Попов экзамен ответы

модуль деформации от 0,3 до 1,5 ГПа, но для кремнистых опок и мергелей до 45 ГПа и более; в массиве основания модуль деформации еще ниже. Одним из характерных свойств полускапьных пород является их чувствительность

1)к разгрузке, когда за несколько часов вынутый из массива образец превращается в свой исходный материал;

2)к воде;

3)глубокая выветренность, иногда превращающая их в скопление мелких обломков мергеля и даже в пластическую массу. Мергели обладают свойствами омыления в воде.

По степени трещиноватости основания характеризуются модулем трещиноватости (число трещин на I м длины разреза), изменяющимся от 1,5 (для слаботрещиноватых) до 30 и более (для сильнотрещиноватых).

По размерам нарушения сплошности основания трещины предлагается делить на: разломы (I—III категории), если ширина зоны дробления значительна от одного до нескольких метров при протяженности от сотен до тысяч километров, и собственно трещины от крупных (шириной от десятков сантиметров до метра или более и протяженностью от десятков до сотен метров) до мелких (шириной менее 0,5 мм и протяженностью метры и сантиметры).

13) Условия выбора створа плотины (ТЭО; конструкция, класс плотины, геология; наличие водопроницаемых грунтов под плотиной; фильтрация: уменьшение разности бьефов, уменьшение устойчивости из-за гидростатического суффозия (растворение), опасный наклон плотины из-за выпора грунта из-под плотины)

Створ реки на плотине выбирается, рассматривая различные технико-экономические варианты, и связывают с компоновкой гидроузла, его классом, топографическими условиями, от которых зависит характер основания.

Геологические условия определяют качество основания плотины и ложе водохранилища.

Грунты основания должны быть прочными и достаточно водонепроницаемыми. Наличие водонепроницаемых грунтов приводит к большим потерям на фильтрацию, что требует наличие специального противофильтрационного устройства.

Фильтрация воды может вызывать последствия:

-большие потери воды из верхнего бьефа

-снижение устойчивости плотины из-за гидростатического давления на подошву сооружения, направленного вверх

-ослабление основания и осадка сооружения, вследствие выноса фильтрационных вод не фильтрующего грунта в нижний бьеф

-постепенное ослабление основания из-за выноса фильтрационными водами растворимых солей, содержащихся в грунте

-опасный наклон и осадка сооружения вследствие выноса грунта основания

Аналогичным образом могут возникать в береговых массивах, к которым примыкают сооружения гидроузла. Для предотвращения негативных последствий фильтрации применяют меры, заключающиеся в исключении удлинения путей фильтрации, устранения грунтовых стенок, зубьев и т.п.

14) Типы земляных плотин по СНИПу 2.05.0-84. Преимущества и недостатки. (Насыпные, намывные, каменно-земляные, каменнонабросные. Преимущества: во всех географических районах, широкий состав грунтов, повышение прочности во времени (усадка). Недостаток: невозможность пропуска паводка через земляной гребень плотины)

плотина, выполненная в основном из глинистых, песчано-глинистых, песчаных и т. п. местных грунтов. В основании земляной плотины допускаются различные грунты — от несжимаемых прочных до сильно сжимаемых малопрочных. Земляные плотины как правило, глухие — без перелива воды через ее гребень. Поперечное сечение (профиль) земляной плотины имеет трапецеидальное или близкое к нему очертание. Основные элементы земляной плотины: тело плотины, противофильтрационные устройства, ограничивающие скорость фильтрационного потока и потери воды через тело и основание плотины, дренажные устройства, принимающие фильтрационную воду в нижний бьеф, и покрытия верхового, низового откосов и гребня, предохраняющие их от разрушающего действия воли, атмосферных осадков, ветра и пр.

Основные параметры земляной плотины: максимальная высота (уклон откосов, выражается обычно отношением высоты к горизонтальной проекции откоса, например 1:3, 1 : 2,5 и т. д.), ширина по гребню, превышение гребня над. Н. П. У. и объем тела плотины. Для оценки эксплуатационного качества земляной плотины важны: положение и очертание поверхности фильтрационного потока в теле плотины (поверхность или кривая депрессии), величина фильтрационного расхода через тело и основание плотины, степень устойчивости откосов (под действием собственного веса, фильтрационной воды, сейсмич. воздействий и пр.). Для надежной работы земляной плотины необходимо, чтобы кривая депрессии была заглублена в тело плотины не менее, чем на глубину промерзания грунта в данном районе, и выклинивалась на низовом откосе под уровень нижнего бьефа либо в границах дренажных устройств; фильтрационный расход не превышал предельного значения, установленного водохозяйственными расчетами; коэфф. устойчивости откосов на сползание был больше единицы и чтобы отсутствовали фильтрационные деформации грунтов в теле плотины, а также в ее основании.

По применяемым материалам и конструкции различают 6 основных типов земляных плотин. Однородная земляная плотина (1-й тип) состоит из одного и того же грунтового материала — песка, супеси, суглинка, глины. Неоднородная земляная плотина (2-й тип) возводится из разнообразных грунтов, начиная с суглинков или глин до гравелисто-щебенистых с расположением более мелкозернистых к верховому, а крупнозернистых к низовому откосу, или мелкозернистых в центральной части, а более крупных — к откосам. 3. п. могут иметь противофильтрационные устройства в виде экрана (3-й тип) или ядра (4-й тип).

Ядро или экран делаются из естественного мелкозернистого материала (суглинка, супеси, а иногда торфа) или из искусственной смеси разных грунтов (напр., жирный суглинок и гравелистогалечниковый грунт, супесь и жирная глина и др.). Основные части плотины — упорные призмы — выполняются из самых разнообразных крупнозернистых материалов и в частности из камня (в последнем случае плотина называется каменноземляной).

Между ядром или экраном и призмами при резко различной крупности материалов устраиваются переходные зоны в виде обратных фильтров, состоящих из 1—3 слоев постепенно укрупняющегося к откосам материала. 3. п. могут выполняться с экраном или диафрагмой из железобетона, бетона, металла, дерева и др. материалов (5-й и 6-й типы). Экран или диафрагма (ядро) применяется, если тело плотины образуется из водопроницаемых, крупнозернистых материалов (песка, песчано-гравелистого грунта, гравия).

Воснованиях земляных плотин из проницаемых грунтов располагают противофильтрационные устройства. Если водонепроницаемые грунты залегают на небольшой глубине, то всю проницаемую толщу прорезают обычно зубом, диафрагмой (шпунтом) или заглублением в основание ядра или экрана. В тех случаях, когда водонепроницаемые грунты залегают на большой глубине (больше 30—40 л), устраивают глубокую завесу инъекционным способом, нагнетая в толщу грунта цемент, битум, бентонитовые глины, жидкое стекло и др., или удлиняют путь фильтрации устройством понура.

По способу возведения земляные плотины делятся на насыпные и намывные. Насыпные плотины возводятся отсыпкой грунта слоями с уплотнением катками, трамбовками и т. п. Лучшее уплотнение при укатке достигается при определенной влажности грунтов, к-рая, в частности для связных грунтов, близка к границе раскатывания. В связи с этим грунты, подготовленные для отсыпки в 3. п., или дополнительно увлажняются или, наоборот, подсушиваются в зависимости от их естественной (карьерной) влажности. Влажность связных грунтов доводят до оптимальной обычно непосредственно в карьерах.

ВСССР в последние годы испытывались и в отдельных случаях применялись способы возведения насыпных плотин без специального уплотнения — с использованием энергии взрыва и пр. В стр-ве земляных плотин широко распространен способ гидромеханизации, т. е. намыва тела плотины. Большинство намывных плотин в СССР возведено из однородного песчаного

грунта (1-й тип); неск. плотин, также песчаных, имеют противофильтрационное ядро (5-й тип) или диафрагмы (6-й тип). При разнородном составе намываемого грунта в теле земляной плотины может быть образовано в процессе намыва ядро (по 4-му типу) из мельчайших малоироницаемых частиц. Особенно широко применяется способ гидромеханизации при возведении плотин на широких равнинных реках. Таким же способом построена Мингечаурская плотина на р. Куре длиной ок. 1,5 км и высотой 84 м.

Земляные плотины небольшой высоты (10—12 JM) В СССР строятся по типовым проектам. Для более высоких плотин составляются индивидуальные проекты с обосновыванием их соответствующими расчетами, лабораторными и др. исследованиями. Для проекта 3. п. обычно проводятся разносторонние инже- нерно-геологич. и гидрогеологич. исследования; изучаются грунты в намечаемых карьерах, исследуется фильтрация на моделях и на установках электрогидродинамич. аналогий (ЭГДА); проверяются осадки плотины, устойчивость откосов, основные конструктивные формы, размеры дренажных и противофильтрационных элементов, параметры крепления верхового откоса и пр.

Основные размеры существующих 3. п. Колеблются в весьма широких пределах: высота до 170 ж, длина до десятков км, объем до десятков млн. м3 (Цимлянская плотина — 30 млн. ж3, плотина Оахи в США — 60 млн. м3), ширина по гребню 3 : 10 и более ж, уклон откосов от 1:1,5 до 1:5. При крупнозернистых грунтах и прочных основаниях назначаются более крутые откосы; при связных малоплотных грунтах в основании уклоны откосов в отдельных случаях достигают 1 : 15 — 1 : 12. Обычно откосы в верхней части профиля делают круче, чем внизу. В высоких плотинах для упора крепления и удобства стр-ва и эксплуатации делают фермы через 10 ж по высоте и реже. Верховой откос 3. п. крепят в зависимости от высоты волны в водохранилище и материала тела плотины. При мелкозернистом материале тела плотины и высоких волнах (до 2 м и выше) крепление выполняют б. ч. из каменной наброски или бетонных армированных плит размером до 10x10 м и более. Плиты связываются между собой арматурой. Гребень крепится в зависимости от его использования (класса дороги). Низовой откос 3. п. обычно засевается травами или одерновывается; иногда-ого покрывают крупнозернистым материалом (гравий, щебень). В пределах колебания уровня воды в нижнем бьефе низовой откос укрепляется аналогично верховому.

Дренаж земляных плотин обычно состоит из обратного фильтра и водоотводящих устройств и выполняется в виде призмы заглубленного в тело тюфяка или галереи на пойменных участках плотины. Водоотводящие устройства осуществляются в виде каменной наброски, крупного гравия или бетонных труб (см. Дренаж). Иногда, преим. в русловой части плотины, применяют наслонный дренаж; понижения кривой депрессии он практически не дает, главная цель его — защита откоса от фильтрационного вымыва грунта.

15.Конструкции тела земляных плотин.

Применение земляных плотин. Простота конструкции, широкое использование местных строительных материалов, возможность постройки почти на любых основаниях обусловили широкое распространение земляных плотин во всех странах мира. За последние 20—30 лет в СССР построены десятки крупных гидроузлов, одной из главных составных частей которых являются земляные плотины. Широкое развитие механики грунтов, инженерной геологии и гидрогеологии, широкое применение механизации земляных работ позволяют в настоящее время осуществлять плотины, весьма значительные по высоте и объему работ. Мингечаурская плотина (СССР), построенная в 1954 г. на р. Куре намывным способом, имеет высоту 80 м, объем тела плотины 15,6 млн, мг. Строится Сионская (СССР) насыпная плртина высотой 84,8 м с глиняным ядром, объем тела плотины 6,38 млн. м3. Объем Цимлянской намывной плотины составляет 29,5 млн. м3. Земляная плотина Свифт на р. Льюис (США), построенная в 1959 г., имеет высоту 153 м, объем тела плотины 12,2 млн. м3 и др.

Основные требования, предъявляемые к земляным плотинам. Подпор воды перед земляной плотиной вызывает фильтрацию через тело плотины, ее основание и в берегах. Перелив воды через гребень земляной плотины почти всегда влечет за собой ее разрушение, поэтому паводковые воды следует пропускать через специальные водосбросные сооружения.

При проектировании и постройке земляных плотин необходимо соблюдать следующие основные требования:

а) поперечнрму профилю необходимо придать такое очертание и такие размеры, которые обеспечили бы устойчивость тела плотины и ее основания при всех возможных условиях работы сооружения; б) фильтрационная вода, просачивающаяся через тело плотины, ее основание и в

местах примыкания к берегам, должна быть перехвачена и отведена системой дренажных устройств; в) пропускная способность водосбросных сооружений должна обеспечивать пропуск

максимального паводка во избежание перелива воды через гребень плотины; г) откосы плотины должны быть защищены соответствующим креплением от действия ветровых волн, а также от вредного воздействия климатических факторов.

Типы и классификация земляных плотин. Земляные плотины подразделяются по различным признакам: по способу возведения, по высоте, конструкции попередшого профиля и конструкции противофильтрационных устройств.

По способу возведения различают плотины насыпные, намывные и полунамывные. Насыпные плотины возводят путем отсыпки грунта с искусственным уплотнением и без искусственного уплотнения (с отсыпкой пионерным способом насухо, с отсыпкой в воду, с отсыпкой при помощи взрыва на выброс).

Намывными плотинами называются такие, в которых весь процесс возведения плотины

— разработка грунта в карьере, транспортировка и укладка его в тело плотины — выполняется методом гидромеханизации, то есть гидравлическим способом.

В полунамывных плотинах разработку грунта в карьерах, его доставку к плотине и отсыпку в ее боковых частях ведут теми же способами, что и в насыпных, а сортировку и укладку грунта во внутреннюю часть выполняют методом гидромеханизации.

По высоте различают земляные плотины: низкие — с напором до 15 м; средней высоты - с напором 15—50 м и высокие — с напором более 50 м.

По конструкции поперечного профиля земляные насыпные плотины подразделяются на следующие основные виды:

а) из однородного грунта; б) с вертикальным ядром или диафрагмой;

в) с экраном (из грунтового или из негрунтоврго материала); г) из разнородных грунтов (с водонепроницаемой верховой призмой).

Для возведения земляных насыпных плотин можно применять самые различные грунты, которые имеются на месте постройки плотины.

Лучшими грунтами для однородной земляной плотины считаются суглинки и супеси. Вподве пригодны песчаные и песчано-гравелистые грунты, однако ввиду их проницаемости необходимо предусматривать противофильтрационные устройства: экраны, ядра, зубья и понуры.

Для противофильтрационных элементов плотины применяют связные, пластичные малопроницаемые грунты: глины, суглинки, а также торфы при степени разложения не менее 50%.

Глинистые грунты с содержанием водорастворимых солей до 6% по весу допускается применять в тело однородных плотин и водоупорных элементов. Однако они должны быть защищены от промерзания и иссушения защитным слоем, обладающим прочностью и водостойкостью (крупнозернистые пески, галька, щебень).

Для невысоких плотин и в верхней части низового откоса средних плотин можно применять гумусированные грунты с содержанием гумуса до 7—8%. Гумусированные грунты обладают малой водопроницаемостью, но трудно поддаются уплотнению. Непригодны для укладки в тело плотины илистые грунты легкоподвижные при насыщений их водой, и грунты, содержащие водорастворимых солей более 6%.

Выбор грунта для тела плотины должен быть обоснован технико-экономическими расчетами. Важное качество грунта для тела насыпной плотины — легкаяуплотняемость его при укатывании.

Плотины из однородного грунта. При наличии в районе строительства достаточного количества относительно водонепроницаемых грунтов, особенно суглинков, лессов, строят плотину из однородного грунта. Преимущества однородных плотин — простота и быстрота возведения, возможность применения комплексной механизации, что значительно снижает стоимость работ по сравнению с другими типами земляных плотин.

Плотины с ядром. При недостаточном количестве малопроницаемых грунтов (суглинков) плотину можно насыпать из имеющихся на месте песчаных грунтов, супесей или других проницаемых материалов. В этом случае будет происходить сильная фильтрация воды через тело плотины. Для предупреждения этого явления применяют противофильтрационные устройства в виде ядра, экрана, диафрагмы. Пластичное ядро устраивают из глины или тяжелого суглинка и располагают вертикально под гребнем плотины, желательно ближе к верховому откосу, для того чтобы уменьшить объем насыщенного водой грунта верховой призмы и сделать более устойчивой низовую часть плотины. Минимальную толщину пластичного ядра поверху принимают не менее 0,8 м.

Верх ядра должен возвышаться над нормальным подпорным статическим уровнем воды не менее чем на 0,3 м для плотин III и IV классов и не менее чем на 0,5 м для плотин I и II классов.

При скальном основании вместо пластичного ядра устраивают жесткую диафрагму (бетонную, железобетонную, металлическую) для лучшего сопряжения тела плотины с основанием. Диафрагму следует располагать под верхней бровкой гребня плотины. Вследствие неравномерной осадки тела плотины и разности гидростатического давления на гранях жесткой диафрагмы могут появляться трещины, поэтому предпочтение следует отдавать пластичному ядру.

Экранные плотины. Преимущество экранных плотин перед ядровыми состоит в том, что в таких плотинах вода насыщает значительно меньшую часть объема тела плотины. Кроме того, экраны более доступны для осмотра и ремонта. Однако для экрана требуется больше материала, и он более подвержен деформациям при осадке основания или тела плотины. Экраны устраивают пластичные и жесткие.

Для пластичных экранов применяют суглинки, супеси, глины, а также торф при степени разложения не менее 50%. Толщину пластичного экрана поверху (нормально к откосу) назначают не менее 0,8 м. С внешней стороны экран должен быть покрыт защитным слоем из песка или песчано-гравелистого грунта толщиной не менее глубины промерзания в районе строительства. Экран обычно сопрягается с основанием зубом. Торфяные, экраны чаще всего устраивают из двух-трех слоев торфа, между которыми укладывают слои из песка. Экран должен быть надежно защищен от промерзания, так как промороженный торф теряет противофильтрационные свойства.

При глубоком залегании водонепроницаемой толщи основания устраивают плотины с экраном и понуром. Длину понура назначают в зависимости от допустимых фильтрационных расходов, а также по условию недопущения деформаций при выходе фильтрационного потока в нижний бьеф. Толщину понура принимают исходя из того, что градиенты фильтрационного потока должны быть в пределах, допустимых для грунта понура, но не менее 0,5 ж. Для предохранения понура от повреждения в период строительства его покрывают по всей поверхности слоем грунта толщиной не менее 1 м (с учетом глубины промерзания).

Плотины из разнородных материалов. При недостаточном количестве суглинков и при наличии на месте песчано-гравелистых грунтов и камня устраивают плотину из разнородных материалов. Малопроницаемый грунт укладывают в верховой откос плотины, а проницаемый материал (песок, гравий, камень) — в низовой откос. Для предотвращения вымыва грунта через каменную призму между суглинком и каменной наброской укладывают промежуточный слой в виде обратного фильтра из песка и мелкого гравия.

Сопряжение тела плотины с основанием и берегами. При небольшой глубине проницаемого слоя (2—3 м) в основании однородной плотины закладывают зуб, который заполняют глиной или суглинком. Зуб следует закладывать примерно под серединой верхового откоса и заглублять его на 0,5—0,75 м в водоупор.

Если толщина водопроницаемого слоя 4—6 м, то тело плотины сопрягают с водоупором путем закладки зуба глубиной 1—1,5 м и забивки в нем шпунта, который опускают в водоупор. Плотины с экраном и ядром при небольшой глубине проницаемого слоя также сопрягают с водоупором закладкой зуба. При глубоком залегании водоупора устраивают понур или «висячий зуб» и шпунтовую стенку. Понур является продолжением экрана; его делают из того же материала, что и экран. Сопряжение тела плотины с берегами следует делать в виде наклонных плоскостей с короткими уступами для удобства работ. Обработка склонов вертикальными уступами не допускается, так как вследствие резких изменений высоты насыпи вдоль уступов образуются опасные поперечные трещины.

Волков И. М., Кононенко П. Ф., Федичкин И. К., Гидротехнические сооружения, М., Колос, 1968

16. Конструкции противофильтрационных устройств плотин.

Противофильтрационные устройства - это различного рода препятствия на пути движения фильтрационного потока, выполненные из материалов с незначительным коэффициентом фильтрации и расположенные вертикально, наклонно или горизонтально.

Противофильтрационные устройства выполняют из пластичных и жестких материалов. В качестве пластичных материалов применяют глину, тяжелые суглинки, глинобетон,

торф, а жесткими материалами могут быть бетон, железобетон, дерево, металл. Иногда пластичные и жесткие материалы сочетаются.

Пластичные материалы дешевле и часто находятся вблизи строительства плотины. Поэтому вначале следует рассмотреть вопрос об устройстве противофильтрационных препятствий из этих материалов. И только если их применение технически и экономически нецелесообразно, переходят к жестким материалам.

Эффект от применения противофильтрационных устройств можно ожидать только в том случае, если коэффициент фильтрации его в 50 раз меньше, чем у грунта, в котором размещается устройство. В пластичных материалах этого достигают как подбором соответствующих грунтов, так и тщательным их уплотнением при укладке. При жестких материалах (металл или железобетонные изделия заводского изготовления, которые практически считают водонепроницаемыми) особое внимание следует уделять стыкам отдельных элементов, где наиболее вероятно появление сосредоточенных фильтрационных ходов.

Противофильтрационные устройства в основании выполняют в виде зуба, шпунтовой стенки, завесы или комбинации из них (рис. 52).

Рис. 52 Схемы противофильтрационных устройств в проницаемых основаниях:

а - зуб из пластичных материалов; б - шпунтовая стенка; в - комбинация зуба из пластичных материалов со шпунтовой стенкой; г - бетонная стенка; 1 - водопроницаемый слой; 2 - водоупор.

Противофильтрационные устройства обычно размещают по оси плотины или несколько ближе к верхнему бьефу, но не слишком близко от подошвы верхового откоса, так как поток грунтовых вод может обойти препятствие сверху, через откос плотины.

Глубина водопроницаемого слоя в основании плотин, при котором возможно осуществить противофильтрационные устройства, зависит от производственных условий, средств механизации и вида препятствия.

Зуб из пластических материалов (глины, тяжелого суглинка, глинобетона) выполняют глубиной не более 3-3,5 м. Шпунтовую деревянную стенку можно забить на глубину до 5-6 м. Сочетание пластичного ядра со шпунтовой стенкой принимают при глубине до

10 м.

Рис. 53. Схемы размещения ядра в теле плотины:

а - ось плотины совмещена с осью ядра; б - ось ядра сдвинута относительно оси плотины; в - ломаное ядро.

При большем значении глубин переходят к металлическому шпунту, забивать который можно на глубину более 20 м. В скальных основаниях применяют завесы.

Ширину зуба понизу задают с учетом применяемых механизмов для рытья траншеи. Откосы траншеи под зуб выполняют так, чтобы они были устойчивы в период производства работ. Заглубление зуба в водоупор принимают не менее 0,5 м (1 м для высоких плотин), а возвышение зуба над подошвой плотины - не менее 0,75 м. Минимальное заглубление шпунта в водоупор 0,5 м. Головки шпунтовых свай располагают выше дна траншеи на 0,5 м для низких плотин и 1 -1,5 м для высоких.

Пластичное ядро применяют в тех случаях, когда у грунтов тела плотины повышенная водопроницаемость. Располагают ядра в центральной части плотины, совмещая их ось с осью плотины, или смещают в сторону верхнего бьефа примерно, до вертикали, проходящей через бровку откоса (рис. 53). Для устойчивости низового откоса вторая схема предпочтительнее, но при большом смещении оси в сторону верхнего бьефа боковая грань ядра в верхней части приближается к верховому откосу, и поэтому ядро приходится делать ломаного очертания (рис. 53, в).

Размеры ядра чаще всего назначают, исходя из производственных условий. Для высоких и средних плотин принятые размеры ядра проверяют на допускаемый градиент напора для материала ядра в наиболее опасном сечении (сечение, близко расположенное к отметке депрессионной кривой, у грани ядра со стороны нижнего бьефа). Размеры ядра корректируют, если решающую роль играет проходящий через тело плотины фильтрационный расход и требуется его ограничение.

Впоперечном сечении ядру придают трапецеидальную форму с утолщением к основанию. Толщину ядра поверху принимают от 1,0 м(для низких плотин) до 1,5 м (для высоких плотин). При достаточном количестве грунта для ядра толщину его поверху целесообразно увеличивать, так как минимальные размеры требуют особой тщательности при производстве работ, чтобы не допустить засорения ядра грунтом тела плотины. В засоренном ядре увеличивается коэффициент фильтрации и снижается фильтрационная эффективность. Заложение граней ядра назначают в пределах 1/6 – 1/12, обеспечивая толщину в основании не менее 1/6 нормального напора на плотину.

Вводоупорное основание ядро врезается зубом на глубину не менее 0,5 м (рис. 54,а). Если в основании имеется слой водопроницаемого грунта, то всю толщу его прорезают зубом, продолжением которого служит ядро (рис. 54, б). В этом случае зуб выполняют так же, как и в однородных плотинах, на проницаемом основании ограниченной мощности. Когда весь водопроницаемый слой в основании плотины не может быть прорезан зубом, применяют комбинацию зуба со шпунтовой стенкой (рис. 54, в).

Рис. 54. Врезка ядра в основание при расположении плотины на

водоупоре (а) или на слое водопроницаемого грунта (б); ядро со шпунтовой стенкой на слое водопроницаемого грунта (в).

Верх ядра выполняют выше МПУ с учетом нагона, волны, принимая запас 0,3 м для низких плотин и 0,75 м для высоких. Чтобы не было перелива воды поверх ядра за счет капиллярного поднятия, гребень ядра следует прикрыть защитным слоем из грунта, не обладающего капиллярными свойствами. Расстояние от гребня плотины до верха ядра должно быть больше глубины промерзания, так как в противном случае возможно морозное пучение грунта.

Сопряжение ядра плотины со скальным основанием осуществляется через бетонную подушку по типу зуба. Верх подушки уступами вводит в тело ядра. Ширина бетонной подушки по верху равна толщине ядра понизу, а глубина зависит от качества скалы. Слабый слой выветренной скалы прорезают на всю глубину. При трещиноватых скальных основаниях выполняют цементационную завесу, являющуюся продолжением бетонной подушки. Конструктивное решение сопряжения пластичного ядра со скальным основанием при помощи бетонной подушки приведено на рисунке 55.

Рис. 55. Сопряжение ядра со скальным основанием; 1 - пластичное ядро; 2 - бетонный зуб; 3 - скальное основание; 4 - скважины

цементации.

Экран в земляной плотине выполняет ту же роль, что и ядро. Располагают экраны со стороны верхового откоса, благодаря чему обеспечивается осушение большей части тела плотины, а следовательно, повышается устойчивость верхового и низового откосов. Размеры экрана, как и ядра, назначают, исходя из допустимых градиентов, ограничения фильтрационных расходов и удобства укладки грунта.

Экраны устраивают переменной толщины с постепенным утолщением сверху вниз. Утолщение экрана необходимо потому, что он находится под разностью напоров, увеличивающихся с глубиной воды перед плотиной. Не исключается, конечно, экран постоянного сечения, но в этом случае толщину его принимают по наиболее опасному сечению.

Исходя из конструктивных соображений, толщину экрана (считая по нормали к откосу) принимают, не менее 1 м вверху и не менее 3 м внизу для плотин высоких и 2 м для низких. При этом принятая толщина должна быть не менее 1/10 нормального напора. Такое ограничение в известной мере обеспечивает допускаемый градиент для материала экрана. В высоких плотинах толщину экрана в наиболее опасном сечении нужно проверять расчетом.