Дренаж основания и береговых примыканий

Дренаж скальных оснований является мощным средством для изменения режима фильтрации, иногда даже более эффективным, чем завесы и по­нуры. Совместное применение завес и дренажа дает максимальный эффект.

Дренаж под плотиной представляет собой или ряд скважин в основании (иногда это называется «дренажной завесой»), или га­лереи (штольни), или полости в подошве плотины, соединенные с нижним бьефом отводящим устройством в виде трубы, га­лереи, дрен, заполненных крупнозернистым материалом (рис. 10.12).

Дренажные скважины диаметром не менее 20-25 см на рассто­янии друг от друга в ряду 2-5 м располагаются за цементационной завесой (в сторону НБ). Если расстояние между скважинами цементации в ряду (шаг скважин) принять за l, то дренажные скважины должны быть на расстоянии от завесы, равном (2-3)l, во всяком случае не ближе 4 м. Если, как это нередко бывает, и цементационные, и дренажные скважины выполняются из одной галереи в теле плотины, то дренажные делаются вертикальными (рис. 10.12, а), или и те и другие наклонными, но в разные стороны. Однако лучше делать дренажные скважины из особой галереи в плотине, откуда вода отводится в нижний   бьеф   (рис. 10.12,.б).

 Рис. 10.12 Схемы дренажа под плотиной:
а - наклонная завеса 1 и дренаж 2; б - вертикальная завеса 1 и дренаж 2, выполнен­ный из отдельных галерей; в - дренаж слоистого основания: 1-2 - соответственно водо­непроницаемые и водоносные слои; 3 - завеса; 4 - дренаж; 5 - разгружающие скважины

В этом случае облегчается и эксплуата­ция дренажа: регулирование его рабо­ты, очистка скважин и др.
Для усиления работы дренажа ино­гда делают второй ряд скважин илидаже галереи, куда отдают воду и все дренажные скважины, как это сделано на плотине Летиен (см. рис. 10.8 и10.11). Усилить дренаж можно также системой галерей под подошвой плоти­ны, продольных и поперечных (рис. 10.12, в).

Глубина дренажных скважин зави­сит от характера основания. При отно­сительно однообразной трещиноватости глубина эта делается в пределах 0,5-0,7 от глубины цементационной завесы. При слоистом основании дре­нажные скважины должны пересечь водоносные слои (рис. 10.12,в). При обильном притоке подземных вод илипри наличии глубинных напорных вод следует делать разгружающие скважи­ны в нижнем бьефе за плотиной (5 - на рис. 10.12, в) во избежание разру­шения верхнего водонепроницаемого слоя скалы под давлением фильтраци­онных вод. Дренаж береговых скальных массивов, к которым примыкает плотина, имеет большое значение для устойчивости склонов (бере­гов) непосредственно ниже плотины.

В береговом примыкании плотины возникают обходные течения воды, фильтрующейся из верхнего бьефа в нижний. Градиенты об­ходной фильтрации возрастают ближе к нижнему бьефу (рис. 10.13, а) и поэтому береговой массив b'bb"а подвергается значи­тельным объемным (заштриховано аb'b) гидродинамическим си­лам, с равнодействующей W_ф (рис. 10.13, а), могущим вызвать его скольжение. В случае устройства завесы 1 (рис. 10.13,б) силы эти уменьшаются, а при устройстве и дренажа (рис. 10.13,в) почти ис­чезают.

 Рис. 10.13 Схемы  фильтрации плотины   в   обход  нижний бьеф:
а - при отсутствии завесы; б - при наличии завесы 1; в -то же, и при
устройстве дренажа 2