В зависимости от их высоты, типа основания и последствий аварии

Водоподпорные сооружения	Грунты основания	Высота сооружения, м, определяющая классы
		I	П	ill	IV
Плотины из грунто	Скальные, песча-	>100	70... 100	25 ... 70	<25
вых материалов	ные
	Крупнообломоч-	>75	35 ... 75	15. ..35	<15
	ные, глинистые, в
	твердом и полу-
	твердом состоянии
	Глинистые во-	>50	25 ... 50	15... 25	<15
	донасыщенные и в
	пластическом со-
	стоянии
Плотины бетонные	Скальные	>100	60... 100	25 ... 60	<25
и железобетонные,	Песчаные, круп-	>50	25 ... 50	10... 25	<10
подводные конструк-	нообломочные, гли
ции зданий гидро-	нистые в твердом
электростанции, судо-	и полутвердом со-
ходные шлюзы, судо-	стоянии
подъемные сооруже-	Глинистые водо-	>25	20... 25	10... 20	<10
ния, подпорные стен-	насыщенные в пла
ки и другие бетонные	стичном состоянии
сооружения, участ-
вующие в создании
напорного фронта

и конструкции сооружения, его проектирование, устанавливают обеспеченность расчетных расходов и уровней воды, принимают коэффициенты перегрузки условий работы при расчете сооруже­ний по предельным состояниям, подбирают вид и качество строи­тельных материалов.

Гидротехнические сооружения, которые входят в состав комп­лекса сооружений всех отраслей народного хозяйства, называют общими. Гидротехнические сооружения, применяемые только в системе отдельных или нескольких (но не всех) отраслей, называ­ют специальными.

Общие гидротехнические сооружения делят по назначению на водонапорные, берегозащитные и регуляционные или выправи-тельные сооружения (крепления берегов, дна и откосов водотоков и водоемов, набережные, бермы, буны, подводные волноломы, продольные и поперечные дамбы, полузапруды, запруды и поро­ги), водоподводящие (каналы, туннели, дюкеры, акведуки, трубо­проводы, лотки, сифоны и тому подобные сооружения), водосброс­ные и водопропускные сооружения.

Специальные гидротехнические сооружения делят на сооруже­ния водного транспорта (шлюзы, судоподъемники, причалы, огра-

282

Таблица 9 2. Классы объектов гидротехнического строительства в зависимости от последствий нарушений их эксплуатации

Объекты гидротехнического строительства	Класс сооружений
	основные	второ­степенные
Гидротехнические сооружения:
гидравлических, гидроаккумулирующих и тепло-
вых электростанций мощностью, млн кВт:
>1,5	i	III
<1,5	II— IV	III— IV
атомных электростанций мощностью, тыс. кВт-
>500	I	III
101 ... 499	II	III
<100	III	IV
На внутренних водных путях:
сверхмагистральных	II	III
магистральных и местного значения	III	IV
местного значения на малых реках	IV	IV
Сооружения речных портов с навигационным грузо-
оборотом, тыс. усл. т.
>3000	II	III
151 ... 3000	III	IV
<150	IV	IV
Речные гидроузлы и магистральные каналы:
оросительных систем при площади орошения	II	III
>400 тыс га
Мелиоративных систем при площади орошения или
осушения, тыс га:
51 ... 400	III	IV
sЈ50	IV	IV

дительные сооружения, доки, слипы, эллинги и маяки), лесосплав­ные (плотоходы, бревноспуски, лотки для транспорта леса, запа­ни, боны и др.), использования водной энергии (гидростанции, гидроаккумулирующие станции, напорные бассейны, уравнитель­ные башни и др.), сооружения мелиоративных систем (шлюзы-ре­гуляторы, водовыпуски, вододелители, ливнепроводы, перепады, быстротоки и др.), рыбного хозяйства (рыбоходы, рыбоподъем­ники, рыбозаградители, рыбоводные пруды, бассейны и др.), водо­снабжения и водоотведения (водозаборные сооружения, насосные станции, очистные сооружения, регулирующие бассейны, накопи­тели отходов промышленных производств, водовыпуски* и др.). Обязательным сооружением любого гидроузла является пло­тина, перегораживающая русло реки и создающая разность уров­ней воды перед сооружением и за ним. Эту разность уровней на­зывают напором на плотину.

* Водозаборные и очистные сооружения, регулирующие бассейны являются предметом курса «Водоснабжение», насосные станции рассматриваются в курсе «Насосы и насосные станции», водовыпуски — в курсе «Канализация»,

283

Верхним бьефом называют акваторию перед плотиной выше по течению, нижним бьефом — водоток за плотиной ниже по те­чению.

Откос плотины со стороны верхнего бьефа называют напорной гранью, откос со стороны нижнего бьефа — низовой гранью, верх плотины — гребнем, основание плотины — подошвой. Часто к плотинам относят также пороги, запруды и дамбы.

Пороги — это стенки высотой до 1,5 м в русле реки, заглублен­ные в размываемый грунт дна. Запруды — небольшие плотины вы­сотой от 1,5 до 3 м. Продольные дамбы представляют собой значи­тельные по длине земляные сооружения, возводимые с целью ре­гулирования русл реки, защиты территории от затопления, ограж­дения каналов, создания золоотвалов, хвостохранилищ и т. д.

Плотины строят для подъема уровня воды в реке или создания запаса воды в водохранилище для населенных пунктов и различ­ных отраслей народного хозяйства и соответственно разделяют на две основные группы: водоподъемные (или русловые) и водохра-нилищные.

По высоте плотины делят на низкие, средней высоты, высокие и сверхвысокие. Земляные плотины считаются низкими с напором до 15 м, средней высоты с напором от 15 до 50 м и высокие с на­пором более 50 м. Каменно-земляные и каменные плотины счита­ются низкими с напором до 20 м, средней высоты с напором от 20 до 70 м, высокими с напором от 70 до 150 м и сверхвысокими с напором более 150 м. Что касается бетонных и железобетонных плотин, то на нескальных основаниях их возводят высотой до 45 м, а на скальных основаниях — высотой до 300 м и более. В со­ответствии с такой классификацией плотин по высоте классифици­руются и гидроузлы: низконапорные с подпором до 10 м, средне-напорные с подпором от 10 до 40 м и высоконапорные с напором свыше 40 м. Для водоснабжения в основном строят плотины низ­кого и среднего напора. Вместе с тем существуют и высоконапор­ные гидроузлы, образовавшие водохранилища, используемые толь­ко для водоснабжения: Артемовский гидроузел на р. Артемовке, водохранилище которого питает водой г. Владивосток и г. Арте-мовск, Новозлатоустовский гидроузел на р. Аи для водоснабжения г. Златоуста, Кизилский и Губахинский гидроузлы на р. Урал, Нугушский гидроузел в Башкирии и ряд других.

Класс основных гидротехнических сооружений водоснабжения в соответствии с требованиями СНиП 2.04.02—84 устанавливают с учетом его категории. Класс второстепенных сооружений прини­мают на единицу меньше.

По способу пропуска воды плотины делят на глухие и водо­сливные. В глухих плотинах устройств для сброса воды в нижний бьеф не предусматривают. В водопропускных (водосливных) пло­тинах сброс воды в нижний бьеф производят через гребень или поверхностные (водосливные) отверстия, а также через водоспуск-

284

ные отверстия, заглубленные под уровень воды, в частности распо­ложенные у дна (донные отверстия).

Плотины по материалам, из которых их возводят, подразде­ляют на грунтовые (земляные, каменно-земляные, каменные), бе­тонные, железобетонные, деревянные, металлические, тканевые и комбинированные. В настоящее время наибольшее распростране­ние получили плотины грунтовые, бетонные и железобетонные. Грунтовые плотины строят путем укладки грунтов в насыпи, имею­щие форму трапеции. Заложение откосов обусловливается видом грунта, способом производства работ и качеством основания.

По условиям пропуска строительных и эксплуатационных рас­ходов воды грунтовые плотины подразделяют на глухие, филь­трующие и переливные.

Глухими называют плотины, фильтрационный расход через тело которых очень мал по сравнению со строительным или эксг плуатационным расходом. Пропуск этих расходов производят через водосбросы в берегах или теле плотины.

Фильтрующими называют плотины, фильтрационный расход которых через тело соизмерим с расходами, сбрасываемыми через водосливные отверстия. Эти плотины обычно строят из камня без специальных противофильтрационных устройств.

Переливными называют плотины, в которых строительный и эксплуатационный расходы пропускаются в нижний бьеф через безнапорные водосбросные сооружения, проходящие по гребню и откосам плотины.

Земляные плотины, в которых свыше 50% объема тела плотины выполнены из мелкозернистых, глинистых, песчаных или песчано-гравелистых грунтов, являются наиболее распространенным типом водоподпорных сооружений. Они отличаются несложной конструк­цией, надежностью в работе, простыми способами производства работ, возводятся во всех районах страны.

Земляные плотины по способу производства работ делят на насыпные, намывные и полунамывные (рис. 9.1 и 9.2).

Насыпные плотины строят путем отсыпки земли слоя'ми по 10. ..25 см и последующим тщательным уплотнением каждого слоя. Строительство намывной плотины осуществляется подачей грунта из карьера в смеси с водой в виде пульпы* средствами гид­ромеханизации к месту укладки. Намывные плотины возводят из однородных грунтов без внутреннего ядра и из неоднородных грунтов, в которых водонепроницаемое ядро создается из наиболее мелких частиц, перемещаемых потоком воды в среднюю часть плотины. В полунамывных плотинах средствами гидромеханиза­ции укладывают центральную часть (ядро), остальные части пло­тины возводят сухим способом.

* Концентрация пульпы обычно равна 1 : 5 ... 1 : 10, т. е. на 1 ч. грунта приходится 5 ... 10 ч. воды.

285

Рис 9 1 Насыпные земляные плотины

а-из однородного грунта, б - то же, с экраном в - то же, с ядром, г е - смешан

ного ТШ1Э, Л--водонепроницаемое основание В - зуб, С - экран, D - водопроницаемый

слоя, с — шпунт, F-яцро, /-глина, суглинок, 2 - песок, 3 - гравий, 4 — супесь 5-

камень, 6 — дренажный банкет, 7 — крепление откоса

Рис 9 2 Типы намывных плотин

а, б — однородные, в, г— неоднородные, <3, е — однородные или неоднородные с частично

намывным профилем, / — крепление верхового откоса, 2 — дренажный банкет, 3 — ядро,

4 — промежуточная зона, 5 — боковая зона, 6 — центральная мелкопесчаная зона, 7 — ка-

менно набросная призма, 8 — пригрузка из крупнообломочного грунта

286

По конструкции земляные плотины делят на плотины из одно­родных материалов, таких, как суглинок, супесь, песок (рис 9.1, а), плотины с экраном, расположенным по верховому напорному отко­су и выполняемые обычно из суглинка, глины или торфа и реже из асфальтобетона или полимерных материалов (рис 91,6). Пло­тины с водонепроницаемым ядром выполняют из глинистых мате­риалов однородными или с диафрагмой из бетона, железобетона или металла (рис. 9.1, в). Плотины смешанного типа выполняют из разнородных грунтов (рис. 9.1, г, д, е). В плотинах этого типа наименее проницаемый грунт располагается либо в средней части плотины, либо у напорного откоса или в низовой части, где устраи­вают призму из каменной наброски

Каменно-земляные плотины (рис. 9 3, а . д) возводят из грун­тов различной крупности, в том числе из крупнообломочного грун­та, содержащего по массе более 50% частиц крупнее 2 мм Проти-вофильтрационные устройства (экраны и ядра) выполняют из грунтового материала.

Каменные плотины (рис. 9 3, е, ж) возводят из крупнообломоч­ного материала с противофильтрационными устройствами (экра­нами и диафрагмами) из дерева, бетона, асфальтобетона, металла или полимерных пленок.

По способу производства работ каменные плотины делят на на­сыпные, набросные, взрывонабросные и из сухой кладки камня Каменные плотины можно возводить с искусственным уплотнением

Рис 9 3 Каменно земляные (а ... д) и каменно набросные (е, ж) плотины-

хо^па ^Гг.^Р^^НТОВЫч ^экР^ано". f —^с наклонным ядром, в —с вертикальным ядром, г-с вер-

заши „^{п)унтовой} призмой, <Э - с центральной грунтовой призмой, / - грунтовый экран, 2 -

защитная пршрузка, 3~ крупнообломочный грунт, 4 - обратный фильтр (переходная зона)

няя Д, ^{Нное ЯДР}°' ⁶ ~ вертикальное ядро 7 - верховая грунтовая призма, 8 — централь'