1. Проектирование дамбы обвалования

Обвалование как вид защиты от затопления территорий осуществляется путем устройства дамб. Оградительные дамбы размещают вдоль границ защищаемой территории, поэтому их положение определяется рельефом местности и конфигурацией площади, осваиваемой для городских нужд.

Конструкция дамб обвалования представляют собой земляную плотину, поперечное сечение которой имеет вид трапеции.

Дамбы сооружают практически из любого местного минерального грунта за исключением илистых и содержащих большое количество легкорастворимых солей. Оптимальным является грунт, зерновой состав которого характеризуется наличием мелких глинистых частиц, заполняющих поры между крупнозернистыми частицами, не нарушая при этом непосредственного соприкосновения частиц между собой. Такой грунт обладает большим углом внутреннего трения, малой водопроницаемостью и высоким сцеплением, обеспечивая устойчивость откосов сооружения.

Наиболее просты для производства работ дамбы из однородных грунтов, в качестве которых используют суглинки или пески.

При проектировании дамб обвалования определяются:

1. отметка гребня дамбы и его ширина;

2. устойчивость откосов дамбы и требуемое заложение, а также способы крепления откосов;

3. положение кривой депрессии в теле дамбы.

Определение отметки гребня дамбы и профиля поперечного сечения

Высоту дамбы назначают из условий некоторого превышения гребня над расчетным горизонтом высоких вод (ГВВ).

В данном проекте принят случай трассирования и конструирования речной дамбы, поэтому высоту дамбы определяем по формуле

H_C = H_ГВВ + a

где a – возвышение дамбы над расчетной отметкой волны;

H_ГВВ – величина уровня горизонта высоких вод.

Ширина верха дамбы обвалования принимается не менее 3–4 м. Условие устойчивости дамбы требует определения ширины её верха, которая находится по формуле

b = 1,65·,

где b – ширина верха дамбы;

H – высота дамбы.

Фильтрацию воды через тело дамбы и её основание можно снизить путем устройства противофильтрационного ядра, шпунтового ряда вдоль оси дамбы или понура из глинистых грунтов. Если дамбы возводятся на малопроницаемых основаниях, то на низовом откосе дамб устраиваются дренажи трубчатого наслонного типа. В дамбах, работающих под напором лишь в период паводка, устройство дренажей необязательно, так как фильтрующий поток не успевает дойти до низа трубы.

Нормальный поперечный профиль дамбы представляет собой трапецию, верховой откос которой укрепляется каменной отмосткой, железобетонными плитами, асфальтобетоном и другими видами креплений для предохранения от волнобоя.

Заложение откосов защитных дамб принимается в зависимости от типа последних.

С низовой стороны дамбы для понижения уровня грунтовых вод на преддамбовой территории устраивается вертикальный или горизонтальный дренаж в зависимости от местных условий. Дренируемые воды удаляются в водоемы станции перекачки, служащие и для удаления ливневых вод с территории обвалования.

Фильтрационный расчет дамб

и дренажных устройств.

Фильтрационными расчетами определяют параметры фильтрационного потока в теле дамбы и берегах:

- положение поверхности фильтрационного потока (депрессионной поверхности);

- фильтрационный расход воды через тело дамбы, основание и берега;

- напоры (или градиенты напора) фильтрационного потока в теле дамбы, основании, а также в местах выхода фильтрационного потока в дренаж, нижний бьеф за подошвой низового откоса.

Дренаж в подошве низового откоса является обязательным элементом водохранилищных и морских дамб. В речных дамбах дренаж, как правило, не предусматривается, так как в большинстве случаев из-за кратковременного напора воды на сооружение депрессионная кривая не успевает сформироваться в теле дамбы.

В фильтрационных расчетах приняты следующие буквенные обозначения расчетных величин:

q – удельный фильтрационный расход воды в плотине;

h_Х – текущая координата кривой депрессии;

К_Т – коэффициент фильтрации тела плотины;

κ₀ – коэффициент фильтрации основания;

H_ГВВ – горизонт высоких вод;

H_пов – отметка поверхности основания;

L_др – ширина дренажа.