Схемы подземного контура

Основными элементами контура плотин на нескальном основаннии являются понур, шпунты, зубья и дренажи. Их размеры и взаимное расположение определяются напором на плотину и особеностями основания. Применяются следующие основные схемы подземного контура:

- горизонтальный дренаж под фундаментной плитой и водобоем с понуром (в);

- вертикальная преграда, пересекающая водопроницаемое основание на всю его глубину+понур+дренад вод водобоем (б).

Для неоднородных оснований типовых схем подземного контура не существует. Для однородных оснований в зависимости от глубины залегания водоупора можно выделить три типовые схемы.

П е р в а я с х е м а подземного контура соответствует случаю, когда водоупор залегает глубоко и смыкание с ним элементов подземного контура практически невозможно или нецелесообразно по экономическим соображениям (рис.). В этом случае элементами схемы являются понур, «висячий» шпунт у верховой грани плотины и плоский дренаж под телом плотины и водобоем.Это наиболее рациональное решение, так как фильтрационное давление на тело плотины практически снимается, и она по условиям устойчивости может иметь минимальный вес. Эта принципиальная схема может иметь некоторые разновидности, вызываемые специфическими особенностями работы плотины и ее основания.

В т о р а я с х е м а подземного конгура применяется в случаях, когда возможно и экономически целесообразно пересечь толщу воопроницаемого основания вертикальной преградой (шпунтом, стенкой, завесой), смыкающейся с водоупором (рис.). Такая схема весьма эффективна, так как почти полностью снимается фильтрационное давление на подошву плотины, исчезает опасность суффозии и выпора грунта основания, прекращаются,потери воды на фильтрацию из верхнего бьефа. Если вертикальная преграда достаточно водонепроницаема, дренаж под телом плотины можно не устраивать.

Рис.4.1. Схемы плотины на нескальном основании:а) – при глубоком залегании водоупора; б) – при неглубоком залегании водоупора; в) – при расположении плотины на глинистом основании; 1 – водонепроницаемая часть; 2 – дренаж; 3 – водоупор

Т р е т ь я с х е м а (в) подземного контура соответствует случаю расположения плотины непосредственно на водонепроницаемом глинистом основании (рис.). Здесь достаточно устроить неглубокую преграду в виде зуба, чтобы пересечь разрыхленные верхние слои грунта, обеспечить хороший контакт плотины с основанием и благоприятные условия для выхода фильтрационной воды в дренаж под телом плотины.

Понуры

Противофильтрационные понуры должны обладать водонепроницаемостью и некоторой гибкостью на случай деформации основания. Материалами для такого понура служат глина, суглинок, глинобетон, торф, асфальт, полимерные материалы, железобетон. В ряде случаев железобетонные понуры выполняются анкерными для увеличения устойчивости плотин при сдвиге. С этой целью понур имеет прочную и гибкую связь с телом плотины.

Тип понура устанавливается из условия, чтобы коэффициент фильтрации материала понура был в 50 - 100 раз меньше коэффициента фильтрации основания. Поэтому понуры из глинистых материалов применяются при песчаных и песчано-гравелистых грунтах основания и напорах на плотине до 15 м, а на глинистых основаниях и при больших напорах на плотине понуры устраиваются из водонепроницаемых материалов.

Предварительно понуру из глинистых материалов можно придавать следующие размеры (рис. 4.2, а). Минимальная толщина понура в его начале принимается t_min = 0,5...0,75 м, а в примыкании к плотине - 1...2 м. Толщина понура в промежуточных вертикальных сечениях назначается по формуле t≥Δh/I_доп, где Δh - потеря напора от начала подземного контура до рассматриваемого вертикального сечения понура; I_доп - допускаемый гpaдиент напора для материала понура, принимаемый в соответствии с нормами: для глин Iдоп - 6...10, для суглинков - 4...5.

Шов (или часть его) сопряжения глинистого понура и тела плотины делается обычно наклонным с тем, чтобы он не раскрывался при осадках понура и плотины. В ответственных случаях этот шов специально уплотняется (рис. 4.2, в). Аналогично осуществляется сопряжение такого понура и со стенкой верхового открылка берегового устоя.

Рис. 4.2. Примеры глинистых понуров: 1 - одиночная мостовая на слое песчано-гравелистой подготовки толщиной 0,15 м; 2 - двойная мостовая на слое подготовки; 3 - глинистый понур: 4 - бетонные плиты размером Зх3х0,5 м на гравийной подготовке толщиной 0,15 м; 5 - битумный мат

Длина понура обычно l_п =(1...3)Zmax, где Zmax – максимальный напор на плотине.Сверху водонепроницаемый материал понура покрывается защитным слоем из местного грунта для предохранения глинистого материала от образования трещин в период до затопления понура, при промерзании и высыхании и от возможных повреждений в период эксплуатации. Поверх защитного слоя отсыпается обратный фильтр толщиной 15 - 20 см.

А н к е р н ы е п о н у р ы обычно состоят из железобетонных плит толщиной 0,4 - 0,7 м, арматура которых соединена с арматурой нижней сетки фундаментной плиты плотины. Для создания гибкого шва между плотиной и понуром в месте их соединения цементный бетон заменяется армированным асфальтобетоном. Для обеспечения необходимой водонепроницаемости понура железобетонные плиты покрываются Сверху двумя слоями битумных матов и слоем суглинка. Для пригрузки понура и защиты от повреждений поверх него отсыпается местный грунт и устраивается защитное крепление по обратному фильтру.

Длину анкерного понура предварительно можно назначать по аналогии с понуром из глинистых материалов с последующим уточнением на основании статических расчетов.

При возможности подмыва понура устраивается предпонурное крепление в виде призмы из каменной наброски, а на крупных плотинах - в виде предохранительного ковша, загруженного камнем.

Поиск по сайту: