Заложение откосов дамбы это

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

НАМЫВ НАДВОДНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Подготовка основания. Надводный намыв сооружений ведется на подготовленное основание и начинается с пониженных участков с тем, чтобы выровнять основание.

Естественное основание может быть сложено различными грунтами с разными несущей способностью и фильтрационными свойствами. Это оказывает весьма существенное влияние на тип и конструкцию профиля намываемого сооружения. При слабых грунтах основания приходится возводить сооружения распластанного профиля. В тех случаях, когда можно удалить залегающие в основании слабые поверхностные илистые старинные или заторфо- ванные грунты, а. также торф, возводят сооружение обжатого профиля. Однако были случаи, например при намыве плотин Камской и Горьковской ГЭС, когда такие грунты из основания не удаляли и возводили сооружения распластанного профиля, но с облегченным креплением верхового откоса. Это оказалось более экономичным, так как отпала необходимость в сложных работах по удалению грунтов, требовавших организации водоотлива.

Подготовка основания напорного сооружения при отсутствии слабых грунтов состоит в съеме растительного слоя (обычно на глубину 0,5 м) и удалении грунта, засоренного растительным мусором.

Защита дренажа. В большинстве случаев Дренаж устраивают после окончания намыва сооружения, за исключением дренажа русловых плотин, выполняемого до начала намыва, и внутреннего дренажа надводных сооружений. В таких случаях дренаж защищают от повреждения и заиливания отсыпкой песчаного слоя толщиной до 1,5 м. При отсыпке в воду песок ложится с уклоном, зависящим от угла естественного откоса его под водой, поэтому толщина защитного слоя по основанию будет больше. Песок должен быть таким же, как намытый, или более крупным.

Длина карт намыва. Всю намываемую площадь в пределах данного сооружения разбивают на карты намыва с целью организации поочередности намыва различных участков. Это делают для удобства выполнения монтажных и других подготовительных работ и, кроме того, чтобы дать возможность поочередного представления «отдыха» частям, намываемого сооружения при высокой интенсивности намыва и при намыве сооружения из мелких, особенно глинистых, грунтов. При «отдыхе» (простаивании) намытый грунт обезвоживается (поверхность депрессии понижается) и уплотняется.

Длина карт намыва зависит от средней ширины намываемого сооружения и интенсивности намыва.

Длину карты намыва предварительно принимают по табл. 17 или определяют из выражения:

После этого длину карты уточняют с тем, чтобы весь фронт намыва оказался разбитым на равновеликие участки.

Обвалование при намыве. Наружные откосы намываемого сооружения формируют с помощью дамб обвалования — первичных, отсыпаемых при подготовке карты, и попутных, устраиваемых в процессе намыва.

Дамбы первичного обвалования отсыпают в профиле сооружения, если грунт, используемый для их устройства, соответствует намывному. Грунт для дамб может быть взят из основания или привезен; иногда для возведения первичного обвалования намывают резервы грунта вблизи сооружения или на его основании. Часто первичное обвалование устраивают из грунтов вскрыши основания, которые из-за низкого качества не могут быть уложены в сооружение. В этом случае дамбы отсыпают за пределами профиля, причем дамбу с низовой стороны в дальнейшем убирают.

Размеры дамб первичного обвалования зависят от глубины воды, заполняющей карту в начальный период намыва. Во всех случаях превышение гребня дамб над наивысшим горизонтом воды принимают равным 0,5 м. При высоте дамбы 2 м ширина ее поверху должна составлять 1 м; уклон наружного откоса 1:1, внутреннего — 1:1,5. При глубине воды на картах намыва более 1,5 м дамбы первичного обвалования рассчитывают как водоудерживающие сооружения и отсыпают с уплотнением.

Попутное обвалование выполняют из грунта, намытого в боковые призмы сооружения.

Обвалование отсыпают без уплотнения. Поскольку эти дамбы не удерживают прудок, их делают менее мощными, чем дамбы первичного обвалования. Для устройства обвалования используют бульдозеры, грунт берут с пляжа намыва внутри карты.

Так как напорный откос плотин и дамб в большинстве случаев крепится бетонными плитами, которые должны укладываться на уплотненный грунт, откосы при планировке следует уплотнять или срезать рыхлый грунт обвалования, поэтому дамбы частично или полностью выносят за контур сооружения. Вопрос о размерах вынесенной части попутного обвалования, удалении или уплотнении рыхлого слоя на откосе решается при проектировании плотины или дамбы.

В связи с этими недостатками устройства попутного обвалования бульдозерами в настоящее время созданы специальные многоковшовые обвалователи, которые не имеют перечисленных недостатков. Принцип действия их заключается в следующем (рис. 142): грунт забирается с внешнего откоса сооружения ковшами (скребками), находящимися на его раме, а валик обвалования отсыпается при попутной планировке откоса. Машина предназначена для работы на откосах с уклонами в диапазоне от 1:2,5 до 1:5.

