Требования к материалам плотины

СТРОИТЕЛЬСТВО НАСЫПНЫХ ЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИН И ДАМБ

Дамба — это рукотворная насыпь или сооружение в водной зоне, которая ограждает или регулирует русло рек. Плотинойпреграждают путь мощного потока, чтобы поднять уровень воды там, где это нужно человеку. Также плотины используют для получения полезной энергии от потока воды.

В чем разница.Дамба обычно не предназначается для сдерживания мощного давления, за исключением напорной разновидности этого сооружения. Она скорее служит для защиты местности от возможного затопления, либо для искусственного разделения речных рукавов. Плотина же наоборот, выдерживает мощный поток, позволяя изменить уровень воды в водоеме. Этот объект создается для решения проблем с доставкой воды к сельскохозяйственным угодьям или для углубления небольших речушек.

Дамба

• Может быть как под напором, так и нет
• Ограждает и направляет потоки
• Возводится для управления потоками рек

Плотина

• Испытывает постоянный напор
• Используется для поднятия уровня воды
• Часто возводится для создания водохранилища

1. Назначение, виды земляных насыпных плотин и способы их возведения.Плотина, гидротехническое сооружение, перегораживающее реку (или др. водоток)

для подъема уровня воды перед ним, сосредоточения напора в месте расположения

сооружения и создания водохранилища.

Водохозяйственное значение плотин многообразно: подъем уровня воды и

увеличение глубин в верхнем бьефе благоприятствуют судоходству, лесосплаву, а

также водозабору для нужд орошения и водоснабжения;

сосредоточение напора у плотины создает возможность энергетического

использования стока реки; наличие водохранилища позволяет регулировать сток, т.е. увеличивать расход воды в реке в меженные периоды и уменьшать максимальный расход в паводок, способный привести к разрушительным наводнениям.

Плотина и водохранилище существенно воздействуют на реку и прилегающие

территории: изменяются режим стока реки, температура воды, продолжительность

ледостава; затрудняется миграция рыбы; берега реки в верхнем бьефе затопляются;

меняется микроклимат прибрежных территорий. Плотина обычно является основным

сооружением гидроузла.

Бьеф (фр. bief) — часть реки, канала, водохранилища или другого водного объекта, примыкающая к гидротехническому сооружению.

Плотиностроение возникло так же давно, как и гидротехника, в связи со

значительным развитием искусственного орошения территорий у земледельческих

народов Египта, Индии, Китая и др. стран.

Земляная плотина - плотина, возводимая из грунтовых материалов (песчаных,

суглинистых, глинистых и др.) и имеющая в поперечном сечении трапецеидальную или

близкую к ней форму. Земляную плотину сооружают, как правило, глухими (без

перелива воды через гребень).

Виды земляных насыпных плотин.

Плотины можно возводить:

Насыпные- механизированным способом с применением землеройных и землеройно-

транспортных машин;

намывом средствами гидромеханизации;

 с использованием направленного взрыва.

Земляные плотины можно разделить на:

 низкие (высота до 15 м);

 средние (высота 15...50 м);

 высокие (высота более 50 м).

По конструкции поперечного профиля земляные плотины могут быть из однородного или неоднородного по механическому составу грунта.
Исходя из этих признаков, различают шесть характерных типов плотин:

1) из однородного грунта - выполняются из одного материала, например, только суглинка (рис. 4, а);

2) из разнородных грунтов; укладку их ведут с постепенно увеличивающейся водопроницаемостью от верхнего бьефа к нижнему (рис. 4,б);

3) с экраном из маловодопроницаемых грунтов, укладываемых по верховому откосу; основная часть таких плотин сложена из однородного грунта с повышенным коэффициентом фильтрации (рис. 4,в);

Рис. 4. Типы земляных плотин:
а - из однородного грунта; б - из разнородных грунтов; в - с экраном из грунтового материала; г - с экраном из не грунтового материала; д - с ядром; е - с диафрагмой.

4) с экраном из негрунтового маловодопроницаемого материала, укладываемого по верховому откосу (рис. 4, г); большого распространения они не имеют.

5) с ядром из маловодопроницаемых грунтов, укладываемых в средней части профиля плотины (рис. 4, д). Применяют ядро в тех случаях, когда тело плотины сложено из водопроницаемых грунтов;

6) с жесткой диафрагмой, играющей ту же роль, что и грунтовое ядро (рис. 4, е).

