1.3 Конструкция откосов плотины.
При проверке устойчивости откосов пользуются графиками ВНИИ ВОДГЕО (рис. 3) [10]. Задавшись коэффициентом запаса на устойчивость η= 1,2, вычисляем отношение:
,
где С– удельное сцепление, кПа;С= 0,1 кПа,
ρ– плотность грунта, т/м3;ρ= 1,9 т/м3,
Hпл– высота плотины, м;Hпл= 25.61 м.
Полученное значение откладываем по вертикальной шкале и проводим горизонтальную прямую до пересечения с кривой, соответствующей углу внутреннего трения грунта тела плотины. Точку пересечения проектируем на горизонтальную шкалу и получаем безопасный угол откоса θ= 25˚. Сравниваем полученный угол с углом наклона низового откоса
α2 (m2=ctgα2). Получаемm2= 2 приθ= 25˚, примемm2= 2, тоα2= 22,5˚ т.к. приα2<θ– откос считается устойчивым. По полученному низовому откосу принимаем верховой откос по табл. 2 [10].m1= 3,5.
1.4 Конструкция противофильтрационного устройства плотины.
Противофильтрационное устройство выполняют из слабоводопроницаемых грунтов (глинистых и мелкозернистых песчаных, глинобетона, разложившегося торфа) или не грунтовых материалов (бетона, железобетона, полимеров, битума и др.) виде верховой или центральной призмы, экрана, диафрагмы, ядра, понура, шпунта, стенки, завесы или комбинированной конструкции из грунтовых и не грунтовых материалов.
При проектировании противофильтрационных устройств необходимо обеспечить их сопряжение друг с другом, с основанием по подошве и в береговых примыканиях, т.е. создать сплошную противофильтрационную завесу, конструкцию которой принимают на основе технико- экономического сравнения различных вариантов.
В данной работе в качестве противофильтрационного устройства примем ядро. Толщину ядра поверху возьмем равной 2 м , а понизу 4 м.
Предварительно определим высоту напора по формуле:
УНБminопределяем по графику кривойQ
= f(H),
получаемУНБmin
= 93, аНПУ задано, отсюда получаем:
.
Отметка гребня ядра, после окончательной осадки плотины, должна быть ровна:
ФПУпринимаем равнымНПУ + 1м = 113 + 1 = 114м.
.
1.5 Конструкция дренажного устройства.
Дренажные устройства в теле и основании плотины выполняют с целью приема и организованного отвода фильтрующейся воды в нижний бьеф; исключения фильтрационных деформаций грунтов; предотвращение выхода фильтрационного потока на низовой откос и в зону, подверженную промерзанию, что позволяет повысить устойчивость низового откоса; ускорения консолидации глинистых и илистых грунтов и уменьшения порового давления в отдельных зонах плотины или основания; повышения устойчивости верхового откоса при быстрой сработке водохранилища; отвода воды, профильтровавшейся через экран или ядро.
В связи с этим дренажи устраивают виде дренажных слоев, призм, труб, галерей, скважин, кюветов или различных их комбинаций в любых частях тела плотины и основания. Но в основном дренажи располагают в низовой части плотины.
Все дренажи низовой части плотины состоят из приемной и отводящей частей. Приемную часть выполняют виде обратного фильтра из слоев песка, гравия, щебня. Отводящую – из более водопроницаемого материала или дренажных труб.
Размеры дренажных устройств определяют для каждого конкретного случая исходя из фильтрационных условий, исключающих кольматаж грунта в области дренажа и с учетом возможности их выполнения в производственных условиях современными техническими средствами. Поэтому минимальные размеры отдельных элементов дренажей принимают такими: толщина слоев обратного фильтра 0,15 – 0,20 м, коэффициент заложения откосов дренажных призм, слоев, кюветов не менее 1׃2, для устойчивости низового примем его равным 1׃2.
В качестве дренажного устройства примем каменный банкет (дренажная призма). Ширину банкета по верху примем равной 3 м. Из условий что УНБmax= 96 м превышение каменного банкета над уровнем воды в нижнем бьефе принимаем равным 1 м, получаем высоту каменного банкета равной 7 м. Состав слоев обратного фильтра принимаем следующим: песок, гравий, щебень. Толщину каждого из слоев примем равной 0,2 м.