Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Гидротехнические сооружения

.pdf
Скачиваний:
77
Добавлен:
26.03.2016
Размер:
7.13 Mб
Скачать

Допустимую незаиляющую скорость в канале можно определять по формуле И.И. Леви:

 

нз

0,000225w R

,

 

n dcp

 

 

 

 

где w – гидравлическая крупность частиц взвешенных наносов сред-

него диаметра dср (скорость равномерного оседания частиц в спо-

койной воде);

 

 

 

 

 

 

 

 

У

n – коэффициент шероховатости русла.

 

 

 

Предельная неразмывающая скорость – это скоростьТ, при кото-

рой не наблюдается размыва русла. Ее можно определять по фор-

муле Е.И. Студеничникова:

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

нр А hdcp

0,25

,

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

= 4,7 – для

где А = 3,6 – для грунтов близк х к неоднородным; А

грунтов близких к однородным;

и

 

 

 

h – глубина воды в канале.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

Практически сложно п д брать сечение канала, удовлетворяющее

условию (6.4). Поэтому чаще

 

проектируются каналы, у которых

 

 

 

всего

 

 

 

 

 

 

скорости воды превышают предельные неразмывающие, при этом для

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

защиты канала от ра мыва предусматриваются крепления, представ-

ляющие собой облцовкиразличных конструкций. По виду материала,

из котор

 

ни выполняются, облицовки бывают каменные, гравий-

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ные, бет нные и железобетонные (монолитные или сборные), асфаль-

товые, асфальт бетонные. Кроме защиты от размыва и повреждения

 

го

 

 

 

 

 

 

 

 

 

плавающими

редметами и льдом облицовки в ряде случаев являются

противофильтрационнымип

покрытиями, уменьшающими фильтраци-

пот ри воды из канала. К таким облицовкам относятся также

онные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

грунтовые экраны и экраны из полимерных пленок. Облицовки, кроме

противофильтрационных, во избежание опасного давления со стороны

Ргрунтовых вод при их высоком стоянии и в случае быстрого снижения

уровня воды в канале выполняются водопроницаемыми. Под водонепроницаемыми облицовками устраивается дренаж.

180

6.2.Сооружения на каналах

6.2.1.Водопроводящие сооружения

Водопроводящими называются сооружения, устраиваемые для транспорта воды на участках пересечения каналами различных препятствий (балок, оврагов, водотоков, косогоров и др.). К ним отно-

сятся акведуки, дюкеры, лотки, трубы-ливнепроводы и др.

Акведук – это водовод в виде моста, у которого пролетным строе-

нием является лоток, заполненный текущей водой. Акведуки устра-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

иваются при пересечении канала с препятствиями, расположенны-

ми на значительно более низких или более высоких по сравнениюТ

с

ним отметках. В первом случае канал проводят с помощью акведука

над препятствием (водотоком или дорогой), во втором по акведуку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

пропускают ручей или другой канал, проходящий над проектируе-

мым каналом. На рис. 6.3 представлена схема акведука.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

аа)

 

 

2

 

1

 

й

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

бб)

 

 

т

 

вв)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

4

 

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

Рис. 6.3. Акведук:

 

 

 

 

а– продольныйразрез; б– поперечныйразрезснесущимнагрузку лотком; в– поперечныйразрезснесущимивпролетномстроениинагрузку продольными балками:

1 – лоток; 2 – входной оголовок; 3 – выходной оголовок; 4 – опоры; 5 – продольные балки

181

Различают две конструктивные схемы акведуков:

 

 

1) лоток не является несущей конструкцией, а опирается на про-

летное рамно-балочное строение или строение арочной конструк-

ции (рис. 6.3, в);

 

 

 

 

 

 

 

2) стенки и днище лотка являются несущими элементами про-

летного строения (рис. 6.3, б).

 

 

 

 

 

 

Конструктивная схема выбирается в зависимости от местных

условий на основе технико-экономического сравнения вариантов.

