- •ВВЕДЕНИЕ
- •2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ КУРСА
- •4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ
- •4.1. Выбор типа плотины и компоновка гидроузла
- •4.4. Расчеты устойчивости откосов
- •5. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
- •5.1. Общие положения
- •5.2. Русловая водосливная плотина
- •5.2.1. Порядок проектирования
- •5.2.7. Статический расчет бетонной плотины
- •5.3. Береговые открытые водосбросы
- •5.3.1. Быстроток
- •5.3.2. Консольный перепад
- •5.3.3. Многоступенчатый перепад
- •ЛИТЕРАТУРА
5.3.2. Консольный перепад
Консольный перепад устраивается в конце быстротока и служит для отброса струи воды на безопасное расстояние с точки зрения подмыва сооружения (рис. 5.10). Проектирование и расчеты быстро-
1.Проектируется быстроток. Вписывание его в местность иУгидравлический расчет выполняются так, как было изложеноТв п.5.3.1. Особенность заключается в том, что концовка быстротока должна располагаться выше УНБ на 5–10 м с выходом на поверхностьНземли.
2.Выполняется проектирование и гидравлический расчет консоли. Чаще всего консоль располагается горизонтальноБ, иногда ейних опор назначается ниже дна воронкийразмыва.
а |
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
УНБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
б) |
|
|
|
тy |
|
|
|
|
|
иh1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
з |
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
о |
|
hп |
|
|
||
|
п |
|
|
|
|
|
УНБ |
|
|
|
|
|
L |
|
h2 |
||
е |
|
|
|
|
uв |
|||
|
|
|
|
L1 |
hр |
|||
Р |
|
|
|
|
Рис. 5.10. Консольный перепад: |
|
|
|
|
|
а – общий вид; б – схема к расчету дальности отброса струи |
72
Гидравлический расчет консольного перепада заключается в определении дальности полета струи и размеров воронки размыва. Дальность полета струи вычисляется по формуле
|
|
|
|
|
v12 cos α0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2hпg |
|
У |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
||
|
|
|
L = k |
a |
|
|
sin α |
0 |
+ |
|
sin α |
0 |
+ |
2 |
|
|
, |
|
(5.46) |
||||
|
|
|
|
|
g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v1 |
|
|
|
Т |
||
где ka – коэффициент, учитывающий влияние аэрации на дальность |
|||||||||||||||||||||||
отлета струи; при Fr ≤ 35 имеем k |
|
= 1; при Fr > 35 k |
|
|
= 0,8–0,9, где |
||||||||||||||||||
Fr = |
v12 |
– число Фруда; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|||||||
gh |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v1 – скорость схода струи с трамплина (можно принимать рав- |
|||||||||||||||||||||||
ной скорости потока в конце быстротока); |
|
|
|
|
Н |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|||||
α0 – угол наклона струи к горизонту, в общем случае он меньше |
|||||||||||||||||||||||
угла наклона дна трамплина α. При |
|
|
|
консоли l > 3h1 принима- |
|||||||||||||||||||
ется α0 |
= α. При l < 3h1 |
|
|
|
длине |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
α0 следует наход ть по специальным гра- |
|||||||||||||||||||||||
фикам [3, рис. 10.3]; |
|
рh1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
hп – превышение оси ст уи на носке над уровнем воды в ниж- |
|||||||||||||||||||||||
нем бьефе: |
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
hп = p + 2cosα , |
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.47) |
||||||||
h1 – т лщинаструина носке. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где p – превышен е слтвной кромки носка над уровнем воды в ниж- |
|||||||||||||||||||||||
нем бьефе (высота паден я струи); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глубина в ды в воронке размыва после его завершения для не- |
|||||||||||||||||||||||
скальных грунт в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
q |
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
hp = kp κ0,8 |
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
(5.48) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
0,25 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
1,15 |
gd50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где kр – коэффициент размывающей способности потока; |
|
|
|||||||||||||||||||||
Рκ – коэффициент неравномерности распределения |
удельного |
||||||||||||||||||||||
расхода; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
73
