Stroi-doska.ru

Строй Доска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Верховой откос плотины это

Верховой откос плотины это

Для всякого гидротехнического сооружения, в том числе и для земляных плотин, устанавливают предельный нормативный срок службы, который может быть обеспечен лишь в результате постоянного наблюдения за общим состоянием плотины и выполнения эксплуатационных ремонтных работ. В зависимости от объема и характера выполняемых работ различают аварийный, профилактический, текущий и капитальный ремонты.

Аварийный ремонт является внеплановым, его проводят в тех случаях, когда плотина или какая-то часть ее получила местное разрушение и есть опасение дальнейшего распространения его, в результате чего возможна потеря устойчивости всего сооружения. Выполняется аварийный ремонт немедленно после того, как такое разрушение обнаружено.

Профилактический ремонт заключается в проведении защитных мероприятий, исключающих возможность появления тех или иных деформаций, или отдаление срока наступления их до того времени, когда будет проведен текущий или капитальный ремонт.

Работы, более сложные и разнообразные, относятся к текущему ремонту необходимость таких работ обычно устанавливают на основе наблюдений как визуальных, так и инструментальных. Текущий ремонт выполняют по календарному графику, составляемому на каждый год. К текущему ремонту относятся: замена отдельных частей сооружения (без изменения их проектных форм и размеров) в связи с износом материала; восстановление участков с мелкими повреждениями, получившимися в результате нарушения установленного режима работы сооружений; исправление дефектов, обнаруженных после сдачи объекта в эксплуатацию, и ряд других мелких работ, которые выполняются для поддержания плотины в нормальном рабочем состоянии.

К капитальному ремонту относится устранение серьезных и крупных повреждений, реконструкция узла сооружений, вызванная изменением проектных размеров или коренной перестройкой плотины в связи с изменением условий работы. Капитальный ремонт, как правило, производят при сработанном уровне воды в водохранилище. Все работы, связанные с капитальным ремонтом, выполняет строительная организация, законченные работы принимает комиссия, так же как и новые объекты.

Все усилия службы эксплуатации должны быть в первую очередь сосредоточены не на ликвидации последствий возможных разрушений, а на предупреждении их. Своевременное устранение причин, в результате которых происходит разрушение, это наиболее надежный путь обеспечения нормальной работы плотины.

Перечислить все причины, влияющие на устойчивость сооружений, составить перечень возможных деформаций, которые могут быть выявлены при визуальных наблюдениях и по контрольно-измерительной аппаратуре, и дать рецепты исправления дефектов практически невозможно. Вместе с тем можно привести наиболее характерные случаи встречающихся деформаций, указать на причины их появления и привести оправданные практикой_способы предупреждения и устранения этих причин. На верховом откосе плотины основной вид деформации — повреждение покрытия. Причина — волновое воздействие и фильтрационные силы, появляющиеся в связи с быстрым понижением уровня воды в водохранилище. Несмотря на то что размеры покрытия верховых откосов определяют расчетом, исходя из воздействия указанных факторов, тем не менее случаи локального расстройства покрытия в практике наблюдаются нередко. Это является следствием как некачественных строительных работ, так и местных превышений сил по сравнению с расчетными в проекте, а также отступлений от инструктивных указаний по режиму работы водохранилища.

Разрушенные участки покрытия верхового откоса обычно восстанавливают той же самой конструкции, которая принята в проекте. Если же локальные разрушения от волнового воздействия захватывают все новые и новые участки, а восстановленные места вновь разрушаются, можно предположить несоответствие типа покрытия и его размеров волновым воздействиям. В этом случае следует провести контрольные расчеты и определить толщину покрытия с учетом фактически наблюдаемых параметров ветровых волн и дальнейшее исправление производить с учетом внесенных коррективов, при исправлении поврежденных участков старое разрушенное покрытие удаляют, после чего восстанавливают фильтровую подготовку, фракции которой должны соответствовать расчетным значениям, и по спланированной подготовке укладывают новое покрытие. Особенно тщательно выполняют работы по линии стыка старого покрытия с новым, приурочивая их к деформационным швам. В покрытиях из железобетонных плит целесообразнее укладывать на ремонтируемых участках монолитные армированные бетонные плиты, которые проще выполнить как по условию сопряжения старого покрытия с новым, так и по производственным условиям, учитывая, что не потребуется кранового оборудования и тщательности выполнения планировочных работ подготовки.

Когда разрушенные участки покрытия расположены под водой, на период ремонта приходится понижать уровень воды в водохранилище. Если же по каким-либо причинам сработку уровня воды осуществить невозможно, временное крепление разрушенного участка покрытия делают, например, из каменной наброски. В дальнейшем, когда уровень воды в водохранилище понизится, ремонтные работы выполняют, как указано выше, «насухо».

В покрытиях верховых откосов железобетонными плитами нередко появляются трещины. Хотя эти трещины не представляют прямой угрозы устойчивости покрытия, тем не менее потенциально в них заложены причины дальнейшей деформации откоса. Причиной образования трещин являются температурно-осадочные явления, неравномерная осадка грунта откоса и внешние силовые воздействия.

Появление трещины в железобетонных покрытиях легко обнаружить визуально. Каждую трещину берут под контроль, местоположение ее, геометрические размеры и зону распространения фиксируют в полевом журнале. Рост трещины устанавливают при помощи маяков или щелемеров, простейший из них выполняют непосредственно на месте появления трещины из двух металлических цилиндрических стержней, заделанных в бетон плиты, по обеим сторонам трещины. Рост трещины при пользовании щелемером определится систематическими измерениями расстояния между центрами закрепленных стержней. Для измерения расстояния пользуются штангенциркулем или другими приборами, дающими возможность вести отсчеты с точностью долей миллиметра.

Трещины в покрытиях могут быть сквозные и поверхностные. Глубина трещины определяется щупом или при помощи краски. В последнем случае в трещину вводят красящее вещество, которое окрашивает ее на всю глубину. После окраски в бетоне с одной стороны трещины пробивают лунку, в которой измеряют глубину распространения краски и, следовательно, глубину самой трещины.
Если установлено, что рост трещины прекратился, ее заливают асфальтовой мастикой, в результате чего она превращается в дополнительный деформационный шов.

На устойчивость и прочность покрытия верхового откоса влияет ледовой режим водохранилища. Воздействие льда на земляную плотину проявляется в следующем виде: динамическом, статическом и вырывающем в результате припая льда к покрытию. Динамическое воздействие льда на откосы водохранилищных плотин незначительно, так как движение льда получается только в результате ветрового нагона. Статическое давление льда за счет изменения температуры хотя и большое, но в силу того, что прочность льда гораздо меньше прочности материала покрытия, разрушение его за счет этой силы не происходит. Устойчивость самой плотины против сдвига обеспечивается, так как суммарные реактивные силы значительно превосходят силы статического давления льда. Наиболее опасным воздействием льда является его вырывающее действие вследствие припая кромки льда к поверхности покрытия. Во время повышения уровня воды в водохранилище ледовый покров всплывает и покрытие с примерзшим к нему льдом может быть вырвано. При понижении уровня воды в водохранилище также появляется сила, стремящаяся вырвать крепление. Предельное значение вырывающей силы льда при припае может быть определено из уравнения моментов как для случая понижения уровня воды в водохранилище, так и его повышения. Методика таких расчетов дана П. А. Шанкиным и приведена в его работе «Расчет покрытий откосов гидротехнических сооружений».

Эксплуатационными приемами можно исключить силу воздействия льда припая, если на всем протяжении по линии контакта льда и покрытия выполнять майну, поддерживая ее незамерзающей в течение всего периода ледостава. Наличие майны позволяет ледовому покрову свободно перемещаться вверх и вниз и, таким образом, избежать воздействия льда на покрытие. Низовой откос плотины не в меньшей степени подвержен деформациям, чем верховой. Основными факторами, влияющими на устойчивость низового откоса и его крепление, являются атмосферные воздействия и фильтрационный потоков теле плотины.

Деформация низового откоса проявляется в общей потере устойчивости или в местных разрушениях. В первом случае это происходит из-за подъема кривой депрессии и как следствие этого увеличения фильтрационной силы, а также снижения реактивных сил в толще насыпи. Изменение положения кривой депрессии устанавливается по наблюдениям за уровнями воды в пьезометрах. Причиной повышения кривой депрессии может быть засорение и кольматаж дренажа, недостаточная пропускная способность его, деформации, получившиеся в результате значительной неравномерной осадки основания, а также закупорки отверстий дренажа.

Нужно иметь в виду, что дренажи по типу призмы или комбинированные менее подвержены расстройству. Выход из строя приемной части в таких дренажах не ведет к выключению всего дренажа, так как вступают в работу соседние участки; при этом происходит незначительное повышение кривой депрессии. Трубчатые дренажи этим свойством не обладают, а в случае выхода из строя приемной части требуют капитальной переделки всего дренажа. Трудоемкость выполнения таких работ совершенно очевидна, особенно при глубоком расположении, приемной части дренажа в теле плотины. Местные деформации низового откоса могут происходить в результате выпадения ливней, переувлажнения грунта, появления сосредоточенных выходов грунтового потока на откос, а кроме того, при наличии ходов, оставляемых землеройными животными.

