Npdpk.ru

Стройжурнал НПДПК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое низовой откос плотины

К

— плотина, выполненная в основном из наброски или отсыпки камня.

Поперечное сечение каменно-набросной плотины имеет вид трапеции с откосами от 1 : 1 до 1 : 1,5, иногда 1 : 2—1 : 3 (при пластичном экране или значительной высоте плотины). Ширина гребня обычно не менее 3—3,5 м, а при устройстве дороги — зависит от ее класса. Водонепроницаемость каменно-набросной плотины обеспечивается противофильтрационными устройствами: экранами, располагаемыми по напорному откосу, диафрагмами или ядрами внутри тела плотины. Родственными каменно-набросным плотинам являются каменно-земляные плотины (из каменной наброски и земли), полунабросные (из каменной наброски и сухой кладки с напорной стороны), а также редко применяемые плотины из каменной сухой кладки с использованием постелистого камня. Каменно-набросные плотины строят, как правило, глухими с пропуском воды через специальные водосбросы в берегах, реже в теле плотины. В последнее время построено неск. небольших каменно-набросных плотин с переливом воды через их гребень; ведутся исследования по расширению области применения водосливных каменно-набросных плотин.

Камень для тела плотины должен обладать достаточной прочностью и стойкостью против выветривания, действия мороза и разрушения фильтрационным потоком, а также вязкостью (что важно при сбрасывании камня с большой высоты и при обработке его инструментами для сухой кладки). Лучшие материалы для наброски— изверженные породы (гранит, сиенит, диорит, диабаз и др.) и из осадочных — плотные известняки и доломиты, кварциты. Существенное значение имеют также размеры и форма камня, влияющие на пустотность наброски, величину осадки тела плотины и крутизну откосов. Чем ближе камни по форме к шару, тем лучше (плотнее) они опираются один на другой и тем меньше будут деформации наброски и осадки тела плотины. С увеличением крупности камня уменьшается осадка сооружения и неск. увеличивается допустимая крутизна откосов. Крупность камней в теле плотины целесообразно увеличивать от ее середины к откосам п основанию; иногда наиболее крупные камни весом от 0,5—1,0 до неск. тонн укладывают на низовом откосе для обеспечения упора. Содержание мелких камней и карьерной мелочи обычно ограничивается (напр., мелочи допускается не более 3—7%). Пустотность (пористость) наброски для высоких плотин не должна превышать 30—35%, для невысоких — 35— 40%. В последнее время переходят к наброске разнородного камня, что понижает пустотность наброски и позволяет использовать камень полезных выемок в гидроузле и тем самым снизить стоимость стр-ва.

Камень в каменно-набросные плотины сбрасывается с эстакад высотой от 6—8 до 25—45 .it. При этом уплотнение тела сооружения тем больше, чем выше эстакада. Однако прочность камня нередко ограничивает высоту сбрасывания; поэтому высоту проверяют опытным путем. Сброшенный камень разравнивают, чтобы уменьшить объем пустот и осадку сооружения. Крупные пустоты заполняют плотно уложенным камнем, а для заполнения мелких пустот карьерной мелочью каменную наброску обрабатывают струей воды под давлением до 10 ат. Кроме наброски с эстакад, начали также применять отсыпку разнородного более мелкого и менее прочного каменного материала с послойной укаткой его тяжелыми катками и вибрированием мощными вибраторами (весом до 15—20 т и более).

В нек-рых случаях подводную часть К. п. осуществляют наброской камня в текущую воду.

В качестве основания каменно-набросной плотины пригодны все виды скальных пород и нескальные — гравелисто-галечные, из крупнозернистого песка, глин и плотных суглинков. На нескальном основании перед началом наброски укладывают обратный фильтр из гальки или мелкого камня, защищающий основание от повреждений сбрасываемыми камнями, а после постройки плотины — от вымывания фильтрационным потоком.

