Лаборатория геологии техногенных процессов
Максимович Н.Г. Активизация карста в основании плотин и методы борьбы с ней// Проблемы изучения техногенного карста: Тез. докл. регион.совещ.-Кунгур,-1988.-С.59-60. /0,1/
АКТИВИЗАЦИЯ КАРСТА В ОСНОВАНИЯХ ПЛОТИН
И МЕТОДЫ БОРЬБЫ С НЕЙ
Н. Г. Максимович
Строительство и эксплуатация плотин на растворимых гипсоносных и соленосных породах предполагает выбор обоснованных мероприятий по защите их основания от растворения. Возможен вариант выемки растворимых пород из основания сооружения и замены их нерастворимыми. Такой вариант рассматривался в связи со строительством Рогунской ГЭС, в основании которой залегает каменная соль. Растворимые породы могут быть также изолированы от воздействия воды путем создания на их поверхности нерастворимых пленок. Этот способ, разработанный в лабораторных условиях, не нашел практической реализации. Уменьшение проницаемости пород и исключение условий для движения агрессивных вод достигается тампонированием пород и созданием противофильтрационных завес. Снижение агрессивности возможно различными способами.
Например, при строительстве Камской ГЭС предлагалась отсыпка в верхнем бьефе сульфата кальция с целью насыщения фильтрующейся из водохранилища воды этим компонентом. Такое мероприятие предусмотрено на проектируемой Нижне-Кафирниганской плотине. На Рогунской ГЭС проектом предусмотрено создание солевой завесы — внедрение в основании через скважины насыщенного раствора соли. Агрессивность вод на Камской ГЭС пытались снижать с помощью вертикального дренажа, путем перехвата пресных подземных вод, движущихся к основанию плотины. Агрессивность вод снижается также при удлинении путей фильтрации пресных вод в гипсоносных породах. Это достигается созданием водонепроницаемых понуров.
Надежная защита пород от растворения может быть обеспечена комплексом мероприятий. На Камской ГЭС применены различные виды защиты гипса от растворения. Основными противофильтрационными мероприятиями, предусмотренными проектом, являются водонепроницаемый понур в верхнем бьефе, цементационная завеса в начале понура и вертикальный глубинный дренаж примерно в его середине. Основная цель дренажа — перехват опресненных вод — не достигается. Возникли опасения, что появившиеся признаки растворения гипса связаны с увеличением фильтрационного расхода в породах основания, вызванного работой дренажа. Было принято решение его законсервировать. Цементационная завеса оказалась малоэффективной, поскольку тонкотрещиноватые породы плохо поддаются цементации. В этой ситуации было проведено уплотнение завесы химическим гелеобразующим силикатным раствором, разработанным С. Д. Воронкевичем и Л. А. Евдокимовой.
Изменение после доуплотнепия завесы гидродинамической обстановки и геохимических условий в результате использования химически активного инъекционного раствора потребовало разработки надежных методов оценки состояния гипса в основании плотины. Изучение процессов растворения, приводящих к изменению химического состава подземных вод и проницаемости пород, производилось по трем основным направлениям: исследованию закономерностей формирования техногенных вод, выявлению их влияния на химическую устойчивость гипса, количественной оценке изменения фильтрационных параметров пород. В качестве количественного критерия суммарного результата всех процессов, происходящих в основании плотины было выбрано изменение во времени коэффициентов фильтрации (Кф) пород, что характеризует как качество завесы, так и сохранность гипса. Подбор Кф проводился путем обратных гидрогеологических расчетов, для чего выполнено математическое моделирование фильтрации на ЭВМ ЕС 1022 методом конечных элементов по программе, составленной на Фортране С. Н. Емельяновым. Проведенные исследования показали высокую эффективность выбранных противофильтрационных мероприятий. Таким образом, опыт Камской ГЭС показывает, что комплексный подход к разработке противофильтрационных мероприятий, их совершенствование, контроль за состоянием, основания обеспечивают безопасную эксплуатацию плотин на растворимых породах.
|
|
|
