RU2140485C1

RU2140485C1 - Hydraulic structure

Info

Publication number: RU2140485C1
Application number: RU98119218A
Authority: RU
Inventors: В.М. Лятхер; И.С. Румянцев; С.Д. Шрестха
Original assignee: Московский государственный университет природообустройства
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 1999-10-27

Abstract

FIELD: hydraulic power engineering. SUBSTANCE: hydraulic structure in the form of dam built of local materials that permits flood discharges through its crest and downstream slope has seepage layer, reinforcing section, and downstream slope cover in the form of corrosion-resistant net. Reinforcing section of net and safety cover of slope are unified strips arranged in tiers over dam height. Inner part of each tier passed through dam body is bent and joined with preceding one through dam height. External part of tier emerging to slope is lowered to preceding tier through dam height and joined with that tier in overlapping manner. Sides of strips are overlapping each other and joined together. Extreme bank strips are anchored in ground and covered with concrete. Seepage layer is arranged between anti- seepage member and rock mass; it is provided with exits to non- flooded levels ensuring air passage from dam body during initial moment of flood discharge. EFFECT: improved reliability and seismic stability of dam. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области гидротехники и касается гидротехнического сооружения, например платины из местных материалов, допускающей пропуск паводковых расходов через ее гребень и низовой откос. The invention relates to the field of hydraulic engineering and relates to a hydraulic structure, for example, platinum from local materials, allowing the passage of flood costs through its crest and downstream slope.

Известны гидротехнические сооружения из местных материалов, например плотины, допускающие перелив через гребень, имеющие укрепленные откосы из железобетонных плит или синтетических материалов. (АС СССР N 1117361, кл. E 02 B 3/14, 1983, АС СССР N 384963, кл. E 02 B 7/06, 1973). Известны также гидротехнические сооружения из местных материалов, например плотины, имеющие повышенную сейсмостойкость за счет размещения армирующих негрунтовых элементов в теле плотины (АС СССР N 681147, кл. E 02 B 7/06, 1979, АС СССР N 804759, кл. E 02 B 7/06, 1981). Known hydraulic structures from local materials, such as dams, allowing overflow over the ridge, with reinforced slopes of reinforced concrete slabs or synthetic materials. (USSR AS N 1117361, CL E 02 B 3/14, 1983, USSR AS N 384963, CL E 02 B 7/06, 1973). Also known are hydraulic structures made of local materials, for example, dams, which have increased seismic resistance due to the placement of reinforcing non-soil elements in the dam body (AS USSR N 681147, class E 02 B 7/06, 1979, USSR AS N 804759, class E 02 B 7/06, 1981).

Однако в известных гидротехнических сооружениях не обеспечивается их надежность в условиях, когда возможно сочетание сильных сейсмических воздействий и высокого паводка. However, in known hydraulic structures, their reliability is not ensured under conditions where a combination of strong seismic impacts and high floods is possible.

Целью изобретения является повышение надежности и экономичности гидротехнического сооружения, например плотины из местных материалов, располагаемого в зоне высокой сейсмической активности и допускающего пропуск паводковых расходов через гребень и низовой откос плотины. The aim of the invention is to increase the reliability and cost-effectiveness of a hydraulic structure, for example, a dam made of local materials located in a zone of high seismic activity and allowing flood flows through the crest and downstream slope of the dam.

Это достигается тем, что размещаемое в плотине армирование и защитное покрытие на низовом откосе выполнены в виде единой сетки, снабженной антикоррозионным покрытием, например оцинкованной и обеспечивающей надежную связь с грунтовой массой за счет местных изгибов сетки (по схеме сетки "рабица") и за счет поворота сетки в теле плотины. Сетка на откосе уложена с запуском на нижележащий ярус и соединена с сеткой нижнего смежного яруса. В теле плотины сетка также достигает предыдущего по высоте яруса и соединяется с ним. This is achieved by the fact that the reinforcement placed in the dam and the protective coating on the downhill slope are made in the form of a single grid equipped with a corrosion-resistant coating, for example galvanized and providing reliable communication with the ground mass due to local mesh bends (according to the “netting” grid pattern) and due to turning the net in the body of the dam. The grid on the slope is laid with the launch on the underlying tier and connected to the grid of the lower adjacent tier. In the body of the dam, the grid also reaches the previous tier and connects to it.

На чертеже изображена плотина с армированием и покрытием низового откоса сеткой. The drawing shows a dam with reinforcement and covering the bottom slope with a mesh.

Предложенное гидротехническое сооружение включает крепление гребня бетонными плитами 1 с маловодопроницаемыми швами; крепление низового водосливного откоса полосами из сетки 2, снабженной противокоррозионным покрытием, горную массу 3 со средней крупностью d, большей размера ячейки сетки 2, слой фильтрового материала 4, имеющего в бортовых примыканиях выходы на незатопляемые отметки (на чертеже не показано), противофильтрационный элемент, например, экран 5 с понуром. В основании низового откоса имеется уступ 6 из крупнозернистого материала. The proposed hydraulic structure includes fastening the crest with concrete slabs 1 with low permeability seams; fastening the lower drainage slope with strips of mesh 2, equipped with an anticorrosive coating, rock mass 3 with an average particle size d, larger mesh cell 2, a layer of filter material 4, which has exits to non-flood marks (not shown) in the side junctions, an anti-filter element, for example, screen 5 with ponur. At the base of the lower slope there is a ledge 6 of coarse-grained material.

Отдельные полосы сетки, уложенной поярусно, в теле плотины смыкаются с полосами сетки в предыдущем по высоте ярусе; на низовом откосе - соединены внахлест с сеткой предыдущего по высоте яруса. Separate strips of the mesh, laid in tiers, in the body of the dam merge with the strips of the mesh in the previous tier; on the bottom slope - overlapped with the grid of the previous tier in height.

Боковые зоны каждой полосы сетки перекрываются внахлест с каждой смежной полосой. Крайние, береговые полосы анкерятся в берег и покрываются бетоном. The lateral zones of each strip of the grid overlap with each adjacent strip. Extreme, coastal strip anchored to the shore and covered with concrete.

Работает гидротехническое сооружение следующим образом. При переливе паводка через гребень плотины происходит водонасыщение тела плотины с отжатием воздуха в слой фильтра 4 и по нему в береговые выходы на незатопленные отметки. Расход воды при малом напоре над гребнем плотины сосредоточивается в низовой части плотины и выходит в нижний бьеф через призму 6. Фильтрационный поток выносит мельчайшие частицы горной массы без нарушения несущей структуры скелета грунта. При некотором напоре H поток выходит на низовую поверхность откоса, начинающего работать как водослив с повышенной шероховатостью. Повышенная шероховатость поверхности откоса обеспечивает относительно большую глубину сжатого сечения на носке, что вместе с гидродинамическим действием фильтрационного потока обеспечивает существование поверхностного режима сопряжения в нижнем бьефе и отсутствие размывов дна вблизи плотины. Works hydraulic structure as follows. When the flood overflows over the crest of the dam, water is saturated with the dam body with air being squeezed into filter layer 4 and through it to the coastal outlets to unfilled elevations. The water flow at low pressure above the crest of the dam is concentrated in the lower part of the dam and reaches the downstream through prism 6. The filtration stream carries out the smallest particles of rock mass without disturbing the bearing structure of the soil skeleton. At a certain pressure H, the flow enters the lower surface of the slope, which begins to work as a spillway with increased roughness. The increased surface roughness of the slope provides a relatively large depth of the compressed section on the toe, which, together with the hydrodynamic effect of the filtration flow, ensures the existence of a surface conjugation regime in the downstream and the absence of bottom erosion near the dam.

Наличие сетки в теле плотины обеспечивает увеличение эффективного сцепления "C" горной массы на величину, примерно равную
ΔC = F/b,
где F - прочность полосы сетки шириной 1 м на разрыв,
b - расстояние по высоте между ярусами укладки сетки.The presence of a mesh in the body of the dam provides an increase in the effective adhesion "C" of the rock mass by approximately equal
ΔC = F / b,
where F is the tensile strength of a strip of mesh 1 m wide,
b is the height distance between the tiers of the grid.

Повышение эффективного сцепления "C" горной массы в условии прочности по Мору-Кулону вместе с увеличением коэффициента фильтрации горной массы за счет суффозионного выноса мельчайших частиц гарантирует повышение сейсмостойкости основного тела плотины и ее низового откоса. An increase in the effective adhesion “C” of the rock mass under the Mor-Coulomb strength condition, together with an increase in the rock filtration coefficient due to the suffusion removal of the smallest particles, guarantees an increase in the seismic resistance of the main body of the dam and its bottom slope.

Высокая сейсмостойкость верхового откоса обеспечивается за счет прижимного действия фильтрационных сил и, при необходимости, за счет армирования с использованием грунтоцементных прослоек или армирования сеткой по той же схеме, что и для низового откоса. High seismic resistance of the uphill slope is ensured by the pressing action of the filtration forces and, if necessary, due to reinforcement using soil-cement layers or mesh reinforcement according to the same scheme as for the downhill slope.

Claims

1. A hydraulic structure made of local materials, for example, a dam that allows water to flow over the ridge, having a filter layer, reinforcing and covering the bottom slope from a mesh with anti-corrosion properties, characterized in that the reinforcing part of the mesh and the protective covering of the slope are made in the form of uniform strips in tiers the height of the dam so that the inner part of the tier, passing in the body of the dam, is curved and connected to the previous tier in height, the outer part of the tier, which goes to the slope, is lowered down to the previous tier and lapped with him.

2. The construction according to claim 1, characterized in that the lateral sides of the strips overlap and are interconnected, and the extreme coastal strips are anchored into the ground of the coast and covered with concrete.

3. The construction according to claim 1, characterized in that the filter layer is located between the antifiltration element and the rock mass and has exits to non-flood marks that allow air to pass from the dam body at the beginning of the flood.