Экраны каменно-набросных плотин выполняют из жестких материалов (бетон, железобетон, сталь, дерево) или из пластичных (грунт, асфальт, битум, пластмасса). Под экраном (за исключением грунтового) устраивают подготовку в виде подэкранной сухой кладки или слоя тощего бетона. Бетонные и железобетонные экраны бывают: жесткие, монолитные, воспринимающие главным образом температурные деформации; полужесткие (скользящие), воспринимающие температурные и осадочные деформации; гибкие (слоистые), приспособленные для восприятия значит, деформаций самой плотины, а также и ее основания. Железобетонные и бетонные экраны разделяют осадочными (горизонтальными) и температурными (вертикальными) швами с обеспечением водонепроницаемости. Стальные экраны (применяемые реже) делают из сваренных листов (толщ. 6+10 мм) нержавеющей стали, закрепляемых на ребрах жесткости, заделанных в подэкранную кладку. Деревянные экраны состоят из 2—3 горизонтальных рядов толстых антисептированных досок (6—7 см), опирающихся на брусья, заанкеренные в подэкранную кладку; между досками иногда прокладывают листы толя. Грунтовые экраны возводят преим. из суглинков, в нек-рых случаях — из смеси глинистых и крупнозернистых материалов. Материал экрана уплотняется катками или трамбовками. Между экраном и наброской устраивают низовой переходный слой из песка, гравия, каменной мелочи, предохраняющий материал экрана от выноса в пустоты тела наброски. От волновых и атмосферных воздействий экран защищают верховым переходным слоем и пригрузкой из каменной наброски.

Диафрагмы — вертикальные бетонные или железобетонные стенки в теле плотины. Будучи жесткими, стенки работают в неблагоприятных условиях, подвергаясь изгибу, в результате чего нередко образуются трещины, нарушающие водонепроницаемость диафрагмы. Поэтому в последнее время диафрагмы почти не применяются. Ядро в виде вертикальной, а в нек-рых случаях неск. наклонной стенки из пластичных глинистых грунтов также располагают внутри тела плотины. Ядро с обеих сторон защищено переходными слоями. Такое ядро хорошо приспосабливается к деформациям плотины и может быть относительно тонким. В СССР составлен проект К. п. высотой ок. 300 м с суглинистым ядром, объемом ок. 7 млн. ле3, объем переходных слоев из гравелисто- песчаной смеси — ок. 4 млн. ле3, каменной наброски — 34 млн. м3.

Противофильтрационные устройства К. п. сопрягают с водонепроницаемой зоной основания зубом или шпунтом, а при большой глубине залегания этой зоны, особенно при наличии пластичного экрана, устраивают понур. В ряде случаев при трещиноватой скале целесообразны противофильтрационные завесы.

В современном стр-ве К. п. по технич. и экономич. условиям целесообразно применение преим. пластичных противофильтрационных устройств, гл. обр. из грунтовых материалов.

Каменно-набросные плотины — экономичный тип плотин, успешно применяемый наряду с бетонными и железобетонными плотинами, особенно при наличии на месте достаточного количества камня нужного качества, надежного основания и при отсутствии материала для еще более дешевых — земляных плотин.

Лит.: Гришин М. М., Гидротехнические сооружения, М., 1962; Замарин Е. А. и Фандеев В. В., Гидротехнические сооружения, 4 изд., М., 1960; Тельке Ф., Водохранилищные плотины, пер. с нем., М., 1957.

Грунтовые и особенно каменнонабросные плотины нуждаются в гидроизоляции для
уменьшения фильтрации воды через них. Противофильтрационные элементы таких .

Конструкция однородной земляной плотины

Конструкция однородной земляной плотины в общем случае состоит из следующих элементов (рис. 8.7):

· гребня плотины шириной b, на котором, как правило, размещаются авто- и железнодорожные переезды;

· верхового и низового откосов с уклоном от 1:2 до 1:4 (реже до 1:6);

· берм, устраиваемых на откосах плотины с шагом 7÷15 м;

· креплений верхового и низового откосов;

· дренажного устройства для организованного отвода фильтрующей воды и понижения кривой депрессии.

Рис. 8.7. Однородная земляная плотина:
1 — крепление верхового откоса; 2 — волноотбойная стенка; 3 — обратный фильтр; 4 — дренажный банкет (каменная призма); 5 — крепление низового откоса; 6 — кривая депрессии

Крепления земляных откосов устраивают для защиты их от следующих воздействий:

· размыва течением или волнением в бьефах;

· размыва фильтрационным потоком воды, вытекающей из тела плотины, например, при снижении горизонта воды в бьефе или при откате волн;

· размыва дождевыми водами, стекающими по откосу плотины;

Читать еще:  Как установить откосы при установки стеклопакетов

· разрушения (эрозии) под воздействием ветра;

· прорастания растений с сильно развитой корневой системой;

· проникновения землеройных животных.

Крепление верхового откоса

В общем случае крепление верхового откоса выполняется из следующих составляющих:

· защитного покрытия (асфальтобетон, бетонные плиты, каменная наброска, габионы);

· дренаж — крупнозернистый материал (dк=20÷70 мм); не устраивается при защитном покрытии из каменной наброски;

· защитный слой (защищает от промерзания глинистый грунт тела плотины от прорастания растений и проникновения землеройных животных и выполняется из песчаного или крупнообломочного грунта с характеристиками не хуже подстилающего грунта тела плотины).

Рис. 8.8. Схема крепления верхового откоса:
1 — защитное покрытие; 2 — дренаж; 3 — обратный фильтр; 4 — защитный слой; 5 — подготовка

Защитное покрытие верхового откоса выполняют в виде:

· одиночного мощения камнем (dк=0,2÷0,3 м — средний диаметр камня);

· двойного мощения толщиной 0,3÷0,5 м;

· бетонных плит размерами порядка 1,5×2,5 м и 2×2 м, а толщиной от 0,15 до 0,6 м, а также железобетонных плит размерами до 20×20 м;

· каменной наброски толщиной (2,5÷3,0) dк, где ( — эмпирический, =0,25÷0,35).

Обратный фильтр на верховом откосе осуществляет защиту от суффозии грунта при откате волны с откоса (рис. 8.9). Обратный фильтр выполняется в 1÷3 слоя толщиной 0,2÷0,5 м. Крупность каждого слоя определяется таким образом, чтобы между соседними слоями выполнялось условие:

,

где — диаметр частиц вышележащего слоя (по направлению фильтрационного потока), масса которых вместе с массой более мелких частиц составляет 60 % в данном слое;

— диаметр частиц следующего слоя (по направлению фильтрационного потока), масса которых вместе с массой более мелких частиц составляет 40 % в данном слое.

Рис. 8.9. Конструкция обратного фильтра:
1 — грунт тела плотины; 2 — 1-ый слой обратного фильтра; 3 — 2-ой слой обратного фильтра;
4 — дренаж

Состав обратного фильтра должен исключать:

· химическую суффозию грунта, заключающуюся в проникновении частиц защищаемого грунта в поры фильтра на участках нисходящего фильтрационного потока;

· выпор и вдавливание частиц грунта в поры фильтра;

· суффозии грунта между отдельными слоями.

Для примера ниже на рис. 8.10 представлена схема крепления верхового откоса из каменной наброски.

Рис. 8.10. Пример крепления откоса каменной наброской

Крепление низового откоса

Выполняется в виде:

· уплотненного слоя гравия или щебня толщиной 0,15÷0,2 м;

· слоя растительного грунта толщиной 0,2 м с посевом трав;

· выстилки дерном толщиной 0,2÷0,3 м.

На участках низового откоса в зоне переменного уровня крепление выполняется аналогично верховому.

Дренажные устройства низового откоса

Дренаж низового откоса плотин устраивается для осуществления следующих целей:

· понижения кривой депрессии для увеличения устойчивости низового откоса и устранения опасности пучения грунта тела плотины в зимний период;

· защиты от внешней суффозии грунта.

Различают следующие типы дренажей (рис. 8.11).

абв
где
ж

Рис. 8.11. Основные типы дренажа низового клина плотины:
1 — кривая депрессии; 2 — дренажный банкет; 3 — обратный фильтр; 4 — наслонный дренаж;
5 — труба; 6 — горизонтальная продольная дренажная лента; 7 — отводящая труба

Дренажный банкет (рис. 8.11, а), как правило, выполняют, на русловых участках плотины при ее возведении без перемычек и при перекрытии реки отсыпкой камня в воду.

Диаметр камней, слагающих дренажный банкет, устанавливают, исходя из устойчивости откосов при волновом воздействии.

Величина превышения гребня банкета над максимальным уровнем нижнего бьефа устанавливается с учетом нагонной волны и наката на откос, но не менее 0,5 м. Ширину поверху назначают по условиям производства работ, но не менее 1,0 м.

Банкет должен быть запроектирован таким образом, чтобы расстояние от поверхности низового откоса до кривой депрессии было не менее:

где — наибольшая глубина промерзания грунта в районе строительства;

— высота максимального капиллярного поднятия для данного грунта (для песка 0,5÷1,0 м).

Наслонный дренаж (рис. 8.11, б) следует выполнять на участках плотины, перекрывающих затопляемую пойму, а также при отсутствии на месте строительства достаточного количества камня.

Толщину наслонного дренажа назначают по условиям производства работ, но не менее:

,

где = ε hв — диаметр камней, масса которых вместе с массой более мелких фракций составляет 85 % массы грунта всего дренажного слоя;

hв — высота волны;

— толщина обратного фильтра.

Трубчатый дренаж (рис. 8.11, в) следует применять, как правило, на тех участках плотины, где в период ее эксплуатации вода в нижнем бьефе отсутствует или присутствует кратковременно.

Трубчатый дренаж следует предусматривать из бетонных или пластиковых перфорированных труб с заделанными или незаделанными стыками, с обсыпкой обратным фильтром.

Сечение дренажных труб следует определять гидравлическими расчетами. Диаметр дренажной трубы следует принимать не менее 200 мм.

По длине трубчатого дренажа необходимо предусматривать смотровые колодцы.

Комбинированные схемы дренажа (рис. 8.11, гж)представляют собой одну из возможных комбинаций дренажей, указанных выше. Отметку гребня банкета комбинированного дренажа (см. рис. 8.11, д) следует назначать с учетом условий перекрытия русла реки.

25287 (Проектирование комплексного гидроузла), страница 2

Описание файла

Документ из архива «Проектирование комплексного гидроузла», который расположен в категории «курсовые работы». Всё это находится в предмете «геология» из раздела «Студенческие работы», которые можно найти в файловом архиве Студент. Не смотря на прямую связь этого архива с Студент, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе «курсовые/домашние работы», в предмете «геология» в общих файлах.

Онлайн просмотр документа «25287»

Текст 2 страницы из документа «25287»

где — средний период волны;

— средняя высота волны;

при НПУ: ,

при ФПУ: ,

3) Из найденных двух пар значений параметров выберем наименьшие и по ним установим параметры и :

при НПУ: ;

при ФПУ: ;

4) Вычисляем среднюю длину волны:

при НПУ:

при ФПУ:

5) Определяем высоту волны 1%-ной вероятности превышения:

(6)

где К1 — коэффициент, устанавливаемый по графику /2/ при 1%-ной вероятности превышения в зависимости от значения безразмерного комплекса

при НПУ:

при ФПУ:

Коэффициенты КΔ и КНП зависят от типа и относительной шероховатости крепления откоса и определяются по таблице 1.2.

Табл. 1.2. Значения коэффициентов КΔ и Кнп

Конструкция крепления откоса

Бетонные или железобетонные плиты

Гравийно-галечниковые, каменные или бетонные (железобетонные) блоки

Из таблицы (1.2.) при креплении откоса железобетонными плитами коэффициенты К и Кнп принимаем равными: КΔ = 1.0; Кнп=0.9.

Коэффициент Кс зависит от скорости ветра и коэффициента заложения верхового откоса (m1 = 3). определяется по таблице 1.3.

Табл. 1.3. Значения коэффициента Кс

Скорость ветра, м/с

Заложение откоса

а) так как при НПУ скорость ветра W=20 м/с., то по таблице находим Кс=1.5;

б) так как при ФПУ W=10 м/с, следовательно по таблице находим Кс=1.1

Значение коэффициента К принимается в зависимости от угла  подхода фронта волны к плотине.

Табл. 1.4. Значения коэффициента К

Примем его равным 0,84.

Коэффициент КНГ определяется по графикам. Для того, чтобы его определить, рассчитаем величину :

при НПУ:; , Кнг = 1.30;

при ФПУ: , Кнг = 1.53.

Коэффициент КHJ учитывает вероятность превышения J (%) по накату. Как уже упоминалось ранее, по СНиП для третьего класса сооружений J принимается равным 4%. Соответственно, КHJ = 0,93.

Табл. 1.5. Значения коэффициента КHJ

КHJ

Подставим все найденные коэффициенты в формулу (5) и определим высоту наката волны 4%-ной вероятности превышения:

Читать еще:  Как обшить наружный откос пластиком

при НПУ:

при отметке ФПУ:

По зависимости (1) вычисляем требуемое превышение гребня плотины над расчётным уровнем:

при НПУ:

при ФПУ:

Отметка гребня плотины соответственно должна быть равна:

при НПУ:

при ФПУ:

В качестве расчетного значения отметка гребня плотины принимаем Zгр ср = 15,0 м.

