Гидротехнические сооружения

2

2

У

Т

1

1

Н

Б

й

ши

3

Рис. 3.8. Галереи в теле плот ны:

1 – галерея; 2 –

вертикальные

дрены; 3 – кювет

о

ина 1,2 м, высота 2,0 м. Га-

Минимальные размеры гале еи:

лереи для выполнения цементации основания должны иметь разме-

т

ры не менее 2,0 и 3,0 м с ве ственно.

и

Галереи бывают продольные (вдоль фронта плотины) и попереч-

ные, иногда имеющ е выход в нижний бьеф.

з

По высоте плот ны галереи располагаются через 15–20 м, со-

о

явления трещин в теле гравитационной плотины и по характеру ра-

зультатеразрезки плотины на блоки бетонирования. Блок бетони-

боты одразделяются на строительные и конструктивные.

Р

Строительныеп

швы образуются в процессе строительства в ре-

а)

4

а

2

3

1

5

бб)

1

1

У

6

7

8

в в)

8

9

9

Т

1

10

Н

Рис. 3.10. Примеры конструкций

швов:

Б

а – контурные наружные уплотнения; б – контурные внутренние уплотнения;

в – основные внутренние уплотнен я: 1 – шов; 2 – битумные маты;

3 – железобетонный брус; 4 – бетонная пробка; 5 –

битумная обмазка;

уплотнений

6 – резиновая лента; 7 – пластмассовая лента; 8

– металлический лист;

9 – битум; 10 – электроды

и

Контурные наружные упл рнения (рис. 3.10, а) предназначены для

защиты шва от льда, волн и загрязнений, а также для частичного сни-

о

жения его водопрон цаемос и. Обычно это бетонные, железобетон-

т

ные, деревянные брусья (последние в зонах, находящихся постоянно

под водой), плиты,пробки, стальныеили полимерные ленты и т. д.

Контурные внутренние уплотнения (рис. 3.10, б) ограждают га-

лереи и внутренниезполости, пересекающие швы, располагаются на

расстоянии 0,2–0,5 м от поверхности полости и выполняются из ме-

о

таллич ских, резиновых или пластмассовых диафрагм.

Основные внутренние уплотнения (рис. 3.10, в), воспринимающие

п

напор, располагаются на расстоянии 1,2–2,0 м от напорной грани.

Конструктивное

они представляют собой металлические, резиновые

и пластмассовые диафрагмы или асфальтовые шпонки. Металличе-

Рские диафрагмы, как правило, компенсаторного типа (петлеобраз-

ные или Z-образные). Асфальтовые уплотнения (шпонки) выполня-

ются в виде колодцев квадратного сечения с размерами сторон от

15 до 60 см, заполненных асфальтом или битумной смесью. Для по-

первой очереди, как правило, бурятся с поверхности с шагом 8–10 м.

Последующие очереди могут устраиваться из цементационной га-

Н

лереи. Скважины второй очереди располагаются между скважинами

первой и т. д. Установка скважин ближе чем черезБ2 м нецелесооб-

разна. Если есть необходимость продолжать цементацию, устраива-

ется второй ряд скважин. Глубина цементационной завесы прини-

й

мается (0,5–0,8) H, где H – напор на плот ну. Диаметр скважин для

цементации составляет 45–76 мм. и

Дренаж основания бывает ве тикальный, наклонный, горизон-

тальный и комбинированный.

р

Вертикальный дренаж выполняется в виде одного или двух ря-

о

дов скважин под подошвой плотины (рис. 3.11, а, б). Скважины

т

обычно выходят в н жнюю дренажно-смотровую галерею. Диаметр

скважин

20–25 см. Расстояние между ними 2–5 м. Рас-

стояние

и

т цементационной завесы не более (2–3)lц, где lц – шаг

з

скважин цементационной завесы. Стенки дренажных скважин обыч-

но

закре ляются. Иногда при слабой скале в них вставляются

составляет

п рфорированные трубы. Глубина дренажных скважин

п

не

hдр = (0,5–0,75)hц.з,

Р

водосбросы, водовыпуски и водоспуски.

У

Водосбросы – это сооружения для сброса паводковых расходов

из верхнего бьефа в нижний. Через них также могут пропускатьсяТ

лед, шуга, другие плавающие тела.

Водовыпуски – это сооружения для осуществления полезных про-

Н

пусков воды из водохранилища в нижний бьеф (в канал, трубопровод,

русло реки) для различных водохозяйственныхБцелей (орошение, су-

доходство идр.), а такжепо условиям санитарных требований.

Водоспуски – это сооружения, предназначенные для полного или

й

частичного опорожнения водох ан л ща в целях трансформации

паводка, осмотра и ремонта

асположенныхи

в верхнем бьефе соору-

жений, промывки верхнего бьефа т наносов. Водовыпуски и водо-

р

спуски часто конструк ивно не тличаются друг от друга. Кроме то-

го, очень часто их

с вмещаются в одном сооружении, по-

о

этому нередко они носят одно название – водовыпуск или водоспуск.

т

При выборе т пов водопропускных сооружений и определении

– естественные (пойменные), представляющие собой понижен-

ные участки местности на пойме с фиксированным порогом. У

Н

По использованию в процессе строительства и эксплуатации

гидроузла водосбросы подразделяются:

Т

– на постоянные (эксплуатационные);

– временные (строительные), используемые только в период строи-

тельства, ремонта или реконструкции

сооружений

гидроузла;

– строительно-эксплуатационные, совмещающиеБфункции по-

стоянных и временных.

По расположению в гидроузле водосбросы подразделяются:

р

– на береговые, располагаемые вне пределов напорного фронта

о

на коренных берегах речной долиныи;

– русловые, располагаемые в теле плотины или совмещенные с

т

гидроэлектростанцией.

По способу

управления

водосбросы бывают:

– регулируемые (с за ворами);

з

– нерегулируемые (автоматические), у которых пороги устраива-

ются на

отметке

нормального подпорного уровня.

По расп л жению входного отверстия различают водосбросы:

верхностн

е;

– глубинные, у которых входное отверстие заглублено под уро-

в ньпсвободной поверхности воды. Если глубинное отверстие рас-

полож

у дна реки, то водосброс называется донным.

По конструктивным особенностям водосбросного тракта

Рводосбросы бывают:

– на напорные;

ТУ

– безнапорные;

– полунапорные.

Н

По конструктивному оформлению входного участка водо-

сбросы бывают:

– с прямолинейным входным порогом,

в том числе фронтальные

(с лобовым подводом воды) и траншейные (с боковым отводом воды);

й

– непрямолинейным входным порогом (полигональные, криволи-

нейные, лабиринтные, кольцевые и др.).

Б

и

4.2. Расчетные расходы

уровни воды

р

Расходы воды, подлежащие п опуску через водопропускные со-

оружения, для каждого гидр узла

п еделяются методами гидроло-

гии с учетом водохозяйственн

режима, а также с учетом возмож-

ности использования речн го ст ка и уменьшения паводкового рас-

хода. Размеры водопропускныхгоотверстий водосбросов назначаются

на пропуск макс мальныхтрасчетных расходов. Максимальные рас-

четные расходы воды назначаются исходя из ежегодной вероятно-

го

сти превышения (ибеспеченности), устанавливаемой в зависимости

п

зружения для двух расчетных случаев – основного и

от класса с

поверочн

(табл. 4.1).

е

Таблица 4.1

Р

Расчетная вероятность расхода

в зависимости от класса сооружения, %

Расчетный случай

Класс сооружения

І

ІІ

ІІІ

ІV

Основной

0,1

1,0

3,0

5,0

Поверочный

0,01

0,1

0,5

1,0

рованному подпорному уровню. При этом предполагается пропуск

воды через все водопропускные сооружения, включая турбины ГЭС,

водозаборные сооружения, судоходные шлюзы, рыбопропускныеУ

сооружения и резервные водосбросы.

Таким образом, расчетный расход водосбросов при пропускеТпа-

водка с расчетным расходом Qр% будет

Н

Qвс = Qр%

– Qвв – QГЭС

– Qпр,

Б

где Qвв, QГЭС, Qпр – расходы, пропускаемые соответственно через

водовыпуски, турбины ГЭС и

е сооруженияй .

Уровень воды в нижнем бьефе в асчетах принимается в соот-

ветствии с пропускаемым

и

воды и определяется по кривой

связи между уровнями и расх дами воды для выбранного створа

гидроузла.

проч

Расчетные расходы водовыпусков устанавливаются по графикам

расходом

водоподачи потреб елям. Расчет пропускной способности водо-

т

впуска выполняется на случай минимальной эксплуатационной от-

метки уровня верхнегоибьефа, обычно совпадающей с уровнем мерт-

вого объема в д хранилища. Если водовыпуск используется для про-

з

пуска стр ительных расходов, его размеры назначаются из условия

про ускаоэтих расходов.

Про ускная способность водоспусков определяется исходя из

п

е

Р

Т

от расположения водосбросных отверстий бетонные водосброс-

ные плотины бывают с поверхностными водосбросными отверсти-

ями, донными водосбросными отверстиями, с поверхностнымиУи

донными водосбросными отверстиями (двухъярусные и многоярус-

ные) и с сифонными водосбросами.

В зависимости от очертания водосливной поверхности пло-

тины с поверхностными водосбросными отверстиямиНбывают с во-

досливом практического профиля (безвакуумным или вакуумным) и

с водосливом с широким порогом.

Б

Бетонные водосбросные плот ны строятся как на скальных, так

и на нескальных (мягких) основан ях. Конструкции плотин сильно

зависят от того, на каких основан ях

й

построены. Подземный

контур бетонных водосливных плотинонина скальном основании прин-

ципиально не отличается

п дземного контура бетонных глухих

плотин.

р

Плотины на нескальном основании имеют, как правило, разви-

о

тый в горизонтальном направлении подземный контур и конструк-

т

ции в нижнем бьефе для гашения избыточной кинетической энер-

гии сбрасываемого потока и защиты русла от размыва. Условно все

элементы

и

тины можно разделить на три части (рис. 4.1):

з

1) вод сливная часть, состоящая из фундаментной плиты и водо-

слива с рас оложенными на нем быками, служебными и транспорт-

о

ными мостами;

2) плподз мный противофильтрационный контур (понур, шпунты,

зубья);

е

3) устройства по гашению энергии потока в нижнем бьефе (во-

добой и рисберма).

Р