При сооружении большинства ТЭС заложение фундаментов зданий и сооружений производится ниже уровня грунтовых вод. Разработка котлованов и устройство фундаментов требуют при этом организации водоотлива или водопонижения, обеспечивающих устойчивость откосов, сохранность основания и возможность ведения, строительных работ в сухом котловане.
Фундаменты сооружений обычно закладываются на следующих глубинах: главный корпус 3—5 м, насосные станции 8—15 м, топливоподача (вагоноопрокидыватель, узлы пересыпки, подземные галереи) 4—14 м. В зависимости от глубины котлована, его размеров, свойств грунта, глубины залегания грунтовых вод и расчетного коэффициента фильтрации осушение котлованов выполняется либо путем открытого водоотлива, либо методом водопонижения.
Открытый водоотлив осуществляется насосной установкой, откачивающей воду из низких котлованов. Водопонижение предусматривает устройство сети скважин, из которых производится откачка грунтовой воды, в результате чего понижается депрессионный уровень грунтовых вод на площадке.
Водопонижение может быть организовано по двум основным схемам: первая схема — с индивидуальным контуром водопонижения вокруг каждого здания; вторая схема — с единым контуром водопонижений для группы зданий. Индивидуальные контуры целесообразны для отдельно расположенных небольших котлованов (вагоноопрокидывателя, узлов пересыпки, бункеров топливного склада и т.д.), так как устройство здесь общего водопонизительного контура связано с непроизводительными затратами на ненужное осушение площадей между котлованами.
Единый контур целесообразен для главного корпуса, дымовых труб с дымососами и пристанционного узла технического водоснабжения. Эта схема водопонижения обладает следующими преимуществами по сравнению со схемой водопонижения индивидуальными контурами:
- при одинаковых сроках эксплуатации требуется значительно меньше водопонизительных средств (за счет уменьшения периметра контура);
- исключается дублирование водопонизительных линий на смежных участках;
- строительная площадка в наименьшей степени загромождается водопонизительным оборудованием, что важно в условиях плотной застройки площадки ТЭС;
- обеспечивается постоянный фронт земляных и строительных работ в котлованах независимо от того, возводятся сооружения по блокам или полностью;
- упрощаются работы по прокладке внутриплощадочных коммуникаций ниже уровня грунтовых вод.
При разработке водопонижения для ГРЭС-2400 расчеты показали, что стоимость водопонижения по схеме с индивидуальными контурами составляет 0,896 млн. руб., а при едином контуре для главного корпуса, насосной, пристанционного узла, объединенно-вспомогательного корпуса и дробильного устройства и индивидуальных контуров для здания вагоноопрокидывателя и узлов пересыпки — 0,7 млн. руб.
Водопонижение и осушение котлованов для сооружений топливоподачи могут производиться иглофильтрами ВПУ-1, эжекторными иглофильтрами ЭИ-4 с центробежными насосами, скважинами с насосами типа АТН-10.
В табл. 11.6 приведено сравнение трех типов установок водопонижения по объектам топливоподачи ГРЭС-2400. Подсчет произведен из условия, что водопонижение по узлам пересыпки и бункерам начинается после окончания водопонижения по вагоноопрокидывателю.
Следует отметить, что затраты на эксплуатацию систем водопонижения, как правило, выше стоимости строительно-монтажных работ по их сооружению, поэтому большей частью следует принимать вариант с установками АТН-10, имеющими наименьшую установленную мощность. Целесообразно также проектировать более глубокие скважины, большого диаметра, с большей длиной рабочей части фильтра, чем менее глубокие (или меньшего диаметра), которых требуется значительно больше. Вследствие этого как для сооружений топливоподачи, так и для главного корпуса с примыкающими к нему объектами целесообразно принимать скважины диаметром 500 мм.
При производстве земляных работ приобрел распространение метод глубинного водопонижения грунтовых вод на 10—15 м на таких объектах, как береговые насосные, водосливы гидроузлов, разгрузочные устройства.
При проектировании больших котлованов с контуром водопонижения, удаленным от откосов (главный корпус с пристанционным узлом, насосными и объединенно-вспомогатель-ным корпусом), использование многоярусных легких иглофильтровых установок ВПУ-1 исключается, а одноярусная их установка не обеспечивает требуемого водопонижения. В таких случаях возможно применение только двух типов установок: эжекторных иглофильтров ЭИ-4 с насосами 6НДВ или скважин с насосами типа АТН-10. Скважины с насосами АТН-10 по сравнению с эжекторной установкой ЭИ-4 требуют меньшего количества труб, проще и надежнее в монтаже и эксплуатации, меньше загромождают территорию промплощадки, менее чувствительны к включениям в грунтах валунов и обломочных пород.
На строительстве Новочеркасской ГРЭС применялось комбинированное водопонижение как с помощью скважин, так и с помощью иглофильтровых установок. На строительстве Бурштынской ГРЭС для глубоких котлованов (вагоноопрокидывателя, багерных насосных) применялось глубинное водопонижение, в остальных случаях — поверхностный водоотлив.
На площадке Славянской ГРЭС для отвода воды верхнего горизонта применяли открытый водоотлив, для снижения напора нижнего горизонта использовали глубинное водопонижение с помощью погружных насосов.
При соответствующих гидрогеологических условиях рекомендуется на строительстве ТЭС применение горизонтальных фильтров, которые обеспечивают устойчивость откосов, улучшают условия осушения котлованов, исключают необходимость дорогостоящей пригрузки днища подвалов. Этот метод характерен также установкой небольшого количества горизонтальных насосов повышенной экономичности, что обеспечивает его общую эффективность.