2.2Конструювання греблі

Гребля повинна відповідати таким вимогам:

• стійкість за всіма можливими умовами роботи;

• захищеність від руйнуючої дії фільтраційних вод, що проходять крізь тіло греблі, підвалину та в обхід споруди;

• захищеність від впливу вітрових хвиль;

• економічність будівництва та експлуатації;

Поперечний профіль ґрунтової греблі має трапецієподібне окреслення.

Основні елементи профілю показано на рисунку 2.2.

Відмітку гребня греблі слід призначати на підставі розрахунку перевищення його над розрахунковим рівнем води у верхньому б’єфі.

Перевищення гребня греблі слід визначати для двох випадків стояння рівня води у верхньому б’єфі [5].

а) при нормальному підпертому рівні (НПР) або при більш високому, що відповідає пропуску максимального паводка, що входить до основного поєднання навантажень та впливів;

б) при форсованому підпертому рівні (ФПР) за умови пропуску максимального паводка, що відноситься до особливого сполучення навантажень та впливів.

Перевищення гребня греблі в обох випадках визначається за формулою

(2.1)

де – вітровий нагін води у верхньому б’єфі;

 – висота накату вітрових хвиль забезпеченістю 1 %;

а – запас перевищення гребня греблі, його визначають як , але не менше ніж 0,5 м. Для водосховищ розрахункова висота хвилі не перевищує 3,5 м, тому завжди приймають а = 0,5м;

При визначенні перших двох доданків формули (2.1) слід приймати забезпеченості швидкості вітру для розрахунку елементів хвиль, накату та нагону при основному поєднанні навантажень та впливів.

Висоту накату хвиль на укіс, визначають за залежністю [5]

, (2.2)

де  – коефіцієнти шорсткості та проникності (визначаються за табл. А.1);

– коефіцієнт, який враховує вплив швидкості вітру і коефіцієнт укосу (визначаються за табл. А.2);

 – коефіцієнт накату, який залежить від середньої довжини хвилі і коефіцієнту укосу, для умов водосховища змінюється в межах 0,9 ... 1,2. Приймемо за графіком (рис. А.1). (Позначення прийняти відповідними до [5].)

Закладання укосів греблі призначається в залежності від її висоти, умов стійкості та з урахуванням фізико-механічних властивостей ґрунтів, з яких складаються укоси та підвалина греблі, сил, що діють на укоси, умов виконання робіт та подальшої експлуатації.

Укоси гребель на щільних підвалинах висотою до 15 м та на слабих підвалинах висотою до 10 м приймаються за практичними даними без розрахунку. У випадку більшої висоти греблі, попередньо задаються значення коефіцієнтів закладання укосів та виконується розрахунок стійкості укосів.

Попередньо закладання укосів може бути призначено на підставі даних існуючих споруд з подальшою перевіркою стійкості укосів розрахунком [2]. Коефіцієнти закладання призначаються в залежності від висоти греблі (табл. 2.4) Також на величину закладання укосу впливає наявність дренажу, в цьому випадку може бути прийняте менше значення вказаного діапазону.

Верховий укіс покритий водою, знаходиться під дією хвиль, криги виконується більш пологим, низовий – крутішим. В греблях висотою до 10 – 15 м укоси виконуються з постійним закладанням, У випадку висоти більшої за 10 – 15 м слід приймати ломане окреслення укосів, поступово зменшуючи ухил від гребеню до підвалини. Це дає змогу зменшити об’єм тіла греблі та відповідно – її вартість. В місцях перелому укосів влаштовують горизонтальні тераси – берми. Берми влаштовують через кожні 8 –10 м по висоті від гребня до підвалини.

На верховому укосі берми рекомендується влаштовувати в кінці кріплення – для створення необхідного упору. На низовому укосі берми використовують для створення службових проїздів-переходів, які використовуються з метою стеження за станом покриття та його ремонту. Також берми на низовому укосі використовують для збору та відводу поверхневих вод. Ширина берм у випадку відсутності проїзду по них складає 2 –3 м.

Таблиця 2.4 – Коефіцієнти закладання укосів земляних насипних гребель

Висота греблі, м	Коефіцієнт закладання укосу
	верхового mв	низового mн
< 5	2,0 – 2,5	1,5 – 1,75
5 – 10	2,25 – 2,75	1,75 – 2,25
10 – 15	2,5 – 3,0	2,0 – 2,5
15 – 20	3,0 – 4,0	2,5 – 3,0
>50	4,0 – 5,0	3,0 – 5,0

Ширина гребеня греблі визначається в залежності від умов виконання робіт та експлуатації споруди. Якщо гребінь греблі буде використовуватись для проїзду транспорту, ширина його вибирається в залежності від категорії дороги, яка буде проходити по гребню, приймається за п.5.1.1 ДБН В.2.3-4:2007 [3] (Додаток Б) . Мінімальна ширина гребеня греблі складає 4,5 м. Вздовж проїзної частини влаштовують огорожу у вигляді надолбів (висотою 0,8–1 м на відстані 2 м один від одного). Гребінь за відсутності дороги не має спеціального кріплення.