SU1104198A1

SU1104198A1 - Method of protecting dam against cracking and device for effecting same

Info

Publication number: SU1104198A1
Application number: SU823476405A
Authority: SU
Inventors: Георгий Яковлевич Булатов; Владимир Александрович Леонов; Алексей Сергеевич Малахов; Виктор Петрович Кумейко; Сергей Сергеевич Горский; Владимир Владимирович Беляков; Александр Георгиевич Булатов; Олег Владимирович Казакевич
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина; Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт галургии
Priority date: 1982-07-28
Filing date: 1982-07-28
Publication date: 1984-07-23

Abstract

1. Способ защиты плотины от трещинообразовани , включающий ликвидацию опасных зон, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности работы плотины, поверхность плотины в зоне образовани трешин подвергают многократному силовому воздействию , включа укладку на гребень плотины локальной пригрузки, достаточной дл см ти трещины, и сохранение этой пригрузки до окончани процессов, вызывающих трещинообразование . 2.Устройство дл защиты плотины от трещинообразовани , содержащее уложенные в тело насыпи армирующие элементы, отличающеес тем, что, с целью повышени надежности работы плотины, на примыкающих к гребню част х верхового и низового откосов плотины выполнены упорные элементы , между которыми отсыпана армированна грунтова пригрузка. 3.Устройство по п. 2, отличающеес тем, что упорные элементы выполнены в виде (Л соединенных между собой стенок. 4.Устройство по п. 3, отличающеес тем, что стенки выполнены в виде трехшарнирных арок, которые снабжены имеющи.ми свободный ход зат жками. 5.Устройство по п. 3, отличающеес тем, что стенки выполнены парусного типа, а соединение стенок в поперечном к плотине направлении осуществлено анкерами-зат жками , снабженными на концах пружинными регул торами усили нат жени . фиг./1. A method of protecting a dam from cracking, including the elimination of hazardous zones, characterized in that, in order to increase the reliability of the dam, the surface of the dam in the zone of formation of cracks is subjected to multiple impacts, including laying on the crest of the dam, a local load sufficient to see the crack, and the preservation of this pre-load until the end of the processes causing the cracking. 2. A device for protecting the dam from cracking, containing reinforcing elements laid into the body of the embankment, characterized in that, in order to increase the reliability of the dam, on the parts of the upper and lower slopes of the dam adjacent to the ridge there are made resistant elements between which reinforced soil preload is poured . 3. The device according to claim 2, characterized in that the stop elements are made in the form of (L interconnected walls. 4. The device according to claim 3, characterized in that the walls are made in the form of three-hinged arches, which are provided with available free running 5. The device according to claim 3, characterized in that the walls are made of sailing type, and the walls are connected in a direction transverse to the dam by means of anchors, provided with spring-loaded tension-force adjusters at the ends.

Description

Изобретение относитс к гидротехническим сооружени м и может быть применено при возведении плотин из грунтовых материалов преимущественно на подрабатываемых подземными выемками территори х.The invention relates to hydraulic structures and can be used in the construction of dams from soil materials, mainly in areas undermined by underground excavations.

Известен способ защиты плотины от трещинообразовани путем нарезки в ней швов, заполн емых несв зным грунтом 1.There is a known method of protecting a dam from cracking by cutting seams in it filled with non-bonded soil 1.

Недостатком способа вл етс сравнительно высока трудоемкость работ.The disadvantage of this method is the relatively high complexity of the work.

Известно устройство дл защиты плотины от трещинообразовани , включающее систему взаимно пересекающихс щвов, заполненных несв зным грунтом и снабженных противофильтрационными и дренажными элементами 1.A device for protecting a dam from cracking is known, which includes a system of mutually intersecting gaps, filled with non-bonded soil and provided with anti-seepage and drainage elements 1.

Недостатком устройства вл етс его высока стоимость.The disadvantage of the device is its high cost.

Наиболее близким к изобретению вл етс способ защиты плотины от трещинообразовани , включающий ликвидацию опасных зон. Ликвидаци трещин осуществл етс путем их перекрыти противофильтрационными элементами 2.Closest to the invention is a method for protecting a dam from cracking, including the elimination of hazardous areas. The elimination of cracks is carried out by blocking them with anti-filtration elements 2.

Недостатком известного способа вл етс возможность дальнейшего развити трещин при подработке основани .The disadvantage of this method is the possibility of further development of cracks during the working of the base.

Наиболее близким к изобретению вл етс устройство дл защиты плотины от трещинообразовани , включающее уложенные в тело насыпи армирующие элементы 3.Closest to the invention is a device for protecting the dam from cracking, including reinforcing elements 3 laid in the embankment body.

Недостатком известного устройства вл етс возможность образовани трещин в плотине при значительных подработках основани .A disadvantage of the known device is the possibility of formation of cracks in the dam with significant underworking of the base.

