3.3. Водосбросные сооружения гидроузла

3.3. Водосбросные сооружения гидроузла.

Водосбросным сооружением Цимлянского гидроузла является бетонная водосливная плотина N 65.

Тип водосливной плотины N 65 - массивная гравитационная с водосливом практического профиля и сильно выдвинутой в верхний бьеф фундаментной плитой.

Водосливная плотина имеет 24 водосливных пролета шириной по 16 м каждый и высотой - 12.25 м. В нормальных условиях эксплуатации пролеты водосливной плотины перекрыты 24 рабочими сегментными затворами размером 16 x 7.85 м, опущенными на порог водослива. Расчетный напор на затворах - 7.25 м.

Имеются аварийно-ремонтные затворы размером 16 x 8.85 м - 2 комплекта по 2 секции в каждом.

Отметка гребня порога водослива - 28.75 м. Порог водослива располагается на 7.25 м ниже НПУ (напор на гребне порога водослива - 7.25 м).

Пропускная способность одного пролета водосливной плотины при полном открытии затворов и стоянии уровня воды в верхнем бьефе на отметке НПУ 675 м³/с.

Суммарный расчетный расход воды через водосливные отверстия:

- при НПУ - 16200 м³/с;

- при форсированном подпорном уровне (далее - ФПУ) - 23300 м³/с.

В Приложении N 4 представлена таблица расходов воды через один пролет водосливной плотины Цимлянского гидроузла при отметке гребня порога водослива 28.75 м.

Максимальный удельный расход воды на рисберме при НПУ равен 35 м³/с. Отметка гребня плотины (верха бычков) - 41.0 м. Превышение гребня плотины над НПУ - 5 м. Максимальный статический и расчетный напоры - 26.6 м. Строительная высота плотины - 43.65 м. Длина водосливной плотины по гребню - 495.5 м, из них 384 м приходится на водосливной фронт. Ширина по гребню (по ширине подкрановых путей) - 12.5 м. Ширина по подошве (блок водослива) - 60.5 м.

Материал тела плотины - железобетон.

Противофильтрационные устройства в основании водосливной плотины состоят из понура длиной 50 м и трех металлических шпунтовых рядов. Общая длина флютбета плотины - 393.1 м.

Водосливная часть плотины имеет фундаментную плиту длиной 60.5 м и бычки, сильно развитые в сторону верхнего бьефа, что повышает общую устойчивость плотины за счет пригрузки водой и выравнивает краевые давления на грунт в основании почти до одинаковых величин. В теле водосливов размещена смотровая потерна, проходящая по всей длине плотины и служащая также для сбора фильтрационных вод.

К водосливу примыкает водобойная плита толщиной 4.5 м и длиной 50.0 м, имеющая отметку 6.0 м, на которой располагаются устройства для гашения энергии потока - струенаправляющие пирсы и водобойная стенка с отметкой гребня 9.5 м. Против каждого водослива на водобое размещаются по два зуба-рассекателя с отметкой верха 8.5 м. Рисберма выполнена из железобетонных плит толщиной от 2.5 до 1.25 м. На начальном участке рисберма горизонтальна, а далее с переменным уклоном опускается на 7.5 м и заканчивается ковшом с отметкой дна минус 10.0 м. Длина рисбермы - 280.7 м.

При открытии сегментных затворов плотины должно быть обеспечено равномерное распределение потока по всему фронту плотины. Этим достигаются наименьшие размывы дна за пределами закрепленной части нижнего бьефа, наименьшие максимальные удельные расходы по отдельным пролетам, наиболее равномерное распределение нагрузок, действующих на сооружения, и наименьшие вибрации. Затворы должны открываться ступенями по 0.5 м двумя кранами, начиная от середины к краям, затем от краев к середине и так пока все затворы не будут подняты на 7 ступеней, то есть на 3.5 м. После этого затворы должны открываться сразу полностью.

Подъем затворов до полного открытия следует производить в следующем порядке: N N 9, 17, 1, 21, 13, 5, 3, 7, 11, 15, 19, 23, 2, 6, 10, 14, 18, 22, 4, 8, 12, 16, 20, 24.

Закрытие затворов должно производиться в обратном порядке.

При высоте волны 0.5 м полное открытие затворов должно производиться после общего открытия всех затворов на 3.0 м, при высоте волны 1.0 м - после 2.5 м.

В начале пропуска воды через плотину при наполнении водохранилища ниже отметки НПУ (36.0 м) полное открытие затворов должно производиться при открытии всех затворов на 0.5 Н, где Н - напор над гребнем водослива.

В нормальных условиях эксплуатации наполнение водохранилища выше отметки НПУ (36.0 м) запрещается. При отметке уровня воды 36.0 м при определенных условиях могут возникнуть недопустимо большие напряжения в сегментных затворах плотины. Такими опасными условиями являются ураганные ветры, вызывающие нагон воды 0.5 м.

Во избежание этих условий, для обеспечения безаварийной работы затворов, они должны открываться на 0.5 м при ветре, дающем нагон 0.5 м и высоту волны 2.0 м.

Схема размещения сегментных затворов на водосливной плотине и типовая схема маневрирования сегментными затворами при попуске воды через водосливную плотину приведена в Приложении N 5.

Выбор схемы маневрирования затворами зависит от технического состояния, как самих затворов, так и водосливной плотины, поэтому уточненный график маневрирования сегментными затворами при пропуске воды через водосливную плотину составляется ежегодно.