Дюкеры – это напорные водоводы, прокладываемые в каналах

под преодолеваемым препятствием. Они устраиваются в томУслу-

чае, когда встречающиеся по трассе канала препятствия (реки, до-

роги, другие каналы и т. п.) расположены на одном с нимТуровне.

Схема дюкера представлена на рис. 6.4. Он состоит из входного

участка, напорного водовода и выходного участка. Напорный водо-

вод может состоять из нескольких ниток труб.

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

3

 

4

 

й

4

3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

2

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

оРис. 6.4. Дюкер:

 

 

 

 

1 – канал; 2

– труба; 3

 

 

 

 

– паз для ремонтного затвора; 4 – служебные мосты

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

Лотки

скусственные русла, устраиваемые на поверхности

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

земли вместо канала на участках со сложным рельефом местности,

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

например на к с г рах. Они бывают бетонными, железобетонными,

металлическими. На рис. 6.5 представлены некоторые конструктив-

 

 

это

 

 

 

 

 

 

 

 

сх мы железобетонных лотков.

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

ные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

182

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

а)

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

У

 

 

 

в)

 

 

 

 

 

 

дд)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

Рис. 6.5. Лотки:

Н

 

а – сборно-блочный; б – монолитный; в

 

 

 

– составного профиля; г – на эстакаде;

 

 

 

 

 

д – сборный криволине ного профиля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

Трубы-ливнепроводы – это трубы под насыпями дорог или под

каналами в насыпях. Трубы под

 

 

йназываются трубы-пере-

езды (рис. 6.6). Наибольшее

асп ост анен е имеют трубы из сбор-

 

 

 

 

 

 

 

дорогами

 

 

 

ного железобетона. Они с ст ят из входного и выходного оголовков

и собственно труб. По числу ул женных труб они могут быть одно-

очковые и многоочковые.

р

 

 

 

 

характеру гидравлических условий

работы при пропуске водыПорубы могут быть напорными, без-

напорными, полунапорнымит.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

4

 

 

 

 

1

3

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6.6. Труба-переезд:

 

 

 

1 – канал;

2 – труба; 3 – входной оголовок; 4 – выходной оголовок; 5 – дорога

183

 

 

6.2.2. Сопрягающие сооружения

 

 

Сопрягающие сооружения предназначены для соединения участ-

ков каналов, расположенных на разных отметках в местах падения

рельефа местности. По условиям движения потока эти сооружения

подразделяются на две основные группы:

 

 

 

 

1) сооружения, в которых вода движется без отрыва от их жест-

ких границ (быстротоки, трубчатые перепады);

 

 

 

2) сооружения, в которых вода часть пути движется по сооружениюУ,

а часть– вотрывеотнего(консольныеи ступенчатые перепады).

 

 

Быстротоки, ступенчатые и консольные перепады по гидравличеТ

-

ским и конструктивным признакам обычно не отличаются от быстро-

токов и перепадов береговых водосбросов (см. рис. 4.24, 4.26, 4.27).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

Эти сооружения являются безнапорными. При очень крутых скло-

нах могут применяться напорные перепады –Бтрубчатый (рис. 6.7)

или шахтный (рис. 6.8).

 

 

 

й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

3

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

4

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6.7. Трубчатый перепад:

 

 

 

 

п1 – канал; 2 – труба; 3 – входной оголовок; 4 – выходной оголовок;

 

 

е

 

 

5 – водобойная стенка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

184

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

1

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

Рис. 6.8. Шахтный перепад:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – канал; 2 – шахта; 3 – горизонтальная труба; 4 – входной оголовок;

 

 

 

 

 

 

5

– выходной оголовок

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.2.3. Регулирующие сооружения

 

 

Регулирующими называются сооруженйя, предназначенные для

регулирования

уровней и

асходов

воды

в

каналах,

аварийных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

сбросов, опорожнения канал в. Действие регулирующих сооруже-

ний осуществляется с п м щьюрзатворов. Наиболее широкое рас-

пространение

 

получили

 

крытые

регулирующие

сооружения

(шлюзы-регуляторы)

 

о

 

 

 

 

 

 

 

закры ые трубчатые регуляторы (трубы-

регуляторы). На р с.

