Понур и рисберма что такое

Флютбет

Смотреть что такое «Флютбет» в других словарях:

Флютбет — (нем. Flutbett, от Flut «поток» и Bett «ложе») совокупность основных частей водосливной плотины (или другого напорного гидротехнического сооружения), создающих искусственное ложе для протекания водного потока. Термин… … Википедия

флютбет — водобой, понур, совокупность, порог, рисберма Словарь русских синонимов. флютбет сущ., кол во синонимов: 5 • водобой (5) • … Словарь синонимов

ФЛЮТБЕТ — (нем. Flutbett от Flut поток и Bett ложе), совокупность частей плотины, по которым протекает вода (понур, водосливной порог, водобой, рисберма) … Большой Энциклопедический словарь

флютбет — Совокупность частей водосбросной плотины, поверх которых протекает открытый водный поток, включая понур, водосливный порог, водобой и рисберму [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики гидротехника… … Справочник технического переводчика

ФЛЮТБЕТ — (нем. Flutbett, от Flut потоки Bett постель, ложе) совокупность частей плотины или др. напорного гидротехнич. сооружения, поверх к рых протекает открытый водный поток. В комплекс входят: понур, водосливной порог, водобой и рисберма (см. рис.). Ф … Большой энциклопедический политехнический словарь

флютбет — (нем. Flutbett, от Flut поток и Bett ложе), совокупность частей плотины, по которым протекает вода (понур, водосливный порог, водобой, рисберма). Предназначен для защиты естественного русла реки от разлива, восприятия части напора подпорным… … Энциклопедический словарь

ФЛЮТБЕТ — совокупность частей водосбросной плотины, поверх которых протекает открытый водный поток, включая понур, водосливный порог, водобой и рисберму (Болгарский язык; Български) укреплено речно корито (Чешский язык; Čeština) umělé koryto (Немецкий… … Строительный словарь

Флютбет — см. Шлюз … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Флютбет — м. Искусственное подводное основание плотины или какого либо другого гидротехнического сооружения. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Источник

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Основные элементы подземной части плотины. Устройство выхода фильтрационного потока в нижний бьеф

Различают следующие элементы подземного контура: 1) понур; 2) свайные шпунтовые ряды; 3) бетонные зубья (глубокий и мелкие) ; 4) подошву плотины или флютбета.

Подземный контур, как правило, не следует развивать за счет водобойной плиты, устраиваемой за плотиной и отрезанной от нее деформационным швом. Под такой плитой необходимо делать дренаж, защищенный снизу обратным фильтром. Включение контура этой плиты в подземный контур сооружения будет способствовать увеличению противодавления на плотину, что нежелательно.

Развитие подземного контура до необходимой его длины, устанавливаемой с учетом фильтрационной прочности (см. ниже § 17.6), обычно следует осуществлять за счет увеличения длины понура и устройства шпунтов (или бетонных зубьев) перед плотиной.

1. Понур. Понур делают с целью увеличения длины подземного контура, а следовательно, уменьшения фильтрационного расхода, противодавления (в случае схемы 1) и градиентов напора в основании. В некоторых случаях понур играет не только противофильт рационную роль, но и защитную, предохраняя дно верхнего бьефа от размыва его надземным потоком, поступающим в отверстие плотины.

Следует различать жесткие понуры и гибкие, деформирующиеся в соответствии с деформациями основания. В случае гибких понурое образование щели между понуром и основанием невозможно. Кроме того, следует различать: практически непроницаемые понуры специальной конструкции, например понуры с асфальтовой изоляцией; эти понуры могут быть как жесткими, так и гибкими; маловодопроницаемые понуры, выполненные из глинистого грунта; эти понуры всегда гибкие.

В случае глинистого грунта основания устройство на нем маловодопроницаемого понура нерационально. Такие понуры следует делать только в случае песчаного, основания. Коэффициент фильтрации маловодопроницаемого понура должен быть менее коэффициента фильтрации основания в 100 раз и более. Если такого соотношения достигнуть не удастся, то следует переходить к понурам, практически водонепроницаемым.

