2.2 Выбор типа плотины

Выбор типа и конструкции плотины является основным вопросом при проектировании, поскольку от правильного его решения зависит как стоимость сооружения, так и успешность его возведения и эксплуатации.

Главным критерием при выборе типа и конструкции плотины является технико-экономическая целесообразность; последняя может быть достигнута за счет широкого использования дешевых местных грунтовых материалов (без использования привозных), применения индустриальных методов строительства и обеспечения бесперебойного ведения строительства в данных климатических условиях.

При наличии на месте грунтовых материалов, пригодных для устройства противофильтрационного элемента плотины, преимущественное предпочтение следует отдавать каменно-земляному типу плотины, как полностью удовлетворяющему вышеприведенным условиям.

К каменно-набросному типу следует прибегать лишь при отсутствии грунтов для ядра или экрана либо при весьма тяжелых климатических условиях для их укладки и уплотнения.

Кроме того, каменно-набросной тип плотины, как правило, может быть выбран при наличии в основании скальных пород.

Выбор типа плотины – каменно-земляной или каменно-набросной, зависит от многих факторов и прежде всего от технико-экономического преимущества.

Для выбора каменно-земляной плотины необходимо прежде всего выявить запасы каменных и грунтовых материалов, их баланс и соотношение стоимостей.

Известно, что разработка каменных карьеров обходится дорожегрунтовых; однако дальнее расположение грунтовых карьеров или необходимость переработки их материалов часто изменяют соотношение стоимостей в обратную сторону.

Коренное изменение в стоимостные показатели вносит использование материалов из полезных выемок; очень часто

это обстоятельство решает выбор вида плотины.

Кроме того, на выбор типа плотины большое влияние оказывают состав и физико-механические свойства каменного материала для призм и фильтрационные свойства грунта для противофильтрационного элемента, а также температурные и влажностные условия района строительства и сейсмичность.

При таком многообразии факторов выбор типа плотины, разумеется, следует осуществить путем подробного рассмотрения и технико- экономического сопоставления наиболее приемлемых вариантов.

Из практики плотиностроения следует, что из всех видов каменно-земляных плотин самыми универсальными являются плотины с ядром или с центральной грунтовой призмой, позволяющие широко применять принцип зонального расположения камня и грунта в теле плотины. по такому принципу запроектировано большинство высоких и сверхвысоких плотин из местных материалов.

2.3 Бетонные и железобетонные плотины

Бетонные плотины делят на контрфорсные и арочные и гравитационные.

гравитационные в поперечном разрезе имеют форму треугольника или трапеции.

контрфорсные плотины представляют собой стены более тонкие, чем в гравитационных плотинах, но они усилены контрфорсами стенками, расположенными со стороны нижнего бьефа нормально к основной и подпирающими ее .

арочные плотины имеют в плане всегда криволинейное очертание.

Бетонные плотины бывают глухими, если они не пропускают воды в нижний бьеф, и водопропускными, водосбросными, если они имеют отверстия для сброса воды.

В первом случае вода верхнего бьефа, притекающая к плотине, удаляется через другие сооружения, возводимые рядом с глухой плотиной (например, через здание гидроэлектростанции, береговые водосбросы), или отводится из верхнего бьефа с помощью водопроводящих сооружений (каналов, трубопроводов, туннелей) к потребителям, а пример в системы водоснабжения или орошения ,и др.

В водопропускных плотинах вода пропускается в нижний бьеф через отверстия, которые могут быть: поверхностные или водосливные или погруженные под уровень воды верхнего бьефа – глубинные в частности донные.

Контрфорсные плотины являются, пожалуй, самыми технически сложными их всех типов плотин.

Как и гравитационные, они передают нагрузку на основание, но делают они это с помощью специальных подпорных стенок – контрфорсов.

Такая конструкция позволяет существенно сократить

требуемое количество бетона (а соответственно и стоимость), по сравнению с обычной гравитационной плотиной (на 20–40%, а иногда и на 60%).

В то же время, контрфорсные плотины гораздо сложнее гравитационных в строительстве и более требовательны к качеству грунтов основания.

К настоящему времени, в мире построено более 500 контрфорсных плотин различных типов.

Контрфорсные плотины представляют собой перекрытия – массивные или тонкие плиты, своды воспринимающие напор воды верхнего бьефа и опирающиеся на вертикальные стенки – контрфорсы, которые передают нагрузку от перекрытий основанию.