При разработке проектной документации на грунтовую плотину ядро и экран представляют собой два основных конкурирующих типа противофильтрационных элементов. Оба они предназначены для предотвращения фильтрации воды через плотину. При этом устройство ядра или экрана не обязательно, если основное тело плотины выполняется из малопроницаемого грунта.

По конструкции противофильтрационных устройств в основании различают следующие виды плотин:
- плотины, в основании которых залегает водопроницаемый слой сравнительно небольшой мощности, прорезаемый зубом из грунтового маловодопроницаемого материала (рис. 5,а). Наличие такого зуба исключает фильтрацию воды по водопроницаемому слою основания,

Рис. 5. Противофильтрационные устройства в основании:
а - зуб; б - диафрагма (стенка); в - инъекционная завеса; г - инъекционная
завеса (висячая); д - понур.

и плотина рассматривается как на водонепроницаемом основании. Если тело плотины сложено из водопроницаемых грунтов, устраивают ядро или экран, продолжением которых служит зуб;

- плотины с основанием из водопроницаемого слоя, перерезаемого диафрагмой из жестких маловодопроницаемых материалов (рис. 5, б). Применяются, когда мощность водопроницаемого слоя ограничена и условия строительного производства позволяют его прорезать;

-плотины с инъекционной завесой, входящей в водоупорную толщу (рис. 5, в). Такие противофильтрационные устройства применимы при ограниченной глубине залегания водоупора, если грунтовые условия не позволяют применить диафрагму или зуб. При проницаемых грунтах тела плотины выше завесы может быть устроена противофильтрационная преграда в виде ядра, диафрагмы или экрана;

- плотины с инъекционной завесой, не доходящей до водоупора (рис. 5,г). Применяют при большой мощности водопроницаемого слоя преимущественно для скальных оснований;

- плотины с экраном и понуром из грунтовых маловодопроницаемых материалов (рис. 5,д). Водопроницаемая толща здесь не прорезается, фильтрационный поток в основании плотины остается, но происходит снижение кривой депрессии в теле плотины и уменьшается фильтрационный расход. Применяют такие плотины, когда тело плотины проницаемо, а основание сложено из песчаных или гравелистых грунтов сравнительно большой мощности.

Кривая депрессии — линия, характеризующая уровень грунтовых вод в плоскости движения воды.

По капитальности в соответствии со Строительными нормами и правилами (СНиП) все гидротехнические сооружения в зависимости от условий их использования делят на постоянные и временные.

К постоянным относятся сооружения, которые используются при постоянной эксплуатации объекта; к временным - сооружения, используемые в период строительства объекта, временной его эксплуатации или ремонта.
Постоянные гидротехнические сооружения в зависимости от их назначения в объекте строительства "бывают основными и второстепенными.

К основным относятся сооружения, прекращение работы которых в случае ремонта или аварии влечет за собой остановку производственных объектов, которые обслуживает сооружение, или приводит к катастрофическим последствиям.
К второстепенным относятся сооружения и отдельные конструкции, прекращение работы которых не вызывает тех последствий, которые были указаны для основных сооружений.

Постоянные сооружения в зависимости от народнохозяйственного значения делятся на четыре класса капитальности. Класс капитальности плотин из местных материалов зависит от величины максимального напора и грунтов, залегающих в основании, и может быть определен по таблице 1.

Класс капитальности постоянных сооружений допустимо повышать при достаточных обоснованиях.

Существуют верхний бьеф, который располагается выше по течению, и нижний, располагающийся по другую сторону гидротехнического сооружения. Верхним бьефом часто является водохранилище. Бьеф, образованный двумя или несколькими водоподпорными сооружениями и расположенный на водораздельном участке водной системы или водотока, называется раздельным.

Требования к материалам плотины

Земляные насыпные плотины можно возводить из всех видов грунтов, за

исключением:

а)содержащих водорастворимые включения хлоридных солей более 5 %

по массе, сульфатных или сульфатнохлоридных более 10 % по массе;

б)содержащих не полностью разложившиеся органические вещества

(например, остатки растений) более 5 % по массе или полностью

разложившиеся органические вещества, находящиеся в аморфном состоянии, более

8 % по массе;

в)сильно льдистых и льдистых грунтов.

Указанные в подпунктах (а) и (б) грунты допускается применять для создания тела

плотины при наличии соответствующего обоснования и при условии проведения

необходимых защитных инженерных мероприятий, а также соблюдения правил охраны

поверхностных вод от загрязнения сточными водами.

Понур. Водонепроницаемое покрытие дна водохранилища, примыкающее к плотине (или к другому водоподпорному гидротехническому сооружению)

.