12.2. Водоспуски

Водоспуски, устраиваемые при плотинах из грунтовых мате­риалов, по месту их расположения разделяют на два типа: бере­говые и в теле плотины. К первым из них относят туннельные и открытые водоспуски, ко вторым — трубчатые. Основными из них являются трубчатые и туннельные. Открытые водоспуски применя­ют редко. Конструктивно они аналогичны водосливным плотинам, рассмотренным в гл. 11.

Трубчатые водоспуски в гидроузлах, используемых для водо­снабжения, обычно совмещают с водозаборами. Располагают их в пониженных местах речной долины (см. рис. 10.10) на плотных коренных породах. Такое расположение водоспуска позволяет обес­печить полное опорожнение водохранилища и пропуск строитель­ных расходов. Плотные же грунты в основании этих сооружений обеспечивают минимальную их осадку. Конструктивно такой во­доспуск выполняют из нескольких труб (не менее двух при совме­щении с водозабором), укладываемых в железобетонной галерее. Укладку стальных труб непосредственно в грунте основания или теле плотины производят в очень редких случаях в небольших сооружениях.

Для управления затворами, устанавливаемыми обычно в начале и конце трубопроводов, сооружают башни или камеры; соответст­венно и водоспуски называют башенными (рис. 12.10) и безбашен­ными (рис. 12.11). Если в нижнем бьефе располагают насосную станцию, то трубы к ней направляют через колодец переключения (рис. 12.11). Сброс воды в нижний бьеф производят через колодец-гаситель.

В башенных водозаборах трубы 'с наружной стороны башни иногда закрывают специальными затворами-хлопушками, а так­же снабжают сороудерживающими решетками, защищающими тру­бопроводы от попадания в них плавающего мусора. Управление ^s хлопушками и очистку сороудерживающих решеток осуществляют с балконов башен. В безбашенных водоспусках сороудерживающие решетки очищают водолазы. Башенные водоспуски, как более удоб-

386 i

Рис. 12.10. Головная часть башенного водоспуска:

а — вертикальный, по оси водоспуска; б — горизонтальный разрез; / — башня; 2 — экран грунтовой плотины; 3 — диафрагмы; 4 — галерея; 5 — трубы; 6 — глубинные отверстия

' Рис. 12.11. Безбашенный водоспуск:

/ — решетка; 2 — задвижка; 3 — труба водоспуска-водосброса; 4 — опора трубопровода; 5 — температурно-осадочные швы железобетонной галереи; 6 — галерея; 7 — камера переключе­ний; 8 —колено трубопровода; 9 — колодец-гаситель; 10 — к насосной станции

387

ные в эксплуатации, имеют большее распространение в практике строительства. Стальные трубы в галереях укладывают на спе­циальных бетонных опорах, часто без закрепления труб на них. При этом предусматривается возможность изменения высоты опор в случае их неравномерной осадки. Галереи водоспусков, рас­положенных на сжимаемых грунтах, разрезают на секции темпе-ратурно-осадочными швами. Длину секций обычно принимают не более 10... 15 м. Швы выполняют водонепроницаемыми. Схемы осадочных и противофильтрационных устройств приведены на рис. 12.12 и 12.13. Для возможности размещения шпонок и компенса-

Рис. 12.12. Схема устройства темпе-ратурно-осадочно-го шва железобе­тонной галереи:

/ — битумные шпон­ки; J — компенсатор

Рис. 12.13. Детали устройства сты­ков:

а — компенсатор; б — горизонтальная

шпонка; в ~ вертикальная шпонка; / — оцинкованная сталь толщиной 3 мм; 2 — просмоленный войлок. Я- битум- 4 — про кладка из двух слоев толя

торов галереи в местах стыков утолщают на 0,8... 1,0 м. На мало­сжимаемых скальных грунтах ограничиваются устройством толь­ко осадочных швов, заделываемых после прекращения осадочных явлений. Утолщение стен и днищ галерей в местах этих стыков не делают.

Внутренние размеры галерей определяют из условия укладки в них необходимого количества труб, их осмотра и ремонта, а так­же пропуска строительных расходов (в период строительства до укладки труб). Поперечное сечение галерей выполняют расширя­ющимся книзу; свод очерчивают по параболе, эллипсу или кругу (рис. 12.14).

Башни водоспусков обычно выполняют круглого очертания в плане. Внутренний их размер принимают в зависимости от числа труб и размеров внутреннего оборудования. Обычно их диаметр

388

2,5.. .3,0 м. Толщину стен определяют расчетом. Иногда ее делают переменной, увеличивающейся с глубиной. Минималь­ная толщина стен 20 см.

Подходные участки к водоспускам выполняют в виде каналов, рассчитан­ных на пропуск строительных расходов. Дно и откосы каналов защищают от раз­мыва их потоком воды бетонными пли­тами или наброской камня в зависимо­сти от скорости течения.

Рис 12.14. Поперечное се­чение безнапорной железо-бе юнной галереи трубчато­го водоспуска

Расчет площади сечения труб водо­спусков, совмещенных с водозаборами, производят на пропуск расходов водопо-требления или расходов, обеспечиваю­щих предпаводковое опорожнение водо­хранилищ, определяемых по соответствующим нормам (см. выше). Расчетный диаметр d_cai определяют из формулы методом последо­вательных приближений или графически, поскольку jj, зависит от

deal-

(12.1)

где Qcai — расчетный расход, м³/с; [J, — коэффициент расхода систе­мы; Н_т — средний напор в системе, примерно равный Я/2; Н — на­пор на плотине, м.

Туннельные водоспуски по условиям работы аналогичны труб­чатым, но отличаются тем, что прокладывают их в прочных, скаль­ных породах. Роль галереи в этом случае отводится горной выра­ботке (туннелю).