Гидротехнические сооружения (Часть 1)

 

Бетонные водосбросные плотины на нескальных основаниях

Бетонные плотины на нескальных основаниях отличаются по форме от плотин на скальных основаниях своей распластанностью и большим весом за счет того, что сопротивление плоти­ны сдвигу по основанию в 1,5-4 раза меньше сопротивления сдви­га по скале и малых относительно скалы допустимых нагрузок на основание.
Эти особенности нескальных оснований делают неэкономич­ным, а часто и невозможным строительство на них высоких плотин и высота их ограничивается напорами до 40-50 м. Конструктивные схемы плотин, особенно схемы их фундаментной части и подземного контура диктуются инженерно-геологическими свойствами грунтов основания.

Общие свойства связных глинистых грунтов

Глинистые грунты составляют около 50% мощности всех осадочных пород и являются наиболее распространенным типом пород. К ним относятся различ­ные глины и суглинки делювиальные, озерные, старичные, ледниковые, озерно-ледниковые, морские и др.; лёссы и илы, которыми характерны верхние надпойменные террасы, водоразделы средней и южной полосы, а также заболоченные земли.

В глинах с d<0,005 мм содержится от 30 до 60%, большие значе­ния- для более тяжелых глин. Коэффициент фильтрации к  = Ах10-6-Ах10-8 см/с. Пористость - 0,34-0,41, сцепление - 0,04- 0,052 МПа (4-5,2 т/м2).

Подробнее...

Свойства несвязных сыпучих грунтов

Сыпучие грунты принято делить на грубообмолочные и пески. К грубообмолочным относятся грунты с угловатыми неокатанными обломками - щебень и дресва и соответствующие им по размеру окатанные обломки - галька и гравий. Грубообломочные породы четвертичного возраста обычно сыпучие, а дочетвертичного возраста обычно всегда сцементирова­ны различными солями. Сцементированная щебенка носит назва­ние брекчий, сцементированная галька - конгломератов, при це­ментации гравия - гравелитов.

Подробнее...

Комплексы нескальных грунтов

Нескальные основания для плотин редко встречаются однородными на большой площади и по глу­бине. Обычно имеют слои и линзы различных пород, различной толщины и наклона грунтов. Особенно неблагоприятными оказы­ваются линзы из слабых илистых и глинистых пород, они нередко определяют несущую способность основания и существенно влияют на конструкцию плотины. На рис. 9.29 приводится пример геологи­ческого строения, когда основание сложено тремя различными по­родами.

Подробнее...

Требования, предъявляемые к основаниям, и подготовка основа­ний под плотины

Основания плотин считаются благоприятными, если они обладают достаточной несущей способностью и сопротив­ляемостью сдвигу, мало деформируются под нагрузкой и при фильт­рации в них воды не подвержены химической суффозии, по составу однородны (нет слабых прослоек), напластования близки к гори­зонтальным; сохраняют свои качества как в период строительства, так и в период длительной эксплуатации. На практике редко встречаются такие благоприятные основания, поэтому прихо­дится проводить специальные мероприятия по устранению недо­статков.

Подробнее...

Схемы бетонных плотин на нескальных основаниях

Схему любой плотины на нескальном основании можно решить только при совместном учете трех основных требований: обеспече­ния устойчивости плотины на сдвиг при сохранении прочности основания; получения наименьшего значения фильтрацион­ного противодавления при обеспечении фильтрационной, прочности основания; гаше­ния избыточной энергии сбрасываемого через плоти­ну водного потока.

Подробнее...

Схемы плотин на нескальных основаниях

Профиль плотины ус­ловно можно разделить на две части: верхнюю часть 2, 3, 4, 5 (рис. 9.1, а), нижнюю - 1, 2, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 15. В верхнюю часть

Подробнее...

Формирование подземного контура плотины

Как уже отмеча­лось в гл. 3, схема подземного контура формируется в зависимости - от геологического строения, типа основания и требований, предъ­являемых к подземному контуру: минимальное фильтрационное давление, сохранение фильтрационной прочности основания. Если основания из несвязных грунтов, относительно однородных, и водо­упор расположен на большой глубине, смыкание с ним плотины нецелесообразно.

Подробнее...

Примеры построенных плотин

Примером плотины типа II с пло­ским подземным контуром является Иваньковская на Волге: 8 сек­ций плотины пролетом по 20 м расположены на маловодопроницае­мых грунтах (морене), 4 секции - водосливные (рис. 9.1, а) и 4 - двухъярусных (см. рис. 9.1, б).

На рис. 9.3 показан тип III плотины с одношпунтовым подзем­ным контуром с королевым висячим шпунтом, глиняным понуром с дренажами под телом плотины, водобоем и рисбермой на песчаном основании при водоупоре на большой глубине.

Подробнее...

Определение основных размеров подземного контура

Как ужеотмечалось, оптимальные размеры подземного контура устанавли­ваются технико-экономическим сравнением вариантов. В вариантах стоимость устройств в нижнем бьефе можно принимать постоянной, поскольку для разных вариантов контура она изменяется не суще­ственно.

Подробнее...

Фильтрационная прочность основания

Ранее  отмечалось, что существуют предложения, по которым проверяется запроектирован­ный подземный контур на недопущение развития облегченных ходов фильтрации. При этом средний пьезометрический уклон запро­ектированного подземного контура должен быть не больше допустимого. В СНиП.П-16-76 «Основания гидротехнических соору­жений» приводятся значения допустимых пьезометрических укло­нов.

Подробнее...

Конструкции элементов подземного контура. Понуры.

