Трубчатые водосбросы в теле грунтовых плотин

Расположение жестких конструкций внутри грунтовых плотин вообще нежелательно ввиду неравномерных деформаций тела плотины, возможных вредных деформаций конструкций водосброса, опасности фильтрации по контакту этих конструкций с телом плотины.

Несмотря на это, устройство трубчатых водосбросов в теле грунтовых плотин широко практикуется, особенно в плотинах малой высоты, в связи с тем, что уложенные в основании плотины трубы используются первоначально для пропуска расходов воды в период строительства, а в период эксплуатации служат не только как водосбросы, но и как водоспуски и часто используются как элемент водозаборных устройств.

При устройстве трубчатых водосбросов необходимо соблюдать следующие условия: трубы должны располагаться непосредственно на плотном грунте основания (в высоких плотинах - на скальном); на случай возможных деформаций основания трубы должны разбиваться по их длине на секции швами, снабженными уплотняющими шпонками; должны быть приняты меры против вредной и опасной контактной фильтрации воды вдоль труб; трубчатые водосбросы должны быть снабжены затворами как с верховой, так, если нужно, и с низовой сторон для управления их гидравлическим режимом и производства ремонта.

Состоит трубчатый водосброс из головной части, труб (нескольких или одной), концевого участка и затворов основных и ремонтных. Поступление воды в трубы происходит через глубинное, донное или поверхностное отверстия. Основные затворы, как правило, располагаются со стороны верхнего бьефа.

Головная часть трубчатых водосбросов может быть размещена в теле грунтовой плотины, как это показано на рис. 17.20, а, б или может быть выполнена как самостоятельное сооружение в виде башни. Башня, изображенная на рис. 17.21, служит для управления затворами, перекрывающими входные отверстия труб. На рис. 17.22 в голове трубчатых водосбросов расположены башни в виде шахтных водосбросов с затворами на гребне и без них. Практикуется применение башен с сифонами (см. рис. 17.2, д), а также безбашенных головных устройств по типу, показанному на рис. 17.2, в.

У низконапорных плотин сельского типа головная часть может выполняться в виде круглой, овальной или прямоугольной неглубокой железобетонный шахты постоянного сечения, из которой вода

Рис. 17.20 Трубчатые водосбросы с головной частью в теле грунтовой плотины:
1 - водослив; 2 - донная труба; 3 -гаситель; 4 - носок-трамплин

отводится одно-, двух- или трехочковой трубой. Водосливная стенка шахты выполняется с острой кромкой, со свободным переливом воды через кромку. Шахта подобного типа должна иметь массивное днище, обеспечивающее устойчивость против всплывания.

Трубы малого диаметра водосбросов невысоких плотин могут быть металлическими или железобетонными, собранными из звеньев. При больших поперечных сечениях трубы выполняют из железобетона с отверстиями круглыми, овальными или прямоугольными. Несколько труб объединяют в общую многоочковую конструкцию (рис. 17.23). Днище труб должно располагаться на плотном грунте основания на уровне подошвы или, что лучше, в траншее, ниже подошвы.

По длине трубы делятся температурно-осадочными швами. Расстройство швов может привести к фильтрации воды из труб в тело плотины и, наоборот, из тела плотины в трубы с выносом мелких частиц грунта, поэтому швы для предупреждения фильтрации уплотняются шпонками (рис. 17.24).

Рис. 17.21 Трубчатый водоспуск с размещением труб в галерее:
1 - галерея; 2 - трубы водовыпуска; 3 - ребра жесткости и диафрагмы; 4 - глубинное отверстие; 5 - экран грунтовой плотины

 Осмотр и ремонт труб возможны в ограниченных пределах, только изнутри труб, желательно при соответствующих размерах поперечного сечения труб (после пропуска через трубы строительных расходов) использовать их в период эксплуатации как галереи для прокладки в них труб с меньшим поперечным сечением, предназначенным для спуска воды из водохранилища или подачи воды водопотребителям.

 Рис. 17.22 Шахтный башенный водосброс:
а - без затворов на гребне; б - с кольцевым затвором; 1 - башня; 2 - водовыпуск; 3 - затворная камера; 4 - стенка для задержания влекомых наносов; 5 - кольцевой затвор; 6 - аэрационный канал; 7 - служебная и аэрационная галерея; 8 - водобойный колодец; 9 - служебный мостик; 10, 11 - верховая и низовая перемычки

Трубы могут объединяться в одну конструкцию со служебной галереей, как это показано на рис. 17.22, а. Галерея служит для прохода к затворам в головной части трубы и может использоваться как канал для подачи воздуха в голову трубы за затвор.

Концевая часть устраивается обычно в виде водобойного колодца с раструбом и растекателями  или без них. Использовать сопряжение бьефов отбросом струи обычно не удается, так как выход из трубы, как правило, заглублен под уровень воды в нижнем бьефе.

 Рис. 17.23 Примеры многоочковой конструкции