Выбор типа конструкции водоспуска

Водовыпускное сооружение служит для частичного или полного опорожнения пруда на случай осмотра и ремонта гидроузла.

Трубчатый водоспуск состоит, в общем случае, из трубопровода, входного и выходного оголовков. Для регулирования работы водоспуска на концевой части трубы устраивается задвижка в колодце, собранном из колец.

Трубопровод выполняется из стальных труб стандартного диаметра. Он укладывается непосредственно на грунтовое основание без подготовки. Для повышения надежности работы сооружения на трубопроводе устанавливаются диафрагмы и по всей длине производится обсыпка с грунтом с тщательным уплотнением. Для защиты от засорения трубопровода на выходном оголовке, выполненном в виде раструба, устанавливается решетки из металлических стержней диаметром 6мм с просветом 20мм. Перед входом устраивается приямок с креплением дна и откосов сборными железобетонными плитами.

Выход трубопровода осуществляется в воронку размыва или водобойный колодец.С наружной стороны трубопровода производится его тщательная гидроизоляция.

 

Гидравлический расчёт водоспуска

Целью гидравлического расчета является определение по нормативному сроку опорожнения водохранилища (t=30…40 сут.) диаметра трубопровода и количества ниток.

Расчетный расход Q=1,34 м³/с

. Задаемся тремя расчетными значениями диаметра трубы:

₁=0,5м;₂=0,8м;₃=1м.

 

. Определяем суммарный коэффициент местных сопротивлений.

(потери)=S^вх+S_з+S_р+S^вых

^вх - коэффициент сопротивления при входе =0,2м.₃ - коэффициент сопротивления затвора =0,2м._р - коэффициент решетки = 1,5х(d₁/ d), где d - диаметр входного отверстия, он принимается больше диаметра трубы на величину 0,2м.^вых - коэффициент сопротивления на выходе = 1.

_р1=1,5(0,5/0,7)=0,39м_р2=0,61м._р3=0,72м.

∑S1=0,2+0,2+0,39+1=1,79 м.

∑S2=0,2+0,2+0,61+1=2,01м.

∑S3=0,2+0,2+0,72+1=2,12м.

 

. Определяем гидравлический радиус:

₁=d₁/4=0,125м.₂= d₂/4=0,2м.₃= d₃/4=0,25м.

 

 

4.Графически по плану определяем длину трубы:

=63м.

 

.Определим коэффициент расхода:

 

М₁=

+ ∑S₁+ ƛ*l/4*R₁

 

∑S₁ - суммарный коэффициент

М - коэффициент сопротивления по длине трубы = 0,025₁- гидравлический радиус

 

М₁= 1+1,79+0,025*63/4*0,12 = 1/2,46=0,40м

М₂= 1+2,01+0,025*63/4*0,2 = 1/ 2,23 = 0,45м

М₃= 1+2,12=0,025* 63/4*0,25 = 1/ 2,17=0,46м

 

. Определяем расход, который пропускает принятый диаметр трубы.:

₁= М₁ *П*d₁² /4* 2qH₁

 

М₁- коэффициент расхода₁- диаметр трубы

П - 3,14

Н₁- напор9,81₁= 1,06м³/c₂= 2,77м³/c₃=4,17 м³/c

 

7. Определяем напор, м:

 

Н₁ =∆НПУ-∆ОТ₁=51,50-42,25=9,25м.

Н₂ =∆НПУ-∆ОТ₂=51,50-42,4=9,1м.

Н₃ =∆НПУ-∆ОТ₃=51,50-42,5=9м.

 

. Определяем отметку оси трубы:

 

∆ОТ₁=∆ТР+ d₁/2=42,25

∆ОТ₂=ТР+ d₂/2=42,4

∆ОТ₃=ТР+ d₃/2=42,5

 

. Строим кривую зависимости:

= f(d) на формате А4

 

Вывод: Для пропуска расхода Q=1,34м³/с необходим диаметр трубы d=0,45м=450мм.

 

Производство работ

Объем работ по плотине

Комплекс работ по возведению насыпных грунтовых плотин и дамб состоит из следующих строительных процессов: разбивка насыпи, подготовка основания и устройства дренажа; производство работ в карьере и организация доставки грунта в насыпь; вкладка грунта в тело насыпи; планировка и крепление откосов, рекультивация карьеров.

Разбивка плотин заключается в определении на местности положения гребня, контура основания тела насыпи и других её элементов. Оба конца оси насыпи и точки на расстоянии 20 - 30м от них в створе закрепляют бетонными или металлическими столбами. По створу должен быть составлен профиль. В характерных точках рельефа, но не реже чем через 10 - 20м определяем рабочие отметки насыпи. От этих точек на оси плотины вычисляют длину перпендикуляра до контура основания насыпи. Найденные точки контура насыпи закрепляют колышками и устанавливают в них откосники. Гребень плотины обозначают высотниками с откосниками. Деревянные колышки нельзя оставлять в теле плотины; они гниют и на них месте остаются опасные пустоты (каналы) для фильтрации воды.