Цель изобретени - повыщение надежности работы плотины.The purpose of the invention is to increase the reliability of the dam.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу поверхность плотины в зоне образовани трещин подвергают многократному силовому воздействию, включа укладку на гребень плотины локальной пригрузки , достаточной дл см ти трещины, и сохранение этой пригрузки до окончани процессов, вызывающих трещинообразование .This goal is achieved in that according to the method, the surface of the dam in the zone of formation of cracks is subjected to multiple impacts, including laying on the crest of the dam a local load sufficient to see the crack, and preserving this load until the end of the processes causing cracking.

Кроме того, в устройстве дл осуществлени способа на примыкающих к гребню част х верхового и низового откосов плотины выполнены упорные элементы, между которыми отсыпана армированна грунтова пригрузка.In addition, in the device for carrying out the method, on the parts of the upstream and downstream slopes of the dam adjacent to the ridge, thrust elements are made, between which the reinforced ground load is poured.

Причем упорные элементы выполнены в виде соединенных между собой стенок.Moreover, the thrust elements are made in the form of interconnected walls.

При этом стенки могут быть выполнены в виде трехщарнирных арок, которые снабжены имеющими свободный ход зат жками .In this case, the walls can be made in the form of three-hinged arches, which are provided with free-running fastenings.

Стенки могут быть выполнены парусного типа, а соединение стенок в поперечном к плотине направлении осуществлено анкерами-зат жками , снабженными на концах пружинными регул торами усили нат жени .The walls can be made of a sailing type, and the walls are connected in the direction transverse to the dam by anchors-puffs fitted at the ends with spring tension adjustments.

На фиг. 1 изображена плотина, продольный разрез; на фиг. 2-5 - то же, поперечный разрез; на фиг. 6 - вид с нижнего бьефа на пригрузку; на фиг. 7 - пригрузка с ограждающими стенками по типу трехщарнирных арок, план; на фиг. 8 - то же, в виде парусных перекрытий, план; на фиг. 9 - плотина с уплотн ющей передвижной пригрузкой, продольный разрез; на фиг. 10 - то же, поперечный разрез.FIG. 1 shows a dam, a longitudinal section; in fig. 2-5 - the same, cross section; in fig. 6 - view from the downstream to the loading; in fig. 7 — loading with three-hinged arch-like enclosing walls, plan; in fig. 8 - the same, in the form of sailing ceilings, the plan; in fig. 9 - dam with sealing mobile loading, longitudinal section; in fig. 10 - the same, cross-section.

При обнаружении в плотине i на ее гребне 2 опасных зон 3 в отношении трещинooбpaзoвa и производ т подсыпку 4 грунтового местного материала, создава новый гребень 5 на высоте, достаточной дл того, чтобы вес столба грунтовой пригрузки мог см ть образующиес трещины. При этом гребень 5 пригрузки рекомендуетс смещать в сторону верхнего бьефа относительно гребн 2 существующей плотины, чтобы повысить степень обжати верхового клина плотины.When 2 dangerous zones 3 are detected in the dam i on its crest in relation to the cracks and the ground material 4 is added to the bedding 4, creating a new ridge 5 at a height sufficient for the weight of the ground load column to see the resulting cracks. In this case, the ridge 5 of the load is recommended to be displaced towards the upper reach relative to the ridge 2 of the existing dam, in order to increase the degree of reduction of the upper wedge of the dam.

Дл повышени устойчивости пригрузки на сдвиг по откосу в ее основание укладываетс арматурна сетка 6, например из капроновых лент или из стеклоткани.In order to increase the stability of the shear overlay on the slope, reinforcing mesh 6, for example, of nylon tapes or fiberglass, is placed in its base.

Дл ограничени растекани материала пригрузки использованы упорные элементы 7 например из каменной наброски, а дл повыщени прочности плотины - армосетка 8. Упорные элементы могут выполн тьс также в виде специальных заанкеренных ограждений-стенок . На фиг. 4 показаны установленные на откосах железобетонные уголковые анкерные плиты 9, соединенные гибкими т гами 10, перекинутыми через опоры 11, которые уложены вдоль гребн защищаемой плотины.To limit the spreading of the preload material, thrust elements 7, for example, from a rock layer, were used, and to increase the strength of the dam, an armo mesh 8. The thrust elements can also be made in the form of special anchored fencing walls. FIG. 4 shows reinforced concrete corner anchor plates 9 mounted on the slopes, connected by flexible rods 10, thrown over supports 11, which are laid along the crest of the protected dam.

Пригрузка гребн может быть создана засыпкой грунтом пространства между вертикальными стенками, возводимыми на гребне защищаемой плотины. Стенки Г2 в виде бетонных трехщарнирных арок опираютс на стойки 13, соединенные попарно поперечными т гами 14 и продольными к гребню зат жками 15. Стенки могут выполн тьс парусного типа из гибких полотнищ 16, например из стеклоткани, опирающихс на стойки 17, ст нутые анкерами 18 с пружинами 19.A ridge can be loaded by filling the space between the vertical walls erected on the ridge of the dam being protected by soil. Walls G2 in the form of concrete three-hinged arches are supported on pillars 13, connected in pairs by transverse rods 14 and puffs 15 longitudinal to the ridge. Walls can be made of sailing type of flexible panels 16, for example, fiberglass, supported on racks 17, anchored by anchors 18 with springs 19.

Преимуществами устройства пригрузки по арочному и парусному типу вл етс возможность обеспечени их равномерной регулируемой раст жимости (удлинени ).The advantages of the arbor and sailing type loading device are the possibility of ensuring their uniform adjustable elongation (lengthening).

Перед засыпкой грунта гайки зат жек 15 подт гиваютс , а после окончани засыпки отвинчиваютс , обеспечива расчетное допустимое приращение рассто ни между стойками, определ емое из услови отсутстви опасных трещин деформации удлинени Before filling the ground, nuts 15 are tightened, and after the filling is completed, they are unscrewed, providing a calculated allowable increment of the distance between the uprights, determined from the absence of dangerous cracks of elongation deformation.

защищаемой плотины.protected dam.

Регулирование раст жимости конструкции парусного типа обеспечиваетс величиной нат га полотнищ 16 перед засыпкойThe adjustment of the sagability of the sailing structure is provided by the tension of hectares of panels 16 before backfilling.

(т. е. отрезкой прогиба полотнищ), упругостью материала полотнищ, величиной анкеров 18 и жесткостью пружины 19 на этих анкерах.(i.e., the sectional deflection of the panels), the elasticity of the material of the panels, the size of the anchors 18 and the stiffness of the spring 19 on these anchors.

Величина грунтовой пригрузки пригребневой части плотины выбираетс из услови см ти трещин, которые могли бы возникнуть при деформаци х удлинени плотины в продольном и поперечном направлени х к ее оси.The magnitude of the ground load on the bottom part of the dam is chosen from the condition of see the cracks that could occur during the deformation of the dam lengthening in the longitudinal and transverse directions to its axis.

Пригрузка плотины в зоне трещинообразовани может быть осуществлена и другими пут ми. Дл ликвидации трещин, периодически по вл ющихс в плотине в период эксплуатации по мере подработки основани , на гребень выводитс подвижна нагрузка, например т гач 20 на прицепе-трайлера 21 перемещает грузы 22 вдоль гребн 2 над зоной предполагаемых или по вивщихс трещин 3. В качестве дополнительной переходной нагрузки используютс груженые самосвалы 23.The loading of the dam in the crack formation zone can be carried out in other ways. In order to eliminate cracks that periodically appear in the dam during operation as the base is being worked up, a movable load is brought to the ridge, for example, a pull 20 on the trailer trailer 21 moves the weights 22 along the ridge 2 above the zone of suspected or emerging cracks 3. As Additional transient loads are used by loaded dump trucks 23.

При установке грузов над трещиной 3 грунт оседает, сдвига сь вниз по поверхност м скольжени , которые показаны пунктиром на фиг. 9 и составл ют угол обрущени Л с плоскостью вертикальной трещины.When the weights are mounted above the crack 3, the soil settles, shifting down along the sliding surfaces, which are shown by a dotted line in FIG. 9 and make the angle of circumference L with the plane of the vertical crack.

Образующиес при этом две клиновые призмы обрущени грунта перемещаютс вниз и навстречу друг другу и сминают (сплющивают или охлопывают) полость трещины 3. Окончательное закрытие трещин обеспечиваетс несколькими проходками грузов по одному следу, а число проходок определ етс расчетом. Дл повыщени удельных уплотн ющих нагрузок в качестве грузов (балласта) могут быть использованы герметичные емкости (цистерны), закачиваемые жидкостью из ограждаемого плотиной хранилища, при этом передвижка емкостей на новую зону трещинообразовани может производитьс после их опорожнени , а их установка - непосредственно на поверхности гребн .The resulting two wedge prisms of soil collapse move downward and meet each other and crush (flatten or collapse) the cavity of the crack 3. The final closure of the cracks is provided by several penetrations of goods along one track, and the number of penetrations is calculated. To increase the specific sealing loads, as a cargo (ballast), hermetic containers (tanks) pumped with liquid from the storage facility protected by the dam can be used, while relocation of containers to the new cracking zone can be performed after they are emptied, and their installation is directly on the crest .

Дл повышени равномерности осадок и снижени уступообразовани на поверхности гребн величина удельной нагрузки на грунт нарастает и уменьшаетс плавно благодар меньшему весу крайних, дополнительных к основному, грузовых единицIn order to increase sediment uniformity and reduce the formation of a ridge on the surface of the ridge, the value of the specific load on the soil increases and decreases smoothly due to the lower weight of the extreme cargo units added to the main load.

подвижного состава, например т гача впереди основной грузовой платс|)ормы и самосвалов позади ее. Этой же цели можно достичь проходом вначале легкого автопоезда, а затем т желого, расчетного.rolling stock, for example, a tarmac ahead of the main cargo platform |) form and dump trucks behind it. The same goal can be achieved at the beginning of an easy light train, and then heavy, calculated.

Дл повышени эффективности борьбы с трещинообразованием длину одновременно нагружаемой поверхности вдоль гребн принимают не менее глубины трещины, а удельную нагрузку - не менее веса столба грунта на глубине трещины.In order to increase the effectiveness of combating cracking, the length of the simultaneously loaded surface along the ridge is no less than the crack depth, and the specific load is not less than the weight of the soil column at the depth of the crack.

Повышение удельной нагрузки может быть достигнуто также применением грузовых платформ с многоэтажными площадками , на которых укладываютс эластичные герметичные емкости, заполн емые жидким балластом на период обработки гребн плотины .An increase in the specific load can also be achieved by the use of cargo platforms with multi-storey platforms on which elastic hermetic containers are placed filled with liquid ballast for the period of treatment of the dam crest.

С целью снижени величины передвижных грузов (балласта) на передвижную платформу устанавливают р д вибровозбудителей , работающих синхронно, при этом платформу выполн ют опускаемой на поверхность грунта дл обработки гребн плотины в заданной зоне трещинообразовани , и платформа поднимаетс дл перемещени на следующую позицию виброобработки.In order to reduce the magnitude of mobile cargo (ballast), a series of vibration exciters working synchronously are installed on the mobile platform, the platform is lowered to the ground surface to process the dam crest in the predetermined cracking zone, and the platform is lifted to move to the next vibration treatment position.

Наибольщий эффект в см тии -трещин достигаетс в том случае, когда нагрузка надвигаетс на зону трещинообразовани одновременно с двух сторон и симметрично относительно оси трещины.The greatest effect in cracking stress is achieved when the load is pulled over the fracture zone simultaneously from both sides and symmetrically with respect to the crack axis.

С целью повышени надежности перекрыти трещин после окончани обработки гребн подвижными грузами производ т дополнительную обработку надводной части верхового откоса и гребн плотины путем трамбовани грузом, сбрасываемым с высоты, например, с помощью крана.In order to increase the reliability of overlapping the cracks after the end of the treatment of the ridge with movable loads, additional processing of the topside of the upper slope and the dam crest is performed by tamping with a load dropped from a height, for example, by means of a crane.

Ликвидаци трещин может быть осуществлена путем применени взрыва. При этом плоские зар ды укладывают над зоной трещинообразовани и взрывают от периферии к центру.The elimination of cracks can be accomplished by applying an explosion. In this case, flat charges are laid over the zone of cracking and are blown up from the periphery to the center.

Применение изобретени позволит успешно боротьс с трещинообразованием вводимых в действие построенных ранее плотин при продолжающейс подработке их оснований.The application of the invention will make it possible to successfully combat the cracking of the previously built dams, which are put into operation, with the continued undermining of their bases.

1one

5five

12ч к12h to

фиг.55

ТT

и||11 и and || 11 and

тгтгtgtg

/J /J/ J / j

г, вg in

фиг.FIG.

фиг.8Fig.8

« 2“2

/ 1 / one

Фиг. 9FIG. 9

йы п you

ппппpppp

фиг.70fig.70

Claims

1. A method of protecting a dam from cracking, including the elimination of hazardous areas, characterized in that, for the purpose of FIG. 1 to increase the reliability of the dam, the surface of the dam in the crack formation zone is subjected to repeated force, including laying on the dam crest a local load sufficient to crush the crack, and maintaining this load until the end of the processes that cause crack formation.

2. Device for protecting the dam from cracking, containing reinforcing elements laid in the body of the embankment, characterized in that, in order to increase the reliability of the dam, thrust elements are made on the parts of the upper and lower slopes of the dam adjacent to the crest, between which reinforced soil is dumped load.

3. The device according to p. 2, characterized in that the thrust elements are made in the form of interconnected walls.

4. The device according to p. 3, characterized in that the walls are made in the form of three-hinged arches, which are equipped with free-wheeling puffs.

5. The device according to claim 3, characterized in that the walls are made of a sailing type, and the walls are connected in the direction transverse to the dam by anchor-puffs equipped with spring tension force regulators at the ends.