SU1435689A1 - Плотина - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гидротехническому строительству. Цель изобретени  - повышение надежности плотины путем креплени  верхней поверхности его противофильтрационного элемента в нижней части плотины и за счет снижени  выходных и средних градиентов напора в верхней части противофильтрационного элемента. Грунтовый противофильтрационный элемент 2 содержит внутри себ  бетонную стенку 9, при- мыкаюш.ую со стороны нижнего бьефа непосредственно и непроницаемо к противо- фильтрационному элементу 2 путем устройства внутри элемента 2 непроницаемой плиты 13. Плита 13 уложена вдоль стенки 9 на поверхность нижней части плотины, непроницаемо примкнутой к ней. В месте примыкани  между плитой 13 и стенкой 9 уложен слой из антифрикционного материала. Элемент 2 снабжен диафрагмой, расположенной над плитой 13 и непроницаемо к ней присоединенной. В случае залегани  в основании плотины проницаемого скального основани  21 в основание элемента 2 укладывают проницаемый грунт, а в основании стенки 9 устраивают противофильтрационную завесу . 4 3. п. ф-лы, 4 ил. S (Л

Description

1 21

00 ел

О5 00

со

Фаг. 4

: Изобретение относитс  к гидротехничес- к|ому строительству, а точнее к грунтовым плотинам, допускающим перелив воды во фем  строительства.

Цель изобретени  - повышение надежности плотины путем креплени  верхней по- йерхности противофильтрационного элемента в нижней части плотины и за счет снижени  выходных и средних градиентов напора в верхней части противофильтра- фионного элемента.

I На фиг. 1 изображена руслова  часть Ллотины на непроницаемом сохранном скаль- вом основании, поперечный разрез; на  г. 2 - узел I на фиг. 1, первый вариант; фиг. 3 - то же, второй вариант; на фиг. 4 - руслова  часть плотины на про- 15 шцаемом трещиноватом скальном основа- 1ИИ,. поперечный разрез.

При размещении плотины на сохранном :кальном основании 1 (фиг. 1) она содержит

нени  напоров в фильтрационном потоке по его длине, а также обеспечивают снижение средних градиентов напора за счет удлине-- ни  пути фильтрации (линии тока более крутые и более длинные).

Плита 13 преграждает путь фильтрационному потоку из нижней части  дра 2, превраща  ее в малофильтрующую зону. В результате этого максимальные выходные градиенты напора и максимальные скорости

10 фильтрационного потока на выходе из  дра 2, непосредственно у гребн  стенки 9 в «фокусе размыва, уменьщаютс  в 2-3 раза в зависилчости от длины плиты 13, а харак- тер фильтрации в  дре 2 выще плиты 13 приближаетс  к известной фильтрации через  дро на водонепроницаемом основании.

Дальнейи ее уменьшение «фокуса размыва может быть осуществлено путем устройства над плитой 13, непосредственно у стенки 9, диафраг мы 17 (фиг. 3), котопротивофильтрационный элемент 2 в виде Q рую выполн ют нз полимерных материалов,  дра, фильтры 3 и 4 с верховой стороны  д-металла и .т. п. и непроницаемо, напри-мер

ра, фильтры 5 и 6 с низовой стороны  дра,

эоковые призмы из каменной наброски, вер- |ховую 7, низовую 8 и бетонную 9 стенки с |инспекционной галереей 10. Ядро 2 и стенка 9 сопр жены с основанием 1 бетонной обли- 25 |цовкой 11 и локальной поверхностной |цементацией 12. Ядро 2 внутри себ  содержит Ьлиту 13, котора  расположена на поверх- ности 14 нижней (переливной во врем  ;строительства) части плотины и посредством уплотнительного сло  15 (фиг. 2) непрони- 30 : цаемо примыкает к стенке 9.

Плиту 13 выполн ют водонепроницаемой

с помощью сло  кле щей мастики, присоедин ют к плите 13, прнчем место присоединени  диафрагмы 17 к плите соедин ют пластовым дренажом 18 с низовым фильтром 5.

При осадке плотины плита 13 вместе с rpyirroM  дра 2 перемещаетс  вниз, при этом ее торцова  часть нмстк: со слоем 15 скользит по гладкой н пак.ониой верховой грани стенки 9 без 1:а)у 11ени  водопроницаемости примыкани  плиты 13 к стенке 9.

Плотину возвод т следующим образом.

После перекрыти  русла реки в осущен- ном котловане осуществл ют расчистку основани , бетонную облицовку 11 (фиг. 1) и локальную поверхностную цементацию 12.

; из монолитного бетона. Верхова  грань стен- ки 9 в месте примыкани  к ней плиты 13 име: ет положительный наклон и гладкую с ан- .

j тифрикционным покрытием поверхность, а 35 этого одновременно возвод т бетон- ; уплотнительный слой 15 выполн ют из в з-ную стенку 9 с галереей 10 и грунтовые эле; КОГО ИЛИ эластичного материала, например битумного мата или резинового листа. При

необходимости из галереи 10 могут быть выменты нижней части плотины ( дро 2, фильтры 3 и 4, верховую призму 7) до уровн  14. Бетонируют плиту 13 и осуществл ют вре- полнены буровые и цементационные работы, до менноекрепление поверхности 14 над  дром 2 Плотина работает под напором следую-и фильтром 3 сборными железобетонными

щим образом.

В период эксплуатации  дро 2 плотины

плитами 19. Паводок первого после перекрыти  года пропускают через туннель (не показан) и переливом через часть плотины. После окончани  перелива пливоспринимает практически весь напор, действующий на плотину от воды в верхнем

плитами 19. Паводок первого после перекрыти  года пропускают через туннель (не показан) и переливом через часть плотины. После окончани  перелива плибьефе с уровнем 16, в результате чего вода 45 ты 19 убирают и к следующему паводку

фильтрует через  дро 2, которое обычно выполн ют из св зного грунта. Дл  увеличени  фильтрационной прочности грунта  дра 2 по его низовой грани устраивают фильтр 5, в который выходит из  дра 2 фильтрационный поток. Размещение в  дре 2 и непосред- 50 ственно у гребн  стенки 9 непроницаемой плиты 13 и непроницаемое ее примыкание к стенке 9 обеспечивают, г;1авным образом , непосредственно у гребн  стенки 9 снижение величин выходных градиентов Ьых напора по низовой грани  дра 2 за счет более крутого положени  линий тока у низовой грани  дра 2 и более равномерного измеосуществл ют возведение плотины до уровн  20 и подготавливают к работе поверхностный водосброс (не показан) с временной отметкой порога.

При размещении плотины на проницаемом трещиноватом скальном основании 2 (фиг. 4), покрытом русловыми отложени ми 22, она аналогична плотине, размещенной на сохранном скальном основании, но дополнительно содержит глубинную 23 и со- 55 пр гающую 24 цементации, устраиваемые из галерей 25 и 26, и подсыпку 27 из песчано- гравийного грунта в основании  дра 2. При этом наименьщее рассто ние от проницае

нени  напоров в фильтрационном потоке по его длине, а также обеспечивают снижение средних градиентов напора за счет удлине-- ни  пути фильтрации (линии тока более крутые и более длинные).

Плита 13 преграждает путь фильтрационному потоку из нижней части  дра 2, превраща  ее в малофильтрующую зону. В результате этого максимальные выходные градиенты напора и максимальные скорости

фильтрационного потока на выходе из  дра 2, непосредственно у гребн  стенки 9 в «фокусе размыва, уменьщаютс  в 2-3 раза в зависилчости от длины плиты 13, а харак- тер фильтрации в  дре 2 выще плиты 13 приближаетс  к известной фильтрации через  дро на водонепроницаемом основании.

Дальнейи ее уменьшение «фокуса размыва может быть осуществлено путем устройства над плитой 13, непосредственно у стенки 9, диафраг мы 17 (фиг. 3), которую выполн ют нз полимерных материалов, металла и .т. п. и непроницаемо, напри-мер

с помощью сло  кле щей мастики, присоедин ют к плите 13, прнчем место присоединени  диафрагмы 17 к плите соедин ют пластовым дренажом 18 с низовым фильтром 5.

При осадке плотины плита 13 вместе с rpyirroM  дра 2 перемещаетс  вниз, при этом ее торцова  часть нмстк: со слоем 15 скользит по гладкой н пак.ониой верховой грани стенки 9 без 1:а)у 11ени  водопроницаемости примыкани  плиты 13 к стенке 9.

Плотину возвод т следующим образом.

После перекрыти  русла реки в осущен- ном котловане осуществл ют расчистку основани , бетонную облицовку 11 (фиг. 1) и локальную поверхностную цементацию 12.

.

этого одновременно возвод т бетон- ную стенку 9 с галереей 10 и грунтовые элементы нижней части плотины ( дро 2, фильтры 3 и 4, верховую призму 7) до уровн  14. Бетонируют плиту 13 и осуществл ют вре- менноекрепление поверхности 14 над  дром 2 и фильтром 3 сборными железобетонными

плитами 19. Паводок первого после перекрыти  года пропускают через туннель (не показан) и переливом через часть плотины. После окончани  перелива плиты 19 убирают и к следующему паводку

0

осуществл ют возведение плотины до уровн  20 и подготавливают к работе поверхностный водосброс (не показан) с временной отметкой порога.

При размещении плотины на проницаемом трещиноватом скальном основании 2 (фиг. 4), покрытом русловыми отложени ми 22, она аналогична плотине, размещенной на сохранном скальном основании, но дополнительно содержит глубинную 23 и со- 5 пр гающую 24 цементации, устраиваемые из галерей 25 и 26, и подсыпку 27 из песчано- гравийного грунта в основании  дра 2. При этом наименьщее рассто ние от проницаемой подсыпки 27 до верха плита 13 превышает наименьшее рассто ние от плиты 13 до фильтра 3, расположенного на верховой границе  дра 2, или равно ему, что необходимо из услови  допустимых средних градиентов напора Б  дре 2.

Подсыпку 27 укладывают непосредственно на русловые отложени  22 и без устройства сопр гающей бетонной плиты, что суш,ественно упрош.ает работы по подготовке основани  под плотину, при этом подсыпка 27 замен ет собою наиболее дорогой грунт  дра 2.

В случае выполнени  водонепроницаемой плиты во всю ширину  дра 2 грунт  дра 2 ниже плиты 13 может быть полностью заменен на подсыпку 27.

Изобретение применимо как в случае выполнени  грунтового противофильтрационно- го элемента в виде  дра, так и в случае выполнени  его в виде экрана.

Таким образом, в противофильтрацион- ном элементе 2 плиты 13 повышена надежность противофильтрационного элемента 2 за счет снижени  выходных и средних градиентов напора и одновременно упрощены работы по возведению нижней части плиты за счет уменьшени  работ по разборке временного креплени  после прохождени  паводк а и упрощени  сопр жени  противофильтрационного элемента 2 с основанием. Снижение выходных и средних градиентов напора в противофильтрационном элементе 2 позвол ет (по отношению к известной плотине со стенкой 9) следующее: подобрать более облегченные составы грунтов фильтра 5 на низовую грань противофильтрационного элемента 2, снизить фильтрационный расход через противофильтрационный элемент 2, снизить материалоемкость противофильтрационного элемента за счет уменьшени  его ТОЛШ.ИНЫ, использовать дл  устройства противофильтрационного элемента 2 грунты с более высоким значением коэффициента фильтрации за счет обеспечени  заданных значений средних и выходных скоростей фильтрации .

Claims (5)

1. Плотина, содержаща  грунтовый противофильтрационный элемент, фильтры, боковые призмы и бетонную стенку, расположенную в основании плотины, примыкающую со стороны нижнего бьефа непосредственно к грунтовому противофильтрационному элементу и предохран ющую нижнюю часть плотины от размыва при переливе через нее

0 воды во врем  возведени  плотины, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности плотины путем креплени  верхней поверхности противофильтрационного элемента в нижней части плотины и за счет снижени  выходных и средних градиентов напора в верхней части противофильтрационного элемента, последний снабжен водонепроницаемой плитой, расположенной на поверхности нижней части противофильтрационного элемента, причем плита водоне0 проницаемо примкнута к бетонной стенке непосредственно у ее гребн .

5

25

2.Плотина по п. 1, отличающа с  тем, что в месте примыкани  между плитой и стенкой расположено уплотнение в виде сло  в зкого или эластичного материала.

3.Плотина по п. I, отличающа с  тем, что противофильтрационный элемент снабжен диафрагмой, расположенной над плитой и непроницаемо к ней присоединен30 ой.

4.Плотина по п. 1, отличающа с  тем, что в основание противофнльтрационного элемента уложен проницаемый грунт, причем наименьшее рассто ние от проницаемого

25 грунта до верха плиты превышает наименьшее рассто ние от плиты до верховой грани противофильтрационного элемента или равно ему, а в основании стенки устроена противо- фильтрационна  завеса.

5.Плотина по п. 3, отличающа с  тем, 40 что место присоединени  диафрагмы к плите

соединено пластовым дренажом с низовым фильтром.