Конструирование тела плотины и ее элементов.

Двухъярусная водосбросная плотина представляет собой комбинацию поверхностного водослива и глубинного водосброса (рис.1).

Водослив и глубинный водосброс рассчитываются на пропуск расчетного паводкового расхода. Донные отверстия пропускают воду также в период строительства гидроузла. Еще их используют для полезных попусков, для опорожнения водохранилища, для смыва отложившихся перед сооружением наносов.

Основные элементы плотины:

поверхностный водослив, глубинный водосброс, пазы для ремонтных затворов, рабочий затвор поверхностного водослива, рабочий затвор глубинного водосброса, береговой устой, понур, шпунтовый ряд, водобойный колодец, рисберма, крепление дна верхнего бьефа, дренаж, затворная камера.

 

Конструирование элементов подземного контура и профиля плотины.

В подземный контур плотины входят: понур, шпунт, верховой и низовой зубья. Так как плотина располагается на песчаном основании, то понур выполняется из глины.

Для надежного сопряжения тела плотины с нескальными основаниями и предотвращение опасной контактной фильтрации подошвы плотины выполняются с верховым и низовым подплотинными зубьями.

Ширина плотины назначается из условия

b_n=(1,75…2)z

z-напор, действующий на плотину

z=НПУ-УНБ_min=208.5-197.5=9м;

b_n=1,9·9=17м;

из конструктивных соображений ширину подошвы принимаем равной b_n=19м

Подземные зубья делаются с размерами: ширина понизу верхового зуба равна 6м,,ширина низового зуба равна 3м, заглублены на 3.6м

Проектирование поперечного профиля плотины

Профили водосливных плотин представляют собой стенки с плавным очертанием поверхности, по которой сливается вода

Поперечный профиль плотины образуется из следующих элементов:

1) вертикальной напорной грани;

2) криволинейного участка, который строится по координатам Кригера-Офицерова. Для пересчёта табличных значений координат на проектируемые умножаем их на H₀

3) прямолинейного участка, наклоненного к горизонту под углом, величина которого определяется, в основном, принятым значением ширины подошвы плотины;

4) дуги окружности описанной радиусом R сопрягающей по­верхность водобоя или дна нижнего бьефа.

Конструкции гравитационных плотин

Проектируемые значения координат Кригера-Офицерова при Но=5.3м с горизонтальной вставкой 1м:

                                                                                                                                               Табл2

x	0	0.53	1.06	1.59	4.12	4.65	5.18	5.71	6.24	6.77	7.83	8.36	8.89	9.42
y	0,67	0.1908	0.037	0	0.0318	0.1431	0.318	0.53	0.77	1.05	1.7	2.09	2.52	2.99

Напорную грань плотины принимаем вертикальной. В теле плотины расположена затворная камера (1.8x2.6)м для регулирования глубинных затворов.

 

Деформационные швы и их уплотнения

Во избежание появления трещин вследствие температурных деформаций или при неравномерной осадке плотина разрезается на отдельные монолитные секции постоянными конструктивными (деформационными) швами.

Разрезка плотины про­изводится по оси быков.

Конструктивно шов должен быть водонепроницаемым при всех возможных деформациях секций сооружения. Это достигается устройством уплотнений, которые защищают шов также от воздействия льда и волн и от всякого рода засорений.

Понур

Понур- водонепроницаемое покрытие в ВБ, которое устраивается для удлинения путей фильтрации под сооружением. В данном курсовом проекте, исходя из грунтов основания, проектируем гибкий глиняный понур.

Длина понура устанавливается в соответствии с расчетом фильтрационной прочности грунта основания и устойчивости плотины. Предварительно длину понура можно назначать равной

,

м.

Глиняный понур устраивается из жирной и пластичной глины. Толщина понура в начальном сечении 0,5м, в месте примыкания понура к телу плотины утолщается до 2м. Сопряжение понура с фундаментной плитой выполняется водонепроницаемым, шов уплотняется битумными матами, которые прижимаются брусом, присоединяются к телу плотины и запускаются в понур.

 

  

Шпунты

Шпунты -это вертикальные противофильтрационные преграды, которые являются гасителями напора фильтрационного потока.

Шпунты, не доведенные до водоупора, называют висячими. Основной шпунтовый ряд располагается со стороны напорной грани плотины, под ее верховым зубом. Необходимая глубина погружения шпунтового ряда устанавливается на основании фильтрационного расчета подземного контура. Предварительно глубина основного шпунта может приниматься равной

S=(0,5…1,5)z

S=10м.

 

Конструкция водобоя

По течению ширина водобоя увеличивается, что спо­собствует лучшему гашению избыточной кинетической энергии потока. При этом угол отклонения береговых устоев от продольной оси водобоя равен 12 . Толщина водобойной плиты 2.6м, длина водобоя 22м – по расчетам произведенным выше.

Для снятия фильтрационного давления на водобойную плиту под ней устраивают плоский дренаж с обратным филь­тром. Профильтровавшаяся вода через дренажные колодцы отводится в НБ. Разгрузочные колодцы квадратной формы с стороной 1м,    располагаются на водобойной плите в шахматном порядке через 6м в ряду и  6м между рядами колодцев. При этом общая площадь дренажных колодцев должна составлять не ме­нее 1,5% от площади водобоя. Колодцы заполняются камнем и сверху закрыва­ются металлическими решетками для предотвращения захвата поверхно­стным потоком дренажного материала.

Плиту водобоя отделяют конструктивным швом от тела плотины.

Конструкция рисбермы

Рисберма –это часть крепления дна и берегов русла в НБ, располагаемая непосредственно за водобоем. Рисберма предназначена для гашения оставшейся после водобоя (около 20-30%) избыточной кинетической энергии потока, выравнивая по сечению и снижения до бытовых значений скоростей потока, а также защиты дна и берегов русла от размыва.

Конструкция рисбермы должна быть гибкой, приспосабливающейся к возможным деформациям русла без нарушения ее прочности, и про­ницаемой для выходящего в НБ фильтрационного потока. Наиболее надежным и распространенным креплением рисбермы яв­ляются бетонные или железобетонные плиты. Принимаем сборные ж/б плиты толщиной 0,4м, которые укладываются на подготовку в виде обратного фильтра. Для обеспечения устойчивости против гидродинамического воздействия потока они соединяются между собой арматурой, образуя единый тюфяк, который кропится к водобою.

Общую длину крепления для случая сопряжения бьефов при донном режиме можно определять по формуле Д.И. Кумина:

Зная общую длину крепления, длину рисбермы определяют по зависимости:

принимаем 40м

За горизонтальным участком рисбермы для защиты ее от подмыва устраивают концевое крепление. Концевое крепление выполняется в виде ковша заглубляемый в грунт дна реки. Глубина ковша, отсчитываемая от уровня воды в НБ, соответствующего пропуску расчетного расхода, определяется по зависимости ;

= ; где q- удельный расход,

 

 - коэффициент неравномерности распределения удельного расхода;

=0.7м/с - допускаемая неразмывающая скорость, которая для несвязных грунтов определяется по табл. 3.5[1].

=1.05 - коэффициент, зависящий от условий схода потока с рисбермы принимается по табл. 3.4[1].

Глубина ковша .

 Ковш загружается камнем на 4м.