11081

Использование льда для строительства временных плотин

Лед – это вода в твердом состоянии.

Температура плавления льда при нормальном атмосферном давлении принята за 0°С. Превращение воды в лед происходит при некотором ее переохлаждении.

Теоретическая плотность льда 931 кг/м³.

Предел прочности на сжатие монокристаллического льда при температуре минус (0 – 10)°С равен 0,8 – 1,4 Мпа, на растяжение 0,9 – 1,2 Мпа.

Коэффициент теплопроводности льда при температуре минус 16 – 40 °С равен

2,18 – 2,22 Вт/(м∙град).

В строительстве применяют искусственный лед, формирующийся при послойном или брызговом намораживании воды. Для повышения механической прочности лед армируют ветвями деревьев, опилками, гравием, стекловолокном и др.

[Алексеев, 2007] .

130

В Якутии строят ледовые плотины на перемерзающих реках с целью аккумуляции стока для лиманного орошения лугов, для предупреждения от промерзания дражных полигонов и др. Для предотвращения всплытия плотины крепят к основанию наклонными сваями [Вдовин, 1987].

131

Предложение о применении грунтово - криогелевых композитов в конструкциях мерзлых плотин [Васильев, 2013]

Устройство

противофильтрационной и теплоизоляционный защиты в плотине мерзлого типа:

ОПЫТ: в основании мерзлой грунтовой плотины Иреляхского гидроузла развивавшаяся по трещинам фильтрация была остановлена путем закачки криогелеобразующего раствора через пробуренные скважины.

132

Изменение типа грунтовых плотин в период эксплуатации

Земляная плотина водохранилища Аркагалинской ГРЭС на р. Мяунджа

Плотина сооружена в 2 очереди: первая до отметки 75,5 м (1952 – 1954 гг.), вторая – до отметки 81,5 м на полную высоту 11,5 м и длину 860 м (1954 – 1959 гг.) как мерзлая по изначальному проекту в районе со среднегодовой температурой воздуха минус 12,7 °С. С 1953 г. в плотине начала функционировать воздушная, а с 1957 г. жидкостная замораживающая система [Трупак, 1970]

Поперечный профиль плотины на р. Мяунджа на пикете 0+25 м с показанием изотерм:

133

Замораживающие системы не смогли остановить процесс оттаивания грунтов на фильтрующих участках плотины, сопряженных с подземными фильтрационными потоками. К концу 1970 – х гг. тело плотины было расширено на 40 м, с 1990 – х гг. прекратили эксплуатацию замораживающей системы, к 2001 г. закончилась деградация мерзлых грунтов в теле плотины и плотина перешла полностью на талый режим эксплуатации [Гулый, 2011].

Земляная плотина водохранилища Аркагалинской ГРЭС:

Т – техногенные грунты тела плотины; А, Б, В – пьезометрические скважины для установления поверхности депрессии

134

Земляная плотина на руч. Безымянный (приток р. Мархи) в 300 км к северо-востоку от г. Мирный

Длина плотины 442 м, высота 13 м, емкость водохранилища 1,066 млн м3. Плотина построена зимой 2002 – 2003 гг. на мерзлом основании из мергелей, известняков и песчаников. Из-за сложившейся опасной фильтрационной обстановки к зиме 2003 – 2004 гг. оттаявшая зона была перекрыта цементационно-мерзлотной завесой. Впоследствии плотина перестроена. Водохранилище используется для водоснабжения Нюрбинского ГОК АК «АЛРОСА» [Федосеев, 2009].

135

Водосбросы гидроузлов с грунтовыми плотинами

Водосбросы при талых плотинах

Эксплуатационные водосбросы при талых плотинах устраивают обычно в виде открытых быстротоков в берегах.

Эксплуатационный водосброс (быстроток) Вилюйского гидроузла на р. Вилюй,
расположенный на правом берегу	136

Виды на головную часть (прямой водослив практического профиля шириной 40 м с сегментным затвором) и криволинейный в плане лоток быстротока Вилюйского гидроузла

137

Эксплуатационный водосброс (быстроток) Колымского гидроузла на р. Колыме

Быстроток трехпролетный с разделительными стенками общей шириной 45 м и длиной 220 м на расход 11500 м³/с.

138

Водосброс Курейского гидроузла на р. Курейке. Водослив продолжен быстротоком с консольным сбросом:

ширина 76 м, длина 168 м.

139