В связи с большим насыщением подземного хозяйства конструкциями и наличием в машинном отделении подвала обычно под главный корпус предусматривается сплошной котлован. Для прокладки водоводов технического водоснабжения перед машинным отделением, а также для сооружения фундаментов золоуловителей и дымососов выполняются сплошные котлованы, которые обычно объединяются с котлованом главного корпуса.
Объем земляных работ по главному корпусу зависит от мощности электростанции, единичной мощности оборудования и глубины заложения фундаментов. Ориентировочно объем выемки грунта составляет:
Земляные работы в зависимости от схемы производства работ, графика поступления конструкций подземного хозяйства, условий водопонижения, а также мер, принимаемых для защиты основания от промораживания, могут выполняться сразу на весь главный корпус или отдельными захватками.
В зависимости от гидрологических условий площадки в момент строительства земляные работы выполняются с водопонижением или без него, что существенно сказывается на организации земляных работ.
Земляные работы с водопонижением
По проекту организации работ на Ермаковской ГРЭС при разработке котлована главного корпуса и пристанционного узла весь котлован на мощность 1200 МВт делился на две захватки: захватка № 1 — котельное отделение и захватка № 2 — машинное и бункерно-деаэраторное отделения.
Разработку котлована главного корпуса и пристанционного узла в пределах четырех блоков (оси 1—19) начали с оси 1 и производили двумя экскаваторами (рис. 12.11 и 12.12). Очередность производства земляных работ принята следующая. На захватке № 1 разработка грунта производилась до отметки — 3,6 м в один ярус. На захватке № 2 работы производились двумя ярусами (первый ярус — в пределах сухого грунта до отметки — 3,0 м и второй ярус — от отметки — 3,0 м до отметки — 4,5 м).
По окончании разработки первого яруса по оси 10 прорывалась поперечная пионерная траншея, от которой оба экскаватора начинали разрабатывать второй ярусе противоположные стороны.
Разработку котлована целесообразно производить экскаватором, оборудованным драглайном. Разработку экскаваторами следует производить с недобором грунта в 30 см, который зачищается бульдозерами. Зачистку котлована выполняют непосредственно перед устройством бетонной подготовки.
Вывоз грунта при разработке котлована производится автосамосвалами МАЗ-205, а при зачистке — автосамосвалами ГАЗ-93. Для въезда автосамосвалов в котлован устраивают обычно четыре съезда с уклоном 0,12, укрепленные дорожными железобетонными плитами.
Комплекты механизмов, применяемых при производстве земляных работ, и затраты машинного времени приведены в табл. 12.14.
Разработка траншей для эстакады железнодорожного пути машинного зала входит в объем работ на захватке № 1. Для проезда автосамосвалов в котловане прокладывают временные дороги из сборных железобетонных плит. Для бесперебойной подачи оборудования в котельное отделение по железной дороге земляные работы в пределах каждой захватки производятся в три стадии.
1-я стадия — земляные работы производятся на участке от ряда А до железнодорожного пути II, при этом железнодорожный путь I проходит по эстакаде, выполненной из элементов подвала.
2-я стадия — в открытом котловане монтируют сборные конструкции подземного хозяйства вблизи оси Г, после чего производится обратная засыпка, на которую укладывают путь III (показанный пунктиром), который заменяет путь II.
3-я стадия — земляные работы производятся в пределах золоуловителей, начиная от пути III.
Для производства земляных работ требуются два экскаватора с прямой лопатой и один с драглайном, один бульдозер Д-259А и 14 автосамосвалов.
Выемка грунта из котлована по всему поперечнику главного корпуса на 4—б осей в месяц в средних грунтовых условиях обеспечивается для КЭС тремя экскаваторами (из них два Э-1251), а для ТЭЦ — двумя экскаваторами Э-652 в связи с меньшими глубиной и объемом земляных работ.
При обратной засыпке котлована необходимо избегать глинистых, суглинистых и тому подобных грунтов, так как даже при тщательном уплотнении происходит обычно разрушение полов из-за осадки грунта. Для обратной засыпки следует применять, как правило, песчаный грунт.
По проекту производства работ на II очереди Запорожской ГРЭС мощностью 2400 МВт (3X800 МВт) в комплект землеройных машин и транспортных средств входили два экскаватора Э-2503 с ковшами емкостью 2,5 м3, три экскаватора Э-11011 с ковшами емкостью 1 м3; три бульдозера Д-686, шесть автосамосвалов БелАЗ-540 грузоподъемностью 25 т и 13 автосамосвалов КрАЗ-256 грузоподъемностью 10 т.
Разработке на главном корпусе подлежало 154895 м3 грунтов II группы и 96450 м3 IV группы.
Эксплуатационная среднесменная производительность экскаватора Э-2503 при разработке грунтов II группы — 1074, грунтов IV группы — 806 м3; экскаватора Э-11011—соответственно 490 и 368 м3.
Расчетная продолжительность разработки грунта II группы составила 21,4 дня, грунта IV группы — 25,3 дня. Общая продолжительность разработки котлована — 46,7 дня.
Фактическая продолжительность земляных работ составила 120 дней, так как строительная площадка недостаточно подготовлена к работе в зимних условиях: не произведено рыхление грунта рыхлителем Д-652АС и допущено промерзание невзрыхленного грунта на глубину 0,8 м, что привело к необходимости буровзрывных работ. Буровзрывным способом разрыхлено 18 360 м3 мерзлого грунта (при этом удорожание составило 1,77 руб. на 1 м3), что значительно ограничило производительность землеройных машин.
Первый вариант предусматривал использование следующего комплекта землеройных машин и транспортных средств: один экскаватор Э-11011 с ковшом емкостью 1 м3, восемь скреперов Д-375Г с ковшами емкостью по 9 м3, один рыхлитель Д-652АС, один трактор-толкач Т-100М, четыре самосвала МАЗ-503. Котлован под главный корпус разрабатывается скреперами по захваткам в продольном направлении на всю длину машинного зала и деаэраторного отделения.
Сначала котлован разрабатывается на всю длину корпуса со стороны ряда А на ширину 25—30 м. После окончания работ на этой захватке скреперы переходят на вторую захватку (деаэраторное отделение), а на первой захватке производится бетонирование фундаментов ряда А и плиты пригруза с последующим устройством поездной эстакады на всю длину корпуса. Такая схема производства работ позволяет сократить разрыв между началом работ нулевого цикла и началом монтажа конструкций наземной части здания. Разработку котлованов под фундаменты котельного отделения из-за их островного расположения предусматривается производить экскаватором Э-11011.
Общин объем земляных работ, выполняемых скреперами, составляет 210 445 м3. Следовательно, при двухсменной работе восемь скреперов Д-357 выполнят этот объем за 58,5 дня. При работе в три смены земляные работы могут быть выполнены быстрее: по котельному отделению — за 28, по машинному залу и деаэраторному отделению — за 39 дней.
Второй вариант предусматривает применение одного экскаватора Э-11011 с ковшом емкостью 1 м3; восьми скреперов Д-392 с ковшами емкостью по 15 м3, одного рыхлителя Д-652АС, двух тракторов-толкачей Т-180 и четырех автосамосвалов МАЗ-503.
Этот вариант отличается от первого тем, что вместо скреперов с ковшами емкостью 9 м3 применяются скреперы с ковшами емкостью 15 м3. Эксплуатационная среднесменная производительность скреперов Д-392 составляет 364 м3. Один толкач может обслужить в данном случае только четыре скрепера, поэтому в комплект машин включены два толкача. При работе в две смены восемь скреперов Д-392 выполняют земляные работы по машинному залу и деаэраторному отделению за 37, в три смены — за 25 дней.
Более эффективен вариант с применением скреперов с ковшами емкостью по 15 м3. Расчетный экономический эффект при этом составит 25 тыс. руб.