Т.к. отметка берега равна 0 м относительно Балтийской системы, можно определить расчётную высоту плотины:

Нпл = 0 + 15,0 = 15,0 м.

В конструктивном отношении гребень выполняют, как дорогу в насыпи, которая состоит из проезжей части, обочины, ограждения и дренажных устройств. Проезжая часть имеет основание и покрытие. На песчаную подушку укладывают покрытие в зависимости от категории дороги. Покрытие имеет двусторонний поперечный уклон. С обеих сторон дороги на расстоянии м от бровки ставят ограждения: столбики через 4…6 м, низкие стенки.

1.2 Конструирование тела плотины

Грунтовая плотина представляет собой насыпь трапецеидального сечения. Общий вид плотины показан на рис. 1.

Один из основных вопросов проектирования грунтовой плотины – определение устойчивого и экономически выгодного её профиля. Размеры поперечного профиля зависят от типа плотины, её высоты, характеристик грунта тела плотины и её основания, а также условий строительства и эксплуатации.

При конструировании гребня плотины руководствуются условиями производства работ и эксплуатации плотины. Т.к. необходимо обеспечить проезд транспорта и сельскохозяйственной техники, то назначаем его ширину в соответствии с нормами на проектирование дорог. По СНиП 2.06.05–84 ширина гребня плотины должна быть не менее 4,5 м. Принимаем её равной 7,0 м по таблице (в зависимости от категории дороги) /1/.

Так как в нашем случае гребень плотины состоит из глинистого грунта, то во избежание его пучения при морозах необходимо предусматривать защитный слой из песчаного грунта или щебня.

Отметку гребня плотины мы определили в разделе 1.1.

При выборе коэффициентов заложения откосов руководствуются тем, что они должны быть устойчивыми при воздействии статических и динамических нагрузок, фильтрации, капиллярного давления, волн и прочих нагрузок.

Верховой откос устраивают более пологим, чем низовой, так как он больше насыщен водой.

Заложение откосов назначают в зависимости от рода грунта, высоты плотины и свойств основания. В соответствии с таблицей 1.6. для однородных плотин из глинистого грунта при высоте менее 15 м коэффициент заложения верхового откоса m1 = 3, коэффициент заложения низового откоса m2 = 2,5.

Табл. 1.6. Среднее заложение откосов земляных плотин

Плотина

Плоти́на — гидротехническое сооружение, перегораживающее водоток для подъёма уровня воды, также служит для сосредоточения напора в месте расположения сооружения и создания водохранилища [1] .

Плотины на небольших водотоках [2] , а также временные [3] , называют также запрудами.

Содержание

  • 1 Назначение
  • 2 Классификация плотин
    • 2.1 По типу материала
    • 2.2 По способу возведения
    • 2.3 По способу восприятия основных нагрузок
    • 2.4 По условиям пропуска расхода воды
  • 3 История
  • 4 Гравитационные плотины
  • 5 Арочные плотины
  • 6 Арочно-гравитационные плотины
  • 7 Контрфорсные плотины
  • 8 Грунтовые плотины
    • 8.1 Классификация грунтовых плотин
    • 8.2 Расчёты грунтовых плотин
    • 8.3 Конструкции грунтовых плотин
  • 9 Разрушения плотин и обеспечение безопасности
    • 9.1 Крупные катастрофы на плотинах
    • 9.2 Обеспечение безопасности
  • 10 См. также
  • 11 Примечания
  • 12 Литература

Назначение [ править | править код ]

Обычно плотины входят в комплекс гидротехнических сооружений (гидроузел), сооружаемый в конкретном месте для использования водных ресурсов в различных целях: мелиорации, гидроэнергетики, обводнения пастбищ и прочего. Чаще плотины входят в группу речных гидротехнических сооружений (чем в группу внутрисистемных, расположенных на каналах). Если при этом комплекс сооружений связан с забором воды из реки, то его называют водозаборным гидроузлом.

