• Текст документа
  • Статус
Оглавление
Поиск в тексте
Действующий

ВСН 30-83
-------------------------
Минэнерго СССР

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

Инструкция
по проектированию гидротехнических сооружений
в районах распространения вечномерзлых грунтов

Дата введения IV квартал 1983 г.

ВНЕСЕНЫ Всесоюзным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтом гидротехники им. Б.Е.Веденеева

УТВЕРЖДЕНЫ совместным решением Минэнерго СССР, Минречфлота РСФСР Минморфлота СССР от 8 июля 1983 г.

ВЗАМЕН раздела 7 СН 353-66


"Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов" регламентирует особенности проектирования гидротехнических сооружений, возводимых в районах распространения вечномерзлых грунтов. Нормативный документ разработан взамен раздела 7 "Речные гидротехнические сооружения" СН 353-66 "Указания по проектированию населенных мест, предприятий, зданий и сооружений в северной строительно-климатической зоне" и выпускается по согласованию с Госстроем СССР (письмо N ИИ-521-1 от 28.01.83).

Требования Инструкции направлены на повышение эффективности капитальных вложений и надежности сооружений, проектируемых и возводимых в районах распространения вечномерзлых грунтов.

Инструкция предназначена для работников проектных, строительных, научных организаций и учебных заведений.

ПРЕДИСЛОВИЕ

"Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов" разработана во ВНИИГ имени Б.Е.Веденеева и в Ленинградском отделении института Гидропроект им. С.Я.Жука (Минэнерго СССР) с участием институтов Гипроречтранс (Минречфлота РСФСР) и Ленморниипроекта (Минморфлота СССР).

Инструкция составлена по результатам научно-исследовательских работ, связанных с исследованиями, изысканиями, проектированием и строительством гидротехнических сооружений в условиях Крайнего Севера, а также с учетом опыта проектирования и строительства ряда гидротехнических сооружений, в том числе: Вилюйских-I и II, Усть-Илимской, Колымской, Зейской, Хантайской, Курейской, Бурейской и других ГЭС.

Общее руководство исследованиями и разработкой Инструкции осуществлял Л.И.Кудояров.

Ответственными исполнителями по отдельным разделам Инструкции были:

от ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева: А.П.Пак, Д.Д.Сапегин, А.И.Федоренко, В.В.Тетельмин, А.В.Швецов, В.А.Логунова, В.Н.Губарь, Л.П.Трапезников, М.С.Ламкин, В.Б.Судаков, В.М.Матюшин, Н.Ф.Щавелев, А.П.Епифанов, Л.М.Гаркун, В.И.Сильницкий, Е.А.Смирнов, В.Д.Глебов, В.С.Кузнецов, В.М.Придорогин, Д.Д.Лаппо, Г.Л.Рубинштейн, Л.В.Мошков, Н.А.Елисеев, В.А.Буханов, О.С.Лигун, С.М.Алейников, И.Н.Соколов, В.М.Давиденко;

от Ленгидропроекта: С.А.Фрид, Н.Ф.Кривоногова, Г.Я.Гевирц, Е.Д.Лосев, А.Г.Кузнецов, А.И.Ермолаев, Б.П.Ферингер;

от Гипроречтранса: В.Э.Даревский;

от Ленморниипроекта: Ф.А.Мартыненко и В.Г.Апельсин.

Руководители работы: от ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева - А.П.Пак, от Гидропроекта им. С.Я.Жука - С.А.Фрид.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Нормы настоящей Инструкции должны соблюдаться при проектировании новых и реконструируемых гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов.

Примечание. В настоящей Инструкции изложены основные положения, содержащие дополнительные и специальные требования, связанные с особенностями природных условий рассматриваемых районов. При проектировании сооружений в этих районах надлежит руководствоваться также соответствующими СНиП с выполнением требований настоящей Инструкции.

1.2. При проектировании сооружений в рассматриваемых районах следует учитывать нижеперечисленные особенности:

отрицательную среднегодовую температуру воздуха, большую суточную и годовую амплитуду температур воздуха (абсолютная максимальная 41 °С, абсолютная минимальная минус 70 °С), продолжительный зимний период (до 305 суток);

наличие вечномерзлых грунтов в виде сплошной, слоистой, прерывистой или островной мерзлоты;

существенное изменение физико-механических характеристик льдистых грунтов при их оттаивании, вплоть до полной потери ими несущей способности и водоупорности;

развитие мерзлотных процессов и явлений (бугров пучения, наледей, термокарста, солифлюкции, морозобойных трещин) в основании, береговых примыканиях и в теле грунтовых гидротехнических сооружений;

тяжелые ледовые условия и возможность значительных ледовых нагрузок и воздействий (толщина льда свыше 1,5 м);

значительные отложения снега, в том числе в пазухах недостроенных сооружений;

высокую неравномерность стока с частым наличием пиков расходов не только весной, но и в летне-осенний период; бурные весенние паводки с сильными ледоходами; большую амплитуду расчетных уровней воды и, как правило, низкие зимние меженные уровни; полное перемерзание средних и малых водотоков.

1.3. При проектировании гидротехнических сооружений в указанных районах необходимо соблюдать требования действующих в стране законодательств по охране природы, обеспечению воспроизводства природных богатств и улучшению окружающей человека среды. При проектировании следует предусматривать мероприятия, обеспечивающие минимальное нарушение природной среды (раздел 11 настоящей Инструкции).

1.4. При проектировании гидротехнических сооружений в рассматриваемых районах необходимо предусматривать проведение дополнительных исследований, связанных с особенностями строительства и эксплуатации сооружений в данных районах. Допускается составление индивидуальных технических условий, учитывающих особенности конкретного района строительства и развивающих требования настоящей Инструкции. Указанные технические условия утверждаются в установленном порядке.

2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ

2.1. При проектировании гидротехнических сооружений и их оснований необходимо принимать один из следующих принципов строительства:

принцип I - вечномерзлые грунты в основании сохраняются в процессе строительства и в течение всего заданного периода эксплуатации, а талые грунты промораживаются, обеспечивая водонепроницаемость и фильтрационную прочность противофильтрационного устройства сооружения, основания и его контакта с сооружением;

принцип II - допускается оттаивание вечномерзлых грунтов в процессе строительства и эксплуатации либо предусматривается их искусственное оттаивание на заданную глубину до начала или в процессе возведения сооружений.

Примечания: 1. На разных по длине участках одного сооружения и для разных сооружений одного гидроузла допускается использование обоих принципов. Окончательный выбор принципа строительства должен быть установлен технико-экономическим сопоставлением вариантов.

2. При проектировании сооружении или их частей с использованием принципов I и II особое внимание должно уделяться конструированию зоны их контакта. В частности, допускается рассматривать целесообразность применения поперечных замораживающих установок (тепловая шпонка), обеспечивающих защиту мерзлой части оснований или сооружений от отепляющего воздействия талой части.

2.2. При проектировании гидротехнических сооружений в рассматриваемых районах в соответствии с указаниями п.1.3 следует предусматривать мероприятия:

по подготовке ложа водохранилища к затоплению, направленные на охрану качества воды;

по выполнению гидротехнических противоэрозионных работ в природоохранной зоне побережья водохранилища, ограничивающих водную эрозию и развитие термокарста;

по обеспечению сохранения рыбных запасов и рыборазведения;

по разработке инженерных защитных сооружений для разведанных месторождений полезных ископаемых, попадающих в зону затопления водохранилища;

по рекультивации площадей земли, занимаемой карьерами, после их использования;

по обеспечению нормального увлажнения береговой зоны с целью сохранения и улучшения продуктивности естественных ландшафтов и сельскохозяйственных угодий.

2.3. Тип, конструкцию и методы возведения проектируемых сооружений следует выбирать на основании технико-экономического сравнения вариантов с учетом:

выбранного принципа строительства;

класса сооружения;

условий пропуска строительных расходов воды;

гидрометеорологических условий района строительства.

2.4. Металлические конструкции гидротехнических сооружений следует проектировать с учетом требований, предъявляемых к металлу, работающему в условиях низких отрицательных температур.

2.5. Конструкции из льда или с использованием льда допускается применять для временных сооружений (перемычки, дамбы и т.д.), а при наличии обоснования - для постоянных причальных сооружений.

2.6. При проектировании гидротехнических сооружений I-III классов в рассматриваемых районах следует предусматривать установку специальной контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) для наблюдений за:

температурным режимом оснований сооружений, скальных массивов, окружающих подземные выработки;

изменением уровня грунтовых вод в процессе строительства и эксплуатации;

фильтрацией в основании и в береговых примыканиях;

конвекцией воздуха и льдообразованием в упорных призмах и других частях грунтовых сооружений;

режимом формирования мерзлотных завес;

деформациями, в том числе температурными, сооружений, их оснований и массивов, окружающих подземные сооружения.

Проектом должна устанавливаться необходимость организации натурных наблюдений на гидромеханическом оборудовании и за работой тепловой изоляции сооружений.

Состав и объем наблюдений устанавливается в соответствии с назначением, конструкцией и классом сооружения, принятым принципом строительства и особенностями мерзлотно-геологической обстановки.

2.7. Размещение пультов, коммутационных сетей, КИА и конструкция приборов должны обеспечивать их нормальную эксплуатацию в рассматриваемых районах.

3. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ, ГЕОКРИОЛОГИЧЕСКИЕ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ

3.1. При проведении инженерно-геологических изысканий и исследований в области развития многолетнемерзлых пород кроме задач, решаемых при изысканиях для целей гидротехнического строительства вне этой области, должны быть учтены требования настоящей Инструкции и перечисленные ниже (п.3.2-3.8) особые условия.

3.2. Состав, объем и методика инженерно-геокриологических изысканий должны соответствовать стадии проектирования, классу сооружения и сложности природной обстановки. На каждом этапе изучение инженерно-геокриологических условий необходимо выполнять с детальностью, удовлетворяющей требованиям проектирования конкретного гидротехнического сооружения на данной стадии разработки проекта.

3.3. В процессе изысканий необходимо выяснить характер распространения многолетнемерзлых пород по площади (сплошное, прерывистое, островное) и причины, его обуславливающие. Следует уделять особое внимание генезису, приуроченности, конфигурации, размерам талых зон, прежде всего подруслового талика. При этом следует различать сквозной и замкнутый (несквозной) талик.

Характер распространения многолетнемерзлых пород следует изучать в процессе специальной мерзлотной съемки или комплексной инженерно-геокриологической съемки с широким привлечением геофизических методов исследований и постановкой наблюдений за температурой пород в опорных скважинах.

3.4. При проведении изысканий следует выяснять характер залегания многолетнемерзлых пород и их мощность. По характеру залегания устанавливается тип мерзлой толщи. При этом следует различать:

сливающиеся мерзлые толщи - многолетнемерзлые породы залегают непосредственно под сезонноталым слоем;

несливающиеся мерзлые толщи - породы сезонноталого слоя и кровля многолетнемерзлых пород разделены слоем талого грунта;

реликтовые мерзлые толщи (погребенные) - слой талого грунта, залегающий над мерзлотой, составляет по мощности более 10-20 м.

Необходимо оценить мощность многолетнемерзлых пород и мощность криогенной толщи (немерзлые породы, содержащие высокоминерализованные воды с отрицательной температурой) и установить закономерные связи изменения мощности от основных геолого-географических факторов.

Характер залегания и мощности многолетнемерзлых пород следует изучать:

по керну, условиям проходки, температурным измерениям в скважинах и горных выработках;

по геофизическим данным;

расчетными методами.

Примечание. Мерзлые толщи следует разделять на непрерывно-мерзлые по вертикали и прерывистые (слоистые), переслаивающиеся с водоносными или неводоносными породами с положительной температурой, либо с немерзлыми породами, содержащими высокоминерализованные воды с отрицательной температурой.

3.5. При изучении особенностей гидрогеологических условий в связи с мерзлотой следует определять:

типы подземных вод по отношению к мерзлой толще - надмерзлотные, межмерзлотные, внутримерзлотные, воды таликовых зон различного генезиса;

напорность подземных вод, их химизм, режим питания, циркуляцию и разгрузки;

фильтрационные свойства пород в массиве при естественном температурном режиме и их изменение при динамике мерзлотной обстановки в связи с возведением и эксплуатацией гидросооружений.

Гидрогеологические условия следует изучать в процессе анализа материалов мерзлотной съемки с постановкой опытно-фильтрационных и режимных гидрогеологических наблюдений.

3.6. При изысканиях и исследованиях должна быть установлена детальная характеристика климатических условий района строительства (температурный режим воздуха, ветровой и влажностный режим района, данные о солнечной радиации). Эти материалы должны быть использованы при прогнозировании закономерностей формирования температурного режима многолетнемерзлых и талых пород.

В результате должна быть дана схема развития температурного режима пород в верхних горизонтах мерзлых толщ, установлена динамика мерзлых толщ различной мощности и строения и выполнен прогноз их изменения в связи со строительством и эксплуатацией сооружений гидроузла.

3.7. Необходимо изучить криогенное строение многолетнемерзлых пород, При этом должны изучаться криогенные текстуры пород, характеризующиеся взаимным расположением сцементированных льдом минеральных агрегатов и включений льда, формой и величиной последних. Основные типы криогенных текстур даны в табл.1.

Таблица 1

Тип криогенной текстуры

Характеристика криогенной текстуры

Примечание

Массивная

Лед, занимая поровое пространство между минеральными агрегатами, цементирует их

Типична для дисперсных пород

Базальная

Минеральные агрегаты (прослойки) разъединены льдом, объем льда больше объема пор грунта в талом состоянии

Типична для дисперсных пород, промерзавших в условиях избыточного увлажнения

Корковая

Лед образует корки вокруг крупнообломочного материала, в заполнителе - лед в виде цемента или мелких шлиров

Типична для крупнообломочных пород

Линзовидная

Лед присутствует в виде линз различной формы и размеров

Типична для песчано-глинистых пород

Слоистая

Лед образует выдержанные слои и прослойки

Типична для песчано-глинистых пород

Сетчатая

Взаимно пересекающиеся ледяные шлиры создают сетку

Типична для песчано-глинистых пород

Трещинная и трещинножильная

Лед в виде пленок, корок, цемента в заполнителе или прожилков по трещинам

Типична для скальных и полускальных пород



Криогенное строение пород необходимо изучать в штольнях, шурфах, шахтах, расчистках, для песчано-глинистых пород также по керну скважин. При этом производятся масштабные зарисовки и фотографирование мерзлого грунта.

3.8. При проектировании гидротехнических сооружений должны быть изучены следующие мерзлотные процессы и явления:

морозное пучение грунтов;

криогенное выветривание скальных пород с последующей криогенной дифференциацией крупнообломочных образований, формирующих курумы;

наледеобразование в местах разгрузки подземных вод;

термокарст;

термоэрозия и термоабразия;

солифлюкция;

криогенное трещинообразование с последующим формированием по трещинам систем полигонально-жильных льдов.

3.9. На начальных стадиях изысканий при составлении обосновывающих материалов необходимо установить типы, формы и размеры криогенных образований, их приуроченность к определенным элементам рельефа, связь с особенностями структурно-геологической обстановки - зонами тектонического дробления, определенными типами пород, гидрогеологическими условиями. При составлении проекта и рабочих чертежей необходимо установить причины возникновения и развития процессов, масштабы их проявления, степень развития (по площади, в разрезе), динамику во времени, скорости формирования. Необходимо оценить тенденцию и интенсивность развития криогенных процессов при определенных нарушениях природных условий, связанных с проектированием и строительством гидроузла, и степень их значимости в инженерно-геологической обстановке.

Изучение криогенных процессов и образований следует выполнять при мерзлотной съемке и на опорных участках или опытных полигонах комплексом геофизических и горнобуровых работ, геодезическими наблюдениями, лабораторными исследованиями.

3.10. Кроме традиционных показателей физико-механических и теплофизических свойств пород, слагающих основания или вмещающих подземные сооружения, следует изучать:

суммарную влажность, льдистость, льдонасыщенность мерзлых пород;

показатели деформируемости мерзлых и оттаявших пород, определяющие их осадку оттаивания ("тепловую" осадку) и осадку уплотнения (осадку под нагрузкой);

показатели прочности мерзлого, оттаивающего и оттаявшего грунта;

показатели водопроницаемости пород в мерзлом массиве и при его оттаивании, используемые для выполнения теплотехнических расчетов и определяющие фильтрационную прочность основания, водопритоки в подземные выемки и котлованы, потери на фильтрацию;

показатели теплофизических свойств - коэффициенты теплопроводности и температуропроводности, объемную и удельную теплоемкость пород в мерзлом и талом состояниях.

Примечание. При отсутствии данных специальных исследований значения перечисленных выше физико-механических и иных характеристик грунтов и пород можно принимать по указаниям приложения I.

3.11. Изучение свойств пород и оснований следует выполнять лабораторными методами, геофизическими методами исследований и опытными работами в натуре. Детальность исследований и конкретные задачи должны отвечать требованиям проектирования отдельных видов сооружений на определенной стадии, классу сооружения и сложности мерзлотно-геологических условий.

На ранней стадии проектирования допускается максимально использовать аналоги.

3.12. В соответствии с указаниями пп.4.1 и 4.2 на основе инженерно-геокриологических изысканий и исследований необходимо составлять схемы (модели) оснований сооружений. Примеры построения моделей приведены в приложении 2.

3.13. При проектировании необходимо проводить анализ материалов изучения мерзлотных условий, который должен заканчиваться прогнозом их изменения в связи с изменением природной обстановки, вызванным строительством сооружений.

4. ОСНОВАНИЯ СООРУЖЕНИЙ

4.1. При проектировании гидротехнических сооружений, возводимых в условиях развития многолетнемерзлых пород, на базе проведенных изысканий и исследований должны быть получены следующие материалы, дополняющие обычные характеристики оснований:

а) оценка мерзлотных условий, по которым район (участок, площадка) должен быть признан благоприятным или неблагоприятным для возведения гидротехнического сооружения;

б) оценка температурного поля, представленная в виде мерзлотно-температурных карт и разрезов по типичным и аномальным в мерзлотно-геологическом отношении направлениям, по характерным поперечникам через долину реки, по осям основных сооружений гидроузла; материалы должны отразить температурное поле в массиве в естественной природной обстановке и завершаться серией прогнозных разрезов, отражающих изменение температурного поля в основании сооружения на различные моменты его строительства и эксплуатации;

в) расчленение территории района (участка, площадки) размещения гидроузла в плане на отдельные элементы и по разрезу на отдельные зоны (горизонты, слои), в пределах которых породы характеризуются однородностью криогенного строения, определенной льдистостью и льдонасыщенностью.

4.2. Для обоснования оценки пригодности основания для строительства того или другого гидротехнического сооружения и выбора принципа строительства на основе материалов следует построить инженерно-геологические схемы (модели) основания, отражающие расположение в массиве контуров квазиоднородных по свойствам, состоянию, температурному режиму генетических объемных элементов.

4.3. В основу выбора района (участка, площадки) строительства, принципа строительства, компоновки гидроузла, типов и конструкции отдельных сооружений и методов выполнения строительных работ должен быть положен анализ особенностей состава, состояния, строения и свойств пород в массиве, используемом в качестве основания или среды, вмещающей гидротехнические сооружения.

4.4. В районах распространения вечномерзлых грунтов качество основания, как правило, определяется льдистостью пород, что необходимо учитывать при классификации пород. При выборе участка для возведения сооружения следует учитывать, что массивы сильнотрещиноватых льдонасыщенных скальных и полускальных пород могут оказаться менее благоприятными в инженерно-геологическом отношении основаниями, чем дисперсные (песчано-глинистые) толщи мерзлых пород.

4.5. В качестве мероприятий, повышающих несущую способность и обеспечивающих снижение деформаций оснований и береговых примыканий гидросооружений при использовании грунтов в мерзлом состоянии (принцип I), следует рассматривать:

установку охлаждающих устройств различного типа, предназначенных для ограничения зоны протаивания или снижения температуры основания;

устройство теплоизоляции или гидроизоляции.

4.6. При использовании вечномерзлых грунтов в качестве оснований сооружений по принципу II для уменьшения деформаций сооружений и обеспечения несущей способности в случаях, определяемых расчетом, следует рассматривать:

инъекционное укрепление трещиноватых скальных грунтов до наполнения водохранилища (после предварительного оттаивания);

поэтапное инъекционное закрепление грунтов, оттаивающих под влиянием водохранилища.

При этом необходимо учитывать следующее.

Если в массиве вечномерзлых пород значительное число открытых трещин, то следует рассматривать возможность непосредственного инъектирования этих трещин с использованием хладостойких растворов, способных затвердевать при отрицательных температурах. В этом варианте после наполнения водохранилища и полного оттаивания пород осуществляется доводочная цементация. Объем доводочной цементации зависит от количества льда, находившегося в трещинах в период производства инъекционных работ.

Если большинство трещин в сильнотрещиноватых породах заполнено льдом, рекомендуется породы искусственно оттаивать в предпостроечный период.

Если вечномерзлые грунты оснований и береговых примыканий средней трещиноватости (водопроницаемости), то рекомендуется цементировать поэтапно, по мере их оттаивания под отепляющим воздействием водохранилища при полном напоре на сооружение.

4.7. Необходимость сохранения грунтов в мерзлом состоянии или их инъекционного закрепления после оттаивания и объемы работ устанавливаются технико-экономическими расчетами на основании материалов инженерно-геологических изысканий и учета конструктивных особенностей сооружения. При этом следует иметь в виду, что способы улучшения строительных свойств основания, как правило, требуют предварительного проведения опытных работ в натурных условиях с целью отработки параметров цементационных работ применительно к конкретным условиям данного сооружения.

5. БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПЛОТИНЫ

5.1. В районах распространения вечномерзлых грунтов допускается строительство всех основных видов бетонных и железобетонных плотин.

При выборе типа и вида плотины предпочтение должно отдаваться массивным плотинам, способствующим применению высокопроизводительных механизированных способов производства бетонных работ и защите бетонной кладки сооружения от температурного трещинообразования.

Из всех видов контрфорсных плотин предпочтение должно отдаваться массивно-контрфорсным плотинам, снабженным низовым перекрытием.

5.2. Выбор типа плотины в заданном створе следует производить с учетом возможного изменения физико-механических свойств грунтов основания после их оттаивания.

Прочность и устойчивость плотины должны проверяться при частично или полностью оттаявшем основании в соответствии с его температурным состоянием в период эксплуатации или с учетом искусственного поддержания основания в мерзлом состоянии.

5.3. Для улучшения условий работы сооружений и повышения долговечности бетона наружных граней плотины следует рассматривать устройство постоянной теплоизоляции открытых поверхностей бетона, а в зонах переменного уровня воды - теплогидроизоляции.

Рекомендуемые материалы, конструкции и технологические схемы тепло- и гидроизоляции гидротехнических сооружений приведены в приложении 3. В приложении 4 изложены методы расчета теплогидроизоляции и противофильтрационных экранов из асфальтовых материалов.

5.4. В случаях, когда дренажные устройства плотины попадают в зоны сооружения с отрицательными температурами, например, в зоны переменного уровня воды в верхнем бьефе, необходимо предусматривать обогрев дренажа в этих зонах.

5.5. При проектировании бетонных плотин по II принципу (п.2.1) следует предусматривать меры, не допускающие промораживания основания (через цементационные и дренажные галереи) и замораживания бетона низовой грани в станционных секциях при неработающих трубопроводах.

5.6. С целью повышения надежности и долговечности сооружений, а также уменьшения затрат на их возведение следует рассматривать в проектах мероприятия по регулированию напряженного состояния массивных бетонных элементов плотин, добиваясь увеличения сжатия и уменьшения растяжения на гранях и в зоне контакта плотины с основанием.

Дополнительное обжатие внешних граней бетонных массивов может быть достигнуто:

а) регулярной укладкой бетона в соответствующей зоне столба;

б) созданием условий для развития в раннем возрасте бетона перепадов температуры между ядром и боковыми гранями, близких к предельно допустимым за счет использования опалубки с соответствующими теплозащитными свойствами, размещения змеевиков охлаждения во внешней зоне, поливом поверхностей холодной водой и т.д.;

в) омоноличиванием сооружения при температуре бетона ниже эксплуатационной;

г) омоноличиванием наружных зон плотины в период года, когда температура наружных граней столбов ниже, чем внутри массивов;

д) использованием силового воздействия раствора при цементации контактных швов.

5.7. В расчетах прочности сооружений с учетом раскрытия строительных швов на низовой грани при надлежащем обосновании допускается использование экспериментально установленных значений следующих характеристик замороженного бетона: коэффициента линейного расширения, модуля упругости, прочности на сжатие и растяжение.

При отсутствии экспериментальных данных величины коэффициента линейного расширения замороженного гидротехнического бетона, выполненного на заполнителях из изверженных пород, можно принимать в соответствии с указаниями, приведенными в приложении 5.

5.8. При проектировании плотин I и II классов следует предусматривать установку специальной контрольно-измерительной аппаратуры для наблюдений за:

температурными градиентами, вызывающими изгибы столбов;

развитием областей промороженного бетона, особенно в зонах примыкания бетонных сооружений к грунтовым;

ходом оттаивания основания и при необходимости изменением его свойств в процессе оттаивания;

раскрытием швов на низовой грани (межстолбчатых и межблочных);

глубиной промораживания бетона со стороны низовой грани;

температурными напряжениями на напорной и низовой гранях;

деформациями усадки и набухания бетона на напорной грани в зоне переменного уровня.

При проведении натурных наблюдений график снятия отсчетов должен предусматривать измерение максимальных и минимальных значений определяемых величин, которые в рассматриваемых районах наблюдаются в феврале-марте и августе-сентябре, а также при максимальном и минимальном уровнях воды в верхнем бьефе.

5.9. Предусмотренная проектом дистанционная аппаратура должна обеспечивать контроль за работой сооружений как при положительных, так и при отрицательных (до минус 50-60 °С) температурах.

Вторичная переносная аппаратура (частотомеры, мосты постоянного тока и пр.) должна работать при температуре до минус 40 °С.

Приборы для контроля за общими перемещениями плотины (обратные отвесы, гидростатические нивелиры, струнные створы и т.д.) должны быть защищены от воздействия низких температур воздуха зимой. В гидростатических системах приборов должны использоваться незамерзающие жидкости.

6. ПЛОТИНЫ ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Общие положения

6.1. При проектировании плотин из грунтовых материалов необходимо предусматривать меры, обеспечивающие требуемое проектом температурное состояние грунтов основания и тела плотины при ее строительстве и эксплуатации.

6.2. Проектирование плотины в зависимости от характера вечномерзлых грунтов основания следует производить по одному из двух принципов в соответствии с указаниями п.2.1 настоящей Инструкции.

6.3. При наличии глубокого или сквозного талика под руслом крупного водотока и мощной толщи сильносжимаемых при оттаивании вечномерзлых грунтов поймы следует рассмотреть возможность и целесообразность строительства плотины, состоящей из бетонной и грунтовых частей: береговые части плотины следует выполнять из грунта, а русловую часть плотины, перекрывающую талик, из бетона. Грунтовые части плотины необходимо возводить с использованием принципа I, а бетонную - принципа II. Сопряжение между бетонной (талой) и грунтовыми (мерзлыми) частями плотины должно быть осуществлено путем устройства замораживающих установок в примыканиях русловой части плотины с ее береговыми частями.

6.4. При наличии глубокого или сквозного подруслового талика и небольшой толщи (до 6-8 м) сильносжимаемых при оттаивании вечномерзлых грунтов на пойме, подстилаемых малосжимаемыми при оттаивании грунтами, следует предусматривать строительство грунтовой талой плотины. При этом сильносжимаемые грунты основания, как правило, следует удалить и заменить грунтом меньшей сжимаемости,

Допускается также искусственное оттаивание и уплотнение сильносжимаемых грунтов основания.

6.5. При строительстве по принципу I грунты противофильтрационного устройства плотины и подруслового талика в ее основании следует промораживать и поддерживать при эксплуатации в мерзлом состоянии. Для достижения этого должно быть предусмотрено применение сезоннодействующих охлаждающих установок (СОУ) парожидкостного, жидкостного или воздушного типа.

Расчет ледогрунтовой стенки, образуемой с помощью СОУ в теле и основании плотины, рекомендуется выполнять по методике, основанной на использовании эффективного коэффициента теплоотдачи от грунта к воздуху, которым учитываются особенности типа и конструкции СОУ (закономерности внутреннего теплообмена в СОУ и перепад температуры по глубине установки).

Примечания: 1. В тех случаях, когда глубина подруслового талика не превышает 5 м, промораживание тела земляной или каменно-земляной плотины, как правило, должно предусматриваться с помощью естественного холода при проведении работ в зимнее время. Предельная высота таких плотин и длительность строительного периода определяются теплотехническим расчетом.

2. При проектировании должны быть определены зоны под верховой и низовой призмами плотины, в которых допускается оттаивание вечномерзлых грунтов основания в процессе строительства и эксплуатации плотин мерзлого типа.

6.6. Конструкцию плотины следует выбирать на основании технико-экономического сравнения вариантов в зависимости от категории сжимаемости оттаивающей толщи вечномерзлых грунтов основания, величины напора, наличия и качества карьерных грунтов и температуры воды в водохранилище.

Примечание. Строительство талых и мерзлых плотин на торфяном (заторфованном) основании допускается для временных и постоянных сооружений IV класса. Строительство мерзлых плотин III класса на торфяном основании допускается только при наличии специального обоснования.

6.7. Расчеты плотин и их оснований следует выполнять с учетом влияния изменения температурного режима и процессов льдообразования на физико-механические характеристики грунтов тела и основания плотин (приложение I). Обязательным является выполнение расчета стационарного (квазистационарного) температурного поля тела и основания плотины и при необходимости выполнение расчетов или экспериментальных исследований температурного режима плотины в период строительства и эксплуатации.

Земляные насыпные плотины

6.8. Земляные насыпные плотины, возводимые в районах распространения вечномерзлых грунтов, по конструкции тела, противофильтрационных устройств в основании, способу возведения и температурному состоянию подразделяются на основные виды, приведенные в табл.2.

Таблица 2

Отличительные признаки вида плотин

Виды плотин

талые

мерзлые

По конструкции тела плотины

Из однородного грунта

Из однородного грунта

Из неоднородного грунта:

Из неоднородного грунта:


с грунтовым ядром

с ядром


с грунтовым экраном

с центральной противофильтрационной призмой

с центральной противофильтрационной призмой

с верховой противофильтрационной призмой

с верховой противофильтрационной призмой


С использованием негрунтовых материалов:

с диафрагмой

с инъекционным ядром

с экраном


По конструкции противофильтрационных устройств в основании плотины

С понуром

С зубом

С ледогрунтовой стенкой

С инъекционной (цементационной) завесой

С диафрагмой (стенка в грунте, асфальтобетонная или буробетонная стенка, шпунт)

С зубом

По способу возведения плотины

Послойная отсыпка грунта насухо с механическим уплотнением.

Отсыпка грунта в воду

Послойная отсыпка грунтов насухо с механическим уплотнением и последующим промораживанием грунтов основания и тела плотины с помощью замораживающих установок

Послойная отсыпка грунтов в воду с последующим промораживанием грунтов основания и тела плотины с помощью замораживающих установок

Отсыпка грунтов в зимнее время насухо слоями небольшой мощности с последующим механическим уплотнением и промораживанием за счет естественного холода



В мерзлой плотине водонепроницаемость следует обеспечивать поддержанием мерзлого состояния грунтов части ее тела и основания. При эксплуатации плотины фильтрация через ее тело и основание, а также оттаивание грунтов основания противофильтрационного устройства не допускается.

В талой плотине водоупорность следует обеспечивать наличием противофильтрационных устройств в теле и основании, а в однородной плотине - назначением надлежащей длины пути фильтрации.

6.9. Мерзлому типу плотины следует отдавать предпочтение при перечисленных ниже инженерно-геологических и мерзлотных условиях створа:

а) основание сложено сильносжимаемыми при оттаивании грунтами (III категория сжимаемости оттаивающей толщи грунтов, коэффициент оттаивания больше 0,05 - приложение I);

б) скорость подруслового потока в области талика не превышает 3·10ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов м/с, а мощность талика по глубине не более 10 м.

Примечание. При более высоких значениях скорости фильтрационного потока и мощности талика возможность его промораживания должна устанавливаться на основе теплотехнического расчета. При этом рекомендуется для облегчения условий промораживания грунтов талика рассмотреть возможность их предварительной цементации, глинизации или силикатизации.

6.10. Талому типу плотины следует отдавать предпочтение при перечисленных ниже инженерно-геологических и мерзлотных условиях створа:

а) основание представлено скальными, полускальными, малосжимаемыми и сжимаемыми при оттаивании нескальными вечномерзлыми грунтами (I и II категории сжимаемости оттаивающей толщи грунтов, коэффициент оттаивания не превышает 0,05 - приложение I);

б) в русле водотока имеется глубокий или сквозной талик, а борта и пойма долины сложены грунтами, указанными в подпункте 6.10а.

6.11. Плотины с асфальтобетонными диафрагмами следует возводить на талых и мерзлых основаниях I-II категории сжимаемости оттаивающей толщи грунтов.

6.12. Полиэтиленовые противофильтрационные устройства должны применяться в перемычках, дамбах и земляных плотинах III-IV классов. Применение полиэтиленовых противофильтрационных устройств для плотин I и II классов требует специального обоснования.

6.13. Плотины с металлическими диафрагмами допускается возводить на талых и мерзлых основаниях I категории сжимаемости оттаивающей толщи грунтов, представленных скальными, полускальными, крупнообломочными и песчаными грунтами. Их применение рекомендуется рассматривать в следующих случаях:

а) при отсутствии грунтов для создания противофильтрационных устройств плотины;

б) при необходимости резкого сокращения срока строительства плотины.

6.14. Для образования грунтовых противофильтрационных устройств мерзлых плотин следует применять талые незасоленные глинистые, крупнообломочные и гравийно-дресвяные грунты с суглинистым и супесчаным заполнителем, а также пылеватые песчаные грунты, способные удерживать в порах воду, необходимую для образования водонепроницаемого ледогрунтового массива. Значение коэффициента фильтрации грунта должно быть не более 10ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов м/с.

При возведении противофильтрационного устройства путем отсыпки грунта в воду можно применять указанные грунты как в талом, так и в мерзлом состоянии. Значение коэффициента водонасыщения грунта, уложенного в противофильтрационное устройство плотины, должно быть не более 0,90.

6.15. Для образования грунтовых противофильтрационных устройств талых плотин применение крупнообломочных и гравийно-дресвяных грунтов с суглинистым или супесчаным заполнителем, а также искусственных грунтовых смесей, имеющих в своем составе менее 45% песчаных и глинистых частиц (ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов<2 мм), и засоленных естественных грунтов требует специального обоснования.

6.16. Толщину и количество слоев переходных зон мерзлых плотин следует определять из условия обеспечения непросыпаемости материала переходных зон в каменную наброску (в материал упорной призмы) и технологичности работ по возведению переходных зон, а талых плотин - в соответствии с рекомендациями СНиП по проектированию плотин из грунтовых материалов.

6.17. Контрольная плотность укладки грунта в тело плотины должна назначаться по результатам лабораторных испытаний грунтов исходя из следующих требований:

обеспечения параметров сдвига грунтов, гарантирующих устойчивость откосов плотины, с учетом их изменения при замерзании и оттаивании;

обеспечения фильтрационной прочности плотины с учетом самоуплотнения грунта после укладки как к моменту наполнения водохранилища, так и в процессе ее эксплуатации;

обеспечения сжимаемости грунтов противофильтрационных устройств, определяемой с учетом процесса их консолидации, гарантирующей от образования трещин.

Для плотин I и II классов величина контрольной плотности грунтов должна назначаться по результатам укатки грунтов на опытных насыпях, возводимых в профильных объемах проектируемого сооружения или в районе площадки строительства.

Контрольная плотность грунта, укладываемого в ядро мерзлой плотины, должна обосновываться с учетом данных расчета его замораживания.

6.18. Монолитные асфальтобетонные диафрагмы грунтовых плотин следует выполнять из литого крупнозернистого асфальтобетона с содержанием битума марки БНД 60/90 10-16% от веса их минеральной части, а сборные диафрагмы - из пластичного крупнозернистого асфальтобетона с содержанием битума 7-12%.

6.19. При выполнении полиэтиленовых противофильтрационных элементов следует применять пленочный и листовой рулонный стабилизированный полиэтилен толщиной не менее 0,2 мм, обладающий следующими свойствами (ГОСТ 10354-73* "Пленка полиэтиленовая"):

________________

* Действует ГОСТ 10354-82. - Примечание "КОДЕКС".

разрушающее напряжение при растяжении не менее 12,0 МПа;

относительное удлинение при разрыве не менее 200%;

температура хрупкости не выше 60 °С.

6.20. Для устройства металлических диафрагм при температуре наружного воздуха ниже минус 40 °С следует использовать сталь Ст.3 или Ст.5, или шпунт из низколегированной стали марки 15ХСНД. При более высоких температурах наружного воздуха следует использовать сталь марок Ст.1 и Ст.3 с пределом прочности 320-450 МПа и относительным удлинением 20-25%. Для обеспечения коррозионной долговечности диафрагмы рекомендуется применять сталь указанных марок с добавкой меди в количестве 0,1-0,2%.

6.21. Расчеты устойчивости откосов талых и мерзлых плотин необходимо выполнять с учетом изменения параметров сдвига грунтов, слагающих откосы и основания плотин, при их оттаивании и промерзании. При этом следует учитывать, что часть массива обрушения может находиться в талом, а другая - в мерзлом состоянии.

На откосах высоких плотин следует предусматривать устройство берм, определяя их количество в зависимости от высоты плотины, материала грунта откоса, типов его крепления и общей устойчивости откоса.

При строительстве мерзлых плотин на основаниях III категории сжимаемости оттаивающей толщи грунтов рекомендуется предусматривать устройство широких берм на верховом откосе плотины для компенсации неравномерной осадки его основания при оттаивании.

6.22. Дренаж талой плотины следует располагать в непромерзающей части профиля плотины. При определении местоположения дренажа разрешается учитывать отепляющее влияние фильтрационного расхода, проходящего через дренаж при эксплуатации.

В низконапорных плотинах, промерзающих в процессе эксплуатации, допускается промерзание дренажа при условии, что низовой клин плотины гарантирован от разрушения:

при передаче на него гидростатического давления;

в случае оттаивания низового клина при замороженном дренаже.

6.23. Коллектор низконапорной плотины, собирающий и отводящий воду дренажных устройств, должен быть защищен от промерзания.

6.24. Сопряжение талой плотины с мерзлым нескальным основанием следует выполнять при помощи зуба. Если основание сложено крупнообломочным малосжимаемым и сильнофильтрующим после оттаивания грунтом, то следует рассмотреть вариант плотины с понуром или предусмотреть предварительное оттаивание грунтов основания на глубину активной зоны фильтрации и их закрепление путем цементации.

6.25. Сопряжение средне- или высоконапорной талой плотины с трещиноватым мерзлым скальным основанием следует производить при помощи бетонного зуба, под которым устраивается противофильтрационная завеса. В зависимости от трещиноватости скальных пород цементация основания выполняется либо по мере его оттаивания в процессе эксплуатации плотины, либо до начала заполнения водохранилища с предварительным оттаиванием основания.

Сопряжение низконапорной талой плотины с трещиноватым мерзлым скальным основанием следует выполнять путем покрытия основания слоем набрызг-бетона, асфальтобетона или путем расширения грунтового ядра (экрана) в зоне контакта с основанием. В случае необходимости выполняется площадная укрепительная цементация основания или устройство зуба.

6.26. При сопряжении талой плотины с берегами следует учитывать оттаивание берегового массива и в соответствии с размерами области оттаивания заглублять в берег противофильтрационное устройство плотины. Размеры области оттаивания берегового массива определяются теплотехническим расчетом.

6.27. Сопряжение мерзлой плотины с основанием и берегами следует производить без врезки противофильтрационного устройства плотины в основание и берега. При этом следует предусматривать промораживание грунтов тела и основания с помощью сезоннодействующих замораживающих установок или за счет их естественного охлаждения при послойном возведении плотины только в зимнее время года, а также сочетание двух указанных методов. Глубина заделки СОУ в основание и в берега определяется теплотехническим расчетом.

Примечание. Применение рассольных замораживающих установок, работающих от холодильных машин, не допускается.

6.28. При проектировании воздушной СОУ следует предусматривать поступление холодного атмосферного воздуха во внутреннюю трубу замораживающей колонки и выход через ее кольцевой зазор, а также автоматическое отключение установки при повышении температуры наружного воздуха и включение при ее понижении до величины, установленной в проекте.

6.29. Промораживание грунтов ядра или противофильтрационной призмы мерзлой плотины с помощью СОУ до достижения ледогрунтовой стенкой толщины, заданной проектом, должно быть выполнено до начала наполнения водохранилища.

Возможность консервации СОУ на весь зимний сезон или его часть устанавливается по данным натурных наблюдений за температурным режимом плотины и должна быть согласована с проектной организацией.

Земляные намывные плотины

6.30. Для обоснования проектов намывных плотин следует предусматривать проведение специальных научно-исследовательских и опытных работ.

6.31. При рассмотрении варианта намывной плотины сезон производства работ способом гидромеханизации должен определяться из условия перехода среднесуточной температуры воздуха через минус 5 °С.

6.32. Возведение намывных плотин следует считать целесообразным при наличии в районе строительства мощных залежей талых песчаных или гравийных грунтов и запасов воды, достаточных для разработки этих грунтов землесосными снарядами.

Каменно-земляные и каменнонабросные плотины

6.33. Талые каменно-земляные плотины, как правило, следует проектировать на талых и мерзлых основаниях I категории сжимаемости оттаивающей толщи грунтов. Проектирование талых каменно-земляных плотин на основаниях II категории сжимаемости оттаивающей толщи грунтов допускается при соответствующем технико-экономическом обосновании.

Мерзлые каменно-земляные плотины, как правило, следует проектировать на основаниях I-II категории сжимаемости оттаивающей толщи грунтов.

Мерзлые и талые каменнонабросные плотины, как правило, следует проектировать на талых и мерзлых основаниях I категории сжимаемости оттаивающей толщи грунтов.

6.34. Расчет устойчивости откосов талых и мерзлых каменно-земляных плотин следует производить так же, как для земляных плотин (п.6.21).

6.35. Проектирование грунтовых противофильтрационных устройств мерзлых каменно-земляных плотин должно производиться так же, как и для талых плотин.

6.36. При проектировании талой каменно-земляной плотины на мерзлом нескальном основании сопряжение ядра или экрана надлежит предусматривать путем устройства зуба, прорезающего толщу сжимаемых при оттаивании грунтов и врезающегося в толщу малосжимаемых при оттаивании грунтов основания.

Если толща малосжимаемых при оттаивании грунтов находится на значительной глубине, рекомендуется устройство инъекционной завесы, буробетонной или траншейной стенки.

6.37. Сопряжение грунтовых ядер и экранов талых каменно-земляных плотин и асфальтобетонных диафрагм каменнонабросных плотин с мерзлыми и талыми берегами надлежит производить врезкой их в берега. Если береговой массив сложен сильнотрещиноватыми скальными породами или нескальными водопроницаемыми грунтами, в берегах надлежит устраивать противофильтрационные завесы, сопрягаемые с противофильтрационным элементом плотины. Длину и глубину береговой противофильтрационной завесы следует назначать в соответствии с результатами теплотехнических и фильтрационных расчетов.

6.38. Для предотвращения образования наледей в береговых примыканиях талых каменно-земляных и каменнонабросных плотин за береговыми завесами надлежит устраивать дренаж, защищенный от замерзания, из которого вода должна отводиться.

7. ВОДОПРОПУСКНЫЕ И ВОДОПРИЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Общие положения

7.1. Конструкции водосбросных и водоприемных сооружений, располагаемых на основаниях, сложенных вечномерзлыми грунтами, и условия сопряжения бьефов должны назначаться с учетом температуры грунтов основания и изменения их физико-механических свойств в процессе возможного оттаивания.

7.2. Выбор принципа строительства (п.2.1) водопропускных и водоприемных сооружений следует производить:

для водосбросов, располагаемых в составе плотины, так же как для самой плотины;

для береговых водосбросов - на основе технико-экономического сопоставления вариантов.

При осуществлении принципа I должны предусматриваться специальные теплоизоляционные и противофильтрационные мероприятия.

7.3. При выборе береговых водопропускных сооружений предпочтение следует отдавать туннельным конструкциям.

7.4. При проектировании талых земляных плотин на нескальных основаниях водоприемные, водопропускные и водозаборные сооружения следует, как правило, располагать в берегах, в стороне от плотины. В случаях, когда указанные сооружения проектируются в теле плотины, их следует располагать на участках створа, характеризуемых наименьшей сжимаемостью грунтов (в пределах подруслового талика).

7.5. При проектировании мерзлых грунтовых плотин водоприемные, водопропускные и водозаборные сооружения следует располагать в берегах, в стороне от плотины. При расположении указанных сооружений на льдонасыщенных грунтах необходимо обеспечить водонепроницаемость и теплоизоляцию сооружения с тем, чтобы предотвратить возможность оттаивания грунтов основания.

7.6. При проектировании водосбросов плотин I, II, III классов в рассматриваемых районах следует выполнять лабораторные гидравлические исследования.

При проведении модельных гидравлических исследований по прогнозированию местных размывов и переформированию русла и берегов в нижнем бьефе, а также при установлении границ безопасной застройки в нижнем бьефе гидротехнических сооружений следует учитывать свойства мерзлых грунтов и их изменение при взаимодействии с водным потоком.

Учет ледовых условий

7.6. При выборе компоновочных и конструктивных решений водосбросных сооружений следует учитывать условия пропуска льда как в строительный, так и в эксплуатационный периоды. Вопрос о пропуске льда или его задержании следует решать в зависимости от скорости течения в верхнем бьефе и ледовых условий на реке. Пропуск льда через сооружения является не обязательным, если средние скорости потока в верхнем бьефе меньше 0,5 м/с.

7.7. Для пропуска льда в строительный период через суженное перемычками русло реки должны быть обеспечены: достаточная ширина русла (прорана), минимальная глубина воды в сужении (не менее 5-6 м) и достаточная высота ограждающих перемычек.

Высота перемычек, ограждающих строящиеся сооружения, должна назначаться с учетом возможного повышения уровней в верхнем и нижнем бьефах при прорыве заторов на вышерасположенных участках реки и при образовании заторов за сужением.

7.8. При пропуске льда через гребенку бетонных плотин ширину отдельных пролетов и всего водосбросного фронта следует назначать с учетом толщины и прочности пропускаемого через сооружение льда.

7.9. С целью предотвращения повреждений верхних строений плотины движущимся льдом низ верхних строений в пролете должен возвышаться над поверхностью воды на 3,5-4,0 м.

7.10. При пропуске льда через донные водосбросы в целях создания условий подныривания льда следует обеспечивать требуемую глубину затопления верха донного водосброса и критическую скорость течения перед сооружением.

7.11. При пропуске льда через плотины толщина слоя воды на водосливной поверхности должна превышать максимальную толщину льда. В противном случае следует принимать меры против истирания либо повреждения льдом гребня, низового откоса и верхней части верхового откоса плотины.

Вопросы, связанные с организацией пропуска воды и льда через плотины из грунтовых материалов всех классов, должны решаться на основании результатов модельных исследований.

