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.

Постоянные деформационные осадочно-температурные швы обеспечивают независимые вертикальные и горизонтальные перемеще­ния отдельных секций плотины. Временные являются строитель­ными швами, разрезающими сооружение на отдельные блоки бето­нирования. Эти швы в дальнейшем цементируются, в готовом сооружении их нет.

Значительная часть осадок сооружений (до 65-85%), располо­женных на нескальных сжимаемых основаниях, происходит в строи­тельный период и затем после затопления котлована интенсивность осадков снижается.

Плотина Верхне-Свирской ГЭС на глинах к концу второго года эксплуатации дала осадку около 200 мм, в дальнейшем прираще­ние годовой осадки составило около 2 мм.

На песчаных основаниях осадки плотин меньше, например, на Горьковской высотой 34 м - 40-80 мм, Волжской им. XXII съез­да КПСС высотой 43 м -164, Каховской высотой 33 мм - 196-256 мм. На аллювиальных отложениях - Волжской им, В. И. Ленина высотой 40 м - 143-200 мм.

Наклоны этих плотин в продольном направлении (в сторону берегов) на 1 м длины составляют 0,05-0,72 мм, наибольшие рас­хождения постоянных швов на гребневой части - 5,5-12 мм.

Разрезку плотины сквозными поперечными швами производят чаще по бычкам (рис. 9.8, д), чтобы избежать неравномерных оса­док смежных бычков, что может привести к заклиниванию затворов.

В зависимости от неоднородности основания, когда отдельные секции плотины могут оказаться над слабыми линзами и поэтому менее устойчивыми, разрезка по бычкам назначается через один - рис. 9.8, а, два - рис. 9.8, б, три - рис. 9.8, в пролета. Расстояний между сквозными швами до 40-50 м, иногда и больше. В этом случае для избежания значительных температурных напряжений в теле плотины устраивают швы-надрезы (рис. 9.8, б, в) обычно у бычков, которые доходят лишь до фундаментной плиты.
Ширина деформационного шва определяется расчетом и зависит от геологических характеристик основания, колебания температур среды. На основе обобщения многолетних натурных наблюдений по сооружениям на относительно однородных сжимаемых основа­ниях  рекомендуется ширину шва у гребня сооружения принимать 4-5 см, у фундаментной плиты

 Рис. 9.8 Разрезка плотины на секции:
а- однопролетная;      б - двухпролетная;      в - трехпролетная;      г - быки отрезаны от водослива;  1 - швы-надрезы;   2 - порог   водосливаа 3 – бык; 4 - фундаментная плита; 5 - швы между секциями

 1-1,5 см, наклон секций в сторону верхнего и нижнего бьефов - 0,08 мм/м высоты сооруже­ния и расхождение шва (в сторону берегов) -0,8-1,0 мм/м высо­ты сооружения, ширина температурных швов-надрезов 1-2 см.

Такие относительно «узкие» швы между секциями можно вы­полнить, применяя в качестве опалубки плиты-оболочки или нане­сением, например, двух-трех наметов холодной асфальтовой штука­турки на бетон первой очереди бетонирования.

В прежние годы ширину швов устраивали 10-30 см, в некото­рых случаях - из условий установки и возможности снятия обыч­ной деревянной опалубки.

Конструкции уплотнений деформационно-осадочных швов дол­жны быть такими, чтобы обеспечить длительную безотказную их водонепроницаемость.

Сквозные деформационные швы обычно устраивают вертикаль­ными плоскими. Температурные сквозные швы часто имеют в плане изломы.

Уплотнения швов или шпонки разделяют на вертикальные и горизонтальные, основные и дополнительные (дублирующие), кон­турные (рис. 9.9).

Основные вертикальные шпонки размещают от напорной грани на расстоянии в зависимости от среднемесячной минимальной температуры самого   холодного месяца:    при  ;  при 2-.
Вертикальные температурно-осадочные и температурные швы могут быть оборудованы асфальтовыми, резиновыми или полимер­ными шпонками.