В общем случае состав гидроузла, где располагают плотины, следующий:

  1. Собственно сами плотины (водопропускные или глухие);
  2. Головной водозаборный регулятор или водоподъёмная установка;
  3. Сооружения гидроэлектростанций;
  4. Судоходные шлюзы, бревноспуски;
  5. Сооружения по борьбе с наносами (отстойники, промывники, струенаправляющие системы);
  6. Рыбоходы и рыбоподъёмники;
  7. Водослив;
  8. Берегоукрепительные и выправительные сооружения (дамбы).

По назначению плотины бывают водохранилищные, водоопускающие и водоподъёмные. Подпор уровня воды у водоподъёмных плотин невысок, целью устройства таких плотин является улучшение условий водозабора из реки, использования водной энергии и пр. Водохранилищные плотины отличаются заметно большей высотой, как следствие, большим объёмом создаваемого водохранилища. Отличительной особенностью больших водохранилищных плотин является способность регулировать сток, малые плотины, с помощью которых создают, например, пруды, сток не регулируют. Чаще всего подобное функциональное разделение плотин на водохранилищные и водоподъёмные является условным, в силу трудности определения более важной функции. Вместо этого может использоваться деление плотин по высоте подъёма воды: низконапорные (глубина воды перед плотиной до 15 м), средненапорные (15-50 м), высоконапорные (более 50 м).

Поперек рек и речек плотины устраиваются с целью поднять уровень воды и образовать искусственный водопад, которым пользуются как механическою силою или же чтобы сделать мелкие реки судоходными и распространить судоходство и сплав далее вверх по течению реки.

Ручьи, балки, овраги и ложбины заграждаются плотинами для задержания в них дождевых и снеговых вод, образующих пруды и резервуары, запасами которых пользуются в сухое время года для орошения полей, для водопоя и других потребностей в домашнем хозяйстве или же для водоснабжения населенных мест, для питания судоходных каналов, а также для пропусков воды в реки при недостаточной глубине их для судоходства (реки Мста, Верхняя Волга и другие).

Плотины вдоль рек возводятся для направления течения соответственно потребностям судоходства, а по берегам рек, озёр и морей — для предохранения от наводнений и для предупреждения вторжения морских вод внутрь страны.

Что такое низовой откос плотины

Актуальной проблемой при строительстве земляных плотин и дамб является обеспечение надежности работ дренажных устройств. Дренажные устройства предназначены для безопасного приема и отвода профильтровавших вод от сооружений с целью осушения их массивов и повышения фильтрационной прочности грунтов тела и оснований. Существующие типы и конструкции дренажей, используемых в составе земляных сооружений характеризуются низкой эффективностью работ и сложной технологией их устройства [1, 2, 3]. В связи с этим в работе была поставлена задача исследовать эффективность работы существующих типов дренажей и разработать более эффективные конструкции и технологии возведения дренажных устройств в составе земляных сооружений. Были изучены и исследованы все виды дренажных устройств и проблему эффективности их работы в составе ГТС. Результаты показали, что применяемые в настоящее время конструкции дренажных устройств нуждаются в совершенствовании и адабтировании к природной среде, а также в разработке природоохранных технологий их возведения.

Наиболее ответственной частью строительства, широко используемых дренажей, является правильный подбор и соблюдение технологии укладки слоев обратных фильтров из песчано-гравелистых материалов. От соблюдения этих требований полностью зависеть эффективность и надежность работы дренажного устройства и всего сооружения. На практике наиболее широко распространены дренажные устройства (банкетные, наслонные, горизонтальные и комбинированные) с обратными фильтрами из песчано-гравелистых и галечниковых материалов, подобранные по методике допустимых характеристик фракционного состава каждого слоя. Однако анализ опыта строительства таких дренажей показывает, что они характеризуются низкой надежностью работ, часто выходят из строя, происходит заиление и засорение слоев фильтра. Очень сложно заменить и заново уложить слои обратных фильтров, сложная и трудоемкая технология не позволяет это сделать.

Автором разработаны и усовершенствованы несколько эффективных конструкций и технологий возведения дренажных устройств (с преимущественным использованием природных материалов), защищенные патентами на изобретения и положительными решениями на полезные модели.