7.12. С целью улучшения условий пропуска льда следует предусматривать мероприятия по регулированию ледового режима (механическое разрушение льда, взрывание льда и т.п.) и скоростей течения в районе сооружений (управление уровнями воды в бьефах).

Требования к механическому оборудованию

7.13. В составе механического оборудования должны предусматриваться основные, аварийно-ремонтные и ремонтные затворы. Для поверхностных водосбросов следует отдавать предпочтение затворам с незатопляемыми опорно-ходовыми частями, например, сегментным. Отказ от установки ремонтных затворов должен быть обоснован.

К металлу затворов и опорных частей должны предъявляться требования по хладостойкости.

7.14. В качестве подъемных механизмов для основных затворов рекомендуется предусматривать гидроподъемники преимущественно с централизованной маслонапорной установкой, с размещением оборудования в отапливаемом помещении.

7.15. Для снятия или уменьшения давления льда на пролетные строения затворов рекомендуется предусматривать борботаж воды или механическую резку льда с устройством прорези по фронту пролетных строений. Борботаж рекомендуется применять в случаях, когда температура воды в верхнем бьефе в зимнее время не ниже 0,1 °С и теплые воды располагаются не ниже 10 м от поверхности.

7.16. Для обеспечения надежной работы элементов механического оборудования затворы и закладные части следует оборудовать системой обогрева (непрерывного действия). Периодический обогрев применяется для освобождения от намерзшего на конструкции льда.

Для обогрева затворов и их закладных частей в первую очередь рекомендуется применять следующие системы: индукционный электрообогрев; калориферный обогрев.

7.17. При определении необходимой для обогрева мощности нагревательных устройств рассматриваются следующие расчетные ситуации:

затвор находится в воде, требуется предотвратить его обледенение;

затвор находится в воде, требуется за заданное время освободить его от намерзшего льда;

затвор поднят, требуется предотвратить его обледенение;

затвор поднят, требуется за заданное время освободить его от намерзшего льда.

Водоприемники и здания ГЭС

7.18. При соответствующих условиях в рассматриваемых районах следует проектировать преимущественно подземные здания ГЭС, либо здания в глубоких скальных выемках.

7.19. Щитовое отделение следует проектировать отапливаемым, с устройством ниш для резервных затворов и решеток, хранение которых следует предусматривать в условиях положительной температуры.

Для русловых ГЭС не допускается вынесение затворов и сороудерживающих решеток в верхний бьеф за пределы здания.

7.20. При размещении водоприемников ГЭС в условиях интенсивного образования шуги следует предусматривать очистку или обогрев решеток, предотвращающие закупорку шугой. Для регистрации образующихся перепадов на решетках должны быть предусмотрены перепадомеры, показания которых выводятся на пульт.

7.21. При проектировании трубопроводов следует предусматривать их защиту от промерзания. Конструкция защиты должна быть обоснована теплотехническими и технико-экономическими расчетами.

Для случаев вынужденных остановок в работе трубопровода необходимо предусматривать устройство специальных выпусков в наиболее пониженные места трассы с отводом сбрасываемой воды в сторону от трубопровода.

7.22. При проектировании здания ГЭС с напорными водоводами дренаж, предусматриваемый для перехвата фильтрационных вод, должен быть предохранен от промерзания.

8. ПОДЗЕМНЫЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ

8.1. При выборе типа и конструкции здания ГЭС следует, как правило, отдавать предпочтение расположению зданий ГЭС и водоводов в подземных выработках, учитывая следующие преимущества перед открытым типом этих сооружений:

значительно проще обеспечивается непрерывное круглогодичное проведение строительных работ;

уменьшаются эксплуатационные расходы и численность эксплуатационного персонала;

улучшаются условия эксплуатации сооружения и основного оборудования.

Указанные преимущества в отдельных случаях могут иметь также подземные водозаборные сооружения и подводящие и отводящие деривационные тоннели.

8.2. В напорных водоводах тоннельного типа, как правило, следует предусматривать железобетонную обделку, а на участке примыкания к спиральной камере - противофильтрационную металлическую облицовку.

В тоннелях и водоводах, расположенных в многолетнемерзлых, прочных и относительно малотрещиноватых скальных породах, следует рассматривать возможность отказа от устройства железобетонной обделки и несущей анкерной крепи и применять более простые меры для крепления пород (набрызг-бетон, неглубокая анкерная крепь). Это в полной мере распространяется также на временные и строительные тоннели и водоводы.

8.3. При проектировании тоннелей в многолетнемерзлых породах следует, как правило, проектировать напорные тоннели как обеспечивающие более стабильные и равномерные условия работы скального массива и обделки.

При рассмотрении безнапорного варианта тоннеля следует учитывать отрицательное воздействие переменного температурного поля на состояние скального массива в безнапорной зоне и возможность постепенного его разрушения над сводом, особенно при значительном проценте льдистости породы.

8.4. Подземные выработки, предназначенные для машинных залов гидроэлектростанций, при малой трещиноватости скального массива по своду должны крепиться глубокой анкерной крепью, обеспечивающей образование породоанкерного свода, с набрызг-бетоном или железобетонной несущей оболочкой; стены выработки должны крепиться анкерами и отдельными прианкеренными в скале железобетонными пилонами, служащими одновременно опорными колоннами подкрановых балок.

При значительной трещиноватости и льдистости скального массива следует рассматривать возможность применения обжатой монолитнопрессованной обделки свода или образование породоанкерного свода и стен без проведения заполнительной цементации.

8.5. При проектировании подземных гидротехнических сооружений кроме обычных расчетов, предусмотренных нормами проектирования подземных сооружений, следует выполнять дополнительно температурные расчеты окружающего сооружение массива как в процессе проходки, так и для условий постоянной эксплуатации сооружения, и расчеты переформирования горного давления на обделку, вызванного температурными изменениями в массиве. В расчетах должна быть определена степень разгрузки массива и величина перемещений контура выработки до и после устройства железобетонной обделки и в случае отказа от нее.

8.6. Расчеты массива многолетнемерзлой породы, окружающей подземную выработку, следует выполнять с помощью ЭВМ, а температурные - также методом электротепловых аналогий (сеточные электроинтеграторы и ЭГДА).

Температурные расчеты должны учитывать изменения фазового состояния заполняющего трещины льда, а также изменение теплофизических характеристик пород массива в мерзлом и талом состоянии, определенных при проведении инженерно-геологических изысканий и исследований. На предварительных стадиях проектирования значения теплофизических характеристик пород можно принимать по табл.13 и 14 приложения I настоящей Инструкции.

При расчетах напряженно-деформированного состояния окружающего выработку массива следует учитывать изменение прочностных и деформационных характеристик пород в связи с изменением фазового состояния заполняющего трещины льда.

8.7. Для многолетнемерзлых пород, для которых затруднено определение горного давления с помощью натурных исследований, допускается проведение исследований процесса формирования горного давления на моделях из эквивалентных материалов или в сочетании с исследованиями на фотоупругих моделях.

8.8. Для массивов, отличающихся льдистостью более 1%, распученных при промерзании, следует учитывать возможность осадки подземных сооружений после оттаивания этих массивов.

В случае малого заглубления подземного гидротехнического сооружения, когда ореол оттаивания подходит к зоне попеременного оттаивания и замерзания (активной зоне у поверхности массива) или захватывает ее, следует считаться с возможностью образования на поверхности воронки оседания. Качественная и количественная оценка указанного явления должна устанавливаться по результатам температурного расчета массива с учетом инженерно-геологической оценки строения массива, проводимой в соответствии с указаниями раздела 3 настоящей Инструкции.

8.9. При наличии крупных нарушений сплошности массива вблизи подземных выработок (крупных трещин, зон дробления материала массива и т.п., род заполнителя в них, наличие и количество льда и жестких контактов) следует принимать меры к возможному ограничению их отрицательного влияния (глубокая анкеровка, замена разрушенной скалы и заполнителя трещин бетоном и т.п.).

8.10. При проектировании крупных подземных выработок (тоннелей более 8 м и камерных выработок машинных залов ГЭС, щитовых помещений и т.п.) необходимо определять естественное напряженное состояние вмещающего выработку массива. Такое определение должно производиться с помощью непосредственных измерений в натуре, а также расчетом или модельными исследованиями. При прогнозировании естественного напряженного состояния массивов рекомендуется учитывать также влияние разработки открытых котлованов, врезок и других выработок, проводимых в районе расположения проектируемых подземных сооружений.

8.11. При проектировании подземных выработок следует предусматривать в период строительства и эксплуатации сооружений организацию и проведение кроме обычных специальных натурных наблюдений, связанных с наличием мерзлоты, а именно:

а) измерения температуры массива вокруг выработки на расстоянии прогнозируемого оттаивания и температуры воздуха внутри выработки;

б) наблюдения за формированием уровня подземных вод в массиве после оттаивания льда, заполняющего трещины, и давлением грунтовой воды на обделку;

в) измерения деформаций и перемещений контура выработки и дневной поверхности в процессе разработки и строительства сооружения, в том числе наблюдения за образованием воронки осадки на поверхности для сильнольдистых пород при близком расположении подземной выработки к дневной поверхности;

г) измерения деформаций на следе крупных тектонических трещин в процессе оттаивания массива.

9. ПРИЧАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Общие положения

9.1. При проектировании причальных сооружений необходимо рассматривать следующие конструкции: больверки, уголковые стенки, набережные из массивов-гигантов и шпунтовых ячеек и др. Допускается применение конструкций с использованием льда и мерзлого грунта.

9.2. При проектировании причальных сооружений следует учитывать ледовые условия в период строительства и эксплуатации. В частности, причалы желательно располагать вне зоны торошения льда. В необходимых случаях следует предусматривать расположение сооружений в искусственно созданных ковшах или под защитой дамб.

9.3. При островном расположении вечномерзлых грунтов следует рассматривать возможность возведения причальных сооружений на участках с талыми грунтами.

9.4. На мерзлых и талых сильнодеформируемых грунтах следует возводить причальные сооружения при выполнении одного из следующих мероприятий:

предварительной подготовки основания (предварительное оттаивание, уплотнение, частичная замена грунта, устройство буронабивных свай и др.);

применении конструкций, допускающих значительные деформации основания без потери несущей способности по условиям устойчивости сооружения и прочности его элементов;

сохранении мерзлоты в основании или понижении ее температуры.

9.5. Для образования или сохранения мерзлого состояния грунта основания или засыпки сооружения допускается применение систем охлаждения с использованием естественного холода, а при соответствующем технико-экономическом обосновании - использование искусственного замораживания. При этом следует предусматривать защиту мерзлого грунта от попадания в него солей и других веществ, вызывающих его размораживание, а также мероприятия по предотвращению морозного пучения.

9.6. Натурные наблюдения и исследования причальных сооружений должны производиться в соответствии с требованиями СНиП по основным положениям проектирования речных и морских гидротехнических сооружений, а также требованиями п.2.6-2.7 настоящей Инструкции.

Требования к строительным материалам

9.7. Бетон для строительства и ремонта причальных сооружений следует принимать в соответствии с требованиями СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, а также настоящей Инструкции.

9.8. Марки бетона должны быть не ниже указанных в табл.3. При расположении причальных сооружений в нижних бьефах ГЭС и в других случаях, когда годовое число циклов замораживания и оттаивания бетона превышает 100, следует принимать марку по морозостойкости Мрз 400 и выше или применять теплозащиту бетона.

Таблица 3

Марки бетона в 28-дневном возрасте не ниже

Зона расположения бетона
в сооружении

Железобетонные конструкции

Бетонные и малоармированные конструкции

Переменного уровня

М 400

М 300


Мрз 300

Мрз 300


В 8

В 8

Надводная

М 300

М 250


Мрз 200

Мрз 150

В 6

В 6

Подводная и подземная:

для морских сооружений

М 300

М 250


Мрз 200

Мрз 150


В 6

В 6

для речных сооружений

М-200

М 200


Мрз 100

Мрз 100


В 4

В 4


Примечание. Зона переменного уровня воды ограничена снизу наинизшим уровнем воды, уменьшенным на толщину льда, сверху - наивысшим уровнем воды, увеличенным на 1 м или на высоту всплеска воды, если она превышает 1 м. Надводная зона располагается выше, а подводная и подземная зоны - ниже зоны переменного, уровня.


