Организация водохозяйственного строительства

 

    

При устройстве по гребню железной дороги ширина его  должна быть не менее 13...15,5 м.

    

Если проезд по гребню плотины не предусматривается, минимальная ширина его должна быть 4,5 м. В месте сопряжения земляной плотины с водосбросным сооружением  гребень плотины уширяется с  целью размещения на нем монтажной  площадки (для производства ремонтных  и монтажных работ по затворам) и затворохранилища.   Длина     монтажной    площадки       назначается     равной (1,5...2,5)в  где в - ширина водосбросного отверстия.

    

Для отвода поверхностных  вод гребню плотины придается  односторонний или двусторонний поперечный уклон (рис.3.1), а на обочинах устраиваются ливнестоки.

    

Покрытие проезжей части автодороги выбирается в зависимости  от ее категории и укладывается на подготовку из гравийно-песчаного или  щебеночного грунта. Если гребень  плотины сложен из глинистых грунтов, то для его защиты от промерзания  укладывается слой несвязного (песчаного) грунта, толщина которого, включая  и покрытие гребня, должна быть не менее  глубины промерзания грунта в  районе строительства.

    

По краям гребня устраивается ограждение в виде надолб (бетонные столбики размерами 1 0,3 0,3 м с шагом 4 м и более). Со стороны верхнего бьефе может устраиваться сплошной волнозащитный парапет.

    

Отметка гребня плотины назначается на основе расчета  необходимого возвышения его над  уровнем воды в верхнем бьефе . При этом рассматриваются два  случая стояния уровня воды в верхнем  бьефе:

    

1. Нормальный  подпорный уровень (НПУ).

    

2. Форсированный  подпорный уровень (ФПУ).

    

Возвышение гребня плотины h_S в обоих случаях определяется по формуле 

    

                 ,                                    (3.1)                                      

    

где  а    - запас возвышения гребня плотины, принимаемый для всех      классов плотин не менее 0,5 м;

    

- ветровой нагон воды в верхнем  бьефе 

    

                       (3.2) 

    

Здесь - угол между продольной осью водоема и направлением ветра, град;

    

  - расчетная скорость ветра  на высоте 10 м над поверхностью  водоема, м/с;

    

L      - длина разгона волны, м;

    

d      - глубина воды в ВБ при расчетном уровне, м;

    

   - коэффициент, определяемый  по табл. 3.2. 

    

                                                                            Таблица 3.2

 

    

- высота наката на откос волн  обеспеченностью 1%, м.

    

.       (3.3)

    

Здесь - коэффициенты шероховатости и проницаемости откоса, принимаемые по табл.3.3

    

                                                                                         Таблица 3.3

 

    

Примечание. Размер шероховатости " r " (м) принимается равным среднему диаметру зерен материалов крепления откоса.

    

K_sp  - коэффициент, определяемый по табл.3.4. 

    

Таблица 3.4

 

    

k_run - коэффициент, определяемый по графику рис.3.2а , в зависимости от пологости волны на глубокой воде;

    

h_1%- высота волны 1% -й обеспеченности, м

    

.                                              (3.4) 

    

Здесь k_1%  - коэффициент, принимаемый по графику рис .3.2б;

    

       - средняя высота волны, определяемая для глубоководной зоны, которая чаще всего имеет место в ВБ земляных плотин, по  верхней огибающей кривой графика рис. 3.2в в зависимости от безразмерных величин и . Из двух найденных значений    принимают в качестве расчетного меньшее.

    

При подходе  фронта волны к сооружению под  углом 

a

 величина  наката волны на откос уменьшается  умножением на коэффициент, определяемый  по табл. 3.5. 
 
 

    

Таблица 3.5

 

    

Средняя длина  волны    определяется по формуле

    

      (3.5) 

    

Здесь период волны, определяемый по графику рис.3.2в. При определении и по формуле (3.1) обеспеченность скорости ветра для расчета элементов волн, наката и нагона при основном сочетании нагрузок и воздействий (при НПУ) принимается для сoopужений I и П классов - 2%, а Ш и IУ классов - 4%. При особом сочетании нагрузок и воздействий (при ФПУ) эти обеспеченности принимаются: для I и П классов-20%, Ш класса - 30%, IУ класса - 50%.

    

Из двух полученных результатов расчета (при НПУ  и ФПУ) выбирается более высокая  отметка гребня.

    

Если на гребне плотины устраивается сплошной волнозащитный  парапет (его высота обычно рввна1,2...1,5 м), то возвышение его  верха над  расчетным уровнем ВБ определяется по формуле (3.1), а отметка гребня плотины в этом случае назначается  наибольшей из следующих двух значений: отметка ФПУ или отметка НПУ  плюс 0,3 м.

    

Откосы плотины.  Выбор заложения (крутизны) откосов  плотины производится на основе опыта  строительства и эксплуатации аналогичных  сооружений с учетом физико-механических характеристик грунтов тела плотины  и основания, действующих на откосы сил, высоты плотины, методов производства работ по возведению плотины и условий ее эксплуатации. Назначенные заложения откосов затем проверяются расчетами статической устойчивости и при необходимости корректируются.

    

Ориентировочные значения заложений откосов земляных плотин из глинистых  и  песчаных  грунтов  при  наличии  в   основании 

    

грунтов с прочностью, не меньшей, чем в теле плотины, приведены  в табл. 3.6. 

    

                                                                         Таблица 3.6

    

Приведенные в  табл.3.6 данные относятся к средним  по высоте значениям заложения откосов. В высоких плотинах откосы могут  иметь переменное заложение, увеличивающееся  сверху вниз, что позволяет запроектировать  более экономичный профиль плотины, обеспечивая устойчивость его откосов.

    

На откосах  высоких и средней высоты плотин устраиваются бермы (рис.3.1). На верховом откосе бермы устраиваются в конце  основного крепления, создавая ему  необходимый упор и обеспечивая  возможность его осмотра и  ремонта, и в местах изменения  заложения откоса. На низовом откосе бермы служат для сбора и отвода дождевых и талых потоков, предохраняя  тем самым. низовой откос от размыва, а также для обеспечения проезда  в период строительства плотины. Иногда по бермам низового откоса могут  прокладываться автомобильные или  железные дороги. Как правило, бермы  устраивают в местах изменения заложения  откоса и сопряжения тела плотины  со строительными перемычками. Расстояние между бермами по высоте плотины принимается равным 10...15 м.

    

Ширина бермы  назначается не менее 3 м, если по ней  предусматривается проезд, и не  менее 1...2 м, если проезд не предусмотрен.

    

На внутренней стороне бермы устраивается кювет, служащий для сбора и организованного  отвода дождевых и талых вод.

    

Крепления откосов. Откосы земляных плотин подвержены разрушающим  воздействиям ветровых волн, течений  воды, льда,

    

атмосферных осадков  и т.д. Для предотвращения их разрушения предусматриваются соответствующие  виды креплений.

    

Наиболее распространенными  видами креплений верхового откоса плотины являются:

    

а) Каменная наброска из несортированного камня. Такое крепление  обычно применяется на откосах с  заложением m

³

2,5...3 при расчетной  высоте волны до 2,5...3 м. Необходимая  из условия устойчивости масса  отдельных камней в тоннах  определяется по зависимости: 

    

,             (3.6) 

    

где

r

_m ,

r

- соответственно  плотность камня и воды, т/м³;

    

     - угол наклона откоса к горизонту,