Маловодопроницаемые (глинистые) понуры проектируют согласно схемам, показанным на рис. 17.7. Минимальную толщину понура в его начале принимают равной /min0,5 м (рис. 17.7, а); коэффициенты строительных откосов mi и т2 назначают в соответствии со свойствами грунта основания (получить устойчивый откос до укладки понура); толщину маловодопроницаемого понура t (в данном вертикальном сечении) принимают еогласно зависимости потеря напора от начала подземного контура (от верхнего бьефа) до рассматриваемого вертикального сечения. Шов (или часть его) сопряжения глинистого грунта и тела плотины делают часто наклонным с таким расчетом, чтобы понур при осадке глинистого материала и при горизонтальном смещении плотины прижимался к телу плотины (рис. 17.7,6); в некоторых случаях этот шов специально уплотняют (рис. 17.7, в).

В соответствии с исследованиями А. А. Угинчуса, длина водопроницаемого понура п должна быть меньше некоторой предельной длины.

Дальнейшее увеличение не имеет смысла, так как при этом фильтрационный расход под плотиной q практически не будет уменьшаться.

Что касается практически водонепроницаемых понурое, то здесь мы имеем много различных конструкций подобных понуров (рис. 17.9). Часто в этом случае гибкимйонурам отдают предпочтение.

2. Шпунтовые ряды. Шпунты (см. рис. 17.1) являются гасителями напора: при устройстве шпунта напор на участке подземного контура за шпунтом уменьшается; равным образом уменьшаются и пьезометрические уклоны вдоль подземного контура. Кроме того, шпунты: а) препятствуют развитию внутренней суффозии в области основания; б) защищают основание плотины от подмыва ее поверхностным потоком (низовой шпунт); в) препятствуют вы пору грунта изпод плотины под действием ее веса; г) позволяют осуществить сопряжение тела плотины с водоупором и в результате получить глубинную схему подземного контура (схема 6, см. рис. 17.6).

Устройство низового шпунта (5 — 6 — 6, см. рис. 17.1) вызывает увеличение противодавления на подошву плотины. Чтобы избежать этого, низовой шпунт можно делать перфорированным. Перфорированные шпунтовые ряды при фильтрационных расчетах учитывать не следует.

В песчаных грунтах, допускающих погружение свай, в схемах 1 и 2 (см. рис. 17.1 и 17.2)обычно предусматривают верховой под плотинный шпунт. Верховой понурный шпунт (или зуб) необходимо устраивать в случае жесткого понура. При маловодопроницаемом понуре устраивать верховой понурный шпунт не следует.

Если «вы задавать меньше, чем получаемое согласно приведенным формулам, то выходной пьезометрический уклон (в точке 6 на рис. 17.1) будет резко возрастать, доходя теоретически до бесконечности при sBbix=0, что с точки зрения работы обратного фильтра, покрывающего дно нижнего бьефа, является нежелательным. Такие условия следует считать приемлемыми только тогда, когда шпунт (или низовой зуб) необходимой глубины будет относительно дорогим.

Идя на устройство того или иного шпунта, нельзя намечать шпунтбвый ряд слишком малой глубины (менее 2. 3 м). Организация работ по забивке шпунтового ряда незначительной глубины будет экономически невыгодной. Длину металлических шпунтовых свай в проектах поперечных профилей плотин, включающих металлические шпунтовые сваи, следует назначать в соответствии с ГОСТом, предусматривающим изготовление свай длиной 8. 22 м.

При неоднородном основании с водонепроницаемыми горизонтальными прослойками шпунты по возможности должны пересекать их.,

При расположении «висячих» шпунтов под плотиной необходимо стремиться к тому, чтобы расстояние между ними было не менее 2s, где s — глубина погружения шпунта. В исключительных случаях расстояние между «висячими» шпунтами можно допускать и до (1,5. 1,0) s.

Для однородного изотропного грунта основания, когда s (0,4. 0,5) Г и s (0,20. 0,25)/о, можно считать, что 1 м длины понура эквивалентен в отношении гашения напора (в области за верховым подплотинным шпунтом) 0,5 м длины верхового подплотинного шпунта (или верхового понурного шпунта).

Устраивая в основании плотины шпунтовые ряды, надо считаться с их водопроницаемостью, обусловленной неплотностью замков шпунтовых соединений. При производстве работ по погружению шпунта в грунт необходимо принимать МСры к тому, чтобы щелеватость шпунтовых рядов была минимальной. Недопустимо погружать сваи пакетами без предварительного уплотнения щелей между сваями. Отсутствие грунта в неуплотненных специально замках шпунтового ряда резко снижает противофильтрационную эффективность шпунтовых рядов.

