Рис. 19.1. Схема области взаимодействия сооружений ГАЭС с геологической средой в период строительства:
1 – верхний бассейн; 2 – дамба; 3 – зона повышенных напряжений; 4 – поверхность земли; 5 – дно котлованов водоводов и здания ГАЭС; 6 – уровень грунтовых вод до строительства; 7 – уровень грунтовых вод после осушения; 8 – зона разуплотнения и выветривания; 9 – нижний бассейн
также может существенно уменьшить устойчивость склона. Очень важным техногенным фактором является переменный режим наполнения и опорожнения водоемов, который также способствует снижению устойчивости склонов.
Прецедент решения задачи подобного рода был создан на Киевской ГАЭС. На этой станции проблема сохранения устойчивости склона по трассе напорных трубопроводов решена просто и надежно: сняты оползневые массы на склоне на глубину 25 м и уложена пригрузочная песчаная призма, которая одновременно дренирует склон. В комплексе с другими противофильтрационными мероприятиями на Киевской ГАЭС удалось исключить влияние грунтовых вод на устойчивость склона. Однако эта ГАЭС по своим масштабам отличается от проектируемых, и такое простое решение вряд ли будет возможно повторить.
Значительно более сложными способами решалась задача стабилизации оползня и обеспечения эксплуатационной устойчивости склона вблизи напорных трубопроводов на Загорской ГАЭС. Для предотвращения развития оползневых смещений и стабилизации склона был разработан и выдан в производство проект противо- оползневых мероприятий, обеспечивающих нормативную устойчивость склона.
Исходя из анализа факторов, определяющих устойчивость оползневого склона, и результатов численных оценок были рассмотрены противооползневые мероприятия двух видов: направленные на снижение сдвигающих сил и на повышение удерживающих сил.
К мероприятиям первого вида относятся:
конструктивно-компоновочные решения по уменьшению при-
грузки склона зданием водоприемника, сопрягающими стенками и дамбой верхнего бассейна; дренирование склона с целью понижения уровня грунтовых вод, подпитываемых фильтрационным потоком из верхнего бассейна, ниже потенциальных поверхностей скольжения, что позволяет повысить устойчивость склона за счет исключения в осушенной области как гидродинамического давления, так и сил взвешивания; гидроизоляция ложа верхнего бассейна с помощью полимерной
пленки или полимерно-минерального композита; планировка и отвод поверхностных вод со склона.
Задача дренирования склона решалась с помощью дренажной завесы, располагаемой в верхней части склона, и дренажа, размещаемого в теле противооползневой упорной призмы.
Верховая дренажная завеса прорабатывалась в нескольких конструктивных вариантах: система водопоглощающих скважин, перепускающих воду массива моренных суглинков в пески сеномана, подстилающие «зеленые глины», в сочетании со скважинами глубокого водопонижения, обеспечивающими отвод воды из сеноманского горизонта; горизонтальный трубчатый дренаж, уложенный в траншею, за-
полненную фильтровым материалом; колодцы сечением 3×1 м, пройденные с шагом 10 м на 2–3 м ниже «зеленых глин», с установкой в них водопоглощающих или водопонижающих труб диаметром 600 мм и последующей засыпкой затрубного пространства гравием крупностью 5–20 мм; скважины вертикального дренажа в морене.
Среди альтернативных мероприятий второго вида, направленных на повышение удерживающей способности склона, были рассмотрены:
повышение сдвиговой прочности «зеленых глин» электрохими-
ческим способом; удаление «зеленых глин» горным способом с последующим бе-
тонированием подземных выработок; сооружение методом «стена в грунте» удерживающих бетонных (железобетонных) конструкций глубокого заложения, прорезающих пласт «зеленых глин», или удерживающих буробетонных свай большого диаметра;
возведение упорной призмы с удалением «зеленых глин» в ее осно-
вании и заменой их качественными грунтами.
Оптимальный состав мероприятий противооползневого комплекса определился в результате сравнения перечисленных вариантов по критериям надежности, технологичности, продолжительности строительства и стоимости.
Основными техническими элементами принятого комплекса являются следующие меры (рис. 19.2).
Изменение компоновки и конструкции правобережного примыкания дамбы верхнего бассейна к водоприемнику, позволившее сместить дамбу вверх по склону в зону «зеленых глин» с повышенными параметрами прочности и уменьшить объем насыпи на 500 тыс. м3, что привело к снижению расчетной величины сдвигающих сил примерно на 20 %.
Возведение в средней части склона упорной призмы, подкрепленой с низовой стороны тремя линейными призмами-коллекто- рами. Отсыпка тела упорной призмы выполнялась из морены полезной выемки и привозной морены с обеспечением плотности 1,96 т/м3. По верховому откосу упорной призмы и ее дну отсыпался песчаный дренаж. Отвод профильтровавшейся воды предусмотрен через перфорированные трубы диаметром 300 мм, заключенные в пористый бетон и уложенные вдоль верхового откоса призмы, а также по коллекторам с песчаной засыпкой.
Отсыпка над упорной призмой и вверх по склону (до смыкания с ограждающей дамбой верхнего бассейна) контрбанкета высотой до 10 м над дневной поверхностью. Отсыпка производилась из грунтовой выемки (смеси покровных и моренных суглинков) плотностью не менее 1,95 т/м3.
Дренирование моренных суглинков с помощью 69 скважин вертикального дренажа диаметром 1020 мм и глубиной порядка 20 м, оборудованных эжекторными установками с фильтровой отсыпкой, и двух насосных станций, каждая из которых оборудована рабочим и резервным насосами ЦНС-180-85. Дренажная завеса протяженностью 500 м расположена поперек склона в районе низового откоса дамбы верхнего бассейна с шагом скважин 6–8 м в зависимости от гидрогеологических условий различных участков склона. Дренажная система не имеет аналогов в мировой практике ни по решаемой задаче (понижение уровня подземных вод в моренных суглинках), ни по конструктивным решениям (эжекторные водоподъемники конструкции ВОДГЕО-Гидроспецпроекта с глубиной откачки 20–26 м впервые изготовлены и применены на Загорской ГАЭС).
Планировка склона, посев трав по растительному слою и устройство системы поверхностного водоотвода.