Асфальтовые шпонки могут быть малые (рис. 9.10, а) (от 15х15 до 30х30 см), их чаще ус­траивают в температурных швах; средние (от 40х40 до 60х60 см), применяемые в швах шириной до 5 см (рис. 9.10, б) и большие (80х150 см) - в швах шириной 10 см и более (рис. 9.10, в).

В шпонках малого и среднего сечения обязательно устраивают верховые и низовые защитные шпонки - диафрагмы на расстоя­нии 0,3-1,5 м с каждой стороны для предотвращения утечки мас-

 Рис. 9.9 Расположение уплотнений в температурно-осадочном   шве   между
секциями плотины: 1 - шпонка у подошвы; 2 - внутренняя контурная шпонка; 3 - граница узкого и широкого шва; 4 - шпонка в узкой части шва; 5 - шпонка в широкой части шва; 6 - наружное контурное уплотнение; 7 - скважины подпитки

 Рис. 9.10 Схемы  вертикальных шпо­нок:
а - вертикальная асфальтовая шпонка ма­лого сечения; б - то же, среднего сечения; в - то же, большого сечения; 1 - ограж­дающая диафрагма с компенсатором; 2 - стержень электрообогрева; 3 - изолятор; 4 -железобетонный блок; 5 - просмолен­ный войлок; 6 - держатель изолятора; 7 - деревянные брусья, 8 - железобетонные-плиты; 9 - просмоленная пакля

тики при сжатии шва. Защитные шпонки-диафрагмы выполняют из металлических листов, резины, полимерных материалов.

В шпонках большого сечения защитными устройствами являют­ся железобетонные плиты, расположенные внутри полости шпонки.

Для заполнения шпонок применяют специальные составы мас­тик: брикеты, выполненные из этих мастик, погружаемые впере­мешку с горячей массой.

Шпонки оборудуются трубками для пополнения мастики в шпон­ке в период эксплуатации, а также специально изолированными кабелями для электропрогрева мастики. Недостатком электропро­грева является    невозможность    восстановления    кабеля при его порче.

Дополнительные (дублирующие) шпонки для плотин высотой 30-50 м устанавливают в 1,5-2 м за основными, они вступают в работу в случае течи в основных шпонках, выполняются анало­гично основным. Иногда устраиваются несколько дополнительных шпонок из металлических, резиновых и полимерных материалов.

 Рис. 9.11 Схемы горизонтальных шпонок:
а - в подошве сооружения; б - горизонтальная; 1 - арматура - анкеры; 2 - доски 2х20 см; 3 - стальной лист 4 мм; 4 - битумматы; 5 - железобетонный блок;  6 - асфальтовая мастика; 7 - холодная асфальтовая штукатурка; 8 - шлаковата, про­питанная битумным раствором

В высоких плотинах часто устраиваются смотровые колодцы, которые размещаются за шпонками, имеют размеры, достаточные для работы в них человека (80х120, 100х150 см). Из них опре­деляют место течи шпонок, и при необходимости их можно пере­оборудовать в противофильтрационную шпонку. Смотровые колод­цы одновременно играют роль и как дренажные устройства для организованного отвода воды, профильтровавшейся через шов и бетон сооружения. В более низких плотинах устраиваются дре­нажные- наблюдательные колодцы круглого или квадратного сечения 20х20 см.

Горизонтальные шпонки выполняются из листов нержавеющего металла, изогнутых по форме шва, уложенных на битумных матах и залитых мастикой (рис. 9.11, а). На рис. 9.11, б показана горизон­тальная шпонка на участке перехода от широкого к узкому шву.

Контурные шпонки могут быть наружные и внутренние. Назна­чение, наружных контурных шпонок - не допустить проникновения в шов напорных и грунтовых вод, мусора, льда.

Внутренние контурные шпонки предохраняют галереи, проемы от затопления водой.