Высота обвалования равна 1,25—1,5 м; ширина поверху 0,5—0,7 м; заложение откосов 1:1 — 1:1,5.

При работе обвалователя отсыпаемые дамбы несколько выдвигаются за профиль сооружения, но при последующих проходках машины эта рыхлая отсыпка срезается до немытого грунта и переносится наверх, в следующие ярусы обвалования.

Карты намыва разделяются дамбами поперечного обвалования.

Плотина из грунтовых материалов

Плотины, возводимые из грунтов, как строительного материала, называются грунтовыми.

Земляные насыпные плотины являются наиболее распространенным типом грунтовых плотин для гидроузлов с низким и средним напором и имеют высоту не более 50 – 60 м. Их возводят из всех грунтов, за исключением тех, которые содержат водорастворимые включения и не полностью разложившиеся органические вещества более 8% массы.

Для строительства однородных плотин чаще всего используются супеси и суглинки, а также мелкозернистые и среднезернистые пески, обладающие достаточной водонепроницаемостью и фильтрационной прочностью.

Противофильтрационные элементы плотин устраиваются из маловодопроницаемых грунтов с коэффициентом фильтрации менее 10 -4 м/с.

Выбор типа и конструкции плотины решается на основании технико-экономического сопоставления различных вариантов исходя из топографических, инженерно-геологических, гидрологических, климатических условий, наличия грунтовых строительных материалов в близлежащих карьерах и максимального использования материалов из полезных выемок.

2.1. Конструирование поперечного профиля и элементов плотины

Гребень плотины используется для устройства автомобильной или железной дороги, размеры которых назначают исходя из требований соответствующих нормативной документации.

В данном проекте предусматривается устройство автомобильной дороги I I I категории. Ширина проезжей части 8,0 м, ширина обочины 2,0 м. При этом ширина гребня составляет 12,0 м.

В месте сопряжения земляной плотины с водосбросом гребень плотины уширяется с целью размещения на нем монтажной площадки и затворохранилища.

Для отвода поверхностных вод гребню придается двухсторонний поперечный уклон, а на обочинах устраиваются ливнестоки.

По краям гребня устраивается ограждение в виде надолб. Со стороны верхнего бьефа может устраиваться сплошной волнозащитный парапет.

Отметка гребня плотины назначается исходя из расчета необходимого возвышения его над уровнем воды в верхнем бьефе. При этом рассматривается два случая стояния уровня воды в верхнем бьефе:

1) нормальный подпорный уровень (НПУ)

2) форсированный подпорный уровень (ФПУ).

В данном курсовом проекте высота плотины рассчитывается только при НПУ.

Возвышение гребня плотины h_s в обоих случаях определяется по формуле

а – запас возвышения гребня плотины, принимаемый для всех классов плотин не менее 0,5 м;

Δh_set – ветровой нагон воды в верхнем бьефе

α _ω – угол между продольной осью водоема и направлением ветра, град(13 0 );

V_ω – расчетная скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью водоема, м/с;

k_z =0,98– коэффициент приведения к высоте z,

принимаемый при z=12 м

V_ω,z=7 м/с – скорость ветра, измеряемая на высоте z=12 м;

L – длина разгона волны, 8000 м;

d – глубина воды в ВБ при расчетном уровне, м. Определяется как разница отметок НПУ и дна реки:

h_run1% — высота наката на откос волн обеспеченностью 1%, м. Рассчитывается по следующей зависимости:

k_r=1 и k_p=0,9 – коэффициенты шероховатости и проницаемости откоса, принимаемые в зависимости от конструкции крепления откоса (железобетонные плиты);

k_sp=1,1 – коэффициент, определяемый исходя из заложения верхового откоса 1:3 при определенной скорости ветра 2 _ω и gt/V_ω.

h – средняя высота волны, определяемая для глубоководной зоны, которая имеет место в ВБ земляных плотин.

Средняя высота волны определяется следующим образом. Вычисляется безразмерные величины gt/V_ω=14414 и gL/V 2 _ω=363, где t – непрерывная продолжительность действия ветра, с.

При отсутствии сведений применяется равной 21600 с. Затем по графику по верхней огибающей определяются величины gh/V 2 _ω и gT/V_ω, и по меньшим их значениям вычисляются средняя высота h и средний период T волны.

Определяем h=0,7 м и τ= 3,37 с.

Средняя длина волны определяется по формуле

λ=gτ 2 /2π=9.81*3.37^2/2*3.14=17.7 м

h=0,7 м

h_1% =2,09*0,7=1,46 м

Δh_set=0,0538 м

h_s=0,0538+2.46+0,5=3 м

Из двух результатов расчета (при НПУ и ФПУ) выбирается более высокая отметка.

В настоящем курсовом проекте расчет проводим по НПУ.

Высота плотины равна:

Абсолютная отметка гребня плотины равна: 187+17=204 м

Откосы плотины. Выбор заложения откосов плотины производится на основе опыта строительства и эксплуатации аналогичных сооружений с учетом физико-механических характеристик грунтов тела плотины и основания, действующих на откосы сил, высоты плотины, метода производства работ по возведению плотины и условий ее эксплуатации. Назначенные заложения откосов затем проверяются расчетами статической устойчивости и при необходимости корректируются. Ориентировочные значения заложения откосов земляных плотин из глинистых и песчаных грунтов при наличии в основании грунтов с прочностью, не меньшей, чем в теле плотины, берут из таблиц.

На откосах высокой и средней высоты плотин устанавливаются бермы. На верховом откосе бермы устраиваются в конце основного крепления, создавая ему необходимый упор и обеспечивая возможность его осмотра и ремонта, и в местах изменения заложения откоса. На низовом откосе бермы служат для сбора и отвода дождевых и талых потоков, предохраняя низовой откос от размыва, а также для обеспечения проезда в период строительства плотины. Расстояние между бермами по высоте плотины принимается равным 10 – 15 м.

Ширина бермы назначается не менее 3 м, если по ней предусматривается проезд, и не менее 1…2 м, если проезд не предусмотрен. На внутренней стороне бермы устраивается кювет, служащий для сбора и организованного отвода дождевых и талых вод.

m₁=2,5 – заложение верхового откоса

m₂=2,0 – заложение низового откоса

Крепления откосов. Откосы земляных плотин подвержены разрушающим воздействиям ветровых волн, течений воды, льда, атмосферных осадков и т.д. Для предотвращения их разрушения предусмотрены соответствующие виды креплений.

Наиболее распространенными видами креплений верховых откосов являются:

1. Каменная наброска из несортированного камня.

2. Железобетонные крепления из монолитных или сборных плит.

Проектом предусматриваются монолитные железобетонные плиты 15*15 которые используются для крепления откосов плотин на крупных водохранилищах при высоте волны 2 – 4 м. Швы между плитами закрытые с уплотнениями в виде резиновых диафрагм. Толщина плит 0,5 м.

Все виды креплений верховых откосов плотины укладываются на подготовку в виде обратного фильтра, материал, число слоев и толщина которого выбирается в зависимости от грунта откоса и наличия местных строительных материалов.

Крепление верхового откоса плотины подразделяется на основное и облегченное, располагаемое ниже основного крепления.

Верхней границей основного крепления является гребень плотины. Нижняя граница основного крепления принимается на отметке, заглубленной на величину Н_кр=2h_1%=2*1,46=2,92 м под УМО. Нижняя граница облегченного крепления принимается на отметке, где донные волновые скорости не превышают размывающих скоростей для грунта откоса плотины. Ориентировочно нижнюю границу облегченного крепления можно принять на отметке Н_кр под нижнюю границу основного крепления.

Часть низового откоса земляных плотин, подверженного воздействию льда и волн со стороны нижнего бьефа, крепится аналогично верховому. Остальная часть низового откоса защищается от разрушения атмосферными осадками посевом трав по слою растительного грунта толщиной 0,2 – 0,3 м.

Противофильтрационные устройства. Противофильтрационные устройства выполняются из материалов значительно менее водопроницаемых, чем материал тела плотины. Это либо слабоводопроницаемые грунты и их смеси, либо негрунтовые материалы.

В земляных плотинах чаще всего применяются грунтовые противофильтрационные устройства в виде экранов. При более глубоком залегании водоупора – экранов в сочетании с понуром и вертикальных ядер.

Настоящим проектом предусматривается противофильтрационное устройство в виде экрана и понура из суглинка и глины, толщина которого принимается переменной, увеличивающаяся сверху вниз.

Толщина экрана по верху – 3 м; по низу — 6 м; Толщина понура равна толщине экрана. Длина понура по верху -18 м. по низу -6 м. Более подробно на чертеже.

Отметка гребня экрана не должна быть ниже отметки ФПУ с учетом высоты наката и ветрового нагона уровня воды. Сверху гребень экрана покрывается защитным слоем песка толщиной не менее глубины промерзания в районе строительства плотины 1,2 м.

С верховой стороны экран покрывается защитным слоем. Заложение откосов экрана назначается из условия обеспечения устойчивости на сдвиг защитного слоя по экрану и экрана вместе с защитным слоем по грунту тела плотины.

Дренажные устройства. Дренажные устройства в теле земляной плотины предназначены для сбора и организованного отвода в нижний бьеф фильтрационного потока, недопущения его выхода на незащищенный низовой откос плотины и в зону, подверженную промерзанию, а также ускорения консолидации глинистых грунтов и уменьшения порового давления в теле плотины и основании.

Дренаж состоит из двух частей: приемной, которая выполняется в виде обратного фильтра, и отводящей, выполняемой из камня, дренажных труб, пористого бетона. По длине плотины могут устраиваться дренажи различной конструкции (дренажная призма, насланный дренаж, трубчатый дренаж).

В данном проекте применяется дренажная призма.

Дренажная призма устраивается на русловых участках плотины. Превышение гребня дренажей призмы над максимальным уровнем воды в нижнем бьефе определяется с запасом на волнение и равна 1,0 м. Высота призмы 4 м.

Ширина призмы поверху – 3 м. Для предотвращения выноса фильтрационным потоком мелких частиц грунта тела плотины и основанием выполняется в виде двух слоев обратного фильтра.

Сопряжение тела плотины с основанием, берегами и бетонными сооружениями. Для обеспечения надежного контакта тела плотины с основанием предусматриваются следующие мероприятия.

При нескальном основании удаляется верхний растительный слой грунта на глубину 0,5 м. Сопряжение экрана с основанием выполняется в виде зуба на глубину 3,0 м.

Сопряжение тела плотины с берегами осуществляется по наклонным плоскостям при планировке которых необходимо избегать резких переломов и нависающих участков.

Для обеспечения хорошего контакта грунта тела плотины с бетонными сооружениями их примыкающим поверхностям придается уклон в сторону земляной плотины не более чем 10:1. Для борьбы с контактной фильтрацией сопряжение бетонных сооружений с земляной плотиной осуществляется при помощи противофильтрационных диафрагм из бетона, железобетона или металлического шпунта, врезающихся в тело плотины. Диафрагма располагается в зоне противофильтрационных элементов.

Методы защиты территории от затопления

Защиту территорий от затопления обычно предусматривают в сочетании с другими общими и специальными мероприятиями инженерной подготовки. Известно четыре метода защиты (рис. 35,а).

Первый— это устройство дамбы обвалования, которые трассируют вдоль водоема, отделяя от него защищаемую территорию (рис. 35,б).

Второй метод — подсыпка затопляемой площади до отметки, превышающей расчетный уровень высоких вод в реке (рис. 35, в).

Третий метод заключается в повышении пропускной способности источника затопления. Это дает возможность транспортировать максимальные расходы при менее высоких уровнях. Реку углубляют и спрямляют, а при необходимости расчищают русло, увеличивая поперечное сечение потока (рис. 35, г).

Рис. 35. Схема затопления городских территорий и их защиты:

1 — защищаемая территория; 2 — разгрузочный капал; 3 — водохранилище; ГМВ — горизонт межен­ных вод; ГВВ — то же, высоких

Четвертый метод основан на регулировании стока воды. Расходы главного русла реки уменьшают, устраивая разгрузочные каналы, создавая резервные водохранилища или объединяя те и другие (рис. 35, д, е).

Обвалование и подсыпка являются наиболее распространенными методами. Их используют как самостоятельно, так и в сочетании. Значительно реже применяют другие методы, поскольку регулирование с помощью каналов не всегда обеспечивает необходимый эффект. Как правило, только их сочетание с подсыпкой или обвалованием позволяет обеспечить защиту от затопления.

Обвалование территорий

Оградительные дамбы размещают вдоль границ защищаемой территории, поэтому их положение определяется рельефом местности и конфигурацией площади, осваиваемой для городских нужд. Трассу дамбы прокладывают в зависимости от местных условий, диктующих принципиальные схемы ее размещения (рис.36).

Рис. 36. Трассирование дамб обвалования: 1 — Граница затопления; 2 — защитная дамба; 3 — границы застраиваемой территории; 4 — насосная станция; 5 — «источник затопления»; б — аккумулирующий бассейн; 7 —плотина, 8 — отводящий канал

Дамбу можно расположить вдоль водоема с некоторым отступом от бровки откоса (рис. 36, а) без поперечных ответвлений или с ними (рис. 36, б), если требуется исключить затопление территории с флангов.

Поперечные ответвления трассируют до примыкания к существующим отметкам склона, равным отметкам гребня дамбы. В процессе проектирования обычно рассматривают два варианта расположения продольных дамб: первый с полной защитой всей территории и второй — с частичной, при которой защищают лишь участок, необходимый для размещения первой очереди строительства.

При поэтапном освоении поймы реки положение трассы дамб обвалования определяют по границам защищаемой территории на соответствующем этапе освоения.

Секционное обвалование (рис. 36, в) проектируют, когда на защищаемой территории имеются боковые притоки с водосборными бассейнами, значительно превышающими площадь защищаемой территории. С градостроительной точки зрения эта схема имеет недостатки по сравнению с предыдущими, так как нарушает целостность композиционного решения города и осложняет планировочную ситуацию, перегораживая дамбами его территорию. Вместе с тем, такое решение позволяет в период паводков и половодий сбросить расходы боковых водоемов в основной и предусмотреть перекачку поверхностных вод только с ограниченных дамбами площадей.

При небольших расходах бокового водотока трассирование можно выполнить по схеме (рис. 36, г) с размещением дамбы вдоль береговой линии и устройством бассейна, аккумулирующего собираемую с поверхности защищаемой территории воду. Определенные преимущества имеет схема (рис. 36, д), где предусмотрено устьевую часть водотока отводить за пределы дамбы и населенного пункта, а насосную станцию использовать только для перекачки ливневых и дренажных вод. Эту схему можно использовать и в случае несовпадения периодов максимальных расходов основной реки и боковых притоков.

Кольцевое обвалование защищаемой территории (рис. 36, е) предусматривают чаще всего для небольших населенных пунктов или промышленных зон.

Дамбы могут возводить как на одном берегу, устраивая одностороннее обвалование, так и на двух, если застройка идет с обеих сторон реки.

При защите территорий от нагонных наводнений трассы дамб назначают в зависимости от конкретных условий района проектирования. Например, для защиты Санкт-Петербурга от нагонных наводнений запроектирована дамба, протяженность которой более 25 км, в том числе 22,2 км по акватории Финского залива.

По условиям работы и назначению дамбы обваловывания делятся на незатопляемые и затопляемые.

Незатопляемые дамбы предназначены для постоянной защиты территорий от затопления. Эти дамбы не должны пропускать перелива воды через их гребень при любых уровнях воды. Авария дамб недопустима, так как может привести к человеческим жертвам и большому материальному ущербу.

Затопляемые дамбы предназначаются в основном для временной защиты от затопления сельскохозяйственных земель. В период половодий такие дамбы затапливаются вмести с защищаемой территорией, сохраняя естественные условия пойменных лугов.

В конструктивном отношении незатопляемые и затопляемые дамбы различаются между собой в основном по характеру крепления откосов и гребня. В поперечном сечении защитные дамбы имеют обычно трапецеидальную форму. Наиболее типичные профили незатопляемых дамб показаны на рис. 37 .

Рис. 37. Схемы профилей незатопляемых дамб : а — нормально обжатый; б — распластанный; 1 — защитные покрытия откосов; 2 — одежда проезжей части дороги; 3 — одерновка или посев трав; 4 — кривая депрессии при НПГ; 5 — кривая депрессии в половодье; 6 — трубчатый дренаж дамбы; 7 — кювет; ФГ — фактический горизонт.

Первый из этих профилей (рис. 37, а), имеющий правильную трапецеидальную форму применяется при постоянном напоре и относительно небольших повышениях горизонта воды (1-1,5 м), когда превышение гребня дамбы над нормальным подпорным горизонтом (НПГ) определяется в основном высотой волны.

Второй (рис. 37, б) — распластанный трапецеидальный профиль дамбы с широкой бермой на низовом откосе более целесообразен при значительных подъемах уровня воды над НПГ (2 м и более).

По способу возведения дамбы делятся на два основных типа:

— дамбы укатанные, т. е. возводимые путем отсыпки грунта и искусственного уплотнения на месте механизмами;

— дамбы намывные, когда разработка, транспорт и укладка грунта в сооружениях производится при помощи воды, то есть методами гидромеханизации.

Конструкция защитных дамб должна удовлетворять следующим основным требованиям:

— основание дамб должно быть устойчивым при переработке берегов;

— откос и гребень дамбы должны быть защищены от разрушающего воздействия волн, течения в русле, ливневых вод, льда и ветра;

— фильтрационный поток при выходе его на низовой откос или дренаж должен быть предохранен от промерзания в зимнее время;

— грунт тела и основания дамбы должен быть предохранен от фильтрационных деформаций путем устройства соответствующего дренажа.

Особенное значение получают дамбы обваловывания, расположенные на берегах морей в водохранилищ. Значительные местности в Голландии, Франции, Бельгии, Великобритании защищены дамбами, расположенными на морских берегах. В РФ, например, на Горьковском водохранилище защищены города Кинешма, Кострома, Юрьевец и Плес; на Куйбышевском – Казань, Ульяновск.

В конструкциях речных и морских дамб есть много общего. Те и другие являются земельными плотинами и в поперечном сечении имеют вид трапеции. Ряд различий вытекает из условий их работы. Речные дамбы в большинстве случаев сооружают из однородного местного грунта в зоне небольших скоростей речного потока. На обвалованных акваториях, как правило, не бывает большого ветрового волнения. Такие дамбы «работают» непосредственно в период паводка, который длится несколько недель в году. «Работа» морских дамб значительно отличается. Напорный откос крепится в зоне деяния волн. В речных дамбах обычно не устраивают никаких дренажей, в морских дамбах такой элемент есть.

Дамбы сооружают практически из любого местного минерального грунта, за исключением илистых и содержащих большое количество легко растворимых солей. Оптимальным является грунт, зерновой состав которого характеризуется наличием мелких глинистых частиц, заполняющих поры между крупно-зернистыми частицами, не нарушая при этом непосредственного соприкосновения частиц между собой. Такой грунт обладает большим углом внутреннего трения, малой водопроницаемостью и высоким сцеплением, обеспечивая устойчивость откосов сооружения.

Наиболее просты для производства работ дамбы из однородных грунтов (рис. 38, а), в качестве которых используют суглинки или пески. При их возведении из песков и других водопроницаемых грунтов поперечный профиль делают более массивным или устраивают специальные экранизирующие противофильтрационные элементы (схемы б, в). Дамбы могут быть возведены и из неоднородных грунтов, послойно формирующих тело сооружения (схема г). Параметры поперечного профиля дамбы — ширину по гребню и заложение откосов назначают из условия обеспечения устойчивости и надежности сооружения. Проектная ширина гребня b зависит от вида грунтов, тела дамбы и ее градостроительного использования, но должна быть не менее 3 м. Если она служит в качестве городской магистрали (рис. 38, б), то ширину гребня определяют требованиями, предъявляемыми к планировке транспортных путей.

Однако во всех случаях обеспечивают возможность движения по гребню дамбы грузового транспорта, необходимого для эксплуатации сооружения.

Рис. 38. Конструкции дамб:

1— слабоводопроницаемые грунты; 2 — водопроницаемые; 3 — противофильтрационный глинистый экран; 4 — водонепроницаемый слой; 5 — жесткий экран-диафрагма; 6 — защитный песчаный слой; 7 — супесь; 8 — песок; 9 — гравий

Заложение откосов дамбы зависит от условий их работы, грунтов сооружения и его высоты. Верховой откос, работающий в напорных условиях и подвергающийся воздействию акватории, проектируют более пологим по сравнению с низовым, который таких воздействий не испытывает (рис. 38, а—в). Низовой откос защищают от размыва дождевыми и талыми водами.

Волновые нагрузки, фронтально действующие на дамбу, могут быть смягчены уполаживанием верхового откоса, запроектированного с коэффициентами m=15-30 и выполняющего волногасящую роль за счет распластанного профиля (рис. 38, в). Отрицательной стороной такого решения является возрастание объемов земляных работ, которое не всегда компенсируется упрощением конструкции одежды берегоукрепления напорного откоса.

Пологие (распластанные) напорные откосы из несвязных грунтов успешно эксплуатируют с креплением травами специально подобранного состава. В этом случае проектируют очертание откоса в виде ломаной линии с переменными коэффициентами m на различных участках. Если высота дамб значительна (10 м и более), то на ее откосах устраивают горизонтальные площадки (бермы) шириной не менее 3 м.

Дамбы могут играть роль руслорегулирующих сооружений. В этом случае, как правило, они не перегораживают всей ширины реки, а возводятся в поперечном, а иногда продольном направлении по отношению к руслу реки. Иногда они представляют собой «пороги» на дне русла или же искусственные выемки руслового грунта. Такие дамбы не создают, как правило, подпора воды, но воздействуют на направление и величину скоростей потока, перераспределяя их и тем самым воздействую на формирование русла – его глубину, размеры и форму в плане. Эти сооружения могут обеспечивать необходимые глубины, скорости течения для судоходства на реках, создавать нормальные условия для забора воды из рек, обеспечивать стабильность речных берегов. Их строят:

— на меандрирующих реках в качестве средств инженерной защиты территории от затопления следует предусматривать руслорегулирующие сооружения;

— продольные дамбы, располагаемые по течению или под углом к нему и ограничивающие ширину водного потока реки;

— струенаправляющие дамбы – продольные, прямолинейные или криволинейные, обеспечивающие плавный подход потока к отверстиям моста, плотины, водоприемника и другим гидротехническим сооружениям;

— береговые и дамбовые крепления, обеспечивающие защиту берегов от размыва и разрушения течением и волнами.

При разработке проектов инженерной защиты следует предусматривать использование гребня дамб обвалования для прокладки автомобильных и железных дорог. В этом случае в ширину дамбы по гребню и радиус кривизны следует принимать в соответствии с требованиями СП.

Во всех других случаях ширину гребня дамбы следует назначать минимальной, исходя из условий производства работ и удобства эксплуатации.

Укрепление берегов

Последнее изменение этой страницы: 2017-07-07; просмотров: 1197

Заложение откосов дамбы это

• Технология СП
  • Лекции ТСП
    • ТСП
    • Земляные роботы
    • Скреперы
    • Комплексно-механизированные работы
    • Организация строительных процессов поточным методом
    • Производство работ землеройными машинами
    • Транспортировка и уплотнение грунта
    • Бетонные работы в гидромелиоративном строительстве
    • Строительство оросительных каналов
    • Строительство земляных плотин
    • Строительство узлов ГТС
    • Строительство основных сооружений гидроузлов
    • Хворостяные и габионные работы
  • Методички
    • Технологія будівництва насосної станції зрошуваної ділянки
    • Організація і технологія будівельних робіт
    • Технология строительства насосной станции
    • Организация и технология строительных работ
• Организация СП
  • Лекции ОСП
    • Система водохозяйственных организаций и их функции
    • Проектирование, состав, порядок разработки, согласования и утверждения проектной документации
    • Состав и содержание (ПОС) и (ППР)
    • Проектирование стройгенпланов
    • Планирование производства работ во времени. Календарные планы
    • Правила определения стоимости строительства
  • Методички
    • Проект організації будівництва зрошувальної системи
    • Проект организации строительства оросительной системы
• Статьи
  • Пенобетон
  • Технология строительства закрытого дренажа
  • Организация и технология работ при строительстве горизонтального дренажа
  • Производство работ по строительству дренажа из витых ПВХ труб
  • Строительство закрытой оросительной сети
  • Техника безопасности в мелиоративном строительстве
  • Асбестоцементные трубопроводы
  • Технологические правила производства бетонных работ при возведении ГТС
  • Технология водопонижения и выбор эффективного оборудования
  • Механическое оборудование для забивки свай
  • Машины для уплотнения грунта
  • Устройство машин для уплотнения грунта
  • Студенческие статьи
  • Разное
  • Отделка балкона сайдингом
  • Предохранение древесины от гниения
  • Организация и технология осушительных работ
  • Инновации в строительстве
  • Ремонтные работы
  • Отделочные работы
  • Строительство домов и дач
• Конференции
  • Перспектива-6
  • Перспектива-7
  • Перспектива-8
  • Перспектива-9
  • Перспектива-10
  • Перспектива-11
  • Перспектива-12
  • Интернет-конференции

Главное меню

• Главная
• Техника безопасности
• Насосные установки
• ГТС
  • Часть 1
  • Часть 2
• Опускные колодцы
• Карта сайта

Строительные работы

• Ремонт автодорог
• Земляные работы
• Подводное бетонирование
• Проектирование автомобильных дорог
• Строительство автомобильных дорог
• Устройство водоснабжения
• Керамика в доме
• Транспортные работы в строительстве
• Бетонные работы
• Электричество в доме
• Устройство канализации
• Теплые полы
• Легкие металлоконструкции

Строительство земляных плотин

Общие сведения о земляных плотинах

Земляные плотины — это качественные насыпи, возведенные из грунтов. К качественным насыпям относятся также дамбы обвалования и приканальные дамбы.

По высоте различают низкие (низконапорные) земляные плотины — до 15 м, средние — до 50 м и высокие — свыше 50 м.

Дамбы (рис. 1) имеют небольшую высоту при значительной длине.

Классификация земляных плотин по конструкции, составу грунтов и типу противофильтрационных устройств, способу сопряжения с основанием, капитальности приводится в курсе гидротехнических сооружений.

Способы возведения земляных плотин и дамб

Строительство земляных плотин и дамб чаще всего осуществляется такими способами:

— путем механической отсыпки грунта с последующим разравниванием, доувлажнением и уплотнением;

— намыв способом гидромеханизации;

— отсыпка грунта в воду без механического уплотнения;

— массовые направленные взрывы на сброс.

Строительство земляных плотин путем механической отсыпки с последующим разравниванием и уплотнением с помощью уплотняющих машин применяется наиболее часто.

Строительство насыпных плотин и дамб. Состав работ

Строительство земляных плотин и дамб выполняется в соответствующей технологической последовательности строительных операций.

Для каждого вида операций подбираются строительные машины на основе вариантного метода проектирования.

При этом должно быть проведено технико-экономическое сравнение вариантов машин.

Как правило, вначале работ по возведению земляных плотин производиться удаление растительного грунта с поверхности основания плотины и с поверхности карьеров или резервов грунта. Для этого используются бульдозеры или скреперы, которые выбирают в зависимости от объемов работ и свойств грунта.

Подбор комплектов машин

Способы производства работ и комплекты машин для их выполнения выбирают с учетом взаимного расположения и размеров плотины, полезных выемок, карьеров и резервов грунта, мощности слоев грунта, пригодного для укладки в насыпь, характеристики грунта и характера землевозных дорог, сроков строительства плотины и т. п.

Если можно применить несколько способов, окончательный выбор производят путем сравнения вариантов по технико-экономическим показателям (стоимости единицы работ и ее трудоемкости).

Наиболее экономичными для возведения низких земляных плотин сельскохозяйственного назначения

Подготовка основания плотины

Растительный грунт срезают скреперами и бульдозерами (последние эффективно применять при расстоянии перемещения грунта до 30-40 м) с укладкой его в отвалы.

Срезка растительного грунта скреперами с основания плотины осуществляется по восьмерке (рис. 1, I-1) или по спиральной схеме, с поверхности водосбросного канала и резервов (карьеров) — по схеме двухсторонней восьмерки (рис. 1, I-4), поперечно-челночной (рис. 1, I-3 ) или спиральной.

Толщина слоя срезки (вскрыши) определяется мощностью дернины и корнеобитаемого слоя.

Перед возведением насыпи основание ее увлажняют до оптимальной влажности, затем уплотняют, а перед укладкой первого слоя грунта взрыхляют боронованием. Если в основании обнаружены ходы землероев, нарушенный его слой разрыхляют плугами или рыхлителями, затем увлажняют и уплотняют.

Разведочные скважины в пределах основания тампонируют.

Устройство зуба и понура

Траншеи под зуб или замок в плотине отрывают скреперами по схеме двойной петли или восьмерки либо бульдозерами, а при высоком стоянии грунтовых вод экскаваторами драглайн или обратная лопата.

Эти же машины применяют для устройства котлованов под понуры, водоспуски, шахтные водосбросы (если они предусмотрены проектом).

При появлении грунтовой воды в траншеях и котлованах осуществляют водоотлив или водопонижение. Траншею зуба заполняют глиной или суглинком из резерва с послойным разравниванием и уплотнением (при достаточной ширине траншеи выполняется катком).

Отсыпка плотины

Плотину отсыпают скреперами с перемещением грунта из котлованов и выемки водосбросного канала (в первую очередь), а также из резервов (карьеров).

Резервы закладывают на склонах балки — у оси плотины, а также в верхнем и нижнем бьефах — вблизи плотины с таким расчетом, чтобы отметка подошвы резерва не была ниже отметки гребня плотины. Отсыпку начинают с самых низких точек насыпи.

Грунт отсыпают горизонтальными или с наклоном до і = 0,005 к верхнему откосу слоями.

Уплотнение грунтов

Толщина слоев уплотнения в насыпи и количество проходов машины по одному следу устанавливаются проектом в зависимости от вида грунта, его влажности и типа уплотняющих машин.

Так как наиболее эффективным и дешевым является уплотнение грунта при его оптимальной влажности.

Излишне увлажненные грунты должны подсушиваться на картах укладки в насыпь, причем для ускорения процесса рыхлят поверхность подсушиваемого слоя боронованием.

Сухие грунты увлажняют (чаще всего в насыпи поливкой из шлангов с подачей воды из временных водопроводов или поливочными машинами, реже путем замочки в карьере).

Количество воды на доувлажнение 1 м 3 грунта в насыпи составляет:

Экраны плотин

Противофильрационное устройство, на верховом откосе плотины снижающее фильтрацию воды через тело плотины.

Как правило, используют для этой цели суглинки в смеси с глиной и песком. Иногда используют глинобетон.

Заложение внутреннего откоса устраиваемого экрана проектируют из условий устойчивости принятых откосов плотины.

Толщина экрана измеряемая нормально к откосу устанавливают не менее 0,8 м а в нижней части плотины не менее 0,1 напора.

Экраны устраивают с уклоном низовой поверхности не круче m = 3. Их возводят из водонепроницаемых грунтов (глин, суглинков) с тщательным уплотнением слоев горизонтальной отсыпки

Ядро плотин

Весьма рациональным типом плотин являются плотины имеющие ядро из слабопроницаемых грунтов. Главным их преимуществом есть возможность использования различных местных материалов. Для их строительства может применяться даже камень различной крупности при условии хорошего уплотнения.

Есть множество примеров строительства плотин, в тело которых уложен камень.

Ядро из пластичных глин, суглинков, глинобетона устраивают толщиной по верху не менее 1,5-2,5 м одновременно с отсыпкой плотины, с тщательным уплотнением слоев.

Массивное ядро можно возводить с опережением работ по отсыпке боковых призм. Экраны и ядра устраивают машинами, применяемыми для отсыпки плотины, уплотняют их трамбующими машинами или (при малых поперечных размерах) пневматическими и моторными трамбовками.

Дренажная призма плотин

— сбора и отвода фильтрационных вод плотины;

— предотвращению поступлению фильтрующейся воды на низовой откос в зону возможного промерзания;

— повышения устойчивости низового откоса путем понижения депрессионной поверхности;

— улучшения устойчивости низового откоса в результате быстрой сработке водохранилища, снятия порового давления в результате сейсмической активности, а также для отвода фильтрационных потоков через плотину.