Плотина из грунтовых материалов

 

Тело плотины отсыпается из среднезернистого песка, а противофильтрационные устройства (экран и понур) - из суглинка, основные характеристики этих грунтов были приведены выше.

 

Конструирование поперечного профиля и элементов плотины: гребня, берм, откосов, дренажа, противофильтрационных устройств и др.

 

Гребень плотины

При устройстве по гребню плотины автодороги его размеры зависят от категории дороги. Так гребень плотины с автодорогой III категории имеет следующие размеры:

 

Ширина, м.
Проезжей части	Обочин	Разделительной полосы	Гребня плотины
7,0	2,5	-	12

 

Для отвода поверхностных вод гребню плотины придается односторонний или двусторонний уклон, а на обочинах устраиваются ливнестоки.

По краям гребня устраивается ограждение в виде надолб с шагом 4 м.

Возвышение гребня плотины над НПУ:

 

,м

 

где а - запас возвышения гребня плотины, принимаемый для всех классов плотин не менее 0,5 м;

- ветровой нагон воды в верхнем бьефе

 

 

Здесь  - угол между продольной осью водоема и направлением ветра;

 - расчетная скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью водоема, м/с;

L= 8000 м - длина разгона волны;

d- глубина воды в ВБ при расчетном уровне, м;

 - коэффициент, зависящий от .

Скорость ветра на высоте 11 м V_z равна 11 м/с, переход от этой скорости к скорости на высоте 10 м осуществляется по формуле:

 

kz	1,1	1	0,9
Z, м.	5	10	20

_z=0,99

 

 

Первое приближение:

Второе приближение:

Окончательно принимаем .

- высота наката на откос волн обеспеченностью 1%, м.

.

 

Здесь - коэффициенты шероховатости и проницаемости откоса

 - коэффициент, зависящий от заложения верхового откоса и расчетной скорости ветра .

 

 

 

Высота волны 1%-ной обеспеченности

 

 

Рис.1

 

 - средняя высота волны, которая зависит от безразмерных величин gt/V_w и gL/ V_w².

 

 

 

 

 

Возвышение гребня плотины определяется:

Таким образом, отметка гребня плотины:

 

 

Откосы плотины

Коэффициенты откосов т_в и m_н при относительно небольшой высоте плотины назначают на основании данных практики; в случае же достаточно высокой плотины предварительно намеченные откосы подвергают поверочному статическому расчету. При этом коэффициент откоса земляной плотины m = ctgθ=2...4; редко в практике плотиностроения встречаются m≤1,75 и m=4,5...6,0 и выше.

Для плотины высотой 15,8 м. предварительно принимаем коэффициенты заложения откосов: верхового - m₁=3,0; низового - m₂=2,5.

На верховом откосе плотины устраивается берма в конце основного крепления - на отметке 266 м., создавая ему необходимый упор. Ширина бермы - 3 м.

На низовом откосе плотины для сбора и отвода дождевых и талых потоков также устраивается берма шириной 3 м., на отметке 267,4, т.е. на середине откоса.

 

Крепление откосов

Крепление земляных откосов устраивают для защиты их от следующих воздействий:

- размыва течением или волнением воды в бьефе;

- разрушения льдом;

- размыва фильтрационным потоком воды, вытекающей из тела плотины (из пор грунта), например при снижении уровня воды в бьефе или откате волн;

- размыва дождевыми водами, стекающими по откосу плотины (низовому), а также по откосу берега в нижнем бьефе;

- разрушения под воздействием ветра;

- прорастания растений с сильно развитой корневой системой;

- проникания землеройных животных;

- пучения глинистого грунта в зимний период или усадки его летом, когда грунт надводной части откоса может пересыхать и давать трещины. С учетом перечисленных факторов, а также интенсивности их воздействия и устанавливают тип покрытия откоса.

Крепление из монолитных железобетонных плит.

В плане они имеют обычно прямоугольную форму с соотношением сторон , где b_sl=0,4λ-меньшая сторона, располагаемая перпендикулярно урезу воды(но не больше 20 м).

Принимаем =5,0

Толщина монолитных железобетонных плит определяется из условия их устойчивости по формуле:

 

 

где k = 0,11 -при закрытых швах

ρ_п = 2500 кг/м³ -плотность материала плиты.

Железобетонные плиты бетонируются по подготовке в виде однослойного обратного фильтра толщиной 40 см.

Верхней границей основного крепления является гребень плотины. Нижняя граница - на отметке 270 м., заглубленной на величину  под УМО. Нижняя граница облегченного крепления - меньше на величину H_кр от основного крепления, т.е отметка 265,98м.

Низовой откос защищается от разрушения атмосферными осадками, посевом трав по слою растительного грунта толщиной 0,25 м.