2. Плотины

Плотины – водоподпорные ГТС, перегораживающие водоток и его долину и служащие для создания запасов воды в запасных водохранилищах или же для снижения максимальных расходов воды в реке (противопаводковые водохранилища).

В процессе эксплуатации плотины испытывают различные постоянные и кратковременные нагрузки, которые предопределяют выбор конструкции и параметров плотин. На рис. 31 представлена схема основных нагрузок на плотину.

К постоянным нагрузкам относят:

Wв – гидростатическое давление со стороны верхнего бьефа при отметке уровня воды в нем, равной НПУ.

Wнб - тоже, но со стороны нижнего бьефа,

G –вес сооружения,

Wвзв – взвешивающее (архимедово) давление снизу,

Wф – фильтрационное давление снизу,

Wн – давление наносов, накопляемых у плотины.

К кратковременным нагрузкам следует отнести:

Wл – давление льда,

Wвол – волновое давление,

Wдин – динамическое давление от сброса воды в НБ.

Рис. 32. Элементы грунтовой плотины

1 - водоупор

2 - основание

3 - 4 - верхняя-нижняя призмы

5 - противофильтрационное устройство в теле

6 - то же в основании

7 - дренажное устройство

8 - бермы

9 - крепление откоса

10 - гребень

Суммарное воздействие всех видов указанных нагрузок рассматривают как основное сочетание нагрузок. Кроме того, необходимо в расчетах предусмотреть и особое сочетания нагрузок, состоящее в том, что наряду с основными нагрузками необходимо учесть и нагрузки, возникающие в чрезвычайных условиях. Например, при гидростатическом давлении со стороны ВБ при ФПУ, при нарушении работы противофильтрационных устройств, при сейсмическом воздействии на плотину – Wс, т.е. при землетрясениях.

УНБ

Рис. 31. Нагрузки на плотину

Постоянные:

G- вес сооружения

Wв - гидростатическое давление со стороны ВБ при НПУ

Wнб - то же со стороны НБ

Wвзв - взвешивающее давление

Wф - фильтрационное давление

Wн - давление наносов

Кратковременные

Wл - давление льда

Wвол – волновое давление

Wдин - динамическое давление от сброса воды

Критические

Wв - при ФПУ

Wф - при нарушении работы противофильтрационных

устройств

Wс - сейсмическое воздействие

В зависимости от величин и сочетания всех указанных нагрузок производят расчеты устойчивости плотины согласно указаниям СНиПа 2.06.06 – 85, в котором рекомендуется применять метод предельных состояний для двух условий:

а) непригодности плотины к нормальной эксплуатации,

б) полной непригодности плотины вследствие её разрушения.

По виду материала тела плотины различают:

грунтовые, бетонные, ж/бетонные, деревянные, металлические, полимерные.

По условиям пропуска воды через плотину их подразделяют на:

а) глухие (сброс в НБ не предусматривается),

б) переливные (сброс воды осуществляется через гребень и водопропускные сооружения),

в) фильтрующие (фильтрующие расходы воды через тело плотины соизмеримы по величине со сбросами через водопропускные сооружения).