d50 – для несвязных грунтов – средний диаметр частиц грунтов, соответствующий 50 % по кривой гранулометрического состава; для глинистых грунтов d50 = dэ, где dэ – эквивалентный диаметр агрегатов, на который распадается связный грунт, зависящий от ко-
эффициента пористости ε и состава грунта (табл. 5.8). |
|
|
У |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.8 |
||||
|
|
Эквивалентный диаметр dэ агрегатов связных грунтов |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Содержание час- |
|
|
|
Эквивалентный диаметр dэ, мм, |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
тиц, %, разме- |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для частиц различных грунтов |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ром, мм |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Грунты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
||||||||
|
|
0,005 |
|
0,005–0,05 |
|
мало- |
|
средне- |
|
|
плотных, |
|
очень |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
плотных, |
|
плотных, |
|
ε =Н0,6–0,3 |
плотных, |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ε > 1,2 |
|
ε = 1,2–0,6 |
|
ε = 0,3–0,2 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Глины |
|
|
30–50 |
50–70 |
|
0,15 |
|
й |
|
|
10 |
|
|
50 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
||||||||||
|
Тяжелыесуглинки |
20–30 |
70–80 |
|
0,15 |
|
|
3 |
10 |
|
|
50 |
|
||||||||||||
|
Тощие суглинки |
10–20 |
80–90 |
|
0,15 |
|
|
3 |
|
|
10 |
|
|
50 |
|
||||||||||
|
Лессовидные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
в условиях |
|
|
– |
|
– |
|
0,05 |
|
|
1,5 |
|
5 |
|
|
20 |
|
||||||||
|
закончившихся |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
о |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
просадок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
при отбросе струи с трамп- |
|||||||||||
|
Произведение коэффициенрв k κ |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
лина вычисляется по ф рмуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
з |
т |
|
|
0,45naϕ |
2 |
y0 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
k |
р κ0,8 = k0 |
3,4 + |
|
|
, |
|
|
(5.49) |
|
|||||||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
hкр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где k0 – к эффициент, учитывающий пространственность и условия |
|||||||||||||||||||||||||
со ряжения адающей струи с нижним бьефом. Для консольного |
|||||||||||||||||||||||||
е2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
сброса за быстротоком k0 = 0,44; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
nа – коэффициент, учитывающий влияние аэрации струи, при |
||||||||||||||||||||||||
Fr = 25 |
na = 0,9; при Fr = 50 |
|
na = 0,85; при Fr = 100 na |
= 0,6, где |
|||||||||||||||||||||
РFr = |
v1 |
|
– число Фруда в начальном сечении струи; |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2g
ϕ– коэффициент скорости, значение которого можно принимать
по специальным графикам [2, рис. 4.8; 12, рис. 10–23];
74
y0 – разность уровней воды в бьефах, при расчете быстротока |
||||||||||||||||
можно принимать y |
|
= p + h |
+ |
v2 |
; |
|
|
|
|
|
||||||
0 |
1 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2g |
|
|
|
|
|
|
|
hкр – критическая глубина. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
5.3.3. Многоступенчатый перепад |
|
|
|||||||||||
Многоступенчатый перепад представляет собой ряд ступеней |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
из одинаковых по размерам колодцев, образованных продольными |
||||||||||||||||
(боковыми) и поперечными (водобойными) стенками (рис. 5.11). Он |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
устраивается при значительных (более 0,25) уклонах местности по |
||||||||||||||||
трассе водосброса. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
Р |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
йhнб |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
h Р |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
P |
|
1 |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
h |
h 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
УНБ |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lк |
и |
|
нб h нб |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
к |
h |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
d |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dк |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l кlк |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
L |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Р с. 5.11. Многоступенчатый перепад |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Размеры колодцев |
высота водобойных стенок определяются на |
|||||||||||||||
основании гидравлическогои |
|
расчета из условия полного гашения |
||||||||||||||
энергии |
|
т ка. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Прежде чем приступать к расчетам, необходимо построить про- |
||||||||||||||||
дольный |
|
|
по оси предварительно выбранной трассы водо- |
|||||||||||||
|
рофиль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
сброса, в который вписывается многоступенчатый перепад. Для это- |
||||||||||||||||
го попродольному профилю находится общая высота падения, ко- |
||||||||||||||||
торая затем разбивается на отдельные равные между собой ступени. |
||||||||||||||||
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Высота ступеней p обычно назначается одинаковой, не превышающей, |
||||||||||||||||
как правило, 5–6 м. Длина ступеней – до 20 м. Глубина водобойного |
||||||||||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= p/3. Тогда |
|
колодца при этом предварительно может быть принята dк |
||||||||||||||||
средняя высота ступеней p = P/n + dк, где P – разность отметок в |
||||||||||||||||
начале и в конце перепада. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
75
На нескальных и полускальных грунтах продольные и поперечные стенки отделяются от водобойной плиты вертикальными деформационными швами. Все швы оборудуются противофильтрационными уплотнениями. Толщину водобойной плиты и стенок определяют расчетом на устойчивость, предварительно назначая ее в соответствии со следующими рекомендациями: водобойная плита –
0,5–1,0 м; продольная стенка: поверху – 0,3–0,7 м, понизу – 1–2 м; |
||||||||||
водобойная стенка: поверху – 0,5–0,7 м, понизу – 1,2–2,0 м. В |
||||||||||
скальных породах водобойные плиты могут не устраиваться или |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
может выполняться выравнивающая облицовка толщиной 0,3–0,4 м. |
||||||||||
Гидравлическим расчетом уточняются принятые предварительно |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|||
длины ступеней и высоты водобойной стенки. Расчеты выполняют- |
||||||||||
ся только для первой, второй и последней ступеней. Размеры всех |
||||||||||
остальных ступеней принимаются такими же, как и размерыНвторой |
||||||||||
ступени. Расчеты выполняются следующим образом. Из формулы |
||||||||||
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
Q = ϕ h1 b |
|
|
|
|
|
|
(5.50) |
|||
|
2g(H0 |
+ p −h1) |
|
|
||||||
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
||
определяется глубина на ступени в сжатом сечении, равная h1, ко- |
||||||||||
|
|
|
и |
|
|
|
h |
′ |
. Ко- |
|
торая принимается в качестве пе вой сопряженной глубины |
|
|||||||||
эффициент скорости ϕ принимается по графикам в зависимости от |
||||||||||
высоты и конструк ивных |
р |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
бенностей ступени [2, рис. 4.8]. По |
формуле (5.9) определяе ся в орая сопряженная глубина h''. Глуби- |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
со |
|
|
|
|
|
|
|
||
на воды над порогом водослива в начале следующей ступени (H1) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
определяется уравнен |
я водослива с тонкой стенкой: |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
из |
|
|
Q = m b |
|
2g H13,0/ 2 , |
(5.51) |
|||||||
откуда |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2/ 3 |
|
|
||||
п |
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
2 |
|
|||||
|
|
H |
1 |
= |
|
|
|
|
|
− αv0 , |
(5.52) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2g |
|
|||
|
|
|
|
|
|
m b |
2g |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где m – коэффициент расхода, принимаемый как для водослива с |
||||||||||||||||
Ртонкой стенкой; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
v = |
Q |
|
– скорость подхода. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
′′ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
bh |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
76
Глубина водобойного колодца на ступени равнаdк = h'' – H1. Длина ступени перепада (водобойного колодца) L = l1 + 0,8lпр, где lпр – длина прыжка.
