Назначение размеров основных элементов плотины

Бетонные водосбросные плотины на нескальном основании, как правило, имеют следующие основные элементы: фундамент­ную плиту, водосливную грань, быки и устои, деформационные швы и их уплотнения, водобой и рисберму с ковшом, противофильтрационные устройства (понур, шпунты, буро бетонные стенки, зубья, противофильтрационные завесы), дренажи в теле плотины и в основании.

Бетонные плотины на скальном основании включают такие же элементы, но в них отсутствуют фундаментная плита, шпунт и редко применяют понур и буробетонную стенку.

Конструирование отдельных элементов подземного контура плотины

Понур

Назначение понура - уменьшать фильтрационный расход и снижать противофильтрационное давление в основании плотины путем удлинения путей фильтрации.

По конструкции понурыподразделяются на гибкие, выполняемые из глинистых грунтов, асфальтовых, полимерных и других материалов, и жесткие в виде покрытий из бетона и железобетона, а также смешанной конструкции из гибкого и жесткого участков.

На глинистых и суглинистых основаниях устраивают водонепроницаемыепонуры, на песчаных основаниях - гибкие малопроницаемые понуры.Коэффициент фильтрации понурадолжен быть в 50 и более раз меньше коэффициента фильтрации грунтов основания.

Толщинагрунтового понура должна быть

, (4.1)

где: - потеря напора от начала подземного контура до рассматриваемого вертикального сечения понура;γ _n - коэффициент надежности по ответственности сооружения; J_cr,m -критический средний градиент напора для материала понура, определяемый в соответствиисоСНиП [8].Принимают следующие значения J_cr,m: для глин в пределах от 6 до 10, для суглинков - в пределах от 4 до 5, для бетона - 15, для асфальтобетона - 20.

Минимальная толщина грунтового понура - 0,5 м, а в месте примыкания к плотине 1÷3 м.

Длина понура составляет обычно(1÷1,5) H, но не более (2÷2,5) H. Большая величина назначается в схеме с висячим шпунтом (шпунтом, не доведенным до водоупора).

, (4.2)

Минимальная отметка НБ соответствует пропуску санитарного попуска Q _сан.

Анкерные понуры выполняют обычно в виде железобе­тонных плит толщиной 0,4÷0,7 м с гидроизоляционным покры­тием поверху из битумных и полимерных материалов [5,рис.7.12]. Продольную арматуру железобетонного анкерного понура заделывают в фундаментную плиту плотины.

Длинуанкерного понура назначают:

. (4.3)

Эффективность анкерного понура повышается при устрой­стве над ним противофильтрационного слоя из глины толщиной 2÷3 м и сверху грунтовой пригрузкитолщиной, соответствующей глубине промерзания.

Дляпонуров всех видовследует предусматривать пригрузку ихгрунтом, который предохраняют от размыва креплением в виде бетонных плит или каменной наброски.

Шпунтовые стенки и завесы

Шпунтовая стенка. В гидротехническом строительстве применяют шпунты стальные, железобетонные и реже деревянные. Стальные шпун­товые противофильтрационные стенки тол­щиной 8÷10 мм устраивают из плоского (ШП) или корытообразного (ШК) шпунта, который выпускается длиной 12÷25 м. Чаще всего применяют плоский шпунт.

Железобетонные шпунты могут применяться не только в мягких грунтах, но даже в щебенистых. Толщина шпунта 10÷15 см. Водонепроницаемость достигается устройством специального замка. Преимуществом железобетонных шпунтов является возможность изготовления их на стройке.

Длину коро­левого висячего шпунта, устраиваемого у верхней грани фунда­ментной плиты, принимают равной , где - напор на со­оружении, но не более 20÷22 м. Забивку королевого шпунта обычно производят на глубину до 0,5 Н, а на низких плотинах до 1,5 Н.

При наличии в основании на доступной глубине водонепроницаемого грунта шпунт заглубляют в него на 1 м.

Противофильтрационные завесы или буро бетонные стенки применяют в тех случаях, когда невозможна забивка шпунта вследствие содержания большого количества валунов, прослоек скалы в грунте или когда основание сложено скальными грунтами. Толщина противофильтрационной завесы долж­на быть

, (4.4)

где - потери напора на завесе (расчеты в разделе 6); - коэффициент надежности по ответственности сооружения [3]; - критический градиент напора на завесе следует принимать в зависимости от вида грунтов основания [1]: в мелкозернистых песках - 4, средне- и крупнозернистых песках - 5, в гравийно-галечниковом грунте - 8, в скальных грунтах- 15.

Расстояние от напорной грани до оси цементационной завесы назначают в пределах , где - ширина подошвы плотины.

Глубину цементационной завесы принимают равной , где .

Расстояние между рядами цементационных скважин, а также между скважинами в ряду составляет от 1,5÷2 м до 3÷4 м в зависимости от трещиноватости скалы. Обычно один ряд таких скважин обеспечивает толщину завесы равную примерно трем метрам.