Читать еще:  Сложные откосы для дверей

Одним из основных условий обеспечения устойчивости низового откоса является быстрый отвод поверхностных, вод. Это достигается системой сбросной сети, состоящей из кюветов и лотков (см. рис. 38). Эксплуатация отводящей системы состоит в том, чтобы в любое время она могла принять и отвести поверхностные воды, поступающие на откосу.

Особое внимание следует обратить на очистку кюветов и лотков в весенний период, перед началом таяния снега. Снежный покров с откосов плотины в зимний период удалять не рекомендуется, так как это способствует более глубокому промерзанию грунта и переувлажнению при оттаивании. Расчистка снега допустима только на тех участках откоса, за которыми проводятся регулярные наблюдения, или в местах установки контрольно-измерительной аппаратуры. Но и в этом случае оголенные места полезно утеплять, покрывая их матами, например из камыша или каких-либо волокнистых материалов.

Переувлажнение грунта низового откоса может получиться и в результате высокого травостоя, если откос крепится залужением. Известно, что высокий травостой способствует задержанию дождевых вод, их впитыванию в грунт и переувлажнению откоса. Поэтому траву нужно периодически скашивать и удалять.

Появление сосредоточенных очагов фильтрации на низовом откосе представляет большую опасность для его устойчивости. Особенно это относится к очагам, в которых наблюдается вынос частиц грунта тела плотины как результат суффозионного процесса. Практической мерой, предупреждающей деформацию откоса, здесь является устройство наслонного дренажа, после чего устанавливается причина появления выхода грунтового потока на откос и принимаются меры к ликвидации очага, предупреждению появления подобных очагов в соседних местах.

Большой вред для низового откоса приносят ходы землеройных животных. Фильтрационный поток, попадая в такие ходы, движется с большими скоростями, в результате чего происходит размыв стенок и вынос грунта за пределы плотины. После этого неизбежны просадки откоса и дальнейшее разрушение его. Обнаруженные ходы землеройных животных следует заполнять грунтом, а глубоко расположенные заливать глинистым раствором под напором. При обнаружении ходов землероев эксплуатационные усилия прежде всего должны быть направлены на уничтожение животных с использованием химических способов борьбы.

В земляных плотинах серьезным и опасным повреждением являются различного рода трещины на гребне и откосах плотины. Такие трещины создают условия для появления сосредоточенного движения воды, а впоследствии прорыва плотины. Причиной появления трещин бывает неоднородность грунта в различных частях плотины, недостаточное уплотнение грунта, неправильное сопряжение тела плотины с берегами и морозное воздействие на грунт.


Рис. 131 Ремонт трещин на плотине (размеры в м):
а — продольных; б — поперечных; 1 — гребень плотины; 2 — трещина; 3 — траншея; 4 — поперечная шпора; 5 — шпунтовое ограждение.

По расположению в плане различают трещины продольные и поперечные. Особенно опасны поперечные трещины, так как они могут послужить причиной образования промоины и размыва тела плотины.

Любую трещину независимо от ее величины, местоположения и зоны распространения немедленно заделывают. Продольные трещины заделывают грунтом того же состава, что и само тело плотины. Для этого по направлению трещины отрывают траншею трапецеидального профиля с заложением откосов не менее 0,5 (рис. 131, а). Длину траншеи принимают больше длины трещины примерно на 1 м с каждой стороны, а глубину на 0,3- 0,5 м ниже основания трещины. Ширина траншеи принимается для удобства ее выполнения и последующего заполнения грунтом, но не менее ширины трещины с запасом на обе стороны по 0,3-0,5 м. Грунт укладывают в траншею горизонтальными слоями толщиной в рыхлом состоянии не более 0,15 м, с тщательным ручным трамбованием, так как применять какие-либо уплотняющие механизмы из-за ограниченности площади нельзя.

При заделке глубоких трещин, расположенных близко к верховому откосу, когда уровень воды в водохранилище стоит высоко, есть опасность поступления воды в траншею, поэтому на период ремонта приходится снижать уровень воды в верхнем бьефе или укладывать по верховому откосу пластырь с целью уменьшения поступления воды в траншею.

Поперечные трещины заделывают так же, как и продольные, с той лишь разницей, что со стороны верхового откоса при высоком стоянии уровня воды в водохранилище приходится устраивать шпунтовое ограждение в виде коробки (рис. 131,б). При заделке глубоких трещин устраивают замок, располагая его перпендикулярно трещине в пределах гребня плотины.

Местные деформации низового откоса в виде оползня ликвидируют, насыпая новый грунт того же состава, что и тело плотины. Для лучшего сопряжения вновь насыпаемого грунта со старым оползневую массу удаляют, а по контуру деформированного откоса устраивают наклонные ступени. Грунт насыпают начиная от подошвы горизонтальными слоями, толщиной 0,15-0,25 м по всей длине ремонтируемого откоса, с тщательным уплотнением каждого слоя.

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Противофильтрационные устройства земляных насыпных плотин

Противофильтрационные устройства в теле плотины выполняют с целью: а) уменьшить фильтрационный расход; б) уменьшить пьезометрические уклоны фильтрационного потока в теле плотины и тем самым повысить ее фильтрационную прочность (нормальную и казуальную); в) снизить кривую депрессии в низовой части плотины и тем самым увеличить устойчивость низового откоса плотины, а также избавиться от опасности пучения грунта зимой (в области низового клина плотины).

В некоторых случаях применение экрана, ядра или диафрагмы диктуется геологическим строением основания, а также желанием получить лучшее сопряжение земляной части плотины с бетонной. Если грунт, из которого намечается отсыпать плотину, суффозионный или в теле плотины имеются опасные (с точки зрения суффозии) контакты различных грунтов, слагающих тело плотины, то крайне желательно полностью пресечь фильтрацию воды через тело плотины.


1. Грунтовые экраны и понуры выполняют из маловодопроницаемых грунтов (обычно из суглинка, глины или глинобетона). Толщина грунтового экрана б должна увеличиваться книзу (рис. 2.73) или сохраняться постоянной. Эту толщину назначают в зависимости от ширины самосвалов, катков и т. п., но не менее: Верх грунтового экрана должен быть (после окончания осадки плотины) не ниже ФПУ. С основанием экран может сопрягаться зубом, глубина которого зависит от качества основания. Экран покрывают защитным слоем (см. § 2.24), устойчивость которого на сдвиг (по экрану), как и самого экрана (по грунту тела плотины), проверяют расчетом (см. § 2.17). Иногда (в случае песчаного основания) экран продолжают перед плотиной в виде понура (рис. 2.73), длину которого назначают по расчету казуальной фильтрационной прочности основания плотины (см. § 2.12). Толщину понура устанавливают с таким расчетом, чтобы пьезометрический уклон вертикального фильтрационного потока, возникшего в нем (см. рис. 2.25), был не более принимаемого для экрана. Наименьшую конструктивную толщину грунтового понура следует считать равной 0,7 м.
2. Асфальтобетонные экраны выполняют из так называемого гидротехнического асфальтобетона, который представляет собой смесь нефтяного битума с минеральным порошком, песком, щебнем и специальными добавками; эту смесь укладывают в горячем состоянии и соответствующим образом уплотняют. Асфальтобетонные экраны выполняют в виде: а) одного слоя асфальтобетона, укладываемого на спланированный и уплотненный грунт; б) одного слоя асфальтобетона, укладываемого на дренажную подготовку, выполненную из пористого асфальтобетона и гравийногалечникового грунта; в) двух слоев плотного асфальтобетона, между которыми имеется дренаж, выполненный слоем пористого асфальтобетона.

3. Пленочные экраны (в частности, полиэтиленовые) выполняют путем соответствующего соединения (сварки, склейки и т. п.) полотнищ пленки. Такой экран укладывают на подстилающий песчаный слой толщиной 0,3. 0,5 м и покрывают защитным песчаным слоем толщиной не менее 0,5 м. Максимальная крупность фракций подстилающего и покрывающего слоев грунта должна быть не более 6 мм. Грунт этих слоев, как правило, подвергают специальной обработке, исключающей возможность повреждения пленки грызунами и растениями.
4. Насыпные ядра плотины выполняют из таких же грунтов, как и грунтовые экраны. Ось поперечного сечения ядра проектируют обычно вертикальной и совпадающей с осью поперечного сечения плотины (рис. 2.74, а). Ось ядра может быть также сдвинута по отношению к оси плотины в сторону верхнего бьефа, и ей можно придать наклонное положение (рис. 2.74,6). Величина коэффициента /пн низового откоса в случае земляных плотин не зависит от местоположения ядра. Вопросы о размерах ядра, сопряжении его с основанием, защите от промерзания (в верхней части), устройстве переходных слоев по боковым границам ядра решают так же, как и в случае грунтовых экранов (см. п. 1).
5. Инъекционные ядра создают путем нагнетания (через систему буровых скважин) в поровое пространство грунта специального уплотняющего материала различного состава: а) при коэффициенте фильтрации грунта, большем 0,1 см/с,— глиноцементного раствора, содержащего цемент в количестве 20 % (по массе) и более; б) при коэффициенте фильтрации, меньшем 0,1 см/с, — например глиносиликатного раствора. Толщину инъекционного ядра понизу назначают равной ‘/в—Vio высоты плотины.
6. Бетонные диафрагмы выполняют из бетона не ниже М200. Ось их поперечного сечения располагают иногда в вертикальной плоскости, проходящей через верховую бровку откоса (рис. 2.75). Толщину этих диафрагм поверху назначают. 0,5. 0,7 м; боковые грани делают с небольшим наклоном к вертикали, например с уклоном (20 : 1). (10 : 1), если такой уклон не приводит к излишнему утолщению диафрагмы внизу. Учитывая возможные температурноосадочные деформации диафрагмы, их разрезают поперечными вертикальными швами, имеющими соответствующие уплотнения (рис. 2.76). В случае скального основания бетонную диафрагму отделяют от фундаментной ее части, заделанной в основание, деформационным швом, позволяющим диафрагме поворачиваться