Марка по морозостойкости бетона, находящегося при отрицательной температуре длительное время в сухом состоянии, может быть снижена до Мрз 200-150. При этом должны быть учтены местные климатические и гидрологические особенности, ориентация сооружения, конструкция сооружения и другие факторы.

9.9. Для омоноличивания узлов и стыков бетонных и железобетонных элементов следует применять марки бетона по прочности не ниже марки бетона основных конструкций, если марка его не ниже М 400 для морских сооружений и М 300 для речных сооружений.

В других случаях омоноличивание должно осуществляться бетоном с маркой на ступень выше марки бетона основной конструкции.

9.10. Водоцементное отношение для бетона назначается в соответствии с табл.4.

Таблица 4

Водоцементное отношение, не более

Зона расположения бетона
в сооружении

Морские причальные сооружения
и речные причальные сооружения в устьях рек приливных морей

Речные причальные сооружения

железобетонные конструкции

бетонные и малоармированные конструкции

железобетонные конструкции

бетонные и малоармированные конструкции

Переменного уровня

0,4

0,43

0,45

0,45

Надводная

0,5

0,55

0,50

0,55

Подводная и подземная

0,5

0,55

0,55

0,60


9.11. В конструкциях следует применять сульфатостойкий портландцемент, а для речных причальных сооружений также портландцемент и портландцемент с минеральными добавками при содержании их в клинкере не более 8% 3СаОАlВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтовОВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов по ГОСТ 10178-76* и ГОСТ 22266-76**.

________________

* Действует ГОСТ 10178-85.
** Действует ГОСТ 22266-94. - Примечание "КОДЕКС".

Для надводной зоны допускаются и другие виды портландцементов, а для подводной и подземной зон, кроме того, пуццолановые портландцементы и шлакопортландцементы.

При действии на бетон агрессивной воды выбор цемента следует производить в соответствии с требованиями СНиП по проектированию защиты строительных конструкций от коррозии.

9.12. Заполнители для бетона должны соответствовать требованиям ГОСТ 10268-80.

9.13. Для повышения морозостойкости бетона, снижения расхода цемента, повышения плотности и водонепроницаемости, улучшения технологических свойств следует в состав бетона вводить комплексные добавки, включающие воздухововлекающие или газообразующие.

9.14. Применение противоморозных добавок (хлористого кальция, хлористого натрия, поташа) запрещается в следующих случаях:

в сборных железобетонных тонкостенных элементах;

для бетона омоноличивания стыков;

в бетонных конструкциях, работающих в условиях воздействия агрессивной среды;

в бетонных конструкциях, к внешнему виду которых предъявляются повышенные требования.

9.15. Прочность бетона конструкций, предназначенных для эксплуатации в особо суровых климатических условиях (с расчетной минимальной температурой наружного воздуха ниже минус 40 °С), к моменту замерзания должна быть:

в зоне переменного уровня воды и в конструкциях, контактирующих с мерзлым грунтом, не менее 100% проектной прочности;

в остальных случаях не ниже 70% проектной прочности.

9.16. Для ненапряженных железобетонных конструкций следует применять в качестве расчетной арматуры из стали класса A-III марки 25Г2С и класса Ас-II марки 10ГТ.

Для предварительно напряженных железобетонных элементов следует для любых зон применять в качестве расчетной арматуру из стали класса A-IV марки стали 20ХГ2Ц и класса A-V марки 23Х2Г2Т.

В качестве нерасчетной рекомендуется применять арматуру из стали класса A-I марки ВСт.3сп2 и ВСт.3Гпо2.

9.17. Для монтажных (подъемных) петель элементов сборных конструкций должна применяться арматура из стали класса A-I марки ВСт.3сп2 или класса Ас-II марки 10ГТ. В случае, если монтаж конструкции будет производиться при температурах выше минус 40 °С, допускается применение стали марки ВСт.3пс2.

9.18. Стальные шпунтовые и трубчатые сваи следует применять из стали марки ВСт.3сп5 по ГОСТ 380-71*ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов с дополнительной гарантией свариваемости и стали марки 15ХСНД по ГОСТ 19281-73** или марки 10Г2С1Д по ГОСТ 19282-73 с дополнительными гарантиями свариваемости и ударной вязкости не ниже 30 Н·м/смВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов при температуре испытания минус 40 °С.

________________
ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов Здесь и далее. Действует ГОСТ 380-94.
** Действует ГОСТ 19281-89. - Примечание "КОДЕКС".

Для изготовления анкерных тяг и деталей их соединений следует применять сталь марок ВСт.3сп2 и ВСт.3Гпс2 по ГОСТ 380-71* и марки 09Г2СД категории 6 или 12 по ГОСТ 19282-73.

Примечание. Применение сталей других марок допускается в соответствии с требованиями СНиП по проектированию стальных конструкций или при специальном обосновании.

9.19. Древесину и клееные деревянные конструкции целесообразно использовать в элементах сооружения, не подверженных непосредственному воздействию льда. Для улучшения эксплуатационных качеств деревянных конструкций и защиты их от древоточцев рекомендуется пропитка синтетическими смолами.

В зоне переменного уровня воды деревянные конструкции требуют, как правило, защиты от истирающего и динамического воздействия льда.

9.20. Для повышения прочностных характеристик льда, используемого в качестве строительного материала, следует рассмотреть возможность его армирования, например, древесными или синтетическими волокнами и т.д.

Основные расчетные положения

9.21. Нагрузки, воздействия и их сочетания, характеристики грунтов и материалов следует принимать по требованиям соответствующих СНиП с учетом указаний настоящей Инструкции.

9.22. Нагрузки от льда на сооружение следует принимать в составе основного сочетания нагрузок и определять согласно требованиям СНиП на нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов) с учетом указаний настоящей Инструкции. При этом нагрузки от льда, по возможности, уточняются по натурным измерениям.

В случае пропуска ледохода над затопляемым сооружением следует учитывать вертикальное давление от нагромождения льда.

9.23. Расчетную толщину льда следует принимать в соответствии с требованиями СНиП на нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов) или по данным натурных измерений в период ледохода, вскрытия ледового покрова акватории с помощью ледокола, а также при ветровых нагонах льдин в акваторию порта.

9.24. Прочностные характеристики льда определяются по результатам натурных измерений. При отсутствии таких данных рекомендуется прочностные характеристики речного льда принимать по СНиП на нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов), а для морского и речного льда в устоях рек, впадающих в арктические моря, определять согласно указаниям приложения 6 настоящей Инструкции.

9.25. При отсутствии данных по размерам льдин и их скорости движения допускается определение нагрузок только из условия разрушения льда.

9.26. Расчетные усилия в элементах конструкции допускается определять как сумму усилий от ледовой нагрузки и усилий, возникающих при воздействии других нагрузок, входящих в расчетное сочетание.

9.27. Расчеты устойчивости, прочности, осадок сооружений в процессе строительства и эксплуатации следует производить с учетом изменения прочностных и деформативных характеристик грунта в основании и засыпке вследствие изменения температурного режима.

9.28. При проектировании железобетонных тонкостенных конструкций речных сооружений следует выполнять проверку прочности и трещиностойкости элементов (с лимитированным раскрытием трещин) в зимний и летний периоды с учетом температурных напряжений и изменения механических характеристик бетона при замораживании.

9.29. Теплотехнические расчеты необходимо выполнять в следующих случаях:

при использовании мерзлых грунтов и льда в качестве строительного материала;

при строительстве или реконструкции сооружений с сохранением мерзлоты в основании или обратной засыпке;

при использовании для лицевых элементов набережных конструкций из тонкостенного железобетона, особенно не прямоугольного сечения;

при прогнозировании температурного режима грунтов и конструкций в процессе строительства и эксплуатации сооружений;

в отдельных случаях при проектировании анкерных устройств.

Теплотехнические расчеты могут не выполняться только при соответствующем обосновании.

9.30. При расчетах ледяных и ледогрунтовых сооружений следует выполнять проверку на устойчивость и на всплывание. При этом следует учитывать подъемную силу взвешенного в воде льда и силы смерзания с основанием или конструкцией, при наличии обоснованных данных об их величинах.

Основные требования к конструкциям и их элементам

9.31. Причальные сооружения следует проектировать с максимальной степенью сборности, применяя унифицированные элементы с надежными и простыми соединениями, позволяющими производить монтаж конструкций при низких температурах. Следует стремиться к уменьшению числа стыков сборных элементов, вынесению их из зоны переменного уровня воды и при необходимости предусматривать защиту от воздействия льда и отрицательных температур.

9.32. При соответствующем технико-экономическом обосновании следует предусматривать мероприятия по защите сооружения и его элементов от наледей, динамического, статического и истирающего воздействия льда.

9.33. При проектировании причальных сооружений следует предусматривать мероприятия для снижения величины морозного пучения и исключения образования морозобойных трещин в основании и засыпке, например, путем устройства пригрузки из песчано-гравийного или щебеночного грунта толщиной не менее глубины сезонного промерзания для данного района.

9.34. Для причальных сооружений высотой более 15 м следует рассматривать целесообразность устройства причалов с территорией, устраиваемой на двух и более уровнях.

9.35. При проектировании затопляемых при прохождении паводка причальных сооружений необходимо предусматривать защиту от повреждений льдом конструктивных элементов сооружения, подкрановых и железнодорожных путей, оборудования, расположенного на причале, а также покрытия территории и обратной засыпки.

9.36. При проектировании причальных сооружений из стального шпунта необходимо стремиться к уменьшению количества сварных узлов, газовой резки и других концентраторов напряжения. Наращивание шпунта в сооружении сваркой допускается только в исключительных случаях при температуре не ниже 5 °С с помощью двухсторонних накладок.

Погружение стального шпунта и свай допускается при температуре не ниже той, при которой соблюдены требования по ударной вязкости металла.

9.37. Для снижения нагрузок от примерзшего льда и улучшения эксплуатационных качеств сооружения рекомендуется для лицевых стенок применять покрытия гидрофобными консистентными смазками (например, по ГОСТ 6267-74, ГОСТ 11110-75 и др.).

9.38. В районах с возможными штормовыми ветрами причалы должны оснащаться штормовыми швартовными тумбами, а также приспособлениями для раскрепления портальных кранов и другого перегрузочного оборудования.

9.39. Толщина железобетонных элементов для лицевых стенок морских сооружений должна быть не менее 40 см, для речных сооружений - 20 см. Для железобетонных элементов, расположенных в грунте, толщина должна быть не менее 20 см. Толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры принимается 50 мм, для конструктивной - не менее 30 мм; для железобетонных элементов заводского изготовления толщина защитного слоя может быть снижена до 40 мм.

В зоне переменного уровня воды выпуски закладных металлических частей из бетона, как правило, не допускаются. В случае необходимости таких выпусков они должны быть защищены надежной гидроизоляцией.

9.40. Отбойные устройства должны отвечать дополнительным требованиям обеспечения сохранности от воздействия льда, низких температур.

9.41. Узлы крепления анкерных тяг к лицевой стенке рекомендуется выполнять шарнирными. Для уменьшения неравномерности усилий в анкерах и улучшения их работы при низких температурах рекомендуется применять специальные муфты и компенсаторы.

9.42. В случае устройства дренажа выпуски грунтовых вод должны быть расположены ниже мерзлого покрова при минимальном уровне воды у сооружения. При устройстве дренажа необходимо рассмотреть возможность использования в качестве обратного фильтра синтетических нетканых материалов.

9.43. Сооружения с использованием льда и мерзлого грунта следует защищать от теплового воздействия воды, воздуха, солнечной радиации и работающих механизмов.

Возможность возведения и эксплуатации сооружения из льда и мерзлого грунта должна обосновываться теплотехническим расчетом.

9.44. При возведении сооружения с мерзлым грунтом в теле засыпки и основании рекомендуется устройство теплоизолирующего слоя, расположение и толщина которого определяется теплотехническим расчетом. При этом устраивается организованный отвод ливневых вод с поверхности причала для предупреждения попадания их в засыпку.

9.45. Для перегрузочного и иного оборудования и механизмов, постоянно размещаемых на ледяных сооружениях, необходимо, как правило, устраивать независимое свайное основание путем погружения свай в грунт через ледяной массив сооружения.

9.46. При разработке проекта реконструкции существующего сооружения необходимо учитывать несущую способность мерзлого ледогрунтового ядра в сооружении, если его наличие было установлено и есть возможность сохранения этого ядра при строительстве и эксплуатации сооружения.

10. ВОДОХРАНИЛИЩА

10.1. При составлении проекта водохранилищ в рассматриваемой зоне все вопросы переустройства объектов народного хозяйства, попадающих в зону влияния водохранилища и нижнего бьефа, а также вопросы комплексного использования водных, биологических и других ресурсов водохранилищ должны быть решены с учетом наличия многолетней мерзлоты и особенностей климатических условий района. К числу таких вопросов относятся: возмещение потерь сельскохозяйственного производства; переселение населения; переустройство автомобильных и железных дорог, газопроводов, нефтепроводов, линий электропередач и связи; инженерная защита объектов; лесосводка и лесоочистка; санитарная подготовка зоны водохранилища; транспортное, рыбохозяйственное освоение водохранилищ.

10.2. В условиях ограниченного количества земель в качестве компенсации изымаемых сельхозугодий должна быть рассмотрена возможность и экономическая целесообразность рекультивации карьеров, организации теплично-овощных хозяйств с использованием плодородного слоя почвы, снятого с затапливаемых земель.

10.3. Переселение населения должно производиться, как правило, в существующие перспективные населенные пункты в дома постоянного типа, возводимые по типовым проектам, разработанным для районов распространения вечномерзлых грунтов. Перенос строений, попадающих в зону затопления, при наличии технической возможности производится только для жилых строений, являющихся личной собственностью граждан.

10.4. В рассматриваемых районах помимо восстановления постоянных категорий дорог должны быть предусмотрены мероприятия по воссозданию взамен нарушаемых сезонных ледовых дорог и переправ, находящихся в зоне подтопления или затопления в нижнем бьефе гидроузлов.

10.5. При проектировании водохранилищ должны приниматься меры для максимального использования древесины, находящейся в зоне затопления. В случае оставления леса без вырубки в зоне затопления должен быть составлен специальный прогноз влияния затапливаемой древесины и кустарника на качество воды в условиях замедленной деструкции органических веществ древесины.

10.6. При проектировании водохранилищ должны составляться прогнозы переработки берегов. Прогнозы должны составляться на срок 10 лет и на конечную стадию. Причем в полосе 10-летней переработки берегов должен намечаться вынос строений или необходимо обосновывать инженерную защиту территории. В условиях эксплуатации водохранилищ для уточнения прогнозов на характерных участках берегов водохранилищ следует производить систематические натурные наблюдения.

10.7. Составление прогнозов переработки берегов следует проводить на основе:

результатов изучения происхождения и развития ложа водохранилища и береговой зоны, районирования котловины водохранилищ, типизации береговой зоны, определения гидрологических зон, условий сопряжения уровня воды с основными формами рельефа и составления на этой основе прогнозной карты, где должны быть отражены прогнозируемые виды берегов и участки береговой зоны, охваченные многолетней мерзлотой, основные грунты ложа водохранилища, а также отмечены предполагаемые размываемые и заиливаемые участки;

обоснованного выбора расчетных параметров, необходимых для разработки прогноза и получаемых на водохранилище-аналоге по данным натурных наблюдений на самом эксплуатируемом водохранилище.

10.8. Выбор метода прогноза переработки и термопереработки берегов, сложенных многолетнемерзлыми породами, определяется величиной ожидаемой осадки этих пород при оттаивании, а также в зависимости от вида использования земель береговой полосы. Мерзлое состояние пород следует учитывать для участков заповедников, заказников, пахотных земель, а также территорий городских и сельских населенных пунктов. Для участков лесов, лугов и пастбищ мерзлое состояние пород не учитывается. Если осадка пород при оттаивании равна нулю, то прогноз составляется обычными методами без учета мерзлого состояния пород.

10.9. Ожидаемую осадку вечномерзлых пород при оттаивании допускается определять по п.4.22 СНиП II-18-76* "Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" (более детально методика расчета переработки берегов, сложенных многолетнемерзлыми породами, дана в приложении 7).
___________________
* Действует СНиП 2.02.04-88, здесь и далее по тексту. - Примечание "КОДЕКС".

11. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

11.1. При проектировании гидротехнических сооружений в рассматриваемых районах должны быть предусмотрены специальные мероприятия по охране окружающей среды с учетом особенностей района и площадки строительства сооружений и транспортных путей к этому району.

11.2. При проектировании временных сооружений должны быть предусмотрены:

а) защита территории от развития термокарста, наледей, оползней после оттаивания (особенно в связи с организацией водоотвода на стройплощадке);

б) защита от нарушения снежного и естественного растительного покрова и почвенного слоя, особенно на участках сильнольдистых грунтов;

в) строительство дорог, главным образом в насыпях, высота которых назначается по результатам температурных расчетов;

г) мероприятия по предупреждению развития термокарста или его ограничению, в частности, путем создания искусственных озер или организации водоотвода в проектах рекультивации карьеров и других территорий.

11.3. В проекте должны быть составлены прогнозы изменения природной среды в связи с созданием гидротехнического комплекса.

Прогнозы, в частности, должны рассматривать взаимодействие водохранилищ с береговой зоной; изменения видового состава ихтиофауны и рыбопродуктивности; изменение гидрогеологических условий в зоне влияния водохранилища; изменение видового состава растительного и животного мира прилегающих территорий; изменение климата; изменение качества воды; термопросадку грунта ложа водохранилища после оттаивания и связанное с этим изменение рельефа при нескальных грунтах в основании.

11.4. При проектировании необходимо предусматривать мероприятия для сохранения поголовья оленей и путей их миграции или соответствующее возмещение потерь. При расчете возмещения потерь продукции оленеводства, вызванных затоплением оленьих пастбищ и другими обстоятельствами, должна учитываться стоимость мероприятий по восстановлению производства мяса за счет увеличения поголовья крупного рогатого скота в других районах затрагиваемого региона. Для этого должно быть намечено освоение новых земель под пашню или сенокосы для производства кормов для расчетной численности крупного рогатого скота и строительство соответствующих животноводческих и других строений и сооружений.

11.5. При проектировании гидроузлов необходимо рассматривать возможность рыбохозяйственного освоения водохранилищ. При этом следует предусматривать тщательную подготовку ложа водохранилища, особенно в местах будущих нерестилищ в связи с тем, что в условиях многолетнемерзлых грунтов резко увеличивается продолжительность выделения в воду смолы, тианидов и других веществ, оказывающих отрицательное влияние на ихтиофауну.

11.6. Сброс в водохранилища сточных вод населенных пунктов, промышленных предприятий, сельскохозяйственных объектов и т.п. должен производиться в соответствии с "Правилами охраны поверхностных вод от загрязнений", утвержденными Минводхозом, Минздравом и Минрыбхозом СССР.

Основными мероприятиями, направленными на обеспечение надлежащего качества воды, являются:

развитие существующих и строительство новых очистных сооружений;

агролесомелиоративные и другие мероприятия по борьбе с эрозией почв;

благоустройство населенных пунктов, животноводческих ферм, нефтебаз и других подобных объектов;

проектирование бетонных заводов, промывочно-сортировочных предприятий, автогаражей и механических мастерских и т.д., как правило, с замкнутым циклом водооборота или с устройствами, исключающими сброс производственных стоков.

В особых случаях, обусловленных прогнозами формирования качества воды, могут быть рекомендованы:

создание защитных лесонасаждений на отдельных участках береговой полосы водохранилища, где возможны поступления загрязненного поверхностного стока;

периодические попуски в нижний бьеф для разбавления загрязнений, особенно в период остановки ГЭС.

12. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

12.1. При проектировании карьеров для возведения насыпей и грунтовых плотин, для уменьшения вскрышных работ следует предусматривать меры по уменьшению промерзания карьеров, в том числе устройство поверхностного водоотвода до начала сезона дождей, засоление поверхности разрабатываемого участка хлористым натрием или кальцием, отогрев мерзлой корки и др.

12.2. При разработке проекта производства работ по возведению насыпей зимой следует предусматривать мероприятия по созданию летом запасов грунтов в буртах большой емкости, что обеспечит:

а) получение грунта, строительные свойства которого удовлетворяют требованиям проекта;

б) создание условий для максимальной аккумуляции тепла грунтом до укладки его в бурты;

в) сохранение положительной температуры грунта при его хранении в буртах.

Для сохранения положительной температуры грунта следует проектировать бурты максимально возможной высоты и защищать их с поверхности от промерзания путем покрытия пенольдом, быстротвердеющими полимерными пенами или организацией снегозадержания на поверхности бурта, а также проводить засоление поверхностного слоя грунта в бурте на глубину до 3 м. В качестве основного способа засоления рекомендуется перемешивание порошкообразной соли с грунтом в карьере и отсыпку засоленного грунта без уплотнения на поверхности бурта. Для оттаивания периферийной части грунта забоя рекомендуется применение электропрогрева.

12.3. Для грунтовых сооружений высотой более 35 м следует предусматривать проведение опытных работ по отработке технологии уплотнения грунта в противофильтрационных устройствах, уточнению его оптимальной влажности и плотности, а также минимально допустимого процента мелкозема в грунте.

12.4. Метод отсыпки глинистого грунта (насухо или в воду, толщина отсыпаемых слоев, степень их уплотнения и меры по сохранению грунта в талом или пластичномерзлом состоянии на карте укладки до достижения проектной плотности) должен устанавливаться проектом и проверяться в производственных условиях (на опытной насыпи) как в летних, так и в зимних условиях.

При проектировании плотины из грунтовых материалов рекомендуется:

а) послойная укладка глинистого грунта насухо при влажности, близкой к оптимальной, при отрицательной температуре воздуха до минус 40 °С или температуре воздуха минус 30 °С и скорости ветра до 5 м/с;

б) отсыпка талого грунта в воду для грунтов типа морены при отрицательных температурах воздуха до минус 30 °С.

12.5. При проектировании плотин мерзлого типа замораживание грунтов тела плотины и подруслового талика следует предусматривать с помощью сезоннодействующих охлаждающих систем и устройств (СОУ) воздушного, парожидкостного или жидкостного типа.

Для плотин высотой до 15 м замораживание грунтов может быть достигнуто за счет послойной укладки грунта только в зимнее время и промораживанием каждого слоя.

12.6. При обосновании конструкции намывной плотины следует учитывать сравнительно короткий сезон производства работ способом гидромеханизации, продолжительность которого определяется из условия перехода среднесуточной температуры воздуха через минус 5 °С. Разрешается при соответствующем технико-экономическом обосновании предусматривать продление сезона намыва плотин с проведением мероприятий для обеспечения качества намываемого грунта.

12.7. При проектировании буровзрывных работ для разработки котлованов, особенно глубоких, необходимо учитывать влияние мерзлоты на поведение пород при взрывах, на скорость прохождения упругих волн, их спектр, на прочность межблочных контактов и самой породы и другие характеристики. При проектировании глубоких выемок в скальных породах следует, как правило, предусматривать проведение опытных работ непосредственно в котловане.

12.8. При разработке проекта технологии буровзрывных работ для создания подземных выработок гидротехнических сооружений должны быть учтены специфические свойства мерзлых горных пород, а также заполнителя крупных тектонических трещин, в том числе линзового льда, для чего должно быть предусмотрено проведение опытных взрывов.

На основании результатов опытных взрывов назначаются величина зарядов, число и интервалы ступеней замедления и последовательность проведения работ, а также допустимые скорости смещения в характерных точках контура выработки или конструкций ее крепления.

