Разрезка бетонных плотин швами

В бетонных плотинах следует предусматривать постоянные (меж секционные и швы-надрезы) и временные (строительные) деформационные швы. Швы устраивают для обеспечения монолитности бетона секций плотины между швами при неравномерной осадке плотины и неравномерного распределения температуры в теле плотины.

Размеры секций плотин и блоков бетонирования следует определять в зависимости от:

- вида и высоты плотин, размера секции здания ГЭС, а также расположения в плотинах водопропускных отверстий, в том числе турбинных водоводов;

- методов возведения плотины;

- формы поперечного сечения русла;

- геологического строения и деформируемости основания плотины;

- климатических условий района строительства.

В плотинах на нескальном основании раз­резку швами в основном производят по осям бычков, во избежа­ние возможности заклинивания затворов. На глинистых грунтах разрезают каждый бык, на гравийно-песчаных - через 2-3 пролета. Рас­стояние между температурно-осадочными швами 20-40 м.

В водосбросных секциях с 2-3-мя пролетами для уменьшения температурных напряжений устраивают швы-надрезы между быком и водо­сливом от гребня до фундаментной плиты.

Деформационные температурно-осадочные швы устраивают вертикальными шириной 4-5 см в верхней части и 1-1,5 см в пределах фундаментной плиты. Ширина швов-надрезов - 1-2 см.

Уплотнение швов осуществляется в виде шпонок. Конст­рукции шпонок и схемы их размещения приведены в [1, 5].

Расстояние меж секционными швами в бетонных сооружениях на скальном основании должно быть не более 30 м [1], но по опыту гидротехнического строительства на территории России ширина секций не должна превышать 20м.

Температурные швы для плотин на скальном основании следует принимать шириной 0.5÷1 см на расстоянии не более 5 м от лицевых граней и гребня, а внутри тела плотины 0.1÷0.3 см.

Быки

Размеры быков водосбросных плотин следует назначать в зависимости от типа и конструкции затворов, размеров водосбросных отверстий, эксплуатационных и аварийных выходов из продольных галерей, а также размеров и конструкции мостовых пролетных строений.

Примерную толщину неразрезного быка можно назначить по [5, рис. 7.30], минимальная конструктивная толщина равна 2÷2.5 м. Разрезной бык состоит из двух полу быков, их суммарная толщина обычно на 1÷1,5 м больше, чем неразрезного.При этом толщину пазового перешейка быка во всех случаях необходимо назначать не менее 0,8 м.

Головная часть быка обычно имеет обтекаемую в плане форму. В нижнем бьефе отметку верха уступа быка при­нимают примерно на 1-2 м выше максимальной отметки уровня нижнего бьефа.

Пазы рабочих затворов располагают обычно на линии гребня водослива, быки при этом чаще всего выдвигают в верхний бьеф (рис. 2.1). Размеры пазов зависят от типа и конструкции затвора, для плоских затворов ширина паза составляет от 1 до 4-х метров. Пазы ремонтных затворов со стороны верхнего бьефа размещают на расстоянии 1÷1,5 м от рабочего затвора, чтобы обеспечить удобные условия дляпроведения ремонтных работ на рабочем затворе.

При использовании сегментных затворов пазы не устраивают.

Некоторые схемы верха быка приведены в [5, рис. 7.32].

Устои

Устои плотин предназначены для защиты примыкающей к водосливу земляной плотины, или берега от размыва водой, сбрасываемой через водослив; для обеспечения плавного подхо­да потока к водосливу и плавного его растекания в нижнем бье­фе; для предотвращения опасного воздействия фильтрации в зо­не примыкания водосливной плотины к земляной или берегу; также они служат опорами для затворов и мостов.

Различают устои сопрягающие, устраиваемые для сопряже­ния водосливной плотины с грунтовой или с берегом (береговой устой), и раздельные (в виде раздельных стенок), которые отде­ляют водослив от глухой бетонной плотины или здания ГЭС. Раздельные устои состоят из трех основных элементов: про­дольной подпорной стенки, играющей роль берегового быка (в пределах фундаментной плиты водослива), верховой сопрягаю­щей стенки (в пределах понура) и низовой сопрягающей стенки, часто их называют открылками. На нескальных основаниях продольная стенка устоя обычно со­ставляет одно целое с фундаментной плитой водослива. С вер­ховой стороны продольной стенки устоя обычно устраивают диафрагму (шпору) длиной около 0,6 Н (H - расчетный напор), врезаю­щуюся в тело земляной плотины или в берег. Сопрягающие стенки в пределах понура (верховой открылок) и в пределах во­добоя и рисбермы (низовой открылок) проектируют в виде подпорных стен, например[5, рис. 7.23, 7.25].

Высота устоев, как правило, не может быть выше 30÷35 м, поэтому сопряжение высоких (более 35 м) бетонных плотин с грунтовыми плотинами, как правило, осуществляют за счет введенияглухой бетонной плотины в грунтовую плотину. В результате откосы грунтовой плотины частично закрывают напорную и низовую грани этой части бетонной плотины. Примером такого технического решения является плотина Богучанской ГЭС.

Дренаж тела бетонных плотин

Вдоль напорной грани плотин следует предусматривать устройство дренажа в виде вертикальных скважин (дрен), имеющих выходы в продольные галереи, или горизонтальных дрен, приуроченных к ярусам бетонирования и имеющих выходы в смотровые шахты, расположенные в межсекционных швах плотины.

Диаметр вертикальных дренажных скважин следует принимать 10 - 30 см; расстояние между осями дрен - 2 - 3 м.

Горизонтальные дрены трапецеидального или прямоугольного сечения площадью 400 - 800 см² следует располагать по высоте плотины через 2 - 3 м.

Расстояние от напорной грани плотины до оси дренажа , а также до верховой грани продольной галереи следует назначать не менее 2 м при соблюдении условия

 

, (3.5)

где: - напор над расчетным сечением;

- коэффициент надежности по ответственности сооружения,

- критический средний градиент напора для бетона плотины;

 

Величину критического среднего градиента напора надлежит принимать:

для гравитационных и массивно-контрфорсных плотин - 25.

Галереи в теле плотины

В теле плотины необходимо предусматривать продольные и поперечные галереи. По высоте плотины галереи следует располагать через 15 - 40 м. Одну из продольных галерей следует проектировать выше максимального уровня нижнего бьефа для обеспечения самотечного отвода воды из всей вышележащей части плотины.

Размеры галерей, устраиваемых для цементации основания и строительных швов плотины, создания и восстановления вертикального дренажа, следует принимать минимальными, но при этом обеспечивающими провоз и работу бурового, цементационного и другого оборудования.

Галереи, предусмотренные для сбора и отвода воды, контроля состояния бетона плотины и уплотнения швов, размещения КИА и различного рода коммуникаций следует назначать шириной не менее 1,5 м, высотой - не менее 2,5 м.