Читать еще:  Построение откосов проектируемого сооружения

Для придания бетонной диафрагме большей водонепроницаемости верховую ее грань покрывают гидроизоляцией, причем с верховой стороны диафрагмы в некоторых случаях укладывают тонкий слой глины или суглинка. С целью перехвата воды, которая всетаки может просочиться через диафрагму, с низовой ее стороны располагают иногда вертикальный дренажный слой, выполненный из крупнозернистого материала. Бетонные диафрагмы высоких плотин дополнительно снабжают вертикальным трубчатым дренажем, причем в теле диафрагмы устраивают горизонтальные смотровые галереи (потерны). При этом бетонная диафрагма получается в виде большого и сложного сооружения (см. рис. 2.75,6). Бетонные диафрагмы, не разрезанные по высоте горизонтальными швами, подвергают расчету на прочность. При этом учитывают, что слева на диафрагму действуют следующие силы: гидростатическое давление воды, насыщающей поры грунта, и активное давление взвешенного грунта, образующего верховой клин плотины. Указанные силы воспринимаются реакцией грунта, расположенного справа от диафрагмы, и самой диафрагмой, работающей как плита и подверженной действию сжимающих сил собственного веса.

В литературе приводятся приближенные способы расчета прочности диафрагмы, разработанные с учетом перечисленных сил. Согласно этим способам диафрагму рассматривают как плиту на сжимаемом основании с переменным значением коэффициента податливости низовой призмы по высоте.

7. Железобетонные диафрагмы имеют значительно меньшую толщину, чем бетонные. Их выполняют монолитными или сборномонолитными, как разрезными, так и неразрезными. В остальном эти диафрагмы проектируют так же, как бетонные.
8. Асфальтобетонные диафрагмы представляют собой вертикальные или наклонные стенки из литого, пластичного или уплотняемого мелкозернистого гидротехнического асфальтобетона. Иногда в диафрагму из литого асфальтобетона втапливают камни (30. 40 % от ее объема, причем размер камней не должен быть больше 0,3 толщины диафрагмы). Толщину асфальтобетонных диафрагм принимают обычно 0,02. 0,03 от напора, действующего на плотине, но не менее 0,4. 0,6 м.
9. Пленочные диафрагмы (вертикальные или наклонные) конструируют так же, как и пленочные экраны (см. ц. 3). Область применения их та же, что и пленочных экранов.
10. Металлические диафрагмы выполняют в виде металлического шпунтового ряда или в виде преграды, образованной сваренными листами стали. Такие диафрагмы для предохранения металла от коррозии покрывают окрасочной гидроизоляцией. Стыки (замки) между отдельными сваями шпунтовых диафрагм должны уплотняться.

Дополнительные замечания. Выбор того или другого из этих рассмотренных противофильтрационных устройств в данном конкретном случае осуществляется с учетом приведенных выше указаний, а также на основании техникоэкономического сопоставления вариантов тела плотины в целом. Необходимо отметить, что выше мы не рассматривали жесткие экраны, т. е. экраны, выполненные из бетона, железобетона, металла и т. п. Конструкция экранов такая же, как и экранов каменнонабросных плотин (см. § 4.6). Для жестких экранов характерно следующее: а) когда земляной откос покрывают какимлибо экраном (например, бетонным), пологость откоса может быть уменьшена только в связи с тем, что за счет Водонепроницаемости экрана уровень грунтовых вод в теле плотины будет более низким. Экран не должен рассматриваться как подпорная стенка, он не может принять на себя активное давление грунта откоса; поэтому в статическом отношении экран не должен играть какуюлибо роль; б) устроенный на верховом откосе плотины экран должен быть практически водонепроницаемым. Верховой клин плотины (как и вся насыпная плотина) может дать некоторую осадку в начальный период эксплуатации плотины. Изза этой осадки экран должен несколько деформироваться.