Трубчатый дренаж и способ возведения [4, 5]. Трубчатый дренаж располагается в основании низового откоса земляного сооружения и обеспечивает прием и отвод профильтровавшей воды без возникновения фильтрационных деформаций грунтов в теле и основании сооружения. Схемы трубчатого дренажа приведены на рис. 1., где изображено поперечное сечение земляной плотины с трубчатым дренажом на фиг. 1., на фиг. 2. – план горизонтального разреза дренажа, сделанного по оси водоприемной трубы; на фиг. 3. – перфорированная труба с кольцами (ребрами) жесткости в аксонометрии; на фиг. 4. – легкая фашина из сухого камыша; на фиг. 5. – гибкий тюфяк из легких фашин, завернутых в геосетку.

Читать еще:  Углы естественного откоса щебня

Трубчатый дренаж состоит из водосборных перфорированных труб 1 с кольцами жесткости 2, водоприемной части 3 и водоотводящей части 7. Водоприемная часть представляет собой гибкие тюфяки 4 из легких фашин, завернутых в геосетку и уложенных вокруг труб 1 нормально к направлению фильтрационного потока 5; сетчатой оболочки 6, устраиваемой (с натяжением) по окружности вокруг водоприемной части 3 и прикрепляемой к кольцам (ребрам) жесткости 2. Водоотводящая часть 7, состоит из тюфяков 4 уложенных по направлению фильтрационного потока 5 и расположенных на расстоянии друг от друга с уклоном от водосборных труб 1 до подошвы низового откоса.

Трубчатый дренаж предлагаемой конструкции может эффективно работать без капитального ремонта до 15лет и более. Рекомендуется использовать его на равнинных участках рек при строительстве и реконструкции защитно-регуляционных дамб, шпор, низконапорных земляных плотин и дорожных насыпей, где отсутствуют в достаточном количестве каменный и гравелисто-песчаный материал, а также в труднодоступных местах, где использование тяжелой техники затруднено.

Рис. 1. Схемы трубчатого дренажа

Наслонный дренаж биопозитивной конструкции и способ его возведения [6, 7]. Предназначен дренаж для применения на равнинных участках рек при строительстве и реконструкции низконапорных земляных плотин и дамб обвалования территорий, где отсутствуют в достаточном количестве каменный и гравелисто-песчаный материал, а также в труднодоступных местах, где использование тяжелой техники затруднено. Наслонный дренаж работает следующим образом. Фильтрационный поток воды под действием гидростатического напора верхнего бьефа (ВБ), двигаясь через тело земляного сооружения с определенным уклоном, выходит на низовой откос, где и расположен дренаж. При этом происходит прием профильтровавшей воды нижними рядами легких фашин, расположенных нормально к направлению фильтрационного потока. Далее вода проходит в верхние ряды фашин, расположенных по линии направления фильтрационного потока, которые ускоренно отводят ее в нижний бьеф (НБ).

Однако, при строительстве этого дренажа возникают некоторые сложности, связанные с технологией возведения гибких тюфяков на откосе и устройством железобетонных анкеров в теле сооружения. В связи с этим наслонный дренаж был усовершенствован и оформлен как полезная модель [10]. Сущность усовершенствованной конструкции наслонного дренажа поясняется чертежами на рис. 2, где на фиг. 1 показано поперечное сечение земляного сооружения (плотины или дамбы) по оси наслонного дренажа; на фиг. 2 – фрагмент плана наслонного дренажа с горизонтальным разрезом; на фиг. 3 – гибкий тюфяк из легких фашин, завернутых в геосетку; на фиг. 4 – легкая фашина. Наслонный дренаж состоит из гибких тюфяков 1, выполненных из легких фашин 2 и геосетки 3, тяжелых тюфяков из мешков 4 с местным и растительным грунтом, а также гравийной засыпки 5 (или гравийно-галечниковой).

Рис. 2. Наслонный дренаж

Рис. 3. Комбинированный дренаж: 1 – наслонный дренаж; 2 – горизонтальный дренаж; 3 – водоприемная часть; 4 – гибкие тюфяки; 5 – легкие фашины; 6 – геосетка; 8 – габионные тюфяки; 9 – перфорированные трубы; 10 – габионная сетка; 11 – арматурная (оцинкованная) проволока; 12 – гравийная засыпка

Проектирование и расчет элементов наслонного дренажа осуществляется с учетом фактических условий (топографических, гидрологических геологических и гидрогеологических) на рассматриваемом участке и в соответствии с действующими строительными нормами и правилами. Все элементы наслонного дренажа изготавливаются вручную на месте укладки с частичным использованием механических приспособлений и строительной техники.