т6.9 6.10 представлены конструктивные схе-

мы этих сооружен й.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

4

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6.9. Труба-регулятор:

 

 

 

 

 

1 – канал; 2 – труба; 3 – входной оголовок; 4 – выходной оголовок; 5 – дорога;

 

 

 

 

6 – затвор; 7 – подъемник; 8 – служебный мост

 

 

185

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

4

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

2

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6.10.рШлюз-регулятор:

 

 

 

 

1 – порог; 2 – затвор; 3 – пазы рем н ных затворов; 4 – мост; 5 – служебные мосты;

 

 

 

 

 

6

 

 

устройство

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

подъемное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

186

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Богославчик, П.М. Гидротехнические сооружения: курс лекций для студентов специальности 1-70 04 03 «Водоснабжение, водоотведение и охрана водных ресурсов» высших учебных заведений / П.М. Богославчик. – Минск: БНТУ, 2008. – 214 с.

2. Богославчик, П.М. Проектирование и расчеты гидротехнических сооружений: учебное пособие для вузов / П.М. Богославчик,

Г.Г. Круглов. – Минск : БНТУ, 2001. – 363 с.

3.

Гидравлические расчеты водосбросных гидротехническихУсо-

 

Н

оружений: справочное пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 624 с.

4.

Гидротехнические сооружения комплексных гидроузловТ: учеб-

ное пособие / П.М. Богославчик [и др.]; под ред. Г.Г. Круглова. –

Минск: БНТУ, 2006. – 585 с.

й

5.

Гидротехнические сооружения: в 2

ч. / под ред. Л.Н. Расска-

зова. – М.: Стройиздат, 1996. – Ч. 1. – 446 с.

Б

6.

Гидротехнические сооружен я:

в

2 ч. / Под ред.

Л.Н. Рассказова. – М.: Стройиздат, 1996. – Ч. 2. – 334 с.

7.

Гидротехнические соо ужен я / под ред. Н.П. Розанова. – М.:

9.

Гольдин, А.Л. Проекирование грунтовых плотин: учебное по-

Агропромиздат, 1985. – 432 с.

и

8.

Гидротехнические с ужения: справочник проектировщика /

под ред. В.П. Недриги. – М.: Срйиздат, 1983. – 543 с.

 

 

и

 

собие для вузов / А.Л. Гольдин, Л.Н. Рассказов; под ред. Л.Н. Рас-

 

 

з

 

сказова. – М.: Строй дат, 1983. – 543 с.

10.

Кириенко

 

, И.И. Г дротехнические сооружения. Проектиро-

вание и расчет: учебное пособие / И.И. Кириенко, Ю.А. Химерик. – Киев:пВища шк ла, 1987. – 253 с.

11. Р зан в, Н.Н. Плотины из грунтовых материалов / Н.Н. Розанове. – М.: Стройиздат, 1983. – 296 с.

Р12. Автомобильные дороги. Нормы проектирования: ТКП 45-3.03- 19–2006 (02520). – Минск: М-во архитектуры, 2006. – 48 с.

13. Мосты и трубы. Строительные нормы проектирования:

ТКП 45–3.03-232–2011 (02250). – Минск: М-во архитектуры, 2011. – 304 с.

14. Гидротехнические сооружения. Строительные нормы проек-

тирования: ТКП 45-3.04-169–2011 (02250). – Минск: М-во архитектуры, 2011. – 74 с.

187

15. Гидротехнические сооружения. Правила определения нагрузок и воздействий (волновых, ледовых и от судов): ТКП 45-3.04- 170–2009 (02250). – Минск: М-во архитектуры, 2011. – 74 с.

16.

Плотины из грунтовых материалов. Строительные нормы

проектирования: ТКП 45-3.04-150–2009 (02250). – Минск: М-во ар-

хитектуры, 2010. – 54 с.

 

 

 

 

17.

