Условия для применения различных типов плотин

Контрфорсные бетонные плотины могут строиться в различных створах, но в относительно узких створах они уступают по экономичности арочным плотинам. В створах широких у контрфорсных плотин нет конкурентов, кроме грунтовых плотин, осо­бенно при высоких напорах. Самая высокая многоарочная плоти­на Даниель Джонсон (она же Маникуаган-5) имеет высоту в рус­ловом пролете 215 м и длину 1220 м (рис. 11.29,а); она состоит из 13 секций пролетами арок по 76,2 м и центральной арки про­летом 116,5 м; основание ее - граниты.

В плане ось плотины может быть прямой, ломаной в зависи­мости от геологических и других условий (плотины Розелан, Ан­дижанская); криволинейны в плане плотины Бартлетт, Клайвдог. Последняя плотина высотой 72,4 м построена в створе, очень удобном для арочной плотины, но геологические условия (слабые сланцы) заставили отказаться от нее. Кривизна плотины в плане выпуклостью в нижний бьеф вызвана положением более плотных пород (полоса песчаника), а также условиями сброса паводка во­досливами (без затворов) в береговые лотки ступенчатого типа, расположенные на обоих берегах у подножия контрфорсов (рис. 11.29,б).

Основания для контрфорсных плотин, как правило, скальные, но могут быть и прочные нескальные, полускальные. В послед­нем случае ограничивается высота плотины (до 30-50 м) и вво­дится в конструкцию плотины фундаментная плита, балки или плиты жесткости и др. Для многоарочных плотин желательны наи­более прочные основания.

Контрфорсные плотины можно строить в разнообразных кли­матических условиях и на высоких отметках над уровнем моря в горах, но в суровых условиях севера целесообразно возводить изолирующую стенку между контрфорсами со стороны нижнего бьефа для создания благоприятного теплового режима.

Наиболее экономичными по затратам по сравнению с гравитационными являются многоарочные бетонные плотины; плотины с плоскими перекрытиями могли бы конкурировать с ними лишь при напорах до 30-40 м, но они требуют затраты стальной арма­туры (до 40-50 кг/м3 бетона), поэтому в последнее время их поч­ти не строят.

Массивно-контрфорсные плотины требуют бетона несколько больше, чем бетонные многоарочные, но последние сложнее в про­изводстве работ и потому затраты на те или другие могут мало отличаться. В каждом конкретном случае вопрос решается срав­нением проектных вариантов плотины и учетом местных условий. Недостатками контрфорсных плотин по сравнению с гравита­ционными являются:

1) большая сложность производства работ по их возведению, в частности пропуска речных вод через строящуюся плотину, особенно на многоводных реках;

2) необходи­мость специальных мероприятий по обеспечению сейсмостойкости плотин (исключение - массивно-контрфорсные плотины);

3) вмногоарочных плотинах - чувствительность статически неопреде­лимых перекрытий к колебаниям внешней температуры и к осад­кам контрфорсов, осложнения при устройстве эксплуатационных водосбросов.

 Рис. 11.29 Массивные плотины: а - многоарочная плотина Даниель Джонсон (Маникуаган-5) в Канаде: 1 - центральный пролет 165,5 м; 2 - 13 береговых арок пролетом по 76,2 м; б - массивная контрфорсная плотина Клаивдог на р. Северн (Англия) в плане: 1 - круговые оголовки контрфорсов; 2 - водосливная грань, сборная из железобетонных балок; 3 - ступенчатые береговые лотки, отводящие воду в русло нижнего бьефа; 4 - водобойный колодец