Наслонный дренаж особенно эффективно в труднодоступных условиях рек на их равнинных и предгорных участках, где возводятся низконапорные земляные плотины и берегозащитные дамбы из мелкопесчаных и глинистых грунтов. Фильтрационная вода, двигаясь под действием гидростатического напора со стороны верхнего бьефа (ВБ) через поры грунтов тела плотины или дамбы попадает в зону расположение гибких тюфяков 1. А гибкие тюфяки 1 свободно принимают воду из-за их высокой водопроницаемости и пропускают на низовой откос и НБ. При этом гибкие тюфяки 1 обеспечивают безопасный прием и отвод профильтровавшейся воды через тело земляного сооружения.

Устойчивость и прочность конструкции дренажа обеспечивается тяжелыми тюфяками из мешков 4 и гравийной засыпкой 5.

Комбинированный дренаж биопозитивной конструкции и способ его возведения [8, 9]. Комбинированный дренаж состоит из наслонного дренажа и банкетного дренажа, выполненных из фашин, гибких и габионных тюфяков.

Конструкция дренажа обеспечивает прием и безопасный отвод профильтровавшей воды через тело сооружений при нормальных и форсированных уровнях воды в ВБ и НБ. Однако при наличии восходящих фильтрационных потоков через основания сооружений эффективность работы дренажа значительно снижается. В связи с этим конструктивная схема дренажа была усовершенствована и оформлена заявка на полезную модель, заявка зарегистрирована и получено положительное заключение формальной экспертизы [11].

Сущность комбинированного дренажа поясняется чертежами на рис. 3, где на фиг. 1 показано поперечное сечение земляного сооружения (плотины или дамбы) по оси комбинированного дренажа; на фиг. 2 – фрагмент плана комбинированного дренажа с горизонтальным разрезом; на фиг. 3 – гибкий тюфяк из легких фашин, завернутых в геосетку; на фиг. 4 – габионный тюфяк из легких фашин и перфорированных труб, завернутых в габионную сетку.

Конструирование и подбор элементов комбинированного дренажа осуществляется в соответствии с действующими строительными нормами и правилами с учетом фактических природных условий на рассматриваемом участке, где возводятся земляные плотины и дамбы. Основные элементы комбинированного дренажа также изготавливаются вручную на месте укладки с частичным использованием механических приспособлений и строительной техники. Наиболее эффективно комбинированный дренаж может быть использован в труднодоступных условиях рек на их равнинных и предгорных участках, где возводятся низконапорные земляные сооружения из мелкопесчаных и глинистых грунтов. Под действием гидростатического напора со стороны верхнего ВБ происходит фильтрация воды, двигаясь через поры грунтов тела и основания сооружения вода попадает в зону водоприемных частей дренажей 1 и 2. Далее гибкие тюфяки 4 и габионные тюфяки 8 обеспечивают безопасный прием и отвод профильтровавшейся воды через тело и основание земляной плотины или дамбы. Таким образом обеспечивается повышения надежности работы всего земляного сооружения.

В конструкции всех вышеописанных дренажей основным фильтрационным материалом используется сухой камыш – достаточно стойкий и прочный природный материал, который эффективно работает в условиях водной среды и является высокодренирующим материалом. Гибкие и габионные тюфяки, используемые в дренажах, в том числе играют и мелиоративную роль, сохраняя влагу в долгое время. Со временем дренажи будут зарастать зелеными растениями. В результате они превращаются в биопозитивные сооружения, которые не препятствуют круговороту веществ и энергии, помогают развитию природы и включаются в экосистем рек и воспринимаются природой как родственные ей элементы.

Выводы

По результатам анализа материалов исследований разработаны и усовершенствованы эффективные конструктивные и технологические решения по строительству дренажных устройств земляных сооружений. Основными свойствами, подтверждающими эффективность и достоинства предлагаемых дренажных устройств являются водопроницаемость, гибкость, прочность, долговечность, экологичность, экономичность и быстрота возведения. Предлагаемые технические решения обеспечивают не только эффективную работу дренажных устройств, но и повышают надежность работы грунтовых плотин и дамб; новизна этих решений подтверждена патентами на изобретения и положительными решениями на полезные модели.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector