Labirint-perm.ru

Лабиринт Пермь
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Верховой откос плотины это

Грунтовые плотины

Плотины возводятся в целях создания искусственных водоемов. Одним из самых распространенных типов плотин является грунтовая их разновидность, само ее название говорит о том, что в качестве основного материала для возведения плотины служит грунт.

Такой тип плотин достаточно распространен, в основном потому, что грунт — это тот материал, который не требует использования дорогостоящей технологии добычи. Немаловажен и тот факт, что грунтовая плотина может возводиться в практически любом климатическом поясе, также её строительство не имеет ограничений по высоте и ширине.

Несправедливым было бы утверждать, что грунтовые плотины лишены недостатков. Конечно же, они есть. Сюда можно отнести и то, что в теле строения имеется в наличии фильтрационный поток, кроме того, довольно большие объемы воды могут быть утрачены в результате того, что грунт имеет высокую водопроницаемость.

Отметим и сложности, сопряженные со строительством грунтовых плотин в условиях длительных по времени отрицательных температур воздуха, неравномерных осадков по продольному и поперечному профилям.

Типы земляных плотин

Все грунтовые плотины можно подразделить на несколько типов в зависимости от того, как именно осуществлялись работы. Так, выделяют конструкции с отсыпкой грунта насухо, с отсыпкой в воду, с механическим уплотнением материала, намывные плотины и те, что создаются при помощи направленных взрывов.

Ещё одно подразделение на типы зависит от конструкции препятствующих фильтрации устройств и тела самой плотины. Тут принято выделять плотины из неоднородного и, напротив, однородного грунта, с экраном из негрунтового или грунтового материала, с диафрагмой, выполненной из негрунтового материала и ядром из грунтового материала.

В зависимости от того, какие именно противофильтрационные меры были приняты при строительстве плотины, выделяют плотины с диафрагмой, замком, зубом, инъекционной или висячей завесой, со шпунтовой стенкой. Могут также использоваться комбинации из этих конструкций.

Если говорить о разделении грунтовых плотин на классы в соответствии со СНиП, то такая классификация подразумевает наличие четырех классов. От того, какой класс имеет плотина, напрямую зависят используемые расчетные характеристики.

Рисунок: Противофильтрационные устройства в основании грунтовых плотин:

a — зуб; б — замок; в — шпунтовая стенка; г — шпунтовая стенка в сочетании с зубом; д — инъекционная завеса, доведенная до водоупора; e — висячая инъекционная завеса; ж — понур в сочетании с экраном

При строительстве грунтовой плотины основополагающим этапом принято считать выбор вида её створа. Располагают створ в зависимости от того, каковы в данной местности топографические, инженерно-геологические и гидрогеологические условия. Такие условия влияют на водопроницаемость грунта, а также на его прочностные качества. Для определения объемов воды и расчетных расходов требуется проведение гидрологических изысканий, в процессе которых намечают несколько мест для расположения створов. Выбирается один из них на основе анализа технико-экономических показателей, а сам результат изысканий оформляется как чертеж с пояснительной запиской.

В плотинных водоемах, которые были созданы при помощи грунтовых плотин, различают 3 уровня поверхности воды. УМО — уровень мертвого объема, НПУ — так называют нормальный подпорный уровень и ФПУ — аббревиатура от словосочетания «форсированный подпорный уровень» (самый верхний).

Принято обозначать специальными терминами верхнюю и нижнюю часть поперечного сечения плотины, которое образует трапецию. Верхняя часть этой трапеции называется гребнем, нижняя же — подошвой.

Огромное значение при строительстве плотины имеют характеристики грунта. Нормативы предписывают исключать из применяемых материалов грунты с содержанием более пяти процентов водорастворимых солей, к ним относят хлоридные и сульфатно-хлоридные типы, содержание же сульфатных солей не должно превышать двух процентов общей массы грунта. Ещё один тип грунтов, не используемый в строительстве плотин — грунт в котором содержится более восьми процентов неразложившихся органических соединений.

Читать еще:  Лента для пароизоляции откосов

Геология и оценка грунтов

Во время проведения оценки грунтов, используемых для основания плотины, следует обращать внимание на наличие суффозионных грунтов, а также на избыточное поровое давление при консолидации грунта. Если в месте расположения плотины имеются иловые грунты, нужно предусмотрите систему дренирования основания, также этот фактор должен сигнализировать об ограничении плотины по высоте и более низких темпах возведения плотины. Если в основании имеется торф, то плотина должна возводиться с учетом его осадки, степень же разложения торфа должна быть не менее пятидесяти процентов. Грунты с имеющимися в них корневыми системами растений и ходами животных-землероев следует удалить.

Что касается создания противофильтрационных систем, то их следует выполнять из грунтов с низкими характеристиками водопроницаемости — глин, суглинков, глинобетона. Ещё в таких целях нередко используют асфальт, бетон, полимерные материалы. Допускается использование торфа со степенью разложения не менее пятидесяти процентов для экранов и понуров.

Откосы плотин из грунта испытывают давление со стороны волн, и показатели этого давления нужны для определения оптимальной высоты конструкции. При определении показателей используют специальную формулу, которую можно найти в справочных изданиях.

Основные расчеты

Для этого следует знать высоту волны, ее длину и период повторяемости. Кроме высоты наката волны, требуется определить ещё и высоту ветрового нагона волны. Для этого существует формула вида h= 2*10-6 W2D/gH*cos a3

За W принимают скорость ветра заданной вероятности превышения, измеряемую в м/с; D — длина разгона волны в метрах; g — ускорение силы тяжести, м/c 2 ; Н—средняя глубина воды в зоне ветрового нагона в метрах; αB — угол между продольной осью водоема и направлением ветра, измеряемый в градусах.

При расчете показателей конструктивных элементов плотины обращают внимание на максимальную высоту плотины и ширину её гребня. Гребень обычно применяется для прохода и проезда транспорта. В таком случае ширина гребня определяется той категорией дороги, которая по нему будет проходить, однако в любом случае она должна быть не менее пяти метров. Если на гребне не планируется проезд транспорта, его ширина может составлять от трех метров.

При расчете отметки гребня плотины, исходя из условия о недопустимости перелива воды, то есть превышения d над расчетным форсированным уровнем, используется формула

где hH — величина наката волны на мокрый откос в метрах; h — величина ветрового нагона волны в метрах; α— конструктивный запас. Последний берется как большее из значений 0,5 метра или 0,1/г 1% (высоты волны в метрах с вероятностью превышения 1 %).

Рисунок: Поперечное сечение грунтовой плотины:

1 — верховой откос; 2 — берма верхового откоса; 3 — упор крепления; 4 — крепление верхового откоса; 5 — гребень плотины; 6 — тело плотины; 7 — низовой откос; 8 — берма низового откоса; 9 — крепление низового откоса; 10 — дренажная призма; 11 — естественная поверхность грунта; 12 — основание плотины; 13 — замок; 14 — водопроницаемое основание плотины; 15 — водопроницаемое основание плотины; H — высота плотины

Мокрый откос плотины, подверженный воздействию волн, как правило, укрепляют прочными материалами. На крупных сооружениях часто применяют бетонные и железобетонные плиты, толщину которых также высчитывают по специальной формуле.

Читать еще:  Дверные откосы наружной двери установка

Земляные плотины.

Земляные плотины широко применяют почти при всех видах водохозяйственного строительства. Они просты по конструкции и долговечны. Латсриалы для их возведения (суглинистый и супесчаный грунты, а для отдельных их частей песок, гравийно-песчаные смеси и глина) почти всегда имеются на месте строительства. По своим технико-экономическим показателям земляные плотины успешно соперничают с другими типами плотни из местных материалов при напорах до 80 м.
По способу производства работ земляные плотины подразделяют на два основных типа: насыпные с искусственным уплотнением укладываемого в тело плотины грунта; намывные и полунамывные, которые строят с применением средств гидромеханизации.
Земляные и каменнонабросные плотины, возводимые с помощью направленных взрывов, относят к насыпным.
Высота земляных плотин достигает 120 м (р. Дюране, Франция). В СССР плотина на р. Иори (Грузинская ССР) имеет высоту 84,8 м, а на р. Куре у Мингечаурской ГЭС (Азербайджанская ССР) —80,0 м.
Профиль тела земляной плотины из однородного материала имеет форму трапеции и состоит из ряда конструктивных элементов, выполняющих определенные функции (рис. 2.4).

Тело плотины должно быть устойчиво при полном напоре воды на нее и при опорожнении водохранилища. Верховой откос надежно защищают от силовых воздействий ветровых волн и ударов плавающих тел, низовой — от размыва ливневыми и талыми водами. При наличии дороги на гребне плотины его укрепляют защитным покрытием. Откосы плотины не должны разрушаться в результате промерзания. При полном напоре на плотину фильтрация через ее тело и в основание не должна быть значительной, а появление фильтрующейся через него воды на низовом откосе недопустимо.
Величина заложения (крутизна) откосов земляной плотины, при которой обеспечивается их устойчивость, определяется способностью грунта, насыщенного водой, оказывать сопротивление сдвигу и зависит от угла внутреннего трепня грунта и удельного сцепления в нем.

