Грунтовые плотины (ГП).ГП возводятся из местного грунта или из грунтов ближайших карьеров. К преимуществам ГП можно отнести: а) невысокую стоимость строительного материала – грунта, б) возможность строительства в любых гидрогеологических условиях - на скальных и нескальных основаниях, в) грунт практически не теряет своих свойств со временем, г) возможность возведения плотины любой высоты на основе высокомеханизированных технологий. Недостатки грунтовых плотин: а) ограниченность возможности сброса воды через гребень плотины, б) наличие в теле плотины фильтрационных потоков, в) сложность укладки грунтов в тело плотины при длительных отрицательных температурах воздуха. По способу строительства плотин различают: а) насыпные – отсыпка грунта по слоям насухо или в воду, б) намывные - подача грунта в виде пульпы из карьера, в) методом направленных взрывов. Для строительства грунтовых плотин используют практически все типы грунтов. При этом объем воднорастворимых солей, хлоридов и сульфатов не должен превышать 2%, а органических включений – 8%. Предпочтение отдается супесчаным грунтам. Конструктивные элементы грунтовых плотин приведены на рис.32. В грунтовых плотинах, которые выполнены их хорошо проницаемых материалов, необходимо предусматривать строительство противофильтрационных устройств (ПФУ). Они предназначены: а) для уменьшения фильтрационных утечек через тело плотины, б) для повышения устойчивости низового откоса тела плотины. При больших фильтрационных потоках, которые будут выклиниваться на низовом откосе, происходит его разрушение с потерей устойчивости всей плотины. ПФУ могут быть выполнены из любых материалов, обладающих низкими фильтрационными свойствами. На рис. 33 представлены основные типы ПФУ: В теле плотины различают ПФУ: а) с прямым и наклонным ядром, б) экраном, в) диафрагмой. В основании плотины в качестве ПФУ устраивают: а) т.н. зуб, б) шпунтовую стенку, в) цементную завесу (цементный, битумный, глинистый раствор закачивается в скважины), г) понур - из бетона, глины, суглинки, пленки (для увеличения пути фильтрации).
Рис. 33. Противофильтрационные устройства В теле плотины: 1 – прямое ядро, 2 – наклонное ядро 3 - экран, 4 – диафрагма В основании: 5 – зуб, 6 – шпунтовая стенка, 7 - цементная завеса, 8 - понур
Необходимым элементом грунтовых плотин являются дренажные устройства (ДУ). Они предназначены для приема и отвода воды и имеют повышенную водопроницаемость по сравнению с прилегающим грунтом. Цель их строительства – исключить разрушение нижнего откоса из-за выпора грунта и выноса мелких частиц – суффозии грунта. В задачу ДУ входит понижение кривой депрессии фильтрационного потока и недопущение её выхода на нижней откос плотины. Различают следующие виды ДУ (рис. 34): а) наслонный (он не понижает кривую депрессии, но защищает нижний откос от фильтрационных деформаций - выпора, суффозии). Отсыпают в виде обратного фильтра, б) дренажная призма – банкет, в) плоский дренаж, г) трубчатый дренаж. Для обоснования конструкций и расчета ДУ применяют: а) экспериментальные физические модели. (они строятся и используются в лабораторных условиях), б) метод ЭГДА, в) гидромеханические формулы.
Рис. 34. Дренажные устройства в грунтовой плотине а) Наслонный дренаж б) Дренажная призма в) Плоский дренаж г) Трубчатый дренаж
4. Бетонные и ж/бетонные плотины . К основному преимуществу их применения относят возможность пропуска паводковых вод через гребень плотины. Недостатком является большой расход дефицитных материалов и трудозатраты на строительство. На скальных основаниях строятся как глухие, так и водосливные плотины, на нескальных основаниях - преимущественно водосливные. В теле плотины предусматриваются система смотровых галерей и дренаж. ПФУ бетонных плотин в основном аналогичны тем, которые применяются для грунтовых плотин. Различают следующие основные типы плотин (рис. 35): а) массивные (гравитационные), б) контрфорсные, в) арочные и многоарочные.
Рис. Основные типы бетонных и железобетонных плотин на скальных основаниях Гравитационные: а) массивные, б) с расширенными швами, в) с полостью, г) с экраном, д) с анкеровкой. Контрфорсные и арочные: е),…….з).
Рис. 35. Бетонные и ж/бетонные плотины
Металлические плотины имеют, как правило, неюольшую высоту (4-ый класс), по типу конструкции они близки к контрфорсным плотинам. На малых и средних реках применяют резинотканевые и полимерные плотины, заполняемые водой или воздухом. Их высота не превышает 5 м. Применяют для водоснабжения небольших населенных пунктов и для орошения с/х земель.
|
в) арочные (одно и многоарочные).
