Рис. 10.7. Профиль ограждающей дамбы Загорской ГАЭС
В естественной залежи толщина покровных суглинков над мореной составляет от 1,5 до 10 м. Вывоз их в отвал проблематичен, так как требовал дополнительного отчуждения земель и дополнительных затрат. Поэтому на основании положительных результатов специально проведенных исследований было принято решение укладывать эти грунты в смеси с мореной.
Основные задачи, которые решались в процессе проведения исследования смесей моренных и покровных суглинков: разработка методики проектирования и критериев качества возведения сооружений из грунтовых смесей, которые позволяют установить диапазон допустимых изменений влажности составляющих грунтов и плотности смесей при различном соотношении компонентов; оценка механических и фильтрационных свойств грунтовых
смесей в зависимости от количественных соотношений компонентов (разновидностей грунтов); выявление закономерности изменения сдвиговой прочности грунтовых смесей в зависимости от крупности компонентов при их различном количественном соотношении; разработка технологии укладки грунтовой смеси, при которой формируется упорядоченная текстура насыпи, где низкопрочный грунт полностью помещается в пространстве, образованном более высокопрочным грунтом; разработка метода оперативного контроля качества уплотнения
грунтовых смесей.
При возведении дамб верхнего бассейна Загорской ГАЭС в 1987– 1988 гг. был получен первый опыт создания насыпей из грунтовых смесей, где комплексно решены перечисленные задачи. В дамбы укладывалась смесь моренных и покровных суглинков, имеющих различные физико-механические характеристики. Моренные и покровные суглинки, которые разрабатывались непосредственно в акватории бассейна, имеют в основном полутвердую и тугопластическую консистенцию. Необходимо было подобрать такую плотность укладки, которая обеспечивала бы сохранение этой консистенции после укладки грунтов в сооружение при их водонасыщении под действием создаваемого напора воды.
В возводимые дамбы укладывали смесь покровного и моренного суглинков при соотношении компонентов 1:2. Для выполнения земляных работ применяли скреперную и экскаваторную технологию, кроме того, для доставки грунта в зоны укладки использовались автосамосвалы.
При укладке грунтовой смеси особое внимание было уделено раскладке компонентов по телу насыпи.
Насыпь выполнялась чередующимися по высоте и длине горизонтальными слоями грунта, а динамическое уплотнение слоев отсыпки толщиной 0,15 м производилось груженым скрепером массой 36 т, причем за три прохода скрепера достигалось предельное уплотнение грунта. После укладки каждых четырех слоев производилось дополнительное уплотнение грунта шестью проходами груженого скрепера. Таким образом, при укладке двухкомпонентной грунтовой смеси сформировалась упорядоченная структура, при которой низкопрочный грунт находится в матрице более прочного грунта.
В основании дамбы перед укладкой моренных суглинков произведена выемка озерно-болотных и мягкопластичных суглинков.
В теле дамбы выполнен горизонтальный дренаж, а в примыкании к водоприемнику в зоне сопрягающих подпорных стенок – системы горизонтальных и вертикальных дренажей из песчаных грунтов. Основное назначение дренажей – исключение обводнения низового откоса дамбы и обеспечение рассеивания порового давления при интенсивном возведении дамб.
Крепление верхового (напорного) откоса дамбы выполнено бесфильтровым, без утепляющего слоя, в виде монолитного железобетонного покрытия толщиной 20 см. При этом в целях исключения всплытия плит крепления от действия противодавления из-за их малой толщины предусмотрены анкерные зубья глубиной 80–100 см из монолитного железобетона, связанного арматурой с плитами крепления (рис. 10.8).
Поначалу такая конструкция крепления напорных откосов дамбы верхнего бассейна вызывала опасение из-за неизученности процесса промерзания связных грунтов в условиях ежесуточных колебаний уровня воды и влияния промерзания на прочность и устойчивость крепления. Однако опыт эксплуатации бесфильтрового защитного бетонного покрытия откосов дамбы верхнего бассейна показал, что на тех участках, где состав бетонной смеси, а также технология ее укладки были выбраны удачно, состояние защитного покрытия удовлетворительное. Это подтверждает необходимость подбора состава бетона и технологии его укладки на специальных экспериментальных полигонах в условиях стройплощадки, но ни в коем случае не в рабочем конструктиве.
На второй очереди дамбы верхнего бассейна Загорской ГАЭС изменена технология крепления напорного откоса. Откос выполнен более пологим по сравнению с первой очередью бассейна с креплением песчано-гравийной смесью с усилением отметки НПУ булыжником. Эта конструкция оказалась более технологичной в строительстве и устойчивой; она также отличается высокой ремонтопригодностью.