При сооружении высоких земляных плотин крутизна откосов должна быть переменной: в верхней части откосы крутые, у основания — более пологие. Крутизна откосов и размеры профиля земляной плотины зависят от природных свойств грунта и от способов его укладки.
Верховые откосы защищают от разрушения с помощью бетонных плит, каменном наброски, каменной мостовой, укладываемых по слою обратного фильтра. Низовой откос укрепляют одерновкой или посевом трав.
Конструкции дренажа земляных плотин весьма разнообразны. Обычно дренаж представляет собой упорную (см. рис. 2.4) или прислонную 1 каменную призму, сквозь которую профильтровавшаяся вода свободно уходит в и. б.
1Несколько слоев песчаного или гравелистого материала разной крупности. уложенного так. что слон, представленный мелкими частицами, обращен навстречу фильтрационному потоку.
Прислонная дренажная призма укладывается на откосе (прислоняется к нему).

По плоскости соприкосновения дренажа с откосом плотины укладывают обратный фильтр. Задача фильтрационною расчета земляной плотины состоит в выявлении при принятых размерах условий движения в ее теле фильтрационного потока и влияния его на устойчивость низового откоса плотины и основания. Кривая депрессии должна размещаться в теле земляной плотины ниже глубины его промерзания и сопрягаться с дренажным устройством.
Тело земляной плотины при отсутствии в достаточном количестве на месте строительства маловодопроницаемого грунта может быть выполнено и из разных грунтов неоднородная (смешанная) плотина. Маловодопроницаемые грунты укладывают в центр профиля плотины но всей ее длине, образуя так называемое ядро, плотина с ядром (рис. 2.5 а) или ими покрывают верховой откос, образуя покрытие, называемое экраном, плотина с экраном (рис. 2.5, б). Ядро и экран выполняют обычно из суглинка и сопрягают с основанием плотины с помощью зуба или шпунтовой стенки, доводя их до водоупора. При глубоком залегании водоупора к экрану со стороны в. б. присоединяют понур горизонтальный водонепроницаемый участок экрана, который выполняют из того же грунта, что и экран (рис. 2.5, в).
Назначение ядра и экрана — уменьшить фильтрацию через земляную плотину. Будучи выполненными из суглинка, они обладают достаточной пластичностью и при усадке тела плотины, оседая вместе с ним. не дают трещин.
Для защиты от промерзания суглинистые экраны покрывают слоем песка и гравия (щебня) толщиной 1-1,5 м. у основания плотины и толщиной не меньше глубины промерзания выше максимального подпорного уровня.
Жесткие экраны из бетона и железобетона дороже суглинистых и из смеси глины с песком; кроме того, при осадке тела плотины они обычно повреждаются и поэтому распространения не получили. В настоящее время применяют гибкие экраны из материалов, полученных на основе битумов и полимеров (асфальтобетон, пластобетон, полиэтиленовая пленка).
Если в районе строительства нет грунта для ядра или понура, их заменяют диафрагмой — плотины с диафрагмой (рис. 2.5 г). Диафрагмы выполняют из армобетона, железобетона. реже из древесины, обработанной антисептиками. Верх диафрагмы располагают выше самого высокого уровня воды в в. б., а низ заглубляют в основание и надежно сопрягают с водоупором.
В рассмотренных типах земляных плотин насыпка их тела производится грунтом, привозимым из карьера. Грунт укладывают слоями, слабо наклоненными в сторону верхового откоса, толщиной 0,20—0,25 м и укатывают катками для придания ему надлежащей плотности. Поэтому эти плотины называют также укатанными.

Читать еще:  Утепление пластиковых откосов самостоятельно

При строительстве намывных земляных плотин грунт в тело подается в разжиженном состоянии (в виде пульпы) вместе с водой, которой он был размыт на месте разработки. Для предохранения от растекания пульпу направляют в пространство, огражденное небольшими дамбочками.

Если места сброса пульпы расположены возле дамб, здесь из нее выпадают и откладываются более крупные частицы грунта; более мелкие уносятся водой в центральную, пониженную часть образовавшегося бассейна, где они отстаиваются, а вода профильтровывается и частью сливается в реку. Намыв один ярус плотины, возводят на нем новые дамбочкн и повторяют операцию намыва. Намывная плотина относится к типу неоднородных. В центре ее образуется ядро из маловодопроницаемого грунта, а по сторонам располагаются водопроницаемые крупнозернистые грунты. При этом переход от ядра к боковым частям профиля тела плотины происходит постепенно.
В земляных плотинах, возводимых полунамывным способом, грунт привозят на место укладки в состоянии естественной влажности и набрасывают в виде валов по сторонам будущею тела плотины. Эти валы затем размывают струен воды, мелкие частицы при этом сносятся водой к центру, и получается намывной профиль.
Наиболее пригодными грунтами для возведения намывных плотин являются грунты средней крупности, содержащие примеси как глинистых, так и гравелистых частиц.
Все типы земляных плотин выполняют глухими, устраивая водосбросные отверстия вне их.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector