9942

3

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ…………………………………….………………………. 5

1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ………………. 7

2.ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОСЛИВНОЙ ПЛОТИНЫ…... 9

2.7.Определение размеров водобоя и рисбермы……………….. 27

3.КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЛОТИНЫ………………………………… 30

4.НАЗНАЧЕНИЕ КЛАССА ПЛОТИНЫ…………………………...…. 35

5.ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ РАСЧЕТ ПЛОТИНЫ………………………. 36

5.1.Выбор схемы и основных размеров элементов подземного

контура………………………………………………………….. 36 5.2. Фильтрационный расчет подземного контура плотины…… 37

5.2.1.Схема с висячим шпунтом и понуром……………….. 37

5.2.2.Схема со шпунтом, добитым до скального

водоупора……………………………………………….. 41

5.4.Фильтрационный расход в основании………………………. 48

6.СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПЛОТИНЫ……………………………... 49

6.1.Предпосылки к статическому расчету……………………….. 49

4

6.2. Сбор нагрузок, действующих на расчетную секцию плотины……………………………………………………….. 50

6.3.Расчет устойчивости плотины против сдвига……………….. 56

6.4.Проверка несущей способности основания………………….. 58

7.РАСЧЕТ СОПРЯГАЮЩЕГО УСТОЯ………………………………. 60

8.КОМПОНОВКА РЕЧНЫХ ГИДРОУЗЛОВ С ВОДОСЛИВНЫМИ ПЛОТИНАМИ…………………………...…. 68

9.ОБЪЕМЫ РАБОТ…………………………………………………….. 69

Приложение В. К фильтрационному расчету водосливной плотины…………………………………………… 77

Приложение Г. К статическому расчету водосливной плотины…………………………………………… 78

Приложение Д. Пример оформления чертежа………………….. 81

5

ВВЕДЕНИЕ

Рабочей программой дисциплины «Сооружения речных гидро-

узлов», направления подготовки 08.03.01 Строительство с профилем специальных дисциплин «Строительство инженерных, гидротехнических и природоохранных сооружений» предусмотрено выполнение курсового проекта «Речной гидроузел». Курсовой проект состоит из двух частей:

часть 1 «Плотина из грунтовых материалов» и часть 2 «Бетонная водо-

сливная плотина».

В настоящих указаниях изложена методика, приведены необходи-

мые справочные и нормативные данные для выполнения части 2 курсово-

го проекта «Бетонная водосливная плотина».

В соответствии с указаниями п. 4.1 СП 40.13330.2012 [2] бетонная водосливная плотина относится к основному типу водосбросных плотин на нескальном основании.

Во второй части курсового проекта «Бетонная водосливная плоти-

на» требуется осуществить выбор расчетного расхода сбрасываемого че-

рез водосливную плотину, выполнить гидравлический водосливной пло-

тины, произвести подбор основного гидромеханического оборудования плотины, разработать конструктивные решения основных элементов во-

досливной плотины, выполнить фильтрационные и статические расчеты,

предложить вариант компоновки гидроузла, наметить очередность его строительства, определить объемы основных работ.

Часть 2 курсового проекта Бетонная водосливная плотина состоит из пояснительной записки и листа чертежей формата А-1. На листе чер-

тежей показывается поперечный разрез водосливной плотины, продоль-

ный разрез плотины совмещенный с видом плотины со стороны нижнего бьефа, план участка сопряжения водосливной и земляной плотины, де-

тальная разработка конструктивного элемента плотины (согласно зада-

6

ния). Пояснительная записка должна содержать описание запроектиро-

ванных сооружений, необходимые схемы, расчеты, таблицы, рисунки и графики.

Указания могут быть также использованы при выполнении выпуск-

ных квалификационных работ.

7

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Исходными данными для проектирования бетонной водосливной плотины являются:

1) топографический план района строительства гидроузла c указа-

нием створа проектируемого гидроузла (рис.1 приложения к заданию);

2) инженерно-геологические условия в основании водосливной пло-

тины, физико-механические характеристики грунтов (пункт 1.2 задания);

3)кривая расходов в нижнем бьефе (рис. 2 приложения заданию);

4)характерные расходы воды в реке (пункт 1.4 задания): макси-

мальный основной, максимальный поверочный, строительный, а также расход воды ГЭС (пункт 1.8 задания) и расход других водопотребителей;

5) характерные уровни водохранилища (пункт 1.5 задания): нор-

мальный подпорный уровень (НПУ), уровень мертвого объема (УМО);

6) самый низкий уровень нижнего бьефа (СНУВНБ) (пункт 1.5 за-

дания);

7)отметка дна реки (пункт 1.7 задания);

8)состав основных сооружений гидроузла: глухая земляная плоти-

на, водосливная бетонная плотина, здание ГЭС, судоходный шлюз, насос-

ная станция, другие сооружения (пункт 1.8 задания);

9)класс основных сооружений (пункт 1.9 задания);

10)тип рабочего затвора: плоский или сегментный (пункт 1.10 за-

дания); 11) тип мостовых переходов через водосливную плотину: автодо-

рожный габарита Г-7 или Г-9, либо железнодорожный одно или двухпут-

ный (пункт 1.10 задания).

Также при изучении задания необходимо внимательно изучить тре-

бования к составу проекта (раздел 2 задания), состав отчетных материалов

8

(раздел 3 задания) и ознакомится с рекомендуемой для выполнения дан-

ного проекта литературой (раздел 4 задания).

В результате изучения исходных данных и задания к проекту долж-

но сформироваться четкое представление об условиях проектирования водосливной плотины, составе проекта и отчетных материалов.

9

2.ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОСЛИВНОЙ ПЛОТИНЫ

Взадачу гидравлических расчетов водосливной плотины входит определение длины водосливного фронта, размеров водосливных отвер-

стий, режима сопряжения бьефов и способов гашения энергии, размеров и конструкции водобоя, рисбермы и гасителей энергии.

При проектировании постоянных речных гидротехнических соору-

жений расчетные максимальные расходы воды надлежит принимать ис-

ходя из ежегодной вероятности превышения (обеспеченности), устанав-

ливаемой в зависимости от класса сооружений для двух расчетных случа-

ев – основного и поверочного [1, п. 8.24, табл. 2].

2.1. Определение расчѐтного расхода

Расчѐтный расход, сбрасываемый через водосливную плотину,

определяется как разность между заданным расчѐтным расходом гидроуз-

ла, зависящим от класса сооружений напорного фронта, и расходами,

проходящими через ГЭС и другие сооружения гидроузла по формуле:

где: QP% - расчетный максимальный расход гидроузла, м3/с; QГЭС – расчетный расход ГЭС, м3/с;

Qдр. - расход других сооружений гидроузла, м3/с.

Для удобства выполнения курсового проекта составляется сводная таблица расходов и уровней воды в створе гидроузла (таблица 2.1). Уров-

ни не приведенные в задании определяются по кривой расходов.

Согласно требованиям СП 58.13330.2012 [1, п. 8.26, 8.27] пропуск расчетного расхода воды для основного расчетного случая должен обес-

печиваться, как правило, при НПУ через все эксплуатационные водопро-

пускные сооружения гидроузла при полном их открытии.

Пропуск поверочного расчетного расхода воды должен осуществ-

ляться при наивысшем технически и экономически обоснованном форси-

рованном подпорном уровне (ФПУ) всеми водопропускными сооружени-

ями гидроузла, включая эксплуатационные водосбросы, турбины ГЭС,

водозаборные сооружения оросительных систем и систем водоснабжения,

судоходные шлюзы, рыбопропускные сооружения и резервные водосбро-

сы. При этом, учитывая кратковременность прохождения пика паводка,

допускается:

-уменьшение выработки электроэнергии ГЭС;

-нарушение нормальной работы водозаборных сооружений, не приводящее к созданию аварийных ситуаций на объектах — потребителях воды;

-повреждение резервных водосбросов, не снижающее надежности основных сооружений;

-размыв русла и береговых склонов в нижнем бьефе гидроузла, не угрожающий разрушением основных сооружений, селитебных террито-

рий и территорий предприятий, при условии, что последствия размыва

могут быть устранены после пропуска паводка.