По степени водонепроницаемости понуры подразделя­ют: на водонепроницаемые и слабоводопроницаемые с коэффици­ентом фильтрации порядка 10-6 см/с. Первые используются при глинистых и суглинистых грунтах основания, вторые - при песча­ных и супесчаных.

По конструктивным решениям понуры подразделяют на гибкие и жесткие.

Подробнее...

Шпунты

Применяют стальные, железобетонные и реже дере­вянные.

Стальные шпунтовые противофильтрационные завесы устраива­ют из плоского (ШП) или корытного (ШК) шпунта, которые вы­пускают длиной 12-25 м, погружаются забивкой, вибрированием или с помощью подмыва на глубину до 50 м. Предпочтительнее - плоские шпунты (ШП), как более простые в установке и более дешевые.

Подробнее...

Глубокие зубья, стенки и заве­сы

Обычно используют в тех слу­чаях, когда устройство шпунтовых противофильтрационных завес не­возможно по геологическим усло­виям - наличие большого коли­чества валунов, прослоек, скалы и др. Их выполняют:

а) откры­тым способом в - котлованах (тран­шеях) с креплением стенок, с откачкой грунтовых вод;

Подробнее...

Конструкции плотин и устройств нижнего бьефа

При проектировании плотин на нескальном основании необхо­димо учитывать следующие основные особенности: плотины полу­чают осадку и иногда значительную и неравномерную, что приводит к необходимости специальной разрезки плотины швами; необхо­димо иметь большой вес для устойчивости плотины и других кон­струкций, что делает их массивными или приходится в плотине вес бетона заменять пригрузкой воды на консольные плиты, а это тре­бует сильного армирования, доходящего в некоторых случаях до 50 кг арматуры на 1 м3 бетона; большие скорости движения воды по основанию приводят к необходимости крепления русла за плотиной, а иногда и перед плотиной.

Подробнее...

Выбор удельного расхода воды для плотин на нескальном основании

Расходы, подлежащие пропуску через водосбросы плотин, определяются гидрологическими расчетами с учетом трансформа­ции стока, пропуска расходов через ГЭС, шлюзы и т. п..

Удельные расходы, т. е. расходы на 1 м длины отверстия, пропускаемые через водосбросные сооружения плотин, назначают на основе рассмотрения технико-экономических показателей вари­антов плотин с различными удельными расходами. При этом учи­тывают не только экономические соображения, но и особенности производства работ, а также особенности эксплуатации соору­жений.

Подробнее...

Разрезка плотины швами

Из условий возможной неравномер­ной осадки плотины, происходящей из-за неоднородности грунтов основания, а также температурных деформаций (при изменении температуры окружающей среды), устраивают деформационные швы, их делят на постоянные и временные.

Подробнее...

Водобойные устройства

В плотинах на нескальном основании часто назначаются донные режимы сопряжения бьефов. Напомним, что наиболее совершенное гашение энергии потока, про­пускаемого через плотину, при донном режиме получается при на­гоне и затоплении образующегося прыжка. На протяжении длины прыжка требуется мощное крепление русла в виде плиты водобоя. За пределами водобоя крепление русла может быть значительно облегчено.

Подробнее...

Гасители энергии потока

Размещаются на водобойной плите, играют реактивную роль в отношении потока, снижая глубину нижнего бьефа, требующуюся для затопления прыжка (вторую со­пряженную глубину), на 10-30%, что позволяет существенно по­высить отметку водобоя.

Подробнее...

Конструкции рисбермы

Гидравлические условия работы рисбер­мы освещены ранее. До 30-40% не погашенной в водобойной час­ти кинетической энергии водного потока, проходящего через пло­тину, гасится на рисберме.

Рисбермы могут быть горизонтальные и наклонные. В качестве крепления рисбермы используют бетонные и железобетонные пли­ты, в том числе сборные, как основной тип крепления, ряжи, запол­ненные камнем, габионы при небольших напорах, каменная наброс­ка и тяжелые фашины. У водобоя располагаются более мощные крепления и в конце - более легкие. Крепления должны быть гиб­кими, чтобы они следовали деформациям дна и при этом не разру­шались.

Подробнее...

Сопрягающие устройства

Это конструкции, с помощью кото­рых плотина примыкает (сопрягается) к различным другим соору­жениям гидроузла: зданию ГЭС, шлюзу, рыбоходу, земляной пло­тине и к берегам.

Подробнее...

Фильтрационная прочность грунта обрат­ной засыпки устоя

На контакте грунта об­ратной засыпки с бетоном устоя возможно наличие случайных облегченных ходов филь­трации за счет несовершенных расчетов по деформации устоя при изменении нагрузки, температуры, разрыхления грунта или недоуплотнения в отдельных местах контакта, оставления опалубки и т. п. Поэтому здесь также целесообразно предусматривать мероприятия, исключающие образование облегченных ходов фильтрации воды, см. гл. 3.

Струенаправляющие сооружения

Когда недостаточно по гидрав­лическим условиям только верховых открылков, устраивают специ­альные струенаправляющие сооружения, направляющие поток ор­тогонально фронту водослива. Это дает возможность избежать сни­жения пропускной способности водослива из-за косого подхода. Струенаправляющие сооружения обычно выполняются в виде зем­ляных дамб криволинейного очертания в плане (см. рис. 9.16).

Подробнее...

Так же рекомендуем посмотреть:

© 2007 Hydrotechnics.ru.
Использование материалов разрешается при обязательной установке
активной гиперссылки на сайт Hydrotechnics.ru рядом с опубликованным материалом.