросных сооружений
8.1. Типы водосбросных сооружений и их расположение
8.2. Примеры строительства водосбросных сооружений
8.3. Температурный режим водосбросных сооружений

Глава 9. Эксплуатация грунтовых плотин на Крайнем Севере. Аварии плотин и водосбросов
9.1. Причины повреждений сооружений
9.2. Особенности условий эксплуатации водохранилищ
9.3. Примеры повреждений и аварий талых плотин
9.4. Примеры повреждений и аварий мерзлых плотин
9.5. Примеры повреждений и аварий водосбросных сооружений

Рекомендации по строительству плотин на Крайнем Севере
Список литературы
Предметный указатель

Предисловие

Основными направлениями экономического и социального развития СССР на ближайшую перспективу предусматривается интенсивное освоение районов Сибири, Крайнего Севера и Дальнего Востока, богатых природными сырьевыми ресурсами, создание энергопромышленных комплексов. В этой связи огромна роль гидроэнергетики. Но гидротехнические сооружения в этих районах возводятся не только для целей энергетики, но и для решения других водохозяйственных задач (водоснабжение населенных пунктов и промышленных предприятий, создание хвостохранилищ, для нужд сельского хозяйства и т. д.).

Территория северных и северо-восточных районов, на которой распространены вечномерзлые грунты (в данной книге она отнесена к Крайнему Северу), в нашей стране составляет 10,5 млн. км², или 47 % общей территории, в целом на земном шаре — 25 % суши.

Основными особенностями районов Крайнего Севера, затрудняющими хозяйственное освоение, наряду с повсеместным распространением вечномерзлых грунтов и суровыми природно-климатическими условиями являются удаленность от основных промышленных центров страны, относительно низкая плотность населения и чрезвычайно слабое развитие транспортных коммуникаций и др. Этими специфическими условиями в основном определяются конструкции, методы и технология возведения сооружений, а также необходимость максимального использования при строительстве плотин местных грунтовых материалов.

Поскольку успешное строительство и эксплуатация сооружений на Крайнем Севере невозможны без учета сложных инженерно-геологических и мерзлотно-грунтовых условий основания сооружений и карьеров грунтовых материалов, в книге обращается внимание на важность тщательного изучения и правильного использования строительных свойств мерзлых грунтов, умения прогнозировать их изменения под влиянием внешних факторов, т. е. управлять ими. Просчеты в этой области могут приводить к аварии.

На основании обобщения опыта строительства и эксплуатации, результатов исследований излагаются вопросы выбора типов плотин на вечномерзлых грунтах, дается принципиальная технологическая схема зимнего возведения грунтовых плотин в зависимости от температур наружного воздуха и теплосодержания укладываемых грунтов; предлагаются рекомендации по конструкциям и технологии возведения плотин на Крайнем Севере.

При подготовке настоящего издания (первое издание вышло в свет в 1975 г.) книга существенно переработана, дополнена материалами опыта отечественного и зарубежного северного плотиностроения последних лет. В СССР за последние 10 лет завершено строительство Усть-Хантайской ГЭС, построены Билибинская АЭС, Анадырьская и Нерюнгринская ТЭЦ, ряд грунтовых плотин в Якутской АССР и Магаданской области, сооружаются Колымская и Курейская ГЭС. Кроме того, накоплены результаты натурных наблюдений за температурно-влажностным состоянием построенных ранее плотин (Вилюйской, Усть-Хантайской, Сытыканской). Анализ этих данных позволил оценить правильность принятых конструктивных и технологических решений, а также прогнозов динамики температурно-влажностного режима плотин и их оснований.

Автор надеется, что книга будет полезна проектировщикам и строителям при разработке и создании надежных и эффективных плотин на вечномерзлых грунтах в суровых климатических условиях Крайнего Севера.

Автор считает своим долгом выразить глубокую признательность доктору техн. наук В.П. Недриге и канд. техн. наук В.И. Титовой за полезные советы и замечания, сделанные ими при просмотре рукописи.