Примеры: Ингурская – 271,5 м, Саяно-Шушенская – 240 м, Худонская – 195,5 м, Чиркейская – 236 м.

Арочные плотины различают:

- по коэффициенту стройности ß = b/h_пл, b – толщина по низу плотины;

ß < 2 - тонкие ; ß = 0.2 – 0.5 – толстые; ß = 0.35 – 0.65 – арочно-гравитационные.

- по коэффициенту створа К_{ств =} L_х /h_пл, L_х – длина хорды у гребня;

К_ств < 2 – в узких створах; К_ств ≤ 3 - в створах средней ширины; К_ств > 3 – в широких створах.

• по очертанию арочной части:

с постоянным центральным углом 2α; цилиндрические, с постоянным радиусом в U – образном ущелье; купольные.

- по характеру сопряжения с основанием:

с защемленными пятами; с контурным швом; с гравитационными устоями.

• по очертанию арок в плане:

круговые; круговые с утолщенными пятами (при слабых основаниях); кроме того, трехшарнирные; параболические; эллиптические и р.

Центральные углы арок 90⁰ – 130^{0 -}– у гребня, 60^0- – 70⁰ – внизу. Консоли арочных плотин могут быть с постоянным центральным углом с почти вертикальной низовой гранью и утолщением внизу; цилиндрической – с вертикальной верховой гранью и наклонной низовой гранью. В широких створах арки проектируются практически постоянной толщины.

Водосбросные плотины на нескальном основании.

Устойчивость этих плотин обеспечивается за счет большего сцепления подошвы плотины с основанием, распластанного подземного контура.

Конструктивные элементы плотины и их назначение: понур, водосливная часть, водобой, рисберма, ковш.

Конструктивные элементы бетонных плотин: (швы, галереи, противофильтрационные устройства в основаниях).

Швы бетонных плотин различают конструктивные и строительные.

Конструктивные швы имеют различного вида уплотнения.

Противофильтрационные мероприятия водосбросные плотины на нескальном основании осуществляются путем дренирования основания.

Пространство между контрфорсами массивно-контрфорсных плотин играет роль дренажа.

Галереи- продольные, поперечные.

Обследования и наблюдения за бетонными и железобетонными гидротехническими сооружениями.

В состав массивных железобетонных сооружений входят: водосбросные или глухие плотины различных типов (арочные, гравитационные, контрфорсные и др.), подпорные стенки, устои и т.п. В состав гидроузлов могут входить также различного типа бетонные водосбросы: открытые береговые и закрытые шахтно-башенные, трубчатые, ковшовые и др.; водовыпуски; каналы и проч.

Возможные зоны повреждений бетонных гидротехнических сооружений.

На основе анализа конструкций бетонных гидротехнических сооружений и их повреждений выделяются следующие основные зоны диагностирования:

• зоны контакта устоев бетонных сооружений с грунтовыми сооружениями и берегами;

• зоны сопряжения открылков сооружений с боковыми устоями, а также с подводящими и отводящими каналами;

• зоны размещения деформационных швов сооружений, как между сооружениями или их элементами различной массивности, так и в пределах одного конструктивного элемента;

• зоны строительных швов сооружений;

• зоны размещения закладных элементов сооружений, в особенности, тех, на которые передаются сосредоточенные усилия;

• зоны, подверженные воздействию потоков воды в пределах транзитной части бетонных сооружений;

• дренажные устройства;

• противофильтрационные устройства в основании сооружений;

• зона влияния бетонных сооружений в верхнем бьефе;

• зона влияния бетонных сооружений в нижнем бьефе.

Дефекты бетонных сооружений

2.1. При обследовании бетонных сооружений должны быть установлены дефекты на поверхности бетона, которые представляют собой трещины, сколы, раковины, места обнажения арматуры, отслаивание и выкрашивание бетона, пустоты, истирание бетона и др.

Трещины подразделяются на:

• усадочные, появляющиеся в период твердения бетона при его сжатии, вызванном усадочными явлениями материала;

• осадочные, возникающие при строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений в результате неравномерных осадок или подъёмов, сейсмических, оползневых или других явлений. Они могут пронизывать значительную часть сооружения или всю его толщу и являются наиболее опасными;

• температурные, образующиеся в период твердения бетона (микротрещины, волосяные) и эксплуатации при изменении температурных или температурно-влажностных воздействий;

• эксплуатационные, возникающие в результате перегрузок отдельных элементов или всего сооружения в период эксплуатации. Они со временем могут изменять свои геометрические параметры и относятся также к категории наиболее опасных;

• активные (прогрессирующие), возрастающие с течением времени;

• затухающие (стабилизирующиеся), развитие которых уменьшается;

• пассивные (неактивные), имеющие практически стабилизировавшиеся размеры.

Наиболее опасными из них считаются активные осадочные и эксплуатационные трещины.

2.2. При осмотре бетонных гидротехнических сооружений должны быть установлены явления фильтрации через бетон. Для фиксирования в журналах наблюдений очагов фильтрации надо пользоваться принятыми определениями:

• влажные пятна - бетон на ощупь сырой;

• мокрые пятна - после прикосновения рука увлажняется;

• сочащиеся участки поверхности - бетон покрыт пятнами, но без течей;

• течи малые – стекающие капли;

• течи средние – стекающие струйки;

• течи большие – наличие сплошного слоя текущей по бетону воды;

• свищи – отдельные струи, отрывающиеся от бетона;

• подтёки и налёты продуктов выщелачивания на поверхности бетона из-за его коррозии (разных цветов в зависимости от вымываемых компонентов).

2.3. При визуальных наблюдениях за бетонными и железобетонными гидротехническими сооружениями должны быть установлены дефекты шпонок температурно-осадочных швов, которые проявляются в деформации наружных элементов шпонок, появлении очагов фильтрации воды и мест вытекания герметизирующего заполнителя швов.

Наблюдения за раскрытием деформационных и строительных швов ведут с помощью КИА, одновременно замеряя температуру на поверхности (воздух, вода) и в массиве.

2.4. Состояние бетонных гидротехнических сооружений характеризуют осадки, наклоны и горизонтальные смещения, как основания, так и самого сооружения.

Осадки основания на различных участках не одинаковы и зависят от характеристик грунтов. Большая часть осадок и смещений основания (до 70 %) приходится на период возведения бетонной плотины и первого наполнения водохранилища, после чего они затухают.

Осадки гребня плотины в основном следуют за осадками основания. На высоких плотинах вследствие сезонных изменений температуры бетона происходят так же сезонные колебания отметок марок на гребне.

Смещения самой бетонной плотины подразделяются на остаточные (безвозвратные) и сезонные. И те, и другие имеют наибольшее значение вблизи гребня.

В процессе наблюдений (особенно за сооружениями высокого класса) необходимо получить осадки и горизонтальные смещения каждой секции плотины вблизи подошвы (контакта с основанием) и на гребне (или вблизи гребня). Возможны неравномерные осадки вследствие различий модулей деформации под секциями плотины или в пределах одной секции или трещины в основании.

Горизонтальные смещения отдельных секций часто возникают при наличии участков оснований с низкими сдвиговыми характеристиками.

Наблюдения за деформациями основания выполняются с помощью КИА, установленной под подошвой сооружения.

2.5. Потеря прочности бетона выявляется по вмятинам и слабому сопротивлению отколу при визуальных обследованиях сооружений или при выбуривании - по испытаниям керна.

Предварительно достаточно точно оценить состояние бетона по глубине массива можно визуально по цвету, пористости, плотности, наличию заполнителя.

Для анализа процессов трещинообразования в массивном бетоне и при оценке состояния гидротехнического сооружения необходим контроль за напряжениями в бетоне.

Визуальные обследования.

1. Визуальные обследования бетонных и железобетонных гидротехнических сооружений выполняют для контроля за их состоянием и оценкой условий работы по наблюдениям за:

• общим состоянием бетона: особого внимания требует бетон, расположенный на поверхности напорной грани сооружения и в зоне колебаний уровней воды;

• образованием и раскрытием трещин;

• уплотнениями швов, раскрытием строительных швов и состоянием деформационных швов;

• фильтрацией через бетонные сооружения;

• состоянием КИА, установленной для оценки эксплуатационной надёжности бетонных сооружений.

Наблюдения за осадками, горизонтальными смещениями и наклонами бетонных и железобетонных гидротехнических сооружений следует организовывать и проводить, пользуясь соответствующей КИА.

2. Цель визуальных наблюдений за состоянием бетона-

выявление трещин, потёков, формы и цвета налётов и напластования, продуктов выщелачивания, следы других коррозионных разрушений бетона, раковин, пустот, отслаивания и выкрашивания бетона, обнажения арматуры и т.п.

Для удобства зарисовок возможных дефектов и разрушений бетонную поверхность следует разделить на отдельные участки с их указанием на развёрнутой схеме. Визуальные наблюдения за бетонной поверхностью проводят на поверхностных и внутренних зонах (полости, смотровые галереи, колодцы, трубы, водоводы, находящиеся в осушенном состоянии). Поверхности бетонных сооружений, находящиеся в зоне переменных уровней, осматривают в период пониженных уровней воды во время летнего периода с лодки, а зимой – с прочного ледяного покрова.

Одновременно с осмотром поверхности бетонных конструкций целесообразно производить приблизительную оценку прочности бетона путём простукивания его молотком и опробования зубилом. Если при ударе по бетону раздаётся « сухой » или жесткий звонкий звук и молоток хорошо отскакивает от поверхности, не оставляя на ней следов, а при ударе острым концом молотка или опробования зубилом от бетона откалываются лишь небольшие тонкие пластинки, то это свидетельствует о хорошем состоянии бетона и большой его прочности. Глухой звук, вмятины при ударе и слабое сопротивление отколу – о низкой прочности бетона. В случае неплотного прилегания плит-оболочек к массиву или отслаивания больших площадей бетона появляется звук, характерный для закрытых пустот.

Иногда целесообразно в нескольких местах, по усмотрению наблюдающего, определить прочность поверхности бетона простым способом, например царапаньем, эталонным молотком Кашкарова или Физделя, дисковым прибором Губбера и другими приспособлениями с несущественным разрушением бетона. Для определения внутренних дефектов и скрытых трещин в бетоне и оценки его качества при необходимости можно воспользоваться неразрушающими способами контроля: акустическим, тепловым, ультразвуковым, радиационным, электромагнитным, вибрационным, используя соответствующие приборы. Испытания проводятся специализированными организациями.