Дальность полета струи может быть определена по формуле
|
|
l1 = |
q |
|
|
2 p + hкр |
|
, |
|
|
(5.53) |
|
|
|
hкр |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
g |
|
|
|
|
У |
||||
где q – удельный расход: q = Q/b; |
|
|
|
|
|
|
||||||
hкр – критическая глубина, определяемая по формуле (5.10). |
||||||||||||
При расчете последней ступени перепада глубина водобойногоТ |
||||||||||||
колодца определяется так же, как в п. 5.2.3. |
|
|
|
|
|
|||||||
Отводящий канал устраивается между сопрягающим сооружени- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
ем и руслом реки. Канал выполняется в выемке таким образом, чтобы |
||||||||||||
дно его сопрягалось с дном реки. Дно отводящего канала может быть |
||||||||||||
горизонтальным или ему может |
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
уклон меньше критиче- |
||||||
ского. Гидравлический |
расчет канала |
про зводится по |
формулам |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|||
равномерного движения воды. Если скорости потока в канале пре- |
||||||||||||
вышают допустимые по размыву, дно |
откосы его укрепляются. |
|||||||||||
|
|
|
|
придаваться |
|
|
|
|||||
5.4. Башенныерводосбросы |
|
|
||||||||||
Башенный водосброс (орис. 5.12) состоит из головной части (баш- |
||||||||||||
ни), одной или нескольк х ниток труб и концевого участка, на кото- |
||||||||||||
ром располагаются |
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
необходимости гасители энергии потока. Ось |
|||||||||||
башенного водосброса трассируется по возможности перпендику- |
||||||||||||
при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
лярно к си пл тины в русле или в пониженных местах поймы. |
|
|||||||||||
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В башне размещаются ремонтные и рабочие затворы, перекры- |
||||||||||||
входные сечения труб, сороудерживающие решетки и ме- |
||||||||||||
ханизмы для маневрирования ими, а также служебные помещения. |
||||||||||||
С чпние башни в плане может быть круглым или прямоугольным. |
||||||||||||
азм ры е зависят от диаметратрубопроводов. Толщина стенок баш- |
||||||||||||
вающиени обычно уменьшается снизу вверх, но она не должна быть мень- |
||||||||||||
ше 20 см. Размещать башню можно в зоне подошвы верхового от- |
||||||||||||
Ркоса плотины, в средней его части или у гребня плотины, но всегда |
она должна располагаться на прочном материковом грунте. Трубы малого диаметра могут быть металлическими или железобетонны-
77
ми. Металлические трубопроводы чаще всего укладываются внутри |
||||||||
железобетонных галерей, которые используются в период возведе- |
||||||||
ния гидроузла для пропуска строительных расходов. |
|
|
|
|||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
УВБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5 |
|
|
|
|
|
У |
Б |
|
|
|
|
|
Н |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
l |
|
2 |
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
4 |
|
|
|
6 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 5.12. Башенный водосброс: |
|
|
|
||||
1 – башня; 2 – отводящие трубы; 3 – помещен е дляйразмещения подъемного оборудо- |
||||||||
вания;4 – затвор;5 – сороудерживающая |
ешетка;6 |
– водобой;7 – грунтовая плотина |
||||||
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
Снаружи металлические т уб п оводы покрываются антикорро- |
||||||||
зионным покрытием. Трубы брльших поперечных сечений выпол- |
||||||||
няются из железобе она с круглыми, овальными или прямоуголь- |
||||||||
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
ными отверст ями. При ус ройстве нескольких труб они объеди- |
||||||||
няются в общую многоочковуют |
конструкцию. |
|
|
|
|
|||
Трубы должны располагаться на плотном грунте основания на |
||||||||
уровне п д швыплотины или ниже ее, в траншее. По длине трубы |
||||||||
разрезаютсязтемпературно-осадочными швами на секции длиной не |
||||||||
более 10–15 м. Для предотвращения фильтрации воды через швы |
||||||||
они у лотняются шпонками, а для борьбы с контактной фильтраци- |
||||||||
й воды вдоль трубы, в местах стыков секций устанавливаются про- |
||||||||
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
тивофильтрационные ребра (диафрагмы). |
|
|
|
|
|
|||
Подходной участок к башенному водосбросу выполняется в виде |
||||||||
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
канала, рассчитанного на пропуск строительного расхода. Дно и от- |
||||||||
косы его крепятся каменной наброской или бетонными плитами в |
||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
зависимости от скорости течения. |
|
|
|
|
|
|
||
Пропускная способность одной трубы напорного башенного во- |
||||||||
досброса Qтр определяется по формуле |
|
|
|
|
|
78
Qтр = µ ω |
2gHд |
, |
(5.54) |
где ω – площадь выходного поперечного сечения трубы; |
|
||
µ – коэффициент расхода; |
|
||
g – ускорение свободного падения; |
У |
||
Нд – действующий напор, принимаемый равным разности меж- |
ду расчетным уровнем воды в верхнем бьефе (НПУ) и центром тяжести выходного сечения трубы при незатопленном истечении, и
разности НПУ и уровня нижнего бьефа, соответствующего пропус- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
ку расчетного расхода, при затопленном выходном отверстии. |
|
|||||||
Коэффициент расхода напорного башенного водосбросаТ |
||||||||
µ = |
|
|
1 |
|
|
, |
Б |
(5.55) |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
|
й |
|
||||
|
+∑ζi |
|
|
|||||
|
|
и |
|
|
где ∑ζi – сумма коэффициентов сопротивлений (местных и по длине).