.Расчитываем объем насыпи плотины(расчет сводим в таблицу)

по Генплану строим продольный профиль по оси плотины

размеры плотины берем с поперечного профиля плотины в; m1 и m2; ГП; НПУ.

- расчет сводим в таблицу № 1 (см.приложение)

площадь поперечного сечения соответствует точке

=(b+m_cp*h)*h

m_cp=m₁+m₂/2_cp=F₁+F₂/2

 

V=F_cp*l - объем насыпи плотины- объем насыпи плотины- расстояние между сечениями

=6м₁=3м₂=2,5м

ГП=52.37

НПУ=51.50=(6+2,75*0,00)*0,00=0

 

m_cp=3+2,5/2=2,75

 

2. Подсчитать площади откосов плотин (расчет свести в таблицу)_отк=l*l_cp, где l - берется с продольного профиля,_cp - средняя длина откосов, м._cp=l₁+l₂/2 где l₁и l₂ - длина откосов в точках 1 2, м

Длина верхового откоса в характерных точках определяется по формуле:

_{верх.отк}=h* 1+m₁²,где h берется с профиля

₁= взять из ПР №1

аналогично определяется длина низового откоса по формуле:

_{низ.отк}= h* 1+m₁²

 

при определении длины откосов значения выражений* 1+m₁² и h* 1+m₁² являются постоянными.

. Подсчитать площади основания плотины Fосн вычисляется по площади ее откосов и гребня по формуле

_осн= m₁*S₁/ 1+m₁² + m₂*S₂/ 1+m₂² *B*L, где m₁ и m₂ - заложения верхового и низового откосов.

 

где m₁ и m₂ - заложения верхового и низового откосов₁ - площадь верхового откоса, м²₂ - площадь низового откоса, м²ширина плотины по гребню, м- длина гребня плотины, м

 

F_ocн= 3*8972,234/3,16+ 2,5*7600,03/2,69*63*43,03=42238824,14м3

_cp=F_осн*h_cp, где F_осн - площадь основания плотины, м²_ср - толщина срезки растительного слоя, м

_cp=42238824,14*0,3=12671647,24м3

 

Таблица 2

№точек	Пикетные и полюс. точки	Отметка поверх.земли	ГП	Высота насыпи	S попер. сечения	Ср.SFср,м2	Расст. между точками	Объем насыпи
1	Пк0		52.37
2	+20	52.37		0.00	0	0.595	20	5.595
3	+25	52		0.37	1.19	8.805	5	17.805
4	+34	51		1.37	16.42	32.78	9	41.78
5	+43	50		2.37	49.14	74.255	9	89.255
6	+58	49		3.37	99.37	133.23	15	143.23
7	+68	48		4.37	167.09	209.705	10	221.705
8	+80	47		5.37	252.32	303.68	12	315.68
9	+92	46		6.37	355.05	378.045	12	386.045
10	Пк1	45,6		6.77	401.04	438.155	8	448.155
11	+10	45		7.37	475.27	544.13	10	557.13
12	+23	44		8.37	612.99	685.605	13	694.605
13	+32	43		9.37	758.22	849.585	9	862.585
14	+45	42		10.37	940.95	940.95	13	944.95
15	+49	42		10.37	940.95	849.585	4	861.585
16	+61	43		9.37	758.22	685.605	12	693.605
17	+69	44		8.37	612.99	544.13	8	553.13
18	+78	45		7.37	475.27	438.155	9	444.155
19	+84	46		6.37	401.04	378.045	6	389.045
20	+95	47		5.37	355.05	303.68	11	308.68
21	Пк2	47,6		4.77	252.37	209.705	5	212.705
22	+3	48		4.37	167.09	133.23	3	140.23
23	+10	49		3.37	99.37	74.255	7	84.255
24	+20	50		2.37	49.14	32.78	10	48.78
25	+36	51		1.37	16.42	8.805	16	21.805
26	+49	52		0.37	1.19	0.595	13	4.595
27	+53	52,37		0.00	0		4

 

Таблица 3

№точек	Пикетные и полюсовые точки	Высота насыпи	Длина откосов	Средняя длина	Расстояние между точками
1	Пк 0	0.00
2	+20	0.37
3	+25	1.37
4	+34	2.37
5	+43	3.37
6	+58	4.37
7	+68	5.37
8	+80	6.37
9	+92	6.77
10	Пк1	7.37
11	+10	8.37
12	+23	9.37
13	+32	10.37
14	+45	10.37
15	+49	9.37
16	+61	8.37
17	+69	7.37
18	+78	6.37
19	+84	5.37
20	+95	4.77
21	Пк2	4.37
22	+ 3	3.37
23	+10	2.37
24	+20	1.37
25	+36	0.37
26	+49	0.00
27	+53