Принципы конструирования грунтовых плотин

Применение земляных плотин. Простота конструкции, широкое использование местных строительных материалов, возможность постройки почти на любых основаниях обусловили широкое распространение земляных плотин во всех странах мира. За последние 20—30 лет в СССР построены десятки крупных гидроузлов, одной из главных составных частей которых являются земляные плотины. Широкое развитие механики грунтов, инженерной геологии и гидрогеологии, широкое применение механизации земляных работ позволяют в настоящее время осуществлять плотины, весьма значительные по высоте и объему работ. Мингечаурская плотина (СССР), построенная в 1954 г. на р. Куре намывным способом, имеет высоту 80 м, объем тела плотины 15,6 млн, мг. Строится Сионская (СССР) насыпная плртина высотой 84,8 м с глиняным ядром, объем тела плотины 6,38 млн. м³. Объем Цимлянской намывной плотины составляет 29,5 млн. м³. Земляная плотина Свифт на р. Льюис (США), построенная в 1959 г., имеет высоту 153 м, объем тела плотины 12,2 млн. м³ и др.

Основные требования, предъявляемые к земляным плотинам. Подпор воды перед земляной плотиной вызывает фильтрацию через тело плотины, ее основание и в берегах. Перелив воды через гребень земляной плотины почти всегда влечет за собой ее разрушение, поэтому паводковые воды следует пропускать через специальные водосбросные сооружения.

При проектировании и постройке земляных плотин необходимо соблюдать следующие основные требования:

а) поперечнрму профилю необходимо придать такое очертание и такие размеры, которые обеспечили бы устойчивость тела плотины и ее основания при всех возможных условиях работы сооружения;

б) фильтрационная вода, просачивающаяся через тело плотины, ее основание и в местах примыкания к берегам, должна быть перехвачена и отведена системой дренажных устройств;

в) пропускная способность водосбросных сооружений должна обеспечивать пропуск максимального паводка во избежание перелива воды через гребень плотины;

г) откосы плотины должны быть защищены соответствующим креплением от действия ветровых волн, а также от вредного воздействия климатических факторов.

10. СОПРЯЖЕНИЕ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛОТИН С ОСНОВАНИЕМ

3.37. Удаление (съем) грунта в основании плотины должно быть минимальным и обосновано расчетами плотин на прочность и устойчивость с учетом мероприятий по укреплению грунта основания.

3.38. Выравнивание контактных поверхностей скальных оснований бетонных плотин не допускается. Сопряжение арочных и арочно-гравитационных плотин с косогорными участками основания следует производить как правило, без уступов.

3.39. При проектировании бетонных и железобетонных плотин в случае необходимости следует предусматривать мероприятия по улучшению прочностных, деформационных и фильтрационных свойств грунтов оснований:

закрепление и уплотнение грунтов основания или его части цементационными или другими вяжущими растворами;

дренирование глинистых водонасыщенных грунтов;

устройство подпорных стен, поддерживающих склоны и откосы массивов и анкеровку неустойчивых скальных массивов;

разделку горным способом крупных трещин, разломов и пустот в скальных массивах с последующим заполнением их бетоном или железобетоном в виде отдельных пробок, шпонок, сплошных полос или решеток.

3.40. Во всех случаях, когда основание сложено фильтрующими слабоводоустойчивыми и быстрорастворимыми грунтами, необходимо предусматривать противофильтрационные и дренажные устройства. При грунтах, устойчивых против химической и механической суффозии, такие устройства должны быть обоснованы технико-экономическими расчетами.

Противофильтрационные и дренажные устройства в основании плотины надлежит сопрягать с аналогичными устройствами в берегах и в примыкающих к плотине сооружениях гидроузла.

3.41. Противофильтрационную завесу следует предусматривать, как правило, до слабоводопроницаемых или практически водонепроницаемых грунтов. Глубина завесы при отсутствии водоупора определяется расчетом с учетом инженерно-геологических условий, проницаемости грунтов, величины противодавления в основании плотины, наличия дренажа и т.д.

3.42. Критические средние градиенты напора на противофильтрационной завесе I_cr,m следует принимать:

а) для нескальных грунтов основания - в соответствии с п. 6.43;

б) для скальных грунтов основания

I_cr,m = I_adm g_n

где I_adm ‑ допустимый градиент напора на завесе, принимаемый в соответствии со СНиП II-16-76;

g_n ‑ см. п. 5.13.