14. Гидротехнические тоннели.

Гидротехнические тоннели–водоводы замкнутого поперечного сечения, устраиваемые в земной коре без вскрытия лежащего под ним массы грунта. В зависимости от водохозяйственного назначения они м.б. оросительные, обводнительные, лесосплавные, водосбросные, строительные и т.д. Применяют тоннели, когда на пути канала встречаются возвышения местности и устройство открытой выемки или обход препятствия становится невозможным или экономически невыгодным. Вход и выход из тоннеля обрамляется карманами (бетонные или ж/б стенки). Закрепляют карманами концы тоннеля, они должны обеспечить плавный переход воды из тоннеля в карман.

Порталы обычно отделяют от обделок тоннеля отдельными деформационными швами. По гидравлическому режиму бывают напорные и безнапорные. Скорость в тоннеле

- безнапорные,

- сбросные. Напорные выполняют круглого сечения, безнапорные – параболическим сечением.

При пропуске любых расходов в безнапорных тоннелях расстояние от УВ до верхней части тоннеля д.б. не менее 0,4м.

Для потерь по длине тоннелей круглого сечения используется ф-ла: .

15. Общ.Сведения о сопрягающих сооруж на мелиорканалах.

Сопрягающие сооружения – сооружения для перевода потока воды с высоких отметок на более низкие. В мелиор-ой практике соряг-ие соор-я возводят на каналах, когда на трассе их встречаются препятствия в виде сосредоточенного падения местности. Разновидности сопряг-их соор-ий: - перепады; - быстротоки; - консольные сбросы. Открытые сопряг-ие соор-я возводят в выемке причем нежелательно иметь глубокие котлованы. Для таких соор-ий на ряду с выемкой допускается частично использовать и насыпь, но подошва фундамента при этом д.располагаться на прочных связных грунтах.

Требования к сопрягающим соор-ям:1) создание безопасных гидравлических условий движения воды как в самом соор-ии так и в примыкающих к нему водотоках; 2) обеспечение статической устойчивости и прочности всего соор-я и отдельных его частей; 3) наиболее рациональные и экономические формы.

Исходя из топографии местности быстротоки применяют при пологом падении местности с более или менее постоянном уклоне местности. Перепады применяют при крутом падении местности. Консольные сбросы применяют когда в концевой части склона имеются участки сосредоточенного падения местности.

Вследствие значительной разницы геодезических отметок в начале и в конце сопрягающего сооружения, поток воды вырабатывает большое количество кинетической энергии и чтобы не вызвать опасных размывов русла, за сооружением необходимо устанавливать гасители энергии.

В большинстве случаев сопрягающие сооружения выполняют из бетона или ж/б на расходы до10 их выполняют сборными. Рассчитывают сопряг-ие соор-я на нормальные расходы каналов, а проверяют на min и форсированные расходы. Поперечное сечение сопрягающих соор-ий может быть прямоугольным и трапецеидальным.

16. Конструкция и расчет перепада.

Перепадом наз-ся сопрягающее сооружение в виде ступеней для сопряжения безнапорных участков расположенных на различных уровнях при резком падении профиля местности. Поток воды в перепадах частично движется по флютбету, а частично при свободном падении.(рис)

Перепад состоит из стенок падения(1), водобойные колодцы(2), входной участок (понур)(3), выходной участок (рисберма)(4), продольные боковые стенки(5), воздушные трубки для срыва вакуума(6); деформационных швов (7), подвод и отвод канала (8),(9). Ширину перепада по всей длине принимают постоянной, равной ширине входной части, за исключением частей гасителей в НБ. Высота ступеней при большой разнице высот z может быть любой, но чаще принимают 2-4 м. Высоту промежуточных ступеней задают одинаковой, их количество можно определить: n=z/P-d; d – высота водобойного колодца.

Р – высота ступеней.

Входную часть перепада выполняют в виде раструба, назначая длину понура не меньше (2-3)Н. при прямоугольном сечении входа расчет ведут по ф-ле водослива с широким порогом:

При трапецеидальном сечении:

Q₁ и Q₂ берут по связи кривой H-Q в отводящем канале при след. уровнях:

H₁=Hmax-0,25(Hmax-Hmin)

H₂=Hmax-0,25(Hmax-Hmin)

Расчет ступеней одинаков, в начале опр-ся h_ст по ф-ле:

Затем определяется 2-я ступень h₂ :

Высота переливающегося слоя ч/з стенку Н' опр-ся:

При известном Н' опр-ся глубина колодца: d=h₂-H'.

Длина ступеней будет опр-ся величиной прыжка и длиной отлива струи: ; ;

_.

Расчет последней ступени при прямоугольном сеч-ии и постоянной ширине ведут аналогично промежут. ступени. При этом длина надвинутого прыжка должна вмещаться в колодец. Для этого .

В призматических руслах глубины связаны уравнением прыжковой функции:

При известной сжатой глубине в начле колодца опр-ют по данной ф-ле 2-ю сжатую глубину. Затем опр-ют глубину и длину колодца, если колодец выполнен в виде раструба, то воды должен двигаться без отрыва от боковых стенок. Это обеспечится когда: _;где