5-7

Лекция 5 Устройство бетонной водосливной плотины гравитационного типа на скальном основании

Существует большое разнообразие водосбросных плотин на скальном основании, среди которых различают плотины с донным режимом сопряжения потока с нижним бьефом, с низким и высокими уступами.

Как уже отмечалось выше, вакуумные профили плотин обычно оказываются нерациональными, поэтому их применение возможно лишь в исключительных случаях. Плотину с низким уступом рационально использовать только при необходимости пропуска больших масс льда, а в остальных случаях из-за невыгодного режима придонных скоростей в нижнем бьефе, а также в связи с наличием сбойности течения, которые вызывают необходимость выполнять дополнительные мероприятия по обустройству нижнего бьефа (креплению его дна), их применение является нерациональным. Плотину с высоким уступом обычно проектируют при значительной высоте сооружения (не менее 40 м) и только на скальных основаниях.

Основные схемы сопряжения бьефов водосбросных гравитационных плотин всех классов в зависимости от высоты сооружения и ширины створа принимаются по табл. 5.1.

Таблица 5.1

Относительная ширина створа	высота плотины, м	Схема сопряжения бьефов
lch/h> 3	До 40	Донный гидравлический прыжок Незатопленный поверхностный прыжок*
	Св. 40	Отброс струй носками-трамплинами
lch/h3	Любая	Донный гидравлический прыжок
Примечание: Сопряжение бьефов с помощью незатопленного поверхностного прыжка для плотин высотой более 40 м допускается при гидравлическом обосновании. lch — ширина ущелья по хорде на уровне гребня плотины, h — высота плотины.

Плотина, представленная на рис. 6.1, выполнена в виде классического профиля водосливной плотины с плавным сопряжением водосливной части с дном нижнего бьефа и с устройством водобойного колодца. Сброс воды в нижний бьеф осуществляется посредством подъема сегментных затворов, опирающихся на разделительные бычки. Бычки также являются опорами для мостового перехода через плотину.

Рис. 6.1. Водосливная плотина на скальном основании с водобойным колодцем: 1 — тело плотины; 2 — смотровая потерна; 3 — разделительный бычок; 4 — сегментный затвор; 5 — транспортный переход (автодорожный мост); 6 — водобой

Профиль плотины, представленной на рис. 6.2, отличается от профиля на рис. 6.1 наличием высокого уступа, позволяющего отбросить поток воды на значительное расстояние. В виду большого напора для уменьшения фильтрационного противодавления, действующего на флютбет плотины, в ее основании с верховой стороны предусмотрены цементационная завеса и дренаж. Для сбора фильтрующей через бетон воды у верховой грани предусмотрены смотровые галереи и вертикальный дренаж, вода из которого отводится в конечном итоге в нижний бьеф сооружения.

Рис. 6.2. Плотина на скальном основании с высоким уступом

В случае устройства за водосливной плотиной здания ГЭС вода сбрасывается по перекрытию здания (рис. 6.3). В этом и предыдущем случаях уступ проектируют таким образом, чтобы образованная в результате падения струи воронка размыва находилась на некотором удалении от низовой грани плотины для предотвращения возможного подмыва сооружения и потери устойчивости сооружения.

Рис. 6.3. Водосливная плотина в комплексе со зданием ГЭС: 1 — сегментный затвор; 2 — водослив; 3 — машинный зал ГЭС; 4 — турбинный водовод в теле плотины