Специального обоснования требует также производство открытых земельно-скальных работ с помощью взрывов в непосредственной близости к подземным выработкам.

12.9. При проектировании технологии строительства бетонных обделок подземных гидротехнических сооружений или устройства покрытия из набрызг-бетона следует предусматривать отогрев мерзлого скального массива и обосновывать температуру укладываемой бетонной смеси на основании выполнения теплотехнических расчетов так, чтобы обеспечить нормальные условия твердения бетона и набора прочности. Следует учитывать применение специальных добавок для понижения температуры твердения бетона.

12.10. Для бетона плотин I и II классов следует предусматривать применение, как правило, низкотермичных цементов. Оптимальным видом цемента для наружных морозостойких зон является чистоклинкерный сульфатостойкий портландцемент, а для других частей сооружений (подводный бетон, внутренняя зона и др.) - шлакопортландцемент или пуццолановый портландцемент.

В зимнее время для бетона внутренней зоны допускается применение портландцемента.

При отсутствии возможности круглогодичной поставки вяжущего и необходимости создания годового его запаса на строительстве в короткий летний период следует предусмотреть применение гидрофобных цементов.

При проектировании состава бетона следует ограничиваться одним-двумя видами цемента, с закреплением за каждым объектом одного завода-поставщика.

В каждом случае обязательно составление технических условий на цемент с учетом производственных условий строительства.

12.11. При проектировании бетонного хозяйства для плотин I и II классов следует предусматривать получение до пяти фракций крупного заполнителя и в случае необходимости (при значительной неоднородности) двух фракций песка.

При значительных объемах бетона, укладываемого в сооружения, следует предусматривать вторичное просеивание заполнителей перед бункерами бетонного завода, особенно при неоднократных перегрузках заполнителей.

12.12. Организация технологической схемы бетонного производства должна обеспечивать возможность создания в летний период достаточных запасов заполнителей на зимний период работ или их получения в течение всего года.

12.13. В проектах для обеспечения особо высокой морозостойкости бетона следует предусматривать применение добавок ПАВ, а также комплексных добавок.

12.14. Для обеспечения экономии цемента и упрощения комплекса мероприятий по регулированию температуры бетона в теле сооружения в проектах следует как можно шире предусматривать применение жестких и малоцементных бетонных смесей и соответствующую технологию их укладки.

12.15. В проекте производства бетонных работ следует предусматривать меры для предупреждения смерзания бетонной смеси при транспортировке ее от бетонного завода до блоков бетонирования. Следует предусматривать меры для отепления транспортных средств, кузовов автомашин, транспортных галерей и т.п.

12.16. При составлении проекта цементации строительных швов в промороженном бетонном массиве допускается применять цементные растворы с противоморозными добавками после отогрева бетона в околошовной зоне до температуры выше 0 °С.

Отогрев бетона в околошовной зоне, как правило, следует осуществлять:

пропуском теплоносителя по шву;

с помощью устанавливаемых вблизи шва систем электрообогрева.

При отогреве бетона пропуском теплоносителя по шву через закладную цементационную арматуру следует прокачивать раствор, например, хлористого кальция с температурой 80-90 °С.

Для электрообогрева бетона околошовной зоны рекомендуется использовать спирали из стальной проволоки диаметром 5 мм, установленной в плоскости шва с шагом 150-200 мм.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1 (справочное). ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД

Приложение 1
Справочное

1. Свойства мерзлых пород (физико-механические, фильтрационные, теплофизические) в отличие от немерзлых связаны с содержанием льда, типом и особенностями криогенных текстур, фазовыми переходами воды и физико-химическими процессами, протекающими при отрицательных температурах. Возникновение в мерзлых породах льдоцементных связей приводит к изменению теплофизических свойств, к повышению их прочности, снижению деформируемости и уплотняемости, способствует интенсивному развитию реологических процессов (ползучести, релаксации, снижению прочности при длительном действии нагрузки), резкому уменьшению водопроницаемости. При повышении температур мерзлых пород или их протаивании под влиянием строительства и эксплуатации сооружений льдоцементные связи утрачиваются частично или полностью, что вызывает изменение свойств пород. Эти процессы определяют инженерно-геологическую оценку пород как оснований гидротехнических сооружений.

2. Дополнительными к обычным характеристикам свойств грунтов, используемыми для их оценки при проектировании плотин, являются:

суммарные влажность и льдистость;

содержание незамерзшей воды в зависимости от температуры;

показатели деформируемости мерзлого и талого грунта;

показатели прочности мерзлого, оттаивающего и талого грунта;

показатели водопроницаемости после оттаивания;

теплофизические характеристики: температура начала замерзания грунта, коэффициент теплопроводности и объемная теплоемкость мерзлого и талого грунта.

3. Суммарной влажностью ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов называется отношение всех видов воды, содержащейся в грунте, к весу скелета грунта. Она определяется по формуле

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов, (1)

где ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - влажность за счет линз и прослоек льда;

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - влажность мерзлого грунта, расположенного между ледяными включениями;

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - влажность за счет льда, находящегося в порах грунта и цементирующего его минеральные частицы;

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - влажность за счет незамерзшей воды, содержащейся в мерзлом грунте при данной температуре.

Все показатели влажности выражаются в долях единицы; ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов, ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов и ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов получают экспериментальным путем, а ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов и ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - из формулы (1).

Для несвязных грунтов и легких супесей ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов=0. Для связных грунтов ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов допускается рассчитывать по формуле

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов, (2)

где ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - эмпирический коэффициент, значения которого приведены в табл.1;

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - влажность грунта на границе раскатывания в долях единицы.

Таблица 1

Значения коэффициента ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов

Наименование грунта

Число пластичности
ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов, %

Значение ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов при температуре грунта, °С

-0,3

-0,5

-1

-2

-4

-10

Супеси

0,2<ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов0,07

0,60

0,50

0,40

0,35

0,30

0,25

Суглинки

0,07<ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов0,13

0,70

0,65

0,60

0,50

0,45

0,40

Суглинки

0,13<ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов0,17

*

0,75

0,65

0,55

0,50

0,45

Глины

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов0,17

*

0,95

0,90

0,65

0,60

0,55

________________
* Вся вода в порах незамерзшая, т.е. ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов.

Опытное определение ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов и ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов производится так же, как и для талых грунтов, или приближенно пикнометрическим способом. Величина ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов определяется калориметрическим способом.

4. Суммарной льдистостью ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов называется отношение объема льда, содержащегося в мерзлом грунте, к объему этого грунта. Она определяется формулой

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов, (3)

где ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - льдистость за счет порового льда, в долях единицы;

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - льдистость за счет ледяных включений в долях единицы, определяемая по формуле

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов, (4)

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - плотность минеральных частиц грунта, Н/мВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов;

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - плотность льда, принимаемая равной 9 кН/мВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов.

При ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов0,4 грунты относятся к сильнольдистым. Значение ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов допускается определять по результатам непосредственных измерений ледяных включений в разведочных выработках. Значение ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов приближенно можно рассчитывать по формуле (3), ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов определяется калориметрическим способом.

Суммарную льдистость можно также определить по формуле

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов. (5)

Льдистость и влажность за счет незамерзшей воды определяют осадку грунта под действием ее собственной массы. Прочность и деформируемость грунта зависят от льдистости и суммарной влажности и температуры.

Влажность за счет незамерзшей воды характеризует состояние мерзлого грунта (твердомерзлое или пластичномерзлое).

5. Степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и незамерзшей водой ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов определяется по формуле

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов, (6)

где ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - коэффициент пористости грунта, расположенного между ледяными включениями; ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - плотность воды.

Величина ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов служит для ориентировочной оценки свойств мерзлого и оттаявшего грунта. При ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов>0,90 грунт считается распученным, т.е. минеральные агрегаты "раздвинуты" льдом, при оттаивании грунт дает "тепловую" осадку. При ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов<0,10-0,20 песчаные грунты могут находиться в сыпучемерзлом состоянии.

6. Изменение коэффициента пористости мерзлых грунтов при оттаивании их с одновременным уплотнением состоит из двух частей: ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов, где ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - коэффициент оттаивания, не зависящий от внешнего давления, характеризующий сжимаемость мерзлого грунта под действием их собственной массы; ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - коэффициент уплотнения, характеризующий сжимаемость оттаявшего грунта под нагрузкой. Значения коэффициентов ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов и ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов некоторых видов грунтов массивной криогенной текстуры помещены в табл.2.

Таблица 2

Коэффициенты оттаивания ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов и уплотнения ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов оттаивающих грунтов

Наименование грунтов

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов при нагрузке
в интервале 0-0,1 МПа, .....*

Глины и суглинки тяжелые пылеватые

0,05-0,08

0,7-1,2

Суглинки легкие пылеватые

0,03-0,06

0,5-0,9

Суглинки с включением гравия

0,01-0,03

0,3-0,5

Супеси легкие пылеватые

0,02-0,04

0,4-0,7

Пески пылеватые

0,01-0,02

0,2-0,3

Гравийно-галечниковые

0,005-0,05

-

_________________
* Брак оригинала. - Примечание "КОДЕКС".


Величина относительного сжатия ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов мерзлого грунта при его оттаивании представляет отношение изменения толщины слоя грунта при оттаивании к его первоначальной толщине и определяется по формуле

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов, (7)

где ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - толщина слоя грунта до оттаивания, см;

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - толщина слоя того же грунта после оттаивания, см, в условиях невозможности бокового расширения при давлении до 0,01 МПа определяется при компрессионных испытаниях образцов грунта ненарушенного сложения с естественной влажностью и льдистостью, либо в результате полевых опытных работ по методу "горячего штампа".

При ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов0,05 - грунт малосжимаемый при оттаивании; 0,05ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов0,20 - грунт среднесжимаемый при оттаивании; ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов>0,20 - грунт сильносжимаемый при оттаивании.

7. Сжимаемость оттаявшей толщи грунта в основании сооружения определяется по зависимости ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов,

где ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - величина относительного сжатия ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов-го слоя грунта; ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - мощность этого слоя.

Если величина ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов определена для образцов грунта слоистой криогенной текстуры, отобранных между прослоями (прожилками) льда, для расчета величины сжимаемости применяется формула

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов, (8)

где ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - число слоев, на которые разбивается оттаивающая толща; ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - число ледяных прослоев; ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - мощность ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов-й прослойки льда; ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов - коэффициент, учитывающий неполное смыкание макропор и полостей в грунте при вытаивании ледяных прослойков; значения его в зависимости от мощности ледяных прослоек приведены ниже.

Значения коэффициента ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов

Мощность ледяных прослоек, см

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов

Менее

1,0

0,4


1,0-3,0

0,6

Более

3,0

0,8


В зависимости от величины сжимаемости оттаивающей толщи ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов и скорости осадок оттаивающего основания ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов находятся типы и конструктивные особенности возводимых на них гидротехнических сооружений. По этим характеристикам оттаивающие толщи грунтов подразделяются на 3 категории:

I категория - при ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов<15 см и ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов4 см;

II категория - при 15ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов50 см и 4ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов15 см;

III категория - при ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов>50 см и ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов15 см.

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Что вы получите:

После завершения процесса оплаты вы получите доступ к полному тексту документа, возможность сохранить его в формате .pdf, а также копию документа на свой e-mail. На мобильный телефон придет подтверждение оплаты.

При возникновении проблем свяжитесь с нами по адресу uwt@kodeks.ru

ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов

Название документа: ВСН 30-83 (Минэнерго СССР) Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов

Номер документа: 30-83

Вид документа: ВСН

Принявший орган: Минэнерго СССР

Минречфлот РСФСР

Минморфлот СССР

Статус: Действующий

Опубликован: / Минэнерго СССР; ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева. - Ленинград, 1983 год
Дата принятия: 08 июля 1983

Дата начала действия: 01 октября 1983
Этот документ входит в профессиональные справочные системы «Техэксперт»
Узнать больше о системах