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

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: