9943

31

высоте с шагом по высоте 10÷15 м [12].

Толщину неразрезных быков рекомендуется принимать 0,15 b, но не менее 1,5 м. Разрезной бык на 1м толще неразрезного. Отметку верха бычков следует принимать на отметке гребня земляной плотины, если от-

метка гребня земляной плотины не известна, то отметку верха бычка сле-

дует назначать на 3 м выше НПУ или ФПУ если гидроузел работает с форсировкой. Ширину бычка поверху следует принимать конструктивно с учетом размещения на бычках мостовых переходов, пазов для установки затворов, подъемно-транспортного оборудования.

Плотина разрезается на секции по быкам постоянными плоскими температурно-осадочными швами. Ширина температурного шва в преде-

лах фундаментной плиты плотины и водобоя принимается 1–2см, а выше фундаментной плиты – не менее 5см [2].

В постоянном деформационном шве должны быть предусмотрены водонепроницаемые уплотнения – шпонки и дренажные устройства для отвода профильтровавшейся через и вокруг шпонок воды.

Шпонки в шве проектируются вертикальные и горизонтальные,

наружные (контурные) и внутренние из металла, резины, пластмасс, ас-

фальтовых и других материалов. Конструкцию шпонок и схему их распо-

ложения следует принимать в соответствии с рекомендациями [12, с. 158].

Схему подземного следует принимать в зависимости от геологиче-

ского строения основания. Если в основании водосливной плотины водо-

упор залегает на глубине не более 10÷15 м от подошвы плотины, то сле-

дует принимать схему с верховым шпунтом добитым до водоупора. В

этом случае понур не нужен. Длина шпунта принимается равной глубине до водоупора плюс 1,0 на сопряжение шпунта с телом плотины и заглуб-

ление в водоупор.

В случае, когда водоупор залегает на большей глубине или не опре-

делен, следует принимать схему подземного контура с висячим верховым

32

шпунтом и понуром. Глубину забивки шпунта Sш в этом случае следует принимать кратно стандартной длине шпунта. Шпунт целесообразнее всего принимать металлический, стандартная длина его составляет 20 м.

Длина понура при песчаном основании может быть принята:

где: Н – максимальный напор на плотину, м.

При напорах до 15м рекомендуются грунтовые понуры из суглин-

ков и глин. При напорах более 15м понуры выполняются из грунтобетона,

бетона, асфальтобетона и др.

На связных грунтах понуры могут быть также жесткие или гибкие-

анкерные.

Тип понура выбирают в зависимости от водопроницаемости грун-

тов основания: на основаниях из глинистых грунтов применяют водоне-

проницаемые понуры жесткой или смешанной конструкции, а на песча-

ных основаниях – гибкие понуры преимущественно из глинистых грун-

тов.

Толщина грунтового понура должна быть не менее 0,75м – в начале его и 1 2м – в конце (в месте примыкания к плотине) [11, с. 347]. Сверху понур пригружают местным грунтом на высоту, превышающую глубину промерзания. По засыпке устраивают крепление (обычно железобетонные плиты 0,15-0,3м толщиной).

Толщина железобетонных понуров принимается в пределах

0,4 0,8м. Такой понур выполняется в виде плит с гидроизоляционным покрытием по поверхности из битумных и полимерных материалов. По-

нур также пригружается слоем местного грунта с креплением по поверх-

ности.

33

Сопряжение водосливной плотины с земляной плотиной или с бере-

гом осуществляется с помощью устоев. Верховые сопрягающие устои принимаются постоянной высоты, низовые устои уменьшаться по высоте в соответствии с изменением высоты низового откоса грунтовой плотины.

На участке сопряжения за водобоем устраивается струенаправляю-

щая дамба. Отметка гребня дамбы принимается на 1,5÷2 м выше уровня нижнего бьефа при пропуске расчетного расхода, заложение откосов дам-

бы принимается 1:2, отметка подошвы назначается на отметке дна реки.

Откосы струенаправляющей дамбы укрепляются железобетонными пли-

тами, толщина плит принимается не менее половины толщины плит рисбермы.

Гребень грунтовой плотины у примыкания к водосливной плотине делается в виде уширенной площадки, чтобы обеспечить выезд крана с плотины, производство ремонтных работ по затворам и размещения шан-

дорохранилищ. Длина этой площадки равна 1,5–2,5 длинам водосливных пролетов.

По результатам конструирования плотины и гидравлических расче-

тов вычерчивается профиль водосливной плотины рис. 3.1.

34

35

4. НАЗНАЧЕНИЕ КЛАССА ПЛОТИНЫ

Класс бетонной водосливной плотины назначается по СП

58.13330.2012. [1, п. 8.1] в зависимости от ее высоты и типа грунтов осно-

вания, социально-экономической ответственности и последствий возмож-

ных гидродинамических аварий.

Назначать класс бетонной водосливной плотины следует в соответ-

ствии приложению Б настоящих методических указаний.

В соответствии с классом водосливной плотины назначаются коэф-

фициент надежности n плотины [1, п. 8.16]: I кл.– n =1,25;

II кл. – n =1,20; III кл. – n =1,15; IV кл. – n =1,10.

36

5. ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ РАСЧЕТ ПЛОТИНЫ

Основными задачами фильтрационного расчета плотины являются:

выбор схемы подземного контура, назначение размеров его водонепрони-

цаемых и водопроницаемых элементов, проверка размеров водонепрони-

цаемой части подземного контура по условиям отсутствия фильтрацион-

ных деформаций грунта в основании, определение фильтрационного дав-

ления и фильтрационного расхода в основании. В фильтрационном расче-

те рассматривается плоская задача, грунт основания считается однород-

ным и изотропным.

Целями фильтрационных расчетов подземного контура водослив-

ной плотины является:

1)построение эпюры фильтрационного давления, действующего на подземный контур водосливной плотины;

2)проверка размеров подземного контура по условиям отсутствия фильтрационных деформаций в основании (общая фильтрационная проч-

ность) и в области выхода фильтрационного потока (местная фильтраци-

онная прочность); 3) определение фильтрационного расхода в основании водосливной

плотины.

5.1. Выбор схемы и основных размеров элементов

подземного контура

Выбор схемы подземного контура производится, исходя из геологи-

ческих условий в основании водосливной плотины – характеристик грун-

та и глубины заложения водоупора, а также действующего напора.

Основные размеры элементов подземного контура следует назна-

чать в соответствии с рекомендациями гл. 3 настоящих методических ука-

37

заний.

В случае, когда водоупор залегает на большей глубине или не опре-

делен, следует принимать схему подземного контура с висячим верховым шпунтом и понуром.

Если в основании водосливной плотины водоупор залегает на глу-

бине не более 10÷15 м от подошвы плотины, то следует принимать схему с верховым шпунтом добитым до водоупора. В этом случае понур не ну-

жен.

В курсовом проекте возможны три схемы подземного контура водо-

сливной плотины:

1)с висячим верховым шпунтом и понуром;

2)со шпунтом, добитым до скального водоупора;

3)со шпунтом, добитым до глинистого водоупора.

5.2.Фильтрационный расчет подземного контура плотины

5.2.1. Схема с висячим шпунтом и понуром

Задавшись размерами подземного контура, определяется положение

где: Lп – длина понура, м;

Lт.п. – длина тела плотины, м.

Вычисляется заглубление наиболее низкой точки подземного кон-

тура (шпунта) от поверхности дна верхнего бьефа:

S0=Днавб – Шпунта, (5.2)

где: S0 – заглубление наиболее низкой точки подземного контура, м;

38

Днавб – отметка дна в верхнем бьефе, м;

Шпунта – отметка шпунта, принимается кратно длине шпунта.

гласно рекомендаций таблицы В1 приложения В.

Согласно рекомендаций [17 с. 40], если действительное заглубление водоупора Т Д Так , надлежит принимать:

Далее подземный контур разбивается на участки (рис. 5.1). Для каждого из участков определяются коэффициенты сопротивления по за-

висимостям:

1) входной элемент (участок I).

Коэффициент сопротивления (при отсутствии понурного шпунта):

где: I вх - коэффициент сопротивления входного элемента подземного

контура;

an - средняя толщина понура, м;

T T1 – глубина от горизонтального участка подземного контура (по-

нура) до водоупора.

2) горизонтальный элемент (участок II).

При длине элемента между двумя шпунтами l 0,5 S1 S2 :

II l 0,5 S1 S2 , (5.6)

где: l – длина понура, м;

39

S1 – длина верхового шпунта, м, в нашем случае S1 =0;

S2 –расстояние от понура до конца шпунта под плотиной, м.

где: a1/ – толщина уступа, м;

T2 – глубина от фундаментной плиты до водоупора, м. 4) горизонтальный элемент (участок IV).

Если l 0,5 S1 S2 , где l – длина фундаментной плиты, то:

40