2.2.7 Проектирование ПФУ в теле и основании плотины
В грунтовых плотинах, теле которых выполнено из водопроницаемых грунтов, применяются противофильтрационные устройства.
Назначение их – уменьшить фильтрационные потери воды через тело плотины, а также повысить устойчивость низового откоса.
Основные противофильтрационные устройства в теле плотины – ядра, экраны диафрагмы. Для создания их применяют суглинки, глины, глинобетон, торф, находят применение и битумные составы, асфальтобетон, бетон и полимерные плёнки.
Плотина устраивается из малопроницаемого грунта (супесь) с
kф осн=0,3 = kф т, , ПФУ в теле плотины не устраиваем.
В основании грунтовых плотин часто залегают водопроницаемые скальные или нескальные грунты. Фильтрация через них может приводить к потерям воды из водохранилища, а также к опасным фильтрационным деформациям и, как следствие, к неравномерным осадкам основания и разрушению плотины. ПФУ в основании снижают фильтрационные расходы и обеспечивают фильтрационную прочность основания. ПФУ могут быть глухими (доходят до водоупора) или висячими (не доходят до водоупора).
Так как в основании плотины находится ПФУ в виде замка (зуб из связных грунтов до водонепроницаемого слоя с врезкой в последний на 0,5 – 1м) с коэффициентом фильтрации (суглинок), который в несколько десятков раз меньше коэффициента фильтрации основания, то фильтрацией через основание плотины пренебрегаем. Расчётной схемой в таком случае будет плотина на водоупоре.
2.2.8 Расчёт фильтрации в теле и основании плотины
В соответствии со СНиП 2.06.05—84 фильтрационные расчеты следует выполнять для определения:
1. фильтрационной прочности тела плотины, ее основания и берегов;
2. расчета устойчивости откосов плотины и берегов;
3. обоснования наиболее рациональных и экономичных форм, размеров и конструкций плотины, ее противофильтрационных и дренажных устройств.
В ходе выполнения расчетов, определяют:
1. положение депрессионной кривой;
2. фильтрационный расход воды через тело плотины и ее основание;
3. скорости и градиенты напора фильтрационного потока в теле плотины, основании, а также в местах выхода фильтрационного потока в дренаж, в нижний бьеф, в местах контакта грунтов с различными характеристиками и на границах противофильтрационных устройств.
Фильтрационные расчёты грунтовых плотин ведут при следующих допущениях:
1. грунт тела плотины принимается однородным и изотропным;
2. водоупор считается водонепроницаемым и горизонтальным;
3. рассматривается плоское движение фильтрационного потока, поэтому расчет ведем на один погонный метр;
4. движение фильтрационного потока подчиняется закону Дарси.
В данном проекте расчёт производим по методу Замарина Е.А.
Ординаты кривой депрессии при указанном на схеме, приведённый на рисунке 10, положение центра координат – точка (при наличии воды в нижнем бьефе, т.е. при ) определяются по уравнению:
где - глубина воды перед плотиной при НПУ
,
- глубина воды со стороны нижнего бьефа при
,
- текущая координата;
- расчётная длина, определяемая по выражению:
- коэффициент, принимаемый равным 0,3…0,4;
- длина захода кривой депрессии в дренаж, определяемая по выражению:
- длина, определяемая по чертежу на миллиметровке; эта длина отсчитывается от уреза воды при НПУ до начала пересечения уровня воды нижнего бьефа с внутренним откосом дренажной призмы, .
При этом центр координат размещается на уровне верхнего бьефа на расстояние от пересечения уровня воды верхнего бьефа при НПУ с верховым откосом тела плотины.
Для построения кривой депрессии задаемся значениями в пределах от 0 до , а полученные значения ординат заносим в таблицу 5.
Таблица 5
Таблица для построения кривой депрессии
0 | 2 | 4 | 6 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 50 | 55 | |
0 | 11,78 | 10,56 | 11,33 | 10,86 | 10,24 | 9,6 | 8,87 | 8,11 | 7,26 | 6,3 | 3,68 | 0,7 |
По полученным результатам на поперечном профиле плотины наносим депрессионную кривую (рис.7), положение которой исправляем визуально в месте её примыкания к верховому откосу пунктирной линией.
Фильтрационный расход через тело плотины определяется по формуле Дюпюи:
где - коэффициент фильтрации грунта тела плотины (принимается в соответствии с колонкой 8 таблицы задания на проектирование),
- глубина воды со стороны нижнего бьефа,
Так как кривая депрессии приближается к низовому откосу ближе, чем на 2 м, то следует спроектировать дренаж в виде сочетания комбинированного и ленточного дренажа.
Фильтрация через основание плотины:
Т – активная глубина фильтрации
Суммарный фильтрационный расход:
... - плотность воды; V - объем защемленного в грунте воздуха в долях 1,0 (в глине 0,03, суглинке 0,04, супеси 0,05, лёссе 0,07); Wрасч - расчетная влажность грунта (в долях 1,0). Обычно в каменно-земляных плотинах 1 и 2 классов расчетное значение плотности глинистого грунта при укатке γсухрасч принимается не менее γсухмакс по стандартному Проктору. Вместо формулы (6.69) для определения ...
... , чрезвычайные ситуации на которых могут привести к большим человеческим жертвам и значительному материальному ущербу. 2. Для расчета последствий чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях Павловской ГЭС, проведена оценка состояния сооружений и рассмотрено местоположение данного объекта. Показано, что некоторые сооружения Павловского гидроузла находятся в изношенном состоянии, ...
... гидротехнических сооружений: - обеспечение безопасного забора воды из источника водоснабжения, наблюдение и уход за гидротехническими сооружениями и обеспечение их сохранности (от воздействий льда, воды, деформаций грунта и пр.); - Ремонт, восстановление, реконструкция гидротехнических сооружений; - борьба с потерями воды в прудах и каналах; - разработка и осуществление мероприятий по пропуску
... 164,54 — Таким образом, для дальнейшего проектирования с учетом округления принимаем ▼Гр=165м 6.2 Построение диспетчерского графика водохранилища многолетнего регулирования После того как запроектирована водохозяйственная система, определены ее основные технико-экономические показатели, основной задачей становится определение режима её функционирования в течение пускового периода ...
0 комментариев