Плотины бетонные и железобетонные. Строительные нормы

проектирования: ТКП 45-3.04-271–2012 (02250). – Минск: М-во ар-

хитектуры, 2013. – 30 с.

 

 

 

 

18.

Бетонные и железобетонные конструкции гидротехническихУ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

сооружений: СНиП 2.06.08–87. – М.: Стройиздат, 1988. – 29 с.

19.

Справочник по гидравлическим расчетам / под редТ. П.Г. Ки-

селева. – М.: Энергия, 1975. – 309 с.

 

 

20.

Чугаев, Г.Г. Подземный контур гидротехнических сооруже-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

ний / Г.Г. Чугаев. – Л.: Энергия, 1974. – 237 с.

 

21.

Чугаев, Р.Р. Гидротехнические сооруженияБ: в 2 ч. / Р.Р. Чу-

гаев. – 2-е изд. – М.: Агропромиздат, 1985. – Ч. 1: Глухие плотины. –

318 с.

 

 

 

 

 

 

р

 

 

22.

Чугаев, Р.Р. Гидротехническ е сооружения: в 2 ч. / Р.Р. Чу-

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

гаев. – 2-е изд. – М.: Агропромиздати, 1985. – Ч. 2: Водосливные пло-

тины. – 303 с.

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

188

П Р И Л О Ж Е Н И Я

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Осредненные значения физико-механических характеристик грунтов

 

 

 

 

Плот-

 

 

Удельное

 

 

Угол

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

внутреннего

 

 

Коэффи-

 

 

 

 

 

ность

Порис-

 

сцепление с, кПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трения грунта ,

 

 

циент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Грунт

 

частиц

тость

 

 

 

 

 

 

 

 

фильтрацииУ

 

 

 

 

естест-

 

насыщен-

 

естест-

насыщен-

 

 

 

 

грунта,

n

 

венной

 

 

 

ного

 

венной

ного

 

 

kф, м/с

 

 

 

 

 

г/см3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,71–

 

 

влажности

 

 

 

водой

влажности

водой

 

 

 

 

 

Глина

 

 

0,35–0,50

 

57–32

 

 

 

35–20

 

18–11

16–12

 

 

10–9

 

 

 

 

 

2,76

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

Суглинок

 

2,69–

0,35–0,45

 

39–15

 

 

 

30–15

 

24–17

20–15

 

10–9–10–7

 

 

 

 

 

2,73

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

 

 

Супесь

 

2,69–

0,30–0,45

 

15–8

 

 

 

5–3

30–27

23–20

 

 

10–8–10–5

 

 

 

 

 

2,73

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

Песок:

 

2,70

0,38–0,44

 

8–6

 

 

 

6–2

36–26

30–24

 

 

10–7–10–5

 

 

пылеватый

 

2,66

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мелкий

 

0,38–0,43

 

6–2

 

4–2

38–28

32–27

 

 

10–6–10–4

 

 

средний

 

2,66

0,35–0,41

 

3–1

 

2–1

40–35

37–34

 

 

10–5–10–4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

и

 

 

 

 

 

 

 

Крупный и

 

2,65

0,35–0,41

 

2–1

1

43–38

38–35

 

 

10–4–10–3

 

 

гравелистый

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

параметров волны

 

 

 

 

 

 

 

о

Определениет

 

 

 

 

 

 

 

беспеченностью 1 % определяетсяпо зависимости

 

Выс тав лны

 

 

п

 

 

 

h1 %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

hK1% ,

 

 

 

 

 

 

 

 

коэффициент, определяемый по графику, рис. П 2.1;

 

K1 %

Р

– ср дняя высота волны, определяемая для глубоководной зо-

 

h

ны, которая чаще всего имеет место в верхнем бьефе земляных плотин, по верхней, огибающей кривой графика рис. П2.2 в зависимо-

сти от безразмерных величин

gt

и

gL

. Здесь g = 9,81 м/с2;

V

V 2

 

 

 

 

V – скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью земли, м/с;

189