При проектировании сопряжений шпунтов с бетонными частями пшотины следует предусматривать такую конструкцию этих сопряжений, при которой вертикальные усилия со стороны тела плотины не передавались бы на шпунты.

По конструкции шпунтовые ряды делят: а) на металлические в соответствии с имеющимися сортаментами шпунтовых металличе. ских свай; предельная длина таких шпунтовых свай 22 м; применяя сварку отдельных свай между собой, глубину шпунтового ряда при благоприятныхгрунтовых условиях можно довести, например, До 44 м; б) на деревянные длиной около 3. 5 м; в) на железобетонные; На рис. 17.10 приведены примеры конструирования узлов сопряжения металлических шпунтовых рядов с телом бетонной плотины; здесь, чтобы избавиться от передачи веса плотины на шпунты (что имеет место в случае рис. 17.10, в), предусмотрены особые «шпонки», выполненные из эластичного материала (битума и т. п., см. рис. 17.10, а, б, г). На относительно короткие шпунты стремятся не передавать горизонтальных усилий. В связи с этим верховой подплотинный шпунт иногда сопрягают не с телом плотины, а спонуром (рис. 17.10, е, ж). Отметим, что в случае схемы на рис. 17.10, д шпунтовые свайные ряды могут быть использованы как опалубка при бетонировании плотины.

Бетонные зубья могут выполняться: а) в открытых осушенных котлованах; б) способом подводного бетонирования; в) путем применения опускных колодцев или кессонов. Во избежание опасной контактной фильтрации последний способ следует допускать только при глубинной схеме (см. рис. 17.6, а), причем необходимо качественно уплотнять зазоры между отдельными опускными колодцами (или кессонами). Подводное бетонирование зубьев должно осуществляться в соответствии с правилами подобного рода работ с целью получения качественного сопряжения бетона с грунтом основания.

В открытых осушенных котлованах сооружение зубьев можно осуществлять, в частности, по одной из следующих трех схем: 1) котлован разрабатывают без применения крепленийс откосами, допускаемыми для данного грунта, и полностью заполняют бетонной смесью, образующей зуб. При этом боковыеповерхности зуба получают наклон, соответствующий откосу котлована; 2) котлован откапывают с вертикальными стенками, имеющими соответствующее крепление, которое по мере бетонирования зуба удаляют (начиная снизу). В этом случае боковые грани зуба получаются вертикальными; 3) котлован откапывают с откосами, допустимыми для данного грунта; ширину котлована понизу намечают несколько большей, чем толщина проектируемого зуба в нижней его части (например, на 1 м). В котловане устанавливаютопалубку, в которой осуществляется бетонирование зуба. После снятия опалубки оставшееся пространство котлована заполняют или бетонной смесью (дающей бетон пониженной марки), или весьма плотно утрамбованным глинобетоном; в случае дороговизны глинобетона вместо него применяют глину или суглинок. Исключение здесь составляет только пазуха, располагающаяся под телом плотины, имеющей горизонтальный подплотинный дренаж (пазуха 5 на рис. 17.11); эту пазуху приходится заполнять плотно утрамбованным

При проектировании зуба по этой схеме надо иметь в виду, что при недостаточном уплотнении грунта, заполняющего пазуху котлована, произойдет осадка этого грунта, что вызовет нежелательную деформацию горизонтального подплотинного дренажа или при отсутствии такого дренажа вдоль подземного контура раскроется нежелательный фильтрационный ход. При проектировании зуба по данной схеме следует стремиться также к тому, чтобы в процессе эксплуатации плотины происходило возможно большее прижатие грунта, заполняющего пазуху, к боковым граням зуба. В большинстве случаев осадка зуба, нагруженного сверху весом плотины, должна быть больше, чем осадка грунта, заполняющего пазуху, поэтому боковым граням зуба надлежит придавать уклон (например, 10: 1) с таким расчетом, чтобы ширина зуба книзу уменьшалась.

Что касается глубины висячих зубьев, выполненных по одной из трех приведенных схем, то ее надо устанавливать так же, как и глубину шпунтов, на основании расчетов фильтрационной прочности основания (см. ниже § 17.6).

При проектировании котлована плотины следует избегать такого положения, когда грунт основания попадает в зону промерзания. Однако если все же та или другая часть основания оказывается в зоне промерзания, то из этой части основания грунты, склонные к пучению (глинистые грунты), должны быть удалены и заменены глинобетоном или тощим бетоном.

