Попов экзамен ответы

Верх экрана принимается выше МПУ с учетом нагона волны на откос, но не менее 0,5 м для низких плотин и 1,0 м для высоких. Для защиты от промерзания и механического воздействия экран на всем протяжении прикрывается слоем из песчаных или песчаногравелистых грунтов. По этому слою, затем выполняют защитное покрытие верхового откоса. Этим же грунтом, защищают и верх (торец) экрана, обеспечивая расстояние от гребня плотины не менее глубины промерзания. Пригрузка экрана может быть постоянной или переменной толщины (тоньше вверху). Наименьший размер пригрузки 1,25-2,50 м, считая по нормали к откосу. Принятые размеры должны обеспечить механизированную укладку и уплотнение грунта пригрузки и быть больше глубины промерзания.

Принятое заложение внешнего откоса экрана должно обеспечить устойчивость на скольжение защитного слоя по поверхности экрана, а заложение внутреннего откоса - устойчивость на скольжение защитного слоя вместе с экраном по откосу плотины. Если экран укладывают на крупнозернистые грунты плотины, необходимо устраивать обратные фильтры, предупреждающие появление фильтрационных деформаций в грунте экрана. Если тело плотины выполнено из песчаных, супесчаных и других мелкозернистых грунтов, обратный фильтр не устраивают.

Сопряжение экрана с водоупорным нескальным основанием осуществляется в виде зуба глубиной не менее 0,5 м(рис. 56, а) или комбинации зуба со шпунтовой стенкой (рис. 56, б), когда водоупор находится на практически досягаемой глубине. Зуб и экран в этом случае должны быть продолжением друг друга, представляя одно целое.

Пластичный экран со скальным основанием сопрягают также при помощи пластичного зуба и бетонной стенки, заходящей одним концом в скалу, а другим в зуб

17.

Рис. 56. Сопряжение экрана плотины с основанием:

а - на водоупоре и с незначительной толщиной водопроницаемого основания; б - на водопроницаемом основании; в - на скальном основании.

(рис. 56, в). Глубина зуба зависит от качества скалы, при этом выветренный верхний слой ее обязательно прорезают зубом. Бетонную стенку врезают в прочную скалу не менее чем на 0,5 ми примерно на эту же величину вводят в тело зуба в центре его.

Понур, как элемент противофильтрационного устройства, применяют в земляных плотинах в сочетании с экраном или ядром в тех случаях, когда в основании залегают водопроницаемые грунты значительной мощности и строительными средствами прорезать этот грунт зубом или шпунтовой стенкой затруднительно или невозможно.

Понуры в таких плотинах дают снижение фильтрационного расхода, проходящего в водопроницаемом основании, и кривой депрессии в теле плотины. Конструктивно понуры объединяются с экраном или ядром и вместе с ними образуют непрерывную водонепроницаемую преграду (рис. 57).

Рис. 57 Плотина с понуром:

а - в сочетании с экраном; б - в сочетании с ядром; 1 - крепление; 2 - водонепроницаемое основание; 3 - водоупор.

Длину понура принимают в зависимости от напора на плотине не более (5-6) Н. Увеличение длины сверх этого предела не дает пропорционального гашения напора, что отмечено рядом исследователей. А. А. Угинчус при анализе эффективности работы понура на одной из построенных земляных плотин дает графическую зависимость падения напора от длины понура и отмечает, что наиболее эффективны в работе короткие понуры.

Толщину понура обычно назначают по конструктивным соображениям, но не менее 0,5 м(для плотин низких) и не более 1,0 м(для высоких). Во втором случае конструктивно принятая толщина проверяется расчетом на допускаемый градиент напора для материала понура. В месте сопряжения экрана с понуром, учитывая их неравномерную осадку вследствие различных нагрузок, следует давать утолщение понура. Сверху понур пригружают слоем песчаного или песчано-гравелистого грунта (продолжение пригрузки экрана), толщину которого принимают не менее 1,5-2,5 м, с учетом глубины промерзания. При расположении понура на крупнозернистых грунтах предусматривают обратный фильтр, выполняющий те же задачи, что и в экранах.

18. Основные конструктивные элементы земляных плотин.

2.1*. Земляные насыпные плотины по конструкции тела и противофильтрационных устройств в теле и основании подразделяют на основные виды, указанные в табл. 3 и на черт. 1.

Таблица 3

Элементы плотины	Вид плотины
Тело плотины	Однородная (черт. 1, а)
	Неоднородная (черт. 1, б, в)
	С экраном из негрунтовых материалов (черт. 1, г)
	С грунтовым ядром (вертикальным или наклонным), черт.
	1, д
	С негрунтовой диафрагмой (черт. 1, е)
	С грунтовым экраном (черт. 1, ж)
Противофильтрационное	С зубом (черт. 1, г)
устройство в основании	С инъекционной (цементационной и др.) завесой (черт. 1,
плотины	д)
	Со стенкой, шпунтом (черт. 1, е)
	С понуром (черт. 1, ж)

Примечания: 1. Грунтовые противофильтрационные устройства неоднородной плотины

при большой их толщине называют верховыми (черт. 1, б) или центральными (черт. 1, в) призмами (противофильтрационными) соответственно их расположению.

2. Конструкции тела плотины могут сочетаться с различными конструкциями противофильтрационных устройств в ее основании; выбор зависит от геологии основания и обосновывается расчетами и технико-экономическим сопоставлением вариантов. Возможно сопряжение тела плотины с основанием без противофильтрационных устройств.

Черт 1. Виды земляных насыпных плотин

а-ж - см. табл. 3; 1 - тело плотины; 2 - поверхность депрессии; 3 - дренаж; 4 - крепление откосов; 5 - верховая грунтовая противофильтрационная призма; 6 - диафрагма; 7 - верховая призма; 8 - низовая призма; 9 - переходный слой; 10 - экран из негрунтовых материалов; 11 - грунтовое ядро; 12 - центральная грунтовая противофильтрационная

призма; 13 - шпунт или стенка; 14 - понур; 15 - инъекционная (цементационная) завеса (висячая); 16 - зуб; 17 - грунтовый экран; h - высота плотины; b - ширина плотины понизу; bum - ширина противофильтрационного устройства понизу; bup - ширина плотины по гребню; mh - коэффициент верхового откоса; mt - коэффициент низового откоса

В северной строительно-климатической зоне земляные насыпные плотины в зависимости от температурного состояния грунтов, конструкции тела и противофильтрационных устройств подразделяют на основные типы и виды, указанные в табл. 3.1 и на черт. 1.1.

Таблица 3.1

	Тип	Элементы плотины	Вид плотины
	плотины
	Земляная	Тело плотины	Однородная (черт. 1.1, а)
	насыпная		С грунтовым экраном (черт. 1.1, б)
	талая		С ядром (черт. 1.1, в)
			С центральной призмой (черт. 1.1, г)
			С диафрагмой (черт. 1.1, д)
			С экраном из негрунтовых материалов (черт.
			1.1, е)
		Противофильтрационное	С зубом (черт. 1.1, б, в, е)
		устройство в основании	С инъекционной (цементационной) завесой
		плотины	(черт. 1.1, е)
			Со стенкой, шпунтом (черт. 1.1, д)
	Земляная	Тело плотины	Однородная с мерзлотной завесой (черт. 1.1, ж)
	насыпная		С ядром и с мерзлотной завесой (черт. 1.1, з)
	мерзлая		С центральной призмой и с мерзлотной завесой
			(черт. 1.1, и)
		Противофильтрационное	С мерзлотной завесой (черт. 1.1, ж, з, и)
		устройство в основании	С зубом и мерзлотной завесой (черт. 1.1, з)
		плотины

Черт. 1.1. Типы и виды земляных насыпных плотин, возводимых в северной строительно-климатической зоне

а- и - см. табл. 3.1; 1 - тело плотины; 2 - поверхность депрессии; 3 - дренаж; 4 - крепление откосов; 5 - теплоизоляционный слой; 6 - диафрагма; 7 - верховая призма; 8 - низовая

призма; 9 - переходный слой; 10 - экран из негрунтовых материалов; 11 - грунтовое ядро; 12 - центральная грунтовая противофильтрационная призма; 13 - шпунт или стенка; 14 - грунтовый экран; 15 - инъекционная (цементационная) завеса; 16 - зуб; 17 - цементационная галерея; 18 - замораживающая система; 19 - линия раздела талого и мерзлого грунтов; h - высота плотины; b - ширина плотины понизу; bum - ширина противофильтрационного устройства понизу; bup - ширина плотины по гребню; mh - коэффициент верхового откоса; mt - коэффициент низового откоса

2.2*. При проектировании земляных насыпных плотин на нескальном основании следует отдавать предпочтение однородным плотинам, а также плотинам с грунтовым противофильтрационным устройством (призмой, ядром, экраном).

При проектировании плотин в северной строительно-климатической зоне на нескальных основаниях, сложенных из мало- и среднесжимаемых при оттаивании мерзлых грунтов, предпочтение следует отдавать мерзлым плотинам с ядром, а на сильнольдистых основаниях - мерзлым плотинам с центральной противофильтрационной призмой.

2.3. При возведении плотин в две или несколько очередей следует, как правило, проектировать их однородными или неоднородными - с противофильтрационной верховой призмой или с экраном.

2.4*. Земляные плотины, дамбы, противофильтрационные устройства напорных сооружений в виде экранов, ядер и понуров можно возводить отсыпкой грунтов в воду.

Грунт отсыпают в воду как в искусственные прудки, так и в естественные водоемы (без постройки перемычек и организации водоотлива) с учетом глубин и скоростей течения.

19.Типы и особенности работы ряжевых плотин.

По конструкции ряжевая плотина представляет собой срубленные из бревен ящики, загруженные камнем или грунтом. Ряжевые плотины обычно строят при напорах 4—6 м, но встречаются плотины и для напоров 7—12 м и более.

Ряжевые плотины сопротивляются сдвигающим усилиям от давления воды и грунта преимущественно собственным весом, а также с помощью забитых свай в грунт и шпунтов. Поэтому ряжевые быки, устои и флютбеты плотин загружают грунтом и камнем и устраивают таких размеров, чтобы они обладали необходимым весом для обеспечения устойчивости сооружения.

На грунтах, не допускающих забивки свай, для поддержания сколько-нибудь значительного напора плотиной приходится развивать флютбет в длину и заглублять в основание.

Преимущества ряжевых плотин: простота производства работ, а также надежность их и большая долговечность по сравнению с другими типами деревянных плотин. Недостатком ряжевых плотин является большая потребность в лесоматериалах и значительный объем земляных работ по отрытию котлованов под устои и загрузке ряжей грунтом и камнем. Для уменьшения количества лесных материалов применяют полусквозные конструкции ряжей, наружные стены которых сплошные, а внутренние сквозные, через одно бревно, с креплением их в пересечениях деревянными нагелями или глухарями.

В ряжевых плотинах стены плотины выполняют из железобетонных балок, нежестко соединяемых между собой в углах пересечений путем особых врезок (по аналогии с врубками деревянных ряжей), что освобождает от трудоемких сварочных работ при монтаже и замоноличивания стыков. Отдельные балки, из к-рых собираются ряжи, имеют небольшой вес, для их укладки не требуется мощных транспортных и подъемных средств. Для придания плотине большей жесткости и уменьшения ее деформативности целесообразно применение укрупненных сквозных блоков, объединяющих в одно целое ряд балок, расположенных по высоте с просветами. В проекте такой плотины клетки ряжей заполняются камнем. Основные блоки перекрывают две клетки. Напорная и низовая грани образованы двумя рядами сплошных плит, пространство между к-рыми заполнено монолитным бетоном. Гребень и водосливная грань выполняются также из монолитного бетона. Объем бетона в ряжевой плотине по сравнению с массивной гравитационной плотиной сокращается на 70%.

20.Основные типы бетонных плотин

1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.В зависимости от конструкции и технологического назначения бетонные и

железобетонные плотины подразделяются на следующие основные виды, приведенные в табл. 1.

1.2.Вид бетонной или железобетонной плотины следует выбирать в зависимости от топографических, инженерно-геологических и климатических условий с учетом сейсмичности района, компоновки гидроузла, намечаемых способов и сроков строительных работ, наличия местных строительных материалов и условий эксплуатации плотины на основании технико-экономических показателей вариантов.

1.3.Бетонные плотины на скальных основаниях надлежит проектировать следующих

видов:

вусловиях широких створов - гравитационные и контрфорсные;

вусловиях скальных ущелий (при lch/h 5) - арочно-гравитационные и арочные, где lch

-ширина ущелья по хорде на уровне гребня плотины, h - высота плотины.

В зависимости от топографических и геологических условий в одном створе могут одновременно применяться плотины разных видов, например, гравитационная и контрфорсная, арочная и гравитационная и т.д.

Бетонные и железобетонные плотины на нескальных основаниях следует проектировать, как правило, в качестве водосбросных. Для глухих участков напорного фронта бетонные и железобетонные плотины следует применять только при надлежащем обосновании.

Т а б л и ц а 1

Отличительные		Основные виды плотин
признаки
А. По конструкции		Гравитационные (черт, 1, а - д):
плотин
		массивные с расширенными швами
		с продольной полостью у основания
		с экраном на напорной грани
		с анкеровкой в основание
		с анкерным понуром
		Контрфорсные (черт. 1, ж - и):
		с массивными оголовками (массивно-контрфорсные)
		с арочным перекрытием (многоарочные)
		с плоским перекрытием
		Арочные (черт. 1, к - н):
		с защемленными пятами
		с периметральным швом
		из трехшарнирных поясов
		с гравитационными устоями
		Арочно-гравитационные
Б.	По	Глухие (черт. 1, а, б, г, д, з - н)
технологическому
назначению		Водосбросные:
		с поверхностными водосливами (черт. 1, в, ж; черт. 2. а)
		с глубинными водосбросами (черт. 2. б)

	Отличительные	Основные виды плотин
	признаки
		многоярусные (с поверхностными водосливами и с глубинными
		водосбросами) (черт. 2. в)

Черт 1. Основные виды плотин на скальных основаниях

Гравитационные: а - массивные; б - с расширенными швами; в - с продольной полостью у основания; г - с экраном на напорной грани; д - с анкеровкой в основание

Контрфосные: ж - массивно-контрфосные; з - многоарочные; и - с плоским перекрытием

Арочные: к - защемленными пятами; л - с периметральным швом; м - из трехшарнирных поясов; н - с гравитационными устоями; 1 - расширенный шов; 2 - продольная полость; 3 - экран; 4 - предварительно напряженный анкер; 5 - массивные оголовки; 6 - контрфорсы; 7 - арочное перекрытие; 8 - плоское перекрытие; 9 - периметральный шов; 10 - трехшарнирные пояса; 11 - шарниры; 12 - гравитационные устои

Черт. 2. Основные виды водосбросных плотин на нескальном основании

а- водосливная; б - с глубинными водосбросами; в - двухъярусная

1.4.Класс бетонных и железобетонных плотин следует устанавливать в соответствии со СНиП II-50-74.

При определении класса плотины ее высота принимается равной высоте плотины в наиболее заглубленном участке створа. Длина такого участка вдоль гребня плотины принимается равной:

для плотин на нескальном основании - длине одной секции;

для плотин на скальном основании - длине одной секции или 1/50 длины плотины по гребню (принимается меньшее значение).

Высота плотины определяется по разности отметок гребня (исключая парапет) и подошвы сооружения под верховой гранью (без учета местных заглублений в основание для заделки крупных трещин, устройства зуба и т.п.).

Если наиболее глубокая часть створа выполнена в виде массивной пробки, служащей основанием для расположенной на ней плотины, то высота плотины определяется от верха пробки до гребня плотины.

Если отдельные участки напорного фронта выполнены из плотин разных видов, то класс их принимается равным классу плотины, расположенной в наиболее глубокой части створа.

21. Основные типы глухих и водосливных плотин из бетонных блоков.

22.Особенности железобетонных контрфорсных

иячеистых плотин

По конструкции гравитационные железобетонные плотины подразделяют на ячеистые и ряжевые. В ячеистых плотинах стены ячеек сплошные, их выполняют из отдельных тонких плит или блоков; выпуски арматуры между ними сваривают, а стыки замоноличивают.

Конструкция сборной ячеистой водосливной плотины напором 10 м на песчаном основании. Водосливные отверстия перекрыты плоскими затворами. Напорная грань образована шандорами и плитой ячейки, промежуток между ними заполнен монолитным бетоном, горизонтальная полка и водосливная грань выполнены из железобетонных тавровых балок, покрытых слоем бетона. Сборными являются каркас водослива, быков и устоев, а также понур, рисберма и водобой. Монолитными сооружаются только упор водосливной грани и передняя часть быков и устоев. Объем бетона в ячеистой плотине по сравнению с массивной гравитационной плотиной сокращен на 60—70%, стоимость снижена на 30—40%. Уменьшаются и сроки стр-ва.

Ячеистые плотины могут быть построены из железобетонных пустотелых блоков-ящиков и из крестообразных блоков весом 10—15 т.

Для прочности горизонтальных стыков блоки снабжают спец. выступами и укладывают на цементном растворе. Прочность вертикальных стыков обеспечивается укладкой блоков с перевязкой швов, а также замоноличиванием по контурам секций плотины.

Контрфорсные железобетонные плотины состоят из плоских или арочных напорных перекрытий, непосредственно воспринимающих давление воды, и контрфорсов, к-рые служат опорами для перекрытий и передают нагрузку основанию — непосредственно или через фундаментную плиту (при нескальных основаниях). При наличии водосливных отверстий конструкция плотины дополняется гребнем, водосливной плитой и раздельными быками на водосливе. Контрфорсная железобетонная плотина представляет собой тонкостенную конструкцию с небольшим объемом железобетона. Недоста

ющий для устойчивости плотины вес компенсируется весом воды, передаваемым напорному перекрытию, которое для этой цели делают наклонным. Иногда для увеличения сопротивления сдвигу применяют заанкеривание контрфорсов в основание.

Наиболее распространена конструкция контрфорсной железобетонной плотины с плоскими напорными перекрытиями. Обычно такие перекрытия разрезаны на контрфорсах и опираются на их консольные утолщения; толщина плит изменяется по высоте плотины в соответствии с давлением воды. По высоте (через 15—25 м) плиты разделяют на секции температурными швами, снабженными противофильтрационными уплотнениями. Для повышения водонепроницаемости напорную поверхность плит покрывают торкретной штукатуркой или битумом. Контрфорсы представляют собой вертикальные стенки, утолщающиеся книзу. Обычно их выполняют сплошными, но они могут быть и сквозными (решетчатыми). Напорная грань наклонена к горизонту под