2.5.3 Дренаж

Как правило, земляные плотины оборудуются дренажами. Дренажи слу-жат для понижения депрессионной кривой, предотвращения выхода филь-трационного потока на откос и отвода профильтровавшейся через тело пло-тины воды в нижний бьеф. Дренаж устанавливают в русловой и пойменной части плотины со стороны низового откоса. Конструкция дренажа не должна допускать выноса (суффозии) грунта плотины или основания в дренаж.

Дренаж состоит из двух частей: собственно дренажа, т.е. водоотводной конструкции, и обратного фильтра, защищающего дренаж от заиливания.

Водоотводная конструкция выполняется в виде банкета либо ленты, отсыпанных из камня или щебня; из перфорированных труб.

Обратный фильтр состоит из отдельных слоев несвязного отсортирован-ного по крупности материала (песок, щебень). Средняя крупность материала частиц отдельных слоев фильтра должна возрастать по направлению течения грунтовой воды.

Р ис.2.5 Основные типы дренажа низового откоса плотины.

1 – дренажный банкет; 2 – наслонный дренаж; 3 – обратный фильтр; 4 – кривая депрессии.

Основными, наиболее часто применяемыми на практике, типами дрена-жей являются: дренажный банкет, наслонный дренаж, горизонтальный дре-наж, трубчатый дренаж, комбинированный дренаж.

Тип дренажа при проектировании плотины выбирают на основании технико-экономического сопоставления его вариантов с учетом конкретных условий (глубина воды в нижнем бьефе, характеристики грунтов тела плотины и основания, условия производства работ и др.).

Дренаж в виде банкета чаще всего применяют в русловой части плотины. Если высота дренажного банкета получается большой (при значительных глубинах воды в русле, соответствующих сбросу максимальных расходов воды), то переходят к наслонному дренажу или к комбинированному типу дренажа – сочетание банкета с наслонным дренажем.

Верх дренажного устройства должен возвышаться на 0,5-1,0 м над самым высоким уровнем воды нижнего бьефа, положение которого устанавливается по кривой Q=f(H₂) в зависимости от максимального расхода расчетной обеспеченности.

Размеры дренажного банкета могут быть приняты следующим образом: ширина дренажного банкета по верху (ширина бермы) 1-2 м; коэффициент заложения откоса, примыкающего к телу плотины, 1,1-1,3; наружного – 1,3-1,5.

Дренажный банкет можно устраивать без бермы в виде призмы (рис.2.5,а), тогда наружный откос дренажной призмы располагается заподлицо с низовым откосом плотины.

На пойменном не затапливаемом участке плотины, а в невысоких плоти-нах (высотой до 7 м) на всей ее длине, часто устраивают наслонный дренаж из каменной наброски и обратного фильтра, отсыпаемых на низовом откосе (рис.2.5,г). Этот дренаж не понижает кривую депрессии, но является хорошей защитой низового откоса от фильтрационных деформаций. Толщина отсыпки камнем наслонного дренажа принимается 0,6-1,0 м.

Дренажные устройства со стороны тела плотины и основания защищаются обратным фильтром. Количество слоев обратного фильтра зависит от гранулометрического состава защищаемого грунта (тело плотины, основание), состава и толщины слоев обратного фильтра.

Если защищаемый грунт не связный (супесь, песок) – количество слоев может быть принято 2-3, при толщине каждого слоя не менее 0,25 м; в случае связного грунта (глина, суглинок) может быть принят однослойный обратный фильтр из щебня толщиной слоя не менее 0,4 м.

При выполнении данного курсового проекта рекомендуется тип дренажа выбирать из следующих соображений:

• в русловой части плотины в зависимости от максимальной глубины воды H₂ в нижнем бьефе: при H₂ < 1,5 м следует принимать дренажную призму без берм (рис.2.5,а); при H₂ = 1,5-3,0 м – дренажный банкет (рис.2.5,б); при H₂ > 3,0 м можно принимать комбинированный дренаж, состоящий из банкета высотой 1,5-2,0 м и наслонного дренажа (рис.2.5, в)

• в пойменной части плотин следует проектировать наслонный (рис.2.5, г) или трубчатый дренаж.

Верх дренажа на не затапливаемом пойменном участке плотины имеет переменную отметку и ориентировочно принимается на 1,5 м выше отметки подошвы плотины. Заканчивать дренаж следует на лево- и правобережном участках плотины, где высота ее не превышает 3-5 м.