5. Устройство выхода фильтрационного потока в нижний бьеф. В области выходного живого сечения необходимо устраивать дренаж, защищенный снизу обратным фильтром. Этот фильтр следует проектировать в соответствии с имеющимися правилами.

Горизонтальный дренаж, устраиваемый под водобоем, плотиной и понуром, надо выполнять из крупнозернистого материала. Минимальную толщину такого дре а) нажа, назначаемую в соответствии с конструктивными и производственными условиями, следует считать примерно 0,2. м. Отвод воды из дренажа, а также его пропускную способность по возможности надо проектировать так, чтобы потерями напора при движении воды вдоль дренажа можно было пренебречь.

Дренаж вместе с обратным фильтром должен быть прижат к грунту весом вышележащих частей сооружения. Это особенно важно в случае глинистого основания, способного при отсутствии нагрузки постепенно терять прочность на своей поверхности.

Наиболее желательным выходом фильтрационного потока в дренаж является выход, показанный на рис. 17.13, а, когда достаточно велико; не следует допускать расположения дренажа по схеме рис. 17.13,6, когда EX=0, так как в случае в точке А мы будем получать выходной градиент, теоретически равный бесконечности, причем работа обратного фильтра будет весьма напряженной; схему расположения дренажа, приведенную на рис. 17.13,6, при достаточном значении t можно считать практически приемлемой.

В некоторых случаях отвод воды из подплютинного дренажа в нижний бьеф осуществляют через специальную дренажную галерею III, расположенную иногда ниже уровня нижнего бьефа (см. рис. 17.2). В этих условиях подплотинный горизонтальный дренаж соединяют с дренажной галереей специальными дренажными колодцами IV, заполненными камнями соответствующей крупности. Горизонтальное сечение таких колодцев — прямоугольное, размером, например, 0,8X0,8 м, высота колодца 1. 2 м и более.

Источник

Формирования подземного контура плотины

ЛЕКЦИЯ 4

Устройство бетонной водосливной плотины гравитационного типа
на нескальном основании

Конструкция плотины на нескальном основании (рис. 3.1) определяется только при совместном учете следующих основных требований:

1 Обеспечение устойчивости сооружения на сдвиг;

2 Сохранение прочности элементов плотины и основания;

3 Получение наименьшего значения фильтрационного противодавления на флютбет плотины;

4 Обеспечение фильтрационной прочности основания;

5 Обеспечение достаточной пропускной способности сооружения для сброса паводковых вод;

6 Гашение избыточной энергии сбрасываемого через плотину водного потока.

Рис. 3.1. Общая схема плотины на нескальном основании

Для выполнения указанных требований конструкция плотины включает себя следующие основные элементы (см. рис. 3.1):

· Понур и свайные шпунтовые ряды (шпунты) — элементы подземного контура сооружения, служащие для увеличения пути фильтрации, а следовательно, для уменьшения фильтрационного расхода, противодавления на основание плотины и градиентов напора. Шпунтовый ряд свай, расположенный ближе к нижнему бьефу сооружения, выполняется перфорированным и устраивается лишь для увеличения устойчивости сооружения.

· Тело плотины — массивная водоподпорная часть плотины, служащая для пропуска необходимых расходов и поддержания уровня воды в верхнем бьефе, для чего водопропускные отверстия в теле плотины оборудуются затворами.

· Водобой — часть водосливной плотины, служащая для крепления дна от размыва под воздействием падающей струи и создания благоприятных гидравлических условий гашения энергии воды с целью недопущения потери устойчивости тела плотины.

· Рисберма — часть бетонной водосливной плотины, расположенная в послепрыжковом участке нижнего бьефа и служащая для крепления дна от размыва до начала естественного дна.

Тело плотины

Водосливные плотины должны иметь профиль, отметку гребня и специальные устройства, обеспечивающие безопасные условия для пропуска воды, льда, наносов и плавающих тел.

В теле плотины различают напорную и водосливную грани, оголовок, флютбет (фундаментную плиту — нижнюю часть тела плотины), смотровые потерны и дренажные устройства.

Форма тела плотины формируется прежде всего, исходя из необходимости обеспечения ее прочности, устойчивости и необходимой пропускной способности. В виду массивности сооружения, необходимо стремиться к уменьшению объема бетона и железобетона. Это может быть достигнуто следующими путями:

· Реализация конструкций с максимальным использованием давления воды в качестве пригрузки (например, верховой плиты плотины или анкерных понуров), рис. 3.2, 3.3.

Рис. 3.2. Конструкция бетонной плотины на песчаном основании:
1 — металлический шпунт; 2 — обратный фильтр; 3 — дренажная галерея; 4 — дренажные отверстия; 5 — ячеистая стенка (металлический шпунт); 6 — плиты; 7 — часть тела водослива, возводимая способом гребенки; 8 — водослив; 9 — рабочий эксплуатационный затвор; 10 паз для балок ремонтных заграждений; 11 — паз для заграждений на период строительства; 12 — портальный кран; 13 — двухпутный железнодорожный мост; 14 — автомобильный мост; 15 — плиты; 16 — бык

Рис. 3.3. Конструкция бетонной гравитационной плотины с анкерным понуром:
1 — анкерный понур; 2 — дренаж; 3 — дренажные галереи

· Использование противофильтрационных и дренажных устройств, снижающих или полностью снимающих фильтрационное давление на подошву сооружения.

· Внедрение бетонных и железобетонных конструкций с заполнением из местных материалов (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Плотина с глубинными донными отверстиями и с загрузкой из местных материалов:
1 — ось плотины; 2 — металлический шпунт; 3 — дренажные скважины; 4 — пьезометры; 5 — загрузка; 6 — дренаж; 7 — понур

Оголовок плотины определяет форму и характер дальнейшего протекания струи, а также коэффициент расхода водослива. Существует два основных вида оголовков (рис. 3.5): безвакуумный (на всем протяжении водосливной грани сохраняется положительное, больше атмосферного, давление) и вакуумный, когда в некоторых местах под струей образуется давление ниже атмосферного — вакуум.

Наилучшим безвакуумным профилем у нас в стране считается профиль, очерченный по координатам Кригера-Офицерова, которые приведены гидравлических в справочниках для единичного напора на гребне плотины. Вакуумные профили, обеспечивающие максимальный коэффициент расхода, получаются описыванием оголовка вокруг круга с соотношением или эллипса при отношениях его осей 2 : 3.

а	б	в	г

Рис. 3.5. Водосливные профили плотин:
а, б, в — безвакуумные; г — вакуумный

Вакуумное очертание водослива отличается большей пропускной способностью (примерно на 7 ÷ 15 %), однако при прорыве воздуха под струю или при неправильных очертаниях водосливной грани сооружение подвергается толчкам, ударам и несколько большим вибрациям по сравнению с безвакуумным профилем. Кроме того, если вакуум достигает предела 6 ÷ 6,5 м вод. ст., то возникает явление кавитации и связанные с ним последствия: разъедание бетона, вырывание камней облицовки, закладных частей затворов и т. п.

Учитывая сказанное, в практике, как правило, применяют безвакуумное очертание и лишь при небольших напорах до 5 ÷ 6 м — вакуумное.

Быки

Быки разбивают водосливной фронт плотины на отдельные отверстия и могут выполнять тройную роль:

· служат опорами для затворов, перекрывающих водосливные отверстия;

· служат опорами для транзитных и служебных мостов;

· на них располагаются стационарные подъемные механизмы затворов.

Высота быков обычно назначается, исходя из условия подъема затворов на полную высоту, и может быть различной на участках с мостами и с подъемными механизмами.

Толщина и длина быков в общем случае зависит от конструкций затворов, размеров перекрываемых водосливных отверстий, размеров и конструкций расположенных мостов и подъемных механизмов.

Очертание быков в плане делается легкообтекаемой формы, а при наличии ледохода — заостренной (рис. 3.6).

а	б

Рис. 3.6. Очертание быков в плане:
а — формы очертаний быков; б — общая схема быка в плане; 1 — паз ремонтного или аварийно-ремонтного затвора 2; 3 — паз рабочего затвора 4

Как правило, для опирания затворов в быках устраивают пазы. В общем случае в быке устраивают паз рабочего затвора и два паза ремонтных затворов, расположенных выше и ниже рабочего. При выполнении ремонта основного рабочего затвора ремонтные затворы закрывают и, откачав воду из пространства между ними, производят необходимые работы. В частном случае, когда нижний бьеф располагается ниже гребня плотины, необходимость в нижнем ремонтном затворе отсутствует. Необходимость пазов затворов может тоже отсутствовать, например, при использовании сегментных или секторных затворов, которые не требуют их устройства.

