8.3 Возможность пропуска воды набросными плотинами

Каменнонабросные плотины строятся, как правило, глухими, недпускающими перелива воды через гребень; водосборные устройства в теле плотины так же нежелателmы, как и земляных плотинах. Плотины небольших напоров уже давно строились водосливными (рисунок 42а), а последние данные указывают на возможность строить и более высокие набросные плотины водосливными (рисунок 42б) с соответственным укреплением водосливной грани.

Рисунок 42 - Переливные и фильтрующие набросные плотины

8.4 Материал для набросных плотин и его укладка. Общие требования к камню для наброски в плотины

Как всякие материал в плотиностроении, камень в данном случае должен обладать достаточной прочностью, водоустойчивостью и стойкостью против

выветривания (морозоупорностью).

Прочность скальных пород, пригодных для набросных плотин, необходима для приятия нагрузок от собственного веса плотины и давления воды; вместе с тем, как правило, высокая прочность обеспечивает и более высо­кую водоустойчивость и стойкость против выветривания. Технические условия требуют, чтобы камень после 24-кратного замораживания обладал пределом прочности при сжатии для плотин высотой до 15 м-500-600 кг/см2, а для более высоких плотин - 700-800 кг/см ; твердость по шкале Мооса должна быть не менее 3.

Дополнительной характеристикой камня является его вязкость, придаю­щая ему способность сопротивляться динамическим нагрузкам - ударам при сбрасывании его в тело набросной плотины и ударам обрабатывающих инст­рументов при теске, расклинцовке его (для сухой кладки) без раскалывания на мелкие куски и отдельности.

При выполнении указанных выше требований прочности, камень облада­ет обычно и достаточным объемным весом и сопротивлением физическому вы­ветриванию, морозоупорен.

Для плотин менее ответственных можно допустить камень и с меньшим пределом прочности на раздавливание, например, до 400 кг/см², при условии достаточного сопротивления выветриванию.

Водоустойчивость камня характеризуется сопротивляемостью его хими­ческим разрушениям (выщелачиванию, распаду под влиянием фильтрационных и атмосферных вод) и потерей прочности под влиянием насыщения водой (размокание, размягчение); необходимость водоустойчивости для постоянных сооружений из камня очевидна.

8.5 Размеры и форма камня

Кроме приведенных общих характеристик для набросных плотин важны еще размеры и форма камня, получаемого в карьере. Эти оба свойства влияют на пористость или, как говорят, пустотность наброски, величину осадки тела плотины и крутизну устойчивого откоса. Чем ближе по форме камни к шару, тем лучше они будут опираться друг на друга в наброске, тем меньше будет опасность смятия и окалывания острых выступов, раскалывания на части и, тем, стало быть, меньше будут деформации кладки, в результате которых про­исходит осадка тела плотины. Чем крупнее камень, тем меньше (числом) по высоте плотины точек соприкосновения камней, в которых происходят мест­ные смятия, и пр., тем меньше общая осадка сооружения. Наконец, чем крупнее камень, тем более крутым откосом он ложится в наброске.

Поэтому следует требовать, чтобы соотношения размеров камня - наи­меньшего и наибольшего, применяемого в наброску, отличались друг от друга не более чем в 3-3,5 раза. Минимальный вес отдельных камней должен быть не ниже 80 кг; для высоких плотин камни такого веса должны быть лишь в из­вестном проценте (20-30%), а остальные должны быть крупнее. В современные плотины укладывают камни весом 0,5-1 т, а на низовом откосе (для создания упора) в несколько тонн. Конечно, можно построить плотину и из мелкого камня, щебня, гальки и гравия, но эта плотина потребует более пологих отко-

сов, т.е. потребует большего объема материала и даст более значительную осадку, с которой надо считаться.

Заполнение пустот наброски каменной мелочью, т.е. обычными при раз­работке карьеров отходами камня, весьма полезно, так как увеличивает вес на­броски и уменьшает ее осадку, поскольку заполнители пустот препятствуют в известной мере деформациям крупных камней. Но, вместе с тем, чрезмерное количество каменной мелочи может привести к тому, что нагрузка в плотине будет передаваться не крупным камням, а мелочи, что поведет к увеличению осадки плотины и уменьшению устойчивости ее откосов. Поэтому объем ка­менной мелочи в плотине ограничивается обычно 3-5, реже 7%, хотя при тща­тельном распределении мелочи и хорошем надзоре можно без вреда уложить иногда и больший процент мелкого материала.

Для плотины из сухой кладки, в частности для подэкрановой кладки, камни по форме должны быть постелистыми, по возможности правильной формы, с соотношением ширины к толщине не менее 2 и длины к толщине не более 3-4; минимальная толщина камня - 0,2 м.