Реконструкция грунтовых плотин

 

Отметку гребня грунтовой плотины повышают зачастую без опорожнения водохранилища или с частичным опорожнением. Плотину наращивают, как правило, с низового откоса. В том случае, когда крепление верхового откоса, уложенное до рекон­струкции плотины, выполняет свои функции и после реконструк­ции, водохранилище можно не опорожнять. Различные схемы наращивания грунтовых плотин приведены на рисунке 12.1 (сы. форзац).

Гребень однородной плотины из глинистых грунтов повыша­ют путем устройства вновь отсыпанной части плотины с грунто­вым экраном. Причем последнюю можно отсыпать из грунта, на­пример, с большим коэффициентом фильтрации (рис. 12.1, а). В этом случае дренаж старой плотины желательно использо- вать и после реконструкции.

Плотины, имеющие противофильтрационные устройства в ви­де экрана или ядра из местных материалов (рис. 12.1,6, в, (3), наращивают путем устройства дополнительного экрана, ядра, буронабивных стенок, шпунта, экрана с применением полиэтиле~ новой пленки или их комбинации. Если экраны и диафрагмы вы­полнены из негрунтовых материалов, то их обычно наращивают с применением асфальтобетона, железобетона, полиэтиленовой пленки и т. д. (рис. 12.1,в,ж). Плотины с уположенным верхо­вым откосом наращивают путем снижения уровня воды в водо­хранилище до отметки мертвого объема, отсыпки грунта на низо­вой и верховой откосы и устройством крепления последнего (рис. 12.1, з). Если реконструируемая плотина имеет низовой уположенный откос, то верховой откос отсыпают в продолжение имеющегося, а низовой устраивают более крутым (рис. 12.1,а). Однородные плотины из песчаных грунтов, дренаж которых не может быть использован в дальнейшем, наращивают с низового откоса с устройством нового дренажа (рис. 12.1,к).

При незначительных наращиваниях плотины (несколько мет­ров) можно делать на гребне бетонную расширяющуюся книзу стенку, как, например, на Кассансайской плотине, или парапет (рис. 12.1,л). Гребень Тедженской плотины подняли путем от­сыпки дополнительного грунта с более крутым низовым откосом. При таком решении можно также устраивать парапет (рис. 12.1,ж). Возможна комбинация парапета или шпунта с любой из вышерассмотренных схем наращивания плотины.

Рис. 12.2. Поперечное сечение грунтовой плотины Чернореченского водохрани­лища:

1 — существующие понур и экран; 2 — одиночное каменное мощение; 3 — гребень существующей плотины; 4 ~ монолитные железобетонные плиты; 5 — парапет; 6 — на­ращенный экран; 7 — тело существующей плотины: 8 — тело наращенной плотины; 9 — дренажный тюфяк; 10 — дренажная призма из каменной наброски; 11 — суглинки и глины со щебнем и галькой; 12 ■»— гравийно-галечниковые грунты;. 13 — трещиноватая аргиллитоподобная глина; 14 — аргиллитоподобная глина

 

Таким образом, в целях улучшения производства работ нара­щивать грунтовые плотины желательно со стороны низового откоса. При этом верховой откос по возможности принимают более крутым. Поверхность контакта устраивают в виде уступов со снятием растительного слоя, чтобы обеспечить надежное со­пряжение вновь отсыпанного материала с телом плотины первой очереди. Систему дренажа по возможности оставляют без изме­нения, обеспечивая отвод вод в нижний бьеф. Осадка плотины, особенно надстроенной части, не должна нарушать противо- фильтрационные элементы с надежно выполненными контакта­ми. Реконструируемый вариант должен быть экономичным и на­дежным.

Примером реконструкции гидроузла с грунтовой плотиной может быть наращивание водонапорного фронта Черноречен­ского водохранилища, выполненное в 1983 г. по проекту Укргип- роводхоза. Реконструкция проведена с целью увеличения объема водохранилища, используемого для водоснабжения, орошения и устранения отрицательных экологических эффектов. Наращива­ние максимальной высоты плотины с 28 до 36 м позволило уве­личить объем водохранилища более чем в 2 раза. До рекон­струкции плотина с суглинистым экраном была отсыпана из гравийных, щебнистых и гравийно-галечниковых грунтов. Водо­сброс до реконструкции представлял собой быстроток с подво­дящим каналом. В период реконструкции плотину досыпали с низовой стороны гравийными и галечниковыми грунтами, нарас­тив экран толщиной 7 м, выполненный из суглинков, глин с галь­кой, гравием и дресвой. При этом обращалось особое внимание на обеспечение качественного соединения старой и новой частей экрана. Столь большая толщина экрана принята исходя из на­личия поблизости необходимого грунта в карьерах (рис. 12.2). Во избежание повышенной фильтрации в связи с увеличением

Рис. 12.3. Поперечное сечение водосливной плотины, устроенной в головной ча,сти быстротока:

/ — понур; 2 — донный водовыпуск; 3 — водослив; 4 — смотровая галерея; 5 — пьезо­метр; 6 —аргиллитоподобные глины

напора в основании плотины на длине 276 м у левого склона долины предусмотрена однорядная цементационная завеса глу­биной 30...35 м. У подножия низового откоса устроен дренаж­ный тюфяк с дренажной призмой из каменной наброски. Низовой откос закреплен путем посева многолетних трав. Напорная дам­ба наращивания представляла собой плотину с центральной маловодопроницаемой призмой и противофильтрационным зубом. При этом гребень старой плотины превратили в берму. Крепление верхового откоса наращенной плотины выполнили монолитными железобетонными плитами. В месте сопряжения отсыпаемой части плотины с существующей сняли растительный слой на 0,5 м и удалили наслонный дренаж. Наращиванию экра­на предшествовало снятие его верхового слоя на 1 м.

В головной части быстротока возведена водосливная плотина высотой 7,7 м (рис. 12.3). Реконструирована входная часть во­дозабора.

Во время реконструкции Чернореченского гидроузла продол­жалась его эксплуатация. Это вызвало ряд осложнений. В част­ности, зуб глубиной 6 м, устроенный на напорной дамбе, можно было выполнять лишь небольшими участками (по 50 м), так как имел место интенсивный приток фильтрационных вод: паводок пропускали через существующий водосброс и строящуюся в его голове бетонную плотину с донным водовыпуском. Небольшие: расходы пропускали через резервный трубопровод водозабора.

На каменно-набросной плотине В. Коларов (НРБ) высотой 48 м возникли горизонтальные (до 765 мм) и вертикальные (695 мм) деформации тела; появились трещины в местах резко­го изменения высоты плотины и на ее гребне со стороны ниж­него бьефа. При реконструкции плотины для предотвращения дальнейших подвижек омоноличили каменную кладку путем на­гнетания песчано-цементного раствора следующего состава

Рис. 12.4. Схема наращивания тела земляной плотины в урочище Медео:

1 и 3 ■— тело старой и новой плотины; 2 — селевые отложения в водохранилище

 

1:4: 1,34 (пуццолановый цемент М 400: песок: вода). Проведен­ные работы позволили исключить появление значительных ло­кальных деформаций, обеспечить надежную работу экрана и улучшить температурный режим сооружения. Во время рекон­струкции плотины повысили также гребень водосброса на 1,1 м, что дало возможность увеличить объем водохранилища на

4 млн м³.

На рисунке 12.4 приведен разрез по набросной плотине в урочище Медео, реконструируемой в связи с тем, что прошед­ший в 1973 г. катастрофический сель почти полностью заполнил наносами селехранилище, предназначенное для этой цели.