Размеры пазов в плане определяются размерами опорных частей затворов и предварительно назначаются: ; ; (где — ширина пролета между быками в свету). Существенным размером является толщина быка в самом суженном месте , которую принято считать .

По виду сбоку различают следующие типы быков: бык без уступа, с одним уступом, с двумя и с тремя уступами. Эти уступы располагают таким образом, чтобы объем бетона распределялся в теле плотины наивыгоднейшим образом с точки зрения равномерности распределения нагрузок на основание быка.

Рис. 3.7. Схема быка с двумя уступами: 1 — паз ремонтного затвора; 2 — служебный мост; 3 — рабочий затвор; 4 — верхнее колесо затвора; 5 — транзитный мост; 6 — временный порог; 7 — ригель; 8 — паз строительного ограждения; 9 — стойки; 10 — заграждения во время строительства; H — напор на водосливе; h — толщина струи, переливающейся через плотину (h = 0,75H)

Водобой

Водобой — массивная бетонная плита толщиной 2 ÷ 5 м с гасителями энергии или без них. Водобой является устройством нижнего бьефа, расположенным сразу за телом плотины, задачами которого являются крепление дна и формирование наиболее благоприятных гидравлических условий в нижнем бьефе, обеспечивающих эффективное гашение вредной энергии воды.

В виду того, что водобой подвержен воздействию потока воды, движущегося с большими скоростями, поверхность его должна быть защищена от износа льдом, наносами и т. п. прочной облицовкой.

Для плотин на нескальном основании характерен донный режим сопряжения бьефов, при котором возможно возникновение, как затопленного, так и отогнанного прыжка. Наиболее эффективное гашение энергии происходит в затопленном прыжке, однако расчеты могут показать, что без изменения конструкции водобоя (при плоском водобое) в нижнем бьефе возникает недопустимый отогнанный прыжок. В этом случае условия затопления прыжка создают с помощью специальных устройств.

На рис. 3.8 представлены различные схемы гашения энергии на водобое.

б
а	в

Рис. 3.8. Варианты водобойных устройств:
а — варианты конструкций водобойных колодцев; б — конструкция водобойной стенки; в — комбинированный водобойный колодец; 1 — дренаж; 2 — строительный откос; 3 — фильтрационное отверстие; 4 — подпорная стенка; 5 — отвод воды из дренажа

Схемы с водобойными колодцами, представленные на рис. 3.8, а, отличаются формой концевой части колодца и особенностью устройства дренажа. Так, например, схема с наклонным уступом имеет преимущество с точки зрения износа бетона, однако эффективность колодца при этом уменьшается, что приходится компенсировать увеличением его глубины.

Необходимо отметить, что устройство водобойного колодца увеличивает высоту плотины и вместе с ней (по соображения устойчивости сооружения) ширину, что существенно влияет на удорожание стоимости плотины.

Этого недостатка лишена схема с водобойной стенкой (рис. 3.8, б). Вместе с тем, водобойная стенка имеет свои недостатки среди которых можно отметить:

· возможность возникновения за стенкой отогнанного прыжка, для устранения которого потребуется устройство второй стенки;

· длина крепления за водобойной стенкой должна быть несколько большей по сравнению с водобойным колодцем, что потребует дополнительных затрат.

Промежуточным вариантом устройства водобоя является комбинированный водобойный колодец, который включает в себя как заглубление водобойного колодца, так и выступ стенки. Высоты стенки с, представленной на рис. 3.8, в, определяют из минимально допустимого условия возникновения затопленного прыжка за стенкой, а глубину колодца d, исходя из условия, что при глубине (с + d) в колодце прыжок тоже был затопленным.

Помимо указанных устройств, в пределах водобоя также располагают специальные гасители энергии (рис. 3.9) в виде сплошных и сосредоточенных выступов, среди которых различают пирсы, шашки, зубья, растекатели, носки-расщепители и др. Форму и взаимное расположение определяют только путем проведения лабораторных исследований.

а	б	в
г
д	е	ж

Рис. 3.9. Специальные гасители энергии, располагаемые на водобое:
а, в и г — пирсы; б — шашки; д, е и ж — варианты зубчатого порога

Рисберма

Назначением рисбермы является защита дна реки в нижнем бьефе (за водобоем) от размыва потоком и гашение оставшейся непогашенной на водобое энергии воды.

К основным требованиям конструкции рисбермы относятся:

· соответствие конструкции рисбермы требованиям по скоростям течения;

· гибкость, способность деформироваться вслед за деформациями основания, без нарушения защитного назначения рисбермы;

· водопроницаемость с целью уменьшения фильтрационного давления на тело плотины и водобой;

· по возможности большая шероховатость поверхности рисбермы.

В первом приближении длину рисбермы назначают равной , где — длина водобоя.

Существуют различные конструктивные схемы устройства рисбермы.

Использование бетонных и армобетонных плит в конструкции рисбермы
(рис. 3.10) является эффективным, но дорогим типом крепления. Толщину плит в этом случае обычно принимают переменной: уменьшающейся от начального участка рисбермы к конечному от 1 ÷ 5 м до 0,5 ÷ 0,8 м и более. Длина плит находится в пределах от 2 до 20 м. При конструировании рисбермы из плит необходимо их располагать длиной стороной вдоль течения и рассчитывать как балку на двух опорах (при возможном подмыве плиты). Кроме того, для увеличения шероховатости плиты по длине выполняют разной высоты.

Рис. 3.10. Пример крепления рисбермы с использованием плит и каменной наброски:
1 — гаситель на плите водобоя; 2 — дренаж; 3 — дренажные колодцы 0,4×0,4 м в шахматном порядке через 5,0 м; 4 — плиты 10,0×10,0×1,0 м и 5 — 10,0×10,0×0,8 м; 6 — каменная наброска, d > 0,15 ÷ 0,30 м; 7 — гравий; 8 — карьерная мелочь, d = 0,01 ÷ 0,10 м; 9 — металлический шпунт; 10 — плиты 10,0×10,0×1,2 м; 11 — плиты 15,0×10,0×1,6 м; 12 — плиты 20,0×20,0×2,2 м

Плиты рисбермы часто устраивают на месте при этом швы плит не уплотняют. При бетонировании плит необходимо выполнять бетонную подготовку толщиной 0,10 ÷ 0,15 м. Для выхода фильтрационных вод в плитах устраивают дренажные отверстия диаметром 0,15 ÷ 0,25 м с шагом в плане до 5 м. Для предотвращения выноса грунта из-под плит в основании устраивается (поверх естественного грунта) обратный фильтр (двух- или трехслойный) толщиной 0,4 ÷ 0,6 м.

Габионное крепление представляет собой сетки с уложенным в них камнем крупностью до 30 см. Высота габионов при использовании их в конструкции рисбермы должна составлять 1,0 м, а длина и ширина сеток определяется удобством монтажа и возможностями завода-изготовителя. Ширина обычно составляет до 1,0 ÷ 2,0 м, длина — 3,0 ÷ 5,0 м. При укладке габионов каждая отдельная стека связывается с соседней проволокой, образуя при этом единое сплошное гибкое крепление. К недостаткам габионных изделий можно отнести возможность повреждения сетки плавающими карчами и высокую стоимость.

Каменную наброску в виде крепления используют весьма часто (см. рис. 3.10). Устройство каменной наброски должно выполняться таким образом, чтобы более крупные камни располагались в верхнем слое с обязательной подготовкой обратного фильтра. На песчаных основаниях часто используют каменную наброску совместно с забивкой свай диаметром 20 ÷ 25 см и с шагом 1 ÷ 2 м.

Крепление рисбермы из универсальных гибких защитных бетонных матов (далее маты) является наиболее современным способом крепления дна и берегов (рис. 11). Маты представляют собой бетонные блоки пирамидального профиля размерами 300×300 мм в плане и 60 ÷ 240 мм высотой. Блоки связаны между собой арматурными искусственными канатами диаметром 8 ÷ 25 мм из полиамида, пропилена или лавсана в маты размерами 2,75×1,23 м.

Рис. 3.11. Универсальный гибкий бетонный защитный мат

Формирования подземного контура плотины

Форма и конструктивные особенности подземного контура во многом зависят от геологического строения, типа основания и требований, предъявляемых к подземному контуру: минимальное фильтрационное давление на элементы плотины и сохранение фильтрационной прочности основания.

Рис. 3.12. Бездренажный понур и тело плотины: А-1 и 6-В — соответственно входное и выходное живые сечения; I — понур; II —шпунт; III — обратный фильтр	Рис. 3.13. Плотина с горизонтальным дренажем: А—1 и 6—В — соответственно входное и выходное живые сечения; I — понур; II — шпунт; III — дренажная галерея; IV — дренажный колодец высотой 1 ÷ 2 м; V — обратный фильтр; VI — дренаж
Рис. 3.14. Плотина с горизонтальным дренажем анкерного понура: I — обратный фильтр; II — дренаж; III — железобетонный анкерный понур; IV — шарнир; V — арматура	Рис. 3.15. Плотина с вертикальным дренажем: I — ряд дренажных колодцев; II — обратный фильтр

Различают различные схемы подземного контура плотин:

· Бездренажные понур и тело плотины (рис. 3. 12). В этом случае входным сечением фильтрационного потока является дно верхнего бьефа перед понуром, а выходным дно нижнего бьефа за телом плотины (при условии устройства дренажа в плите водобоя. Использование такой конструкции возможно при небольших напорах.

· Плотина с горизонтальным дренажем (рис. 3.13). В этом случае непосредственно под плотиной устраивается дренаж, соединенный с нижним бьефом посредством дренажных колодцев, устроенных в дренажной галерее, из которой производится отвод воды в нижний бьеф. Выходным сечением в этой схеме можно считать линию 6-В.

· Плотина с горизонтальным дренажем понура (рис. 3.14). В этом случае подземный контур включает в себя короткий участок 1-2-3-4-5, а выходной сечение участок 5-6-В. Такая конструкция дольно эффективно влияет на фильтрационный поток, однако требует выполнения дольно большого объема работ по устройству дренажа.

· Плотина с вертикальным дренажем (рис. 3.15). В этом случае устраиваются глубокие колодцы, который могут располагаться в области нижнего бьефа или под плотиной, или под понуром.

· Глубинная схема подземного контура. В этом случае водопроницаемое основание на всю его глубину до водоупора пронизывается шпунтом или глубоким бетонным зубом.

При залегании водоупора на глубине меньше 4 ÷ 5 м во всех случаях целесообразно смыкание основания плотины с водоупором, при этом устраиваемая диафрагма заглубляется в водоупор на величину 0,5 ÷ 1,0 м. При большей глубине залегания водоупора смыкание основания с водоупором целесообразно при глубине залегания водоупора не более h ≤ (1,0 ÷ 1,5) H_d (где H_d — напор на сооружение), но не более 15 ÷ 20 м.

При висячей схеме подземного контура, когда шпунтовые сваи не доводятся до водоупора, глубину их забивки следует назначать не менее H.

Понуры

Основным назначением понура является создание водонепроницаемого крепления дна перед телом плотины, которое увеличивает длину подземного контура плотины тем самым снижает фильтрационное давление и повышает фильтрационную прочность грунта основания плотины. Кроме того при невысоких плотинах, а также на плотинах с низким порогом понур осуществляет роль крепления дна.

Различают следующие основные типы понуров.

Понуры из связных грунтов (глиняные и суглинистые), рис. 3.16. Толщина глиняного понура определяется при соблюдении условия недопущения превышения градиентов напора допускаемых значений:

,

где — разность напоров сверху и снизу в рассматриваемом сечении понура;

— толщина понура;

— допускаемый градиент (для глин — 6 ÷ 8; для суглинков — 4 ÷ 5),

при этом минимальная конструктивная толщина в верхнем конце назначается равной 0,75 м, у плотины — 1 ÷ 2 м.

Глинобетонные понуры конструктивно выполняются также, как и глиняные, с отличием в основном непроницаемом материале — глинобетоне, который представляет собой смесь глины (20 ÷ 25 %), песка (30 ÷ 40 %) и гравия (35 ÷40 %). Такой понур меньше подвержен пучению при строительстве в зимнее время.

Рис. 3.16. Схема конструкции понура из связного грунта

Поверх глиняных и глинобетонных понуров обычно отсыпается обратный фильтр толщиной 0,15 ÷ 0,25 м, поверх которого выполняется крепление из железобетонных плит толщиной 0,2 ÷ 0,5 м.

Рис. 3.17. Схема анкерного понура:
1 — надшпунтовая балка; 2 — битумные маты; 3 — три слоя досок на гидроизоле; 4 — битум; 5 — битумная мастика; 6, 7 — штрабельный бетон тела плотины; 8 — анкер; 9 — глина; 10 — железобетонная плита; 11 — шпунт

Источник