2.3 Гребень плотины

Гребень плотины, как правило используется для проезда автотранспорта. Ширина b_пл в этом случае определяется категорией дороги.

Основные параметры поперечного профиля автомобильных дорог приведены в таблице 5.

Таблица 5- Определение ширины гребня плотины

Категория автомобильной дороги	Ширина, м
	Проезжей части	Обочин	Разделительной полосы	Земляного полотна
I	15	3,75	5	27,5
II	7,5	3,75	-	15
III	7	2,5	-	12
IV	6	2,0	-	10
V	4,5	1,75	-	8

Принимаю b_пл=9м.

2.4 Дренажное устройство в теле плотины

Дренажные устройства в теле и основании плотины выполняют с целью:

а) приема и организованного отвода в нижний бьеф фильтрационной воды, чтобы исключить деформацию грунтов и основания плотины.

б) уменьшение зоны действия фильтрационного потока, что позволяет повысить устойчивость низового откоса.

в) недопущения выхода фильтрационного потока на низовой откос - заглубление депрессионной кривой зоны ниже зоны промерзания.

г) ускорение консолидации глинистых и илистых грунтов и уменьшения парового давления в отдельных зонах плотины или основания.

Тип дренажного устройства выбирается самостоятельно в зависимости от глубины воды в нижнем бьефе и от результатов фильтрационных расчетов. С конструкцией дренажного устройства можно ознакомиться в литературе /5/.

Поперечный разрез дренажного устройства с указанием размеров, гранулометрического состава приводится в графической части проекта.

Рисунок 2 –Дренаж плотины

2.5 Крепление откосов

Откосы грунтовых плотин подвержены разрушающим воздействиям ветровых волн, льда, атмосферных осадков и других факторов.

Для защиты верхового откоса СНиП И-53-73/6/ рекомендует крепления следующих видов:

а) каменную наброску из неотсортированного камня

б) бетонные монолитные железобетонные сборные и монолитные

в) асфальтобетонные

г) биологические

Тип крепления откосов принимается в соответствии с рекомендациями справочника проектировщика /5/.

В графической части проекта принимаем вид крепления откоса – каменная наброска.

Рисунок 3 – Профиль грунтовой плотины с дренажем

2.6 Фильтрационные расчеты

Фильтрационные расчеты плотины заключается в построение кривой депрессии и определении фильтрационного расхода через тело плотины.

Плотина может располагаться на водонепроницаемом основании.

2.6.1 Фильтрационный расчет однородной плотины на водонепроницаемом основании с дренажным банкетом.

Рисунок 4 - Расчетная схема грунтовой плотины на водонепроницаемом основании

Основное уравнение имеет вид: (11)

где k_т- коэффициент фильтрации грунта тела плотины, м/с

q - удельный фильтрационный расход

L_р-длинна пути фильтрации, определяется по формуле:

∆L_β +∆L_H (12)

Где L- длина пути фильтрации на расчетной схеме, м;

ΔL_β- выход депрессионной кривой на верховой откос,

∆L_β=β_вхН₁ (13)

так как m≥2, то β_в можно принять:

β_в=(14)

β_в= 3,0/(2х3,0+1)=0,43

∆L_H-выход депрессионной кривой на низовой откос, м:

∆L_H=(15)

где Н₂- глубина воды в нижнем бьефе

m¹- заложение откосов дренажной призмы (обычно принимается m¹=1,5)

∆L_H=м

∆L_β=0,43·35=15,05 м

Lp=102+15,05 +2,55=119,6 м

Ордината кривой депрессии в сжатом сечении определяется:

, м (16)

м

Текущая координата кривой депрессии вычисляется по формуле:

, м (17)

Задаваясь значениями X определяют соответствующую ему величину h_x Расчеты ведут в табличной форме:

Таблица 6- Вычисление ординат кривой депрессии.

X, м	0	25	50	75	102
hx,м	29,85	25,9	21,3	15,4	1,3

По результатам выполненных расчетов на поперечном разрезе плотины строят депрессионную кривую.

Вывод: Депрессионная кривая 1 выходит за линию низового откоса, поэтому устраиваем противофильтрационные устройства.

2.6.2 Фильтрационный расчет неоднородной плотины на водонепроницаемом основании.

Рисунок 5 -Принципиальная схема грунтовой плотины на водонепроницаемом основании

1. Коэффициент фильтрации: к_я=0,004м/сут

К=0,1м/сут- суглинок

2. Проектирование профиля ядра.

Н_я=Н₁+0,5=35+0,5=35,5м

m_я· Н_я=35,5·1,125=39,9 м

t_н=1,5+2х39,9=81,3м

t_в=1,5м

3. Приводим плотину с ядром к эквивалентной однородной

4. Определяем величину выхода депрессионной кривой на верховой откос

ξ·Н₁=0,3·35=10,5м

ξ=0,3

Определяем длину пути фильтрации l по чертежу

l=133 м

5)Приведенная толщина ядра :

t_пр= t_cр·к/к_я (18)

t_cр=(t_в+t_н)/2 (19)

t_пр=41,4·0,1/0,004=1035

t_cр=(1,5+81,3)/2=41,4

6. Приведенная длина пути фильтрации:

L_пр=l+ t_пр- t_cр, м (20)

L_пр=133+1035-41,4=1126,6 м

6. Значение депрессионной кривой в сжатом сечении:

, м (21)

6. Уравнение кривой депрессии:

h²_х=2h_с·Х h_х=√2h_с·Х

Таблица7- Вычисление ординат кривой депрессии.

X, м	0	30	60	90	120	133
hx,м	0	6	8,5	10,4	12	12,6

6. Расход фильтрационного потока:

q=k·h_c, м³/сут (22)

q=0,1·0,6=0,06м³/сут.

На основании расчетов строится депрессионная кривая 2 неоднородной плотины на водонепроницаемом основании.