Учитывая, что деформация жесткого экрана может обусловить нарушение его водонепроницаемости, а также имея в виду малую экономичность этих экранов, в настоящее время земляные плотины с жесткими экранами почти не строят.

Обратимся к сопоставлению грунтового экрана и ядра, причем перечислим недостатки и достоинства экрана сравнительно с ядром. Недостатки грунтового экрана (сравнительно с ядром): 1) на образование такого экрана всегда идет больше материала, так как длина линии откоса всегда больше высоты плотины; толщина же экрана и ядра одинакова; 2) так как глинистый материал, из которого выполняется экран, имеет небольшую прочность, то при укладке экрана на поверхность откоса должна увеличиться пологость этого откоса. Таким образом, плотина с экраном должна иметь более пологий верховой откос, чем плотина с ядром. Исключение составляет только случай, когда в верхнем бьефе имеют место быстрые снижения уровня воды (см. рис. 2.11). В этом случае устройство экрана цногда позволяет сделать верховой откос более крутым; 3) экран не так удобно сопрягать с бетонной частью плотины или крутыми скальными берегами; 4) верховую перемычку, под защитой которой отсыпается плотина, при наличии экрана не представляется возможным включить в тело плотины; 5) экран более чувствителен к осадкам основания и тела плотины, чем ядро. Достоинства грунтового экрана (сравнительно с ядром): 1) с точки зрения производства работ экран является более удобной конструкцией, чем ядро: фронт земляных работ по отсыпке самого тела плотины в случае плотины с ядром расчленяется ядром на две части (верховой и низовой клин плотины); 12) при наличии экрана можно устроить понур, что иногда бывает желательным; 3) экран более доступен для ремонта; 4) под экраном проще делать инъекционную завесу в основании; в случае плотины с экраном работы по сооружению зуба (завесы) и тела плотины можно вести одновременно. В каждом конкретном случае приходится сопоставлять варианты плотины с грунтовым экраном и с ядром. В экономическом отношении можно сопоставлять только варианты, имеющие одинаковые запасы прочности и устойчивости.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Верховой откос — плотина

Верховой откос плотины укреплялся дерном, уложенным наискось в три — четыре ряда. Глиной засыпали оба ряда срубов до намеченной высоты ( гребня) плотины. [1]

Если верховой откос плотины расположен весьма далеко от низового и в нижнем бьефе нет воды, то грунтовая вода будет высачиваться на участке ВС I на дневную поверхность низового откоса. [2]

Крепления верховых откосов плотин и дамб гидро-отвалрв следует устраивать только тогда, когда верховой откос не замывается твердыми отходами и когда время, необходимое для намыва из них экрана для крепления откоса, не превышает одного сезона. [3]

Крепления верховых откосов плотин и дамб гидроотвалов следует устраивать только тогда, когда верховой откос не замывается твердыми отходами и когда время, необходимое для намыва из них экрана для крепления откоса, не превышает одного сезона. [4]

Крепление верхового откоса плотины делится на основное, располагаемое в зоне максимальных волновых воздействий с учетом крайних горизонтов воды в водохранилище, и на облегченное, располагаемое ниже основного крепления. [6]

Линия АВ ( верховой откос плотины ) является линией равного напора. [7]

Для предотвращения возможного разрушения от атмосферных воздействий верховой откос плотины крепится железобетонными плитами 2 5X1, 5Х Х0 15 м на слое щебня толщиной 0 20 м в месте примыкания горизонта НПГ на высоту ниже отметки НПГ до гребня плотины. Низовой откос плотины и гребень крепятся посевом многолетних трав на слое растительного грунта толщиной 20 см. Для перехвата фильтрационных вод через тело плотины и предохранения низового откоса от размыва устраивается наклонный дренаж. [8]

При эксплуатации возможны следующие неполадки в сооружениях гидротехнического узла: обводнение нижнего бьефа в результате выхода фильтрационного потока воды; разрушение верхового откоса плотины при волнении воды; оползание низового откоса из-за недостаточной защиты его от размыва и других причин; утечка воды через недостаточно уплотненные швы в галерее донного водоспуска; разрушение верхового откоса льдом. [9]

