2. Земляная плотина

2.1 Выбор створа плотины и компоновка гидроузла

При выборе места под плотину и водохранилище учитываются топогра-фические и геологические условия, а также экономические и санитарные требования [3].

В целях уменьшения объема строительных работ створ плотины выби-рают в наиболее узких местах речной долины. Выше створа плотины по реке должно быть расширение поймы, дающее возможность при меньшем напоре получить возможно большую емкость водохранилища. Геологические усло-вия должны быть благоприятны для устройства плотины, а чаша водохра-нилища обладать достаточной водонепроницаемостью.

Ось плотины в плане должна быть по возможности нормальна к общему направлению речной долины.

Выбранную ось плотины наносят на план местности между горизон-талями на 3-4 м выше отметки нормального подпорного уровня (НПУ). По оси разбивают пикетаж.

При компоновке сооружений, входящих в гидроузел, необходимо учиты-вать следующие главнейшие обстоятельства, которые могут существенно влиять на возможное расположение сооружения:

1. топографические условия;

2. геологическое строение основания и берегов;

3. гидравлические условия;

4. условия производства работ;

5. удобства эксплуатации гидроузла.

Водосбросное сооружение может быть расположено на берегу или в теле земляной плотины. При выборе трассы водосбросного сооружения, располо-женного на берегу, большое значение имеет удобное сопряжение его отводящего канала с руслом реки. Так, например, при повороте реки в нижнем бьефе к правому берегу, водосброс лучше всего устраивать на правом берегу и вместе с тем желательно получить наименьший угол между осью отводящего канала водосброса и стрежнем реки во избежание подмыва противоположного берега реки. Если позволяют условия местности, целесо-образно водосброс располагать так, чтобы сброс воды был направлен в боковую балку или лощину. При выборе трассы берегового водосброса необходимо стремиться к уменьшению ее длины.

2.2 Назначение основных размеров профиля плотины

2.2.1 Откосы и бермы

Вид профиля плотины – обычно неравнобокая трапеция, стороны которой, т.е. откосы, прямолинейны или представляют собой ломаные линии, уполаживающиеся книзу (рис.2.1).

Рис.2.1 Поперечный профиль однородной земляной плотины.

Крутизна откосов плотин выражается коэффициентом заложения откоса m=ctgα (α – угол наклона откоса к горизонту), т.е. отношение горизон-тального заложения откоса к его высоте.

Заложение откосов земляных плотин должно отвечать их статической устойчивости, определяемой расчетами. Такой расчет можно выполнить лишь после назначения размеров профиля плотины и построения на основа-нии фильтрационных расчетов депрессионной кривой. Ввиду этого предва-рительно, на основании данных практики, назначается заложение откосов плотины, а затем расчетом подтверждается их статическая устойчивость.

При выполнении данного курсового проекта статический расчет устойчивости откосов не производится и предварительно назначенное зало-жение откосов принимается как окончательное.

У плотин, выполненных из связных грунтов (глины, суглинки), откосы проектируют более крутыми по сравнению с плотинами из песчаных грунтов.

Верховые откосы плотин обычно принимаются более пологими, чем низовые, так как они работают в более сложных условиях.

При назначении коэффициентов заложения откосов учитывается также и высота плотины Н_пл , которая представляет собой разность отметок гребня плотины и дна реки. Так как отметка гребня плотины в начале не известна, для выбора коэффициентов заложения откосов предварительно принимают отметку гребня плотины примерно на 1,5 – 2,0 м выше отметки нормального подпорного уровня (НПУ) .

Предварительно коэффициенты заложения откосов могут назначаться согласно табл.2.1 [4].

Таблица 2.1

Примерные значения коэффициентов заложения откосов земляных плотин

Откосы	При высоте плотины, м
	10-15		15-20		20-25
	При грунтах тела плотины
	глинист.	песчан.	глинист.	песчан.	глинист.	гесчан.
Верховой m1	2,5	2,75	2,75	3,0	3,0	3,5
Низовой m2	2,0	2,25	2,25	2,5	2,5	2,5

На откосах плотины высотою более 15 м могут устраиваться горизонтальные площадки – бермы. На низовом откосе бермы устраивают через 7-10 м по его высоте, считая от гребня плотины. Бермы устраивают с целью заглубления депрессионной кривой под поверхность откоса на глубину большую глубины промерзания грунта, а также для обеспечения проезда вдоль откоса и уменьшения потока талых и ливневых вод, стекающих по откосу и разрушающих его. Берме придают уклон в сторону откоса.

На верховых откосах бермы рекомендуется устраивать только у нижней границы крепления для увеличения устойчивости конструкции упора.

Ширину берм, если по ним нет проезда, назначают в пределах 1,5-2,0 м.