В глубинных водосбросах постоянного поперечного сечения, работающих в напорном режиме, надлеж т учитывать следующие
виды местных сопротивлений: |
|
|
|
||||
– на вход (коэффициент с п |
тивления для прямоугольного входа |
||||||
ζвх = 0,42, при криволинейн |
рм чертании (по радиусу) – 0,10, для |
||||||
опре-деления ζвх |
ф рм |
г л вков имеются специальные графи- |
|||||
ки [12]; |
|
|
о |
|
|||
|
|
затворов |
|
|
|
||
– в пазах плоск |
при относительной |
ширине паза |
|||||
bп / b < 0,1 следует пр н мать ζп = 0,05, при bп / b > 0,2 ζп = 0,1. |
|||||||
Здесь b – ширинадругихводосбросного отверстия на участке размещения |
|||||||
затвор в, b |
|
– ширина паза. Для двух и более последовательно распо- |
|||||
ложенных |
|
з |
|
|
|
|
|
аз в затворов коэффициенты сопротивлений следует сум- |
|||||||
мироватьо; |
|
|
|
|
|
||
– на сороудерживающей решетке |
|
||||||
п |
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
ζр = β( |
s |
)4/3sin α, |
(5.56) |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
bc |
|
|
Ргде s – толщина стержня решетки; |
|
bc – величина просвета между стержнями;
79
β – коэффициент, зависящий от формы стержней (при круглой форме стержней β = 1,79);
α – угол наклона решетки к горизонту.
Если глубинные водосбросы имеют повороты, сужение, расширение и т.д., коэффициент сопротивления для них определяется по [12].
Коэффициент сопротивления по длине |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
ξдл = |
2gl |
, |
|
|
(5.57) |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
C2R |
|
|
|
У |
где l – длина трубы; |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
R = |
ω – гидравлический радиус, где χ – смоченный параметр; |
|||||||||||
|
|
χ |
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
||
для круглого сечения R = |
, где d – диаметр трубы; |
|
|
|||||||||
4 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
С – коэффициент Шези, может быть определен по формуле Ма- |
||||||||||||
нинга |
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1/6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С = |
и |
|
|
(5.58) |
|||
|
|
|
|
|
n R |
, |
|
|
||||
где n |
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
||
– коэффициент шер х ват сти (для бетонной поверхности он |
||||||||||||
может быть пр нят равнымо0,012 [12]). |
|
|
|
|
||||||||
Гидравлическ й |
|
|
башенного |
водосброса выполняется в |
||||||||
|
|
|
расчет |
|
|
|
|
|
|
|
||
следующем порядке: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1. На поперечномиразрезе земляной плотины выбирают место- |
||||||||||||
положение башни и определяют длину трубы. |
|
|
|
|||||||||
2. |
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задаются ф рмой и размерами поперечного сечения трубы и |
||||||||||||
по формуле (5.54) находят пропускную способность одной трубы. |
||||||||||||
3. |
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О ределяют необходимое количество труб для пропуска рас- |
||||||||||||
ч тногоппаводкового расхода Nт |
= Qр / Qтр. |
|
|
|
||||||||
4. |
По зависимости (5.54) проверяют пропуск поверочного павод- |
|||||||||||
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кового расхода при уровне верхнего бьефа, равном ФПУ. Если при- |
||||||||||||
нятого количества труб и их размеров оказывается недостаточно для |
||||||||||||
Рпропуска поверочного паводкового расхода при ФПУ, то увеличива- |
ют либо размер поперечного сечения трубы, либо количество труб.
80