Гидротехнические сооружения составные части гидроузла.

Гидротехнические сооружения составные части гидроузла.

Гидротехнические сооружения предназначены для использования водных ресурсов и борьбы с водной стихией (задачи: использовании энергии рек, решение транспортных проблем, гидромелиорация, водоснабжение объектов).

По характеру воздействия на водный поток или водоем гидротехнические сооружения условно подразделяют на три основные группы.

1) Водоподпорные, испытывающие на себе напор воды и удерживающие их перед собой (дамбы, плотины).

2) Водопроводящие, служащие для отвода или подвода воды от одних пунктов к другим (каналы, трубопроводы, гидротехнические тоннели).

3) Регуляционные, определяющие условия протекания водных потоков в руслах; ограничивающие наносы, размывы; регулирующие действие волн, течений (волнобои, льдозащитные стенки, берего- и дноукрепительные системы).

Гидроузел – группа различных гидротехнических сооружений связанных общей водохозяйственной целью и положением.

Составными частями гидроузла являются:

-плотина с водосливом

-глухая земляная плотина

-гидроэлектростанция

-сооружения для провода судов

-сооружения для пропуска рыбы

-водохранилище

Наиболее распространенным гидро-им сооружением является плотина, основная ее функция – создание водохранилища. Запас воды в водохранилище используется для получения электроэнергии на ГЭС, увеличения судоходных глубин, водоснабжения.

В зависимости от материала различают: бетонные, земляные, каменно набросные плотины.

Бетонные делятся на: гравитационные (массивные, сопротивляются напору воды собственным весом), арочные (имеют криволинейную форму, сооружаются на горных реках с прочными скальными грунтами), арочно-гравитационные, контрофорсные (состоят из ряда стенок, установленных на расстоянии друг к другу).

Виды гидроэлектростанций. Напор, расход воды, мощность ГЭС.

Гидроэлектростанция – сложнейшее сооружение гидроузла, для производства электроэнергии. Если здание ГЭС размещено вблизи плотины, то такая ГЭС наз. приплотинной. Если здание ГЭС удаленно от плотины, а вода подводится по специальному каналу или тоннелю, то такая ГЭС наз. деривационной.

Для строительства ГЭС в определенном месте на реке необходимо создать напор (т.е. разность уровней воды перед плотиной и ниже её). Плотина делит реку на два части – верхний и нижний бьефы. В верхнем бьефе образуется водохранилище, которое и создает напор (H). Расход воды ( кол-во м³ протекающих через поперечное сечение реки в 1 сек.) и напор вместе определяют мощность ГЭС.Напор на равнинных реках – Н=25-30 м, горных – Н=200-300 м.

При проектировании гидротехнических сооружений нужно тщательно подходить к разработке технико-экономического обоснования проекта, чтобы избежать таких проблем как заболачивание и затопления с/х и лесных угодий, нарушения речного стока и т.д. Проектирование гидросооружений требует детального изучения рельефа. Поэтому крупномасштабную 1:500, 1:1000 топографическую съемку ведут с сечением рельефа h=0.5-1.0 м. При составлении продольного профиля больших рек требуется проложение нивелирных ходов I и II кл.

При проектировании плотин большое внимание уделяют выбору высоту нормального подпорного уровня (Н_НПУ) –наивысший уровень верхнего бьефа. Н_НПУ – определяет границы контура водохранилища, величину напора и мощность.

Мощность ГЭС: N=9,81·η·Q·H (Q-расход воды, Н-напор, η-КПД).

Годовая выработка электроэнергии рассчитывается по формуле: Эг= η·Wг·H· 9,81/3600сек, где Wг годовой объем речного стока.

Реальный расход воды прошедшей через турбину состоит из транзитного расхода (Qтр) и слива воды (Qсл).

Расход воды выражается формулой: Q=(Wтр+Vсл)/t (Vсл- полезный объем водохранилища “сливная призма”).

Объем сливной призмы можно определить по формуле: Vсл= V_НПУ-Vм ,где V_НПУ- полный объем водохранилища до НПУ, Vм – “мертвый объем”, объем ниже высоты водослива (турбинных водоприемников).Тогда мощность: Q=9.81·η· (Wтр+Vсл)·H/t

Плановая и высотная разбивочная сеть гидроузла

Плановую разбивочную основу - гидротехнической триангуляции, полигонометрии и линейно - угловых сетей II, III, и IV разрядов.

Требования к точности геодезического обеспечения монтажа строительных конструкций и технологического оборудования

Требования определяются ТКП 45-1.03 26 «Геодезические работы в строительстве. Правила проведения»

Характеризуются обобщенными средними квадратическими погрешностями:

А) при монтаже строительных конструкций 1-5мм

Б) при установке заводского технологического оборудования 0,5-1,0мм

В) при высокоточной установке оборудования уникальных сооружений 0,05-0,2мм

Плановое геод. Обоснование тоннеля (на поверхности).

Тоннельная триангуляция строится в виде цепочки треугольников, (равносторонних). Связующие углы <40˚ не допускаются. Для повышения точности - в виде цепочек геодезических четырехугольников и центральных систем. В качестве базисов измеряют стороны фигур. Каждая сеть должна быть обеспечена не менее чем двумя базисами.

Тоннельная триангуляция

В таблице длина L учитывает случай сооружения туннеля из двух крайних точек. При наличии промежуточных стволов определяют величину , где - общая длина туннеля, - среднее расстояние между смежными стволами.Тогда разряд триангуляции выбирают по этой величине.

Пункты тоннельной триангуляции стараются разместить так, чтобы была возможность передать дирекционные углы в смежные шахты от одной и той же стороны сети, что позволяет исключить влияние ошибки дирекционного угла на стойку.

В городских условиях есть необходимость увязывать сеть туннельной триангуляции с пунктами городской триангуляции разных классов. Очень важно, в этом случае, отобрать пункты городской триангуляции, которые можно принять за исходные при уравнивании сетей тоннельной триангуляции (для повышения точности).

Самую высокую надежность определения координат получили тоннельные линейно - угловые сети с измерением линий светодальномерами.Большое значение при уравнивании тоннельной сети имеет выбор поверхности относимости.

Осевой меридиан следует выбирать так, чтобы суммарная поправка за редуцирование расстояний и за переход на поверхность относимости была меньше 1:100000.

Тоннельную триангуляцию можно заменить соответствующим классом светодальномерной полигонометрии.

Основная полигонометрия -для передачи координат от пунктов триангуляции в районы шахтных и строительных площадок, расположенных вдоль тоннеля.

Технические характеристики основной полигонометрии:

1)Max длина хода: - (м-ду пунктами триангуляции - 3 км;- м-ду узловыми точками - 1 км).

2) Длины сторон: (- ср. длина - 250 м; - маx - 500 м; - min -150м.)

3) СКП измерения углов – m_β ≤3″.

4) Относительная невязка ходов:

- 1/Т ≤ 1:30000 при длине тоннеля L > 0,5 км;

- 1/Т ≤ 1:20000 при длине тоннеля L < 0,5 км.

Если в ходе больше 8 линий, то на середину хода рекомендуется передать исходный дирекционный угол.

Пункты основной полигонометрии закрепляют грунтовыми реперами или стенными знаками в городских условиях.

Углы измеряют точными оптическими теодолитами 3–4 круговыми приемами. Теодолиты и марки центрируют с помощью оптических центриров. Чтобы ослабить влияние ошибок центрирования и редукции на результаты угловых измерений применяют независимое центрирование прибора и визирных марок.

Допустимая угловая невязка в полигонометрическом ходе

,

где n - число измеренных углов.

Вблизи стволов располагают пункты подходной полигонометрии, их ходами связывают с пунктами основной полигонометрии.

По схеме развития подходная полигонометрия выполняется в виде замкнутых полигонометрических или отдельных ходов с узловыми точками. Длины от ходов или полигонов составляют не более 300 м, минимальная длина стороны допускается 30 метров.

Точность измерения углов и линий подходной полигонометрии рассчитывают исходя из предельной относительной ошибки равной 1:20000. Углы измеряются оптическим теодолитом 4 круговыми приемами. Допустимая невязка в полигонометрических ходах

.

Плановое геод. Обоснование тоннеля (под землёй).

Подземная полигонометрия. Оси и контуры тоннеля и подземных сооружений разбивают от пунктов подземного полигонометрического хода.

стороны подходной подземной полигонометрии могут быть длиной менее 10 м.

Полигонометрические ходы, прокладываемые по трассе тоннеля, делят на два вида: рабочие со сторонами 25–50 м и основные со сторонами 50–100 м.

При удалении забоя от ствола более чем на 1 км по пунктам основного хода прокладывают главные ходы, измеряют углы между диагоналями, соединяющими возможно дальше расположенные пункты оси хода. Основные ходы прокладывают в виде цепочек треугольников.Пункты рабочих и основных ходов закрепляют либо бетонными монолитами с металлическим стержнем или отрезками узкоколейных рельсов длиной до 1 см. Центр знака фиксируют отверстием диаметром 1 - 2 мм.

Линии измеряют подвесными стальными компорируемыми рулетками или светодальномерами, короткобазисным способом. Можно использовать светодальномеры с погрешностью измерения расстояния не более 2 мм.

Углы в ходах рабочей полигонометрии измеряют теод Т5 двумя приемами. В ходах подходной и основной полигонометрии со стороной 50м измерение углов выполняют теодолитом Т2 (3–4 приема), при S = 100м – теод Т1 четырьмя круговыми приемами, а в главных ходах шестью приемами теод Т1.

Для уменьшения влияния погрешностей центрирования рекомендуют через 1–2 приема заново центрировать теодолит. Расхождения в значениях направлений, измеренных при разных центрировках, допускается не более 12².

Угловые измерения в ходах подземной полигонометрии производят не менее, чем 2 раза в различное время (для обеспечения необх. точности).

Угловые невязки в треугольниках основной полигонометрии со сторонами 50–100 м не допускают более 8² – при однократном измерении углов, 6² – при подсчете невязки со средним значением углов из разновременных измерений.

В замкнутых полигонах дополнительная невязка:

,

Допустимая относительная невязка:

.

При периметре менее 250м абсолютная невязка не должна превышать 10мм.

Координаты точек ходов основной полигонометрии вычисляют по мере продвижения забоя вперед. Перед вычислением координат угловой невязки в треугольнике распределяют поровну не все углы, линейные измерения уравнивают, так как в способе соединения треугольников.

После сбойки между стволами подземные ходы ориентируют по способу двух шахт и уравнивают с целью уточнения дирекционных углов околоствольных линий подземной полигонометрии, необходимых в дальнейшем при проходе в другие стороны от стволов.

Плановая и высотная разбивочная сеть гидроузла

Требования к точности геодезического обеспечения монтажа строительных конструкций и технологического оборудования

Плановое геод. Обоснование тоннеля (на поверхности).

Плановое геод. Обоснование тоннеля (под землёй).

Гидротехнические сооружения составные части гидроузла.

Гидротехнические сооружения предназначены для использования водных ресурсов и борьбы с водной стихией (задачи: использовании энергии рек, решение транспортных проблем, гидромелиорация, водоснабжение объектов).

По характеру воздействия на водный поток или водоем гидротехнические сооружения условно подразделяют на три основные группы.

1) Водоподпорные, испытывающие на себе напор воды и удерживающие их перед собой (дамбы, плотины).

2) Водопроводящие, служащие для отвода или подвода воды от одних пунктов к другим (каналы, трубопроводы, гидротехнические тоннели).

3) Регуляционные, определяющие условия протекания водных потоков в руслах; ограничивающие наносы, размывы; регулирующие действие волн, течений (волнобои, льдозащитные стенки, берего- и дноукрепительные системы).

Гидроузел – группа различных гидротехнических сооружений связанных общей водохозяйственной целью и положением.

Составными частями гидроузла являются:

-плотина с водосливом

-глухая земляная плотина

-гидроэлектростанция

-сооружения для провода судов

-сооружения для пропуска рыбы

-водохранилище

Наиболее распространенным гидро-им сооружением является плотина, основная ее функция – создание водохранилища. Запас воды в водохранилище используется для получения электроэнергии на ГЭС, увеличения судоходных глубин, водоснабжения.

В зависимости от материала различают: бетонные, земляные, каменно набросные плотины.

Бетонные делятся на: гравитационные (массивные, сопротивляются напору воды собственным весом), арочные (имеют криволинейную форму, сооружаются на горных реках с прочными скальными грунтами), арочно-гравитационные, контрофорсные (состоят из ряда стенок, установленных на расстоянии друг к другу).