Он ограничен согласно (4.6) окружностью и2 v2 kv 0, соответствующей свободной поверхности, прямой, проходящей через начало координат и перпендикулярной к верховому откосу плотины , осью и, соответствующей непроницаемому основанию плотины, и, наконец, осью v, отвечающей линии дренажа. Учитывая наличие точки перегиба у депрессионнои кривой, нужно провести надрез по дуге окружности. [10]

Читать еще:  Смотреть как сделать откосы от входной двери

Поверхность депрессии в этом случае соответствует положению уровня воды в теле плотины ( рис. 195); она сопрягается с уровнем воды в верхнем бьефе, будучи нормальной в этом месте к поверхности верхового откоса плотины ; понижаясь, кривая депрессии выходит на низовой откос несколько выше уровня воды в нижнем бьефе, образуя промежуток выса-чивания. [11]

Для того чтобы перейти от рассмотренной схемы к реальным профилям плотин, необходимо рассмотреть различные наклоны верхового откоса, отличные от вертикального. Известно, что уклон верхового откоса плотины оказывает малое влияние на величину фильтрационного расхода. [12]

В процессе эксплуатации земляные плотины и дамбы могут деформироваться и разрушаться. Наибольшую — опасность при этом представляют фильтрация и накат волны, вследствие чего могут произойти прорывы, оползни и другие разрушения. При сильных волнах откос плотины со стороны господствующих ветров может разрушаться и его дополнительно защищают специальными креплениями. Для крепления верховых откосов плотин головных и нагульных прудов используют сборные и монолитные железобетонные плиты и другие крепления. Железобетонные плиты на откосы плотин и дамб укладывают, как правило, при строительстве или реконструкции прудов. Хорошо защищают дамбы и плотины от волн и размыва растущие в прибрежной части прудов тростник и камыш. Верхнюю часть верхового откоса и низовой откос обычно засевают травами. [13]

Грунтовые плотины

Грунтовые плотины

Плотины возводятся в целях создания искусственных водоемов. Одним из самых распространенных типов плотин является грунтовая их разновидность, само ее название говорит о том, что в качестве основного материала для возведения плотины служит грунт.

Такой тип плотин достаточно распространен, в основном потому, что грунт — это тот материал, который не требует использования дорогостоящей технологии добычи. Немаловажен и тот факт, что грунтовая плотина может возводиться в практически любом климатическом поясе, также её строительство не имеет ограничений по высоте и ширине.

Несправедливым было бы утверждать, что грунтовые плотины лишены недостатков. Конечно же, они есть. Сюда можно отнести и то, что в теле строения имеется в наличии фильтрационный поток, кроме того, довольно большие объемы воды могут быть утрачены в результате того, что грунт имеет высокую водопроницаемость.

Отметим и сложности, сопряженные со строительством грунтовых плотин в условиях длительных по времени отрицательных температур воздуха, неравномерных осадков по продольному и поперечному профилям.

Типы земляных плотин

Все грунтовые плотины можно подразделить на несколько типов в зависимости от того, как именно осуществлялись работы. Так, выделяют конструкции с отсыпкой грунта насухо, с отсыпкой в воду, с механическим уплотнением материала, намывные плотины и те, что создаются при помощи направленных взрывов.

Ещё одно подразделение на типы зависит от конструкции препятствующих фильтрации устройств и тела самой плотины. Тут принято выделять плотины из неоднородного и, напротив, однородного грунта, с экраном из негрунтового или грунтового материала, с диафрагмой, выполненной из негрунтового материала и ядром из грунтового материала.

В зависимости от того, какие именно противофильтрационные меры были приняты при строительстве плотины, выделяют плотины с диафрагмой, замком, зубом, инъекционной или висячей завесой, со шпунтовой стенкой. Могут также использоваться комбинации из этих конструкций.

Если говорить о разделении грунтовых плотин на классы в соответствии со СНиП, то такая классификация подразумевает наличие четырех классов. От того, какой класс имеет плотина, напрямую зависят используемые расчетные характеристики.

Рисунок: Противофильтрационные устройства в основании грунтовых плотин:

a — зуб; б — замок; в — шпунтовая стенка; г — шпунтовая стенка в сочетании с зубом; д — инъекционная завеса, доведенная до водоупора; e — висячая инъекционная завеса; ж — понур в сочетании с экраном

При строительстве грунтовой плотины основополагающим этапом принято считать выбор вида её створа. Располагают створ в зависимости от того, каковы в данной местности топографические, инженерно-геологические и гидрогеологические условия. Такие условия влияют на водопроницаемость грунта, а также на его прочностные качества. Для определения объемов воды и расчетных расходов требуется проведение гидрологических изысканий, в процессе которых намечают несколько мест для расположения створов. Выбирается один из них на основе анализа технико-экономических показателей, а сам результат изысканий оформляется как чертеж с пояснительной запиской.

В плотинных водоемах, которые были созданы при помощи грунтовых плотин, различают 3 уровня поверхности воды. УМО — уровень мертвого объема, НПУ — так называют нормальный подпорный уровень и ФПУ — аббревиатура от словосочетания «форсированный подпорный уровень» (самый верхний).

Принято обозначать специальными терминами верхнюю и нижнюю часть поперечного сечения плотины, которое образует трапецию. Верхняя часть этой трапеции называется гребнем, нижняя же — подошвой.

Огромное значение при строительстве плотины имеют характеристики грунта. Нормативы предписывают исключать из применяемых материалов грунты с содержанием более пяти процентов водорастворимых солей, к ним относят хлоридные и сульфатно-хлоридные типы, содержание же сульфатных солей не должно превышать двух процентов общей массы грунта. Ещё один тип грунтов, не используемый в строительстве плотин — грунт в котором содержится более восьми процентов неразложившихся органических соединений.

Геология и оценка грунтов

Во время проведения оценки грунтов, используемых для основания плотины, следует обращать внимание на наличие суффозионных грунтов, а также на избыточное поровое давление при консолидации грунта. Если в месте расположения плотины имеются иловые грунты, нужно предусмотрите систему дренирования основания, также этот фактор должен сигнализировать об ограничении плотины по высоте и более низких темпах возведения плотины. Если в основании имеется торф, то плотина должна возводиться с учетом его осадки, степень же разложения торфа должна быть не менее пятидесяти процентов. Грунты с имеющимися в них корневыми системами растений и ходами животных-землероев следует удалить.

Что касается создания противофильтрационных систем, то их следует выполнять из грунтов с низкими характеристиками водопроницаемости — глин, суглинков, глинобетона. Ещё в таких целях нередко используют асфальт, бетон, полимерные материалы. Допускается использование торфа со степенью разложения не менее пятидесяти процентов для экранов и понуров.

Откосы плотин из грунта испытывают давление со стороны волн, и показатели этого давления нужны для определения оптимальной высоты конструкции. При определении показателей используют специальную формулу, которую можно найти в справочных изданиях.

Основные расчеты

Для этого следует знать высоту волны, ее длину и период повторяемости. Кроме высоты наката волны, требуется определить ещё и высоту ветрового нагона волны. Для этого существует формула вида h= 2*10-6 W2D/gH*cos a3

За W принимают скорость ветра заданной вероятности превышения, измеряемую в м/с; D — длина разгона волны в метрах; g — ускорение силы тяжести, м/c 2 ; Н—средняя глубина воды в зоне ветрового нагона в метрах; αB — угол между продольной осью водоема и направлением ветра, измеряемый в градусах.

При расчете показателей конструктивных элементов плотины обращают внимание на максимальную высоту плотины и ширину её гребня. Гребень обычно применяется для прохода и проезда транспорта. В таком случае ширина гребня определяется той категорией дороги, которая по нему будет проходить, однако в любом случае она должна быть не менее пяти метров. Если на гребне не планируется проезд транспорта, его ширина может составлять от трех метров.

При расчете отметки гребня плотины, исходя из условия о недопустимости перелива воды, то есть превышения d над расчетным форсированным уровнем, используется формула

где hH — величина наката волны на мокрый откос в метрах; h — величина ветрового нагона волны в метрах; α— конструктивный запас. Последний берется как большее из значений 0,5 метра или 0,1/г 1% (высоты волны в метрах с вероятностью превышения 1 %).

Рисунок: Поперечное сечение грунтовой плотины:

1 — верховой откос; 2 — берма верхового откоса; 3 — упор крепления; 4 — крепление верхового откоса; 5 — гребень плотины; 6 — тело плотины; 7 — низовой откос; 8 — берма низового откоса; 9 — крепление низового откоса; 10 — дренажная призма; 11 — естественная поверхность грунта; 12 — основание плотины; 13 — замок; 14 — водопроницаемое основание плотины; 15 — водопроницаемое основание плотины; H — высота плотины

Мокрый откос плотины, подверженный воздействию волн, как правило, укрепляют прочными материалами. На крупных сооружениях часто применяют бетонные и железобетонные плиты, толщину которых также высчитывают по специальной формуле.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector