Узел сопряжения противофильтрационного устройства грунтовой плотины с береговыми примыканиями

Полезная модель относится к области гидротехнического строительства, а именно, к противофильтрационным устройствам плотин из грунтовых материалов. Она решает задачу повышения надежности плотин из грунтовых материалов за счет исключения растягивающих напряжений, вызванных зависанием верховых зон противофильтрационного устройства на береговых примыканиях. Узел сопряжения противофильтрационного устройства бетонной плотины с береговыми примыканиями содержит диафрагму 1, сопряженную с естественным склоном 2 долины реки посредством бетонного массива 3, особенностью которого является наличие вертикальной грани 4, обращенной к руслу. Вдоль указанной грани по контакту массива 3 и диафрагмы 1 расположен вертикальный контактный шов 5, снабженный уплотнителями 6, размещенными со стороны верхнего и нижнего бьефов. Как в строительный период, так и в период эксплуатации грунтовой плотины вертикальный контактный шов 5 создает возможность свободного деформирования диафрагмы 1 за счет возможности проскальзывания и раскрытия шва 5. Благодаря этому исключаются растягивающие напряжения в верховых зонах примыкания диафрагмы 1 к бетонному массиву 3. При этом водонепроницаемость напорного фронта обеспечивается уплотнителями 6. Это позволяет повысить надежность грунтовой плотины в целом как в строительный, так и в эксплуатационный периоды.

Полезная модель относится к области гидротехнического строительства, а именно, к противофильтрационным устройствам плотин из грунтовых материалов.

Особенностью работы грунтовых плотин является зависание верховых зон противофильтрационных устройств на берегах долины реки или на примыкающих бетонных сооружениях. Это создает угрозу водонепроницаемости напорного фронта в указанных областях плотины и снижает надежность сооружения в целом. Наиболее ярко данный эффект проявляется в условиях узкого створа, характерного для горного рельефа местности.

Известен узел сопряжения грунтовой плотины с противофильтрационным устройством в виде асфальтобетонной диафрагмы с береговыми примыканиями. Указанный узел включает диафрагму, сопряженную с опорными элементами, размещенными в зонах примыкания диафрагмы к берегам, а также контактный шов «диафрагма - береговые примыкания» (см. патент RU 2090694). В данной конструкции береговые опорные элементы ориентированы по отношению друг к другу в плане под острым углом с вершиной в нижнем бьефе.

Недостатком данного аналога является то обстоятельство, что целостность контактного шва «диафрагма - береговые примыкания» может быть обеспечена только при возможности работы материала диафрагмы на растяжение при действии гидростатической нагрузки. При этом не исключается вероятность раскрытия указанного шва до начала наполнения водохранилища, в строительный период.

Это делает невозможным применение данного конструктивного решения для грунтовых плотин с противофильтрационными устройствами, обладающими низким пределом прочности на растяжение.

Прототипом заявляемого технического решения выбран узел сопряжения противофильтрационного устройства грунтовой плотины с береговыми примыканиями, включающий противофильтрационное устройство, сопряженное с бетонным массивом, и расположенный в зоне сопряжения указанных элементов контактный шов «противофильтрационное устройство - бетонный массив» (см. патент RU 2418133). Бетонный массив в прототипе представляет собой сопрягающий устой, а контактный шов выполнен с использованием дополнительного негрунтового материала - бентонитового мата. Однако использование подобных материалов, уменьшая неблагоприятный эффект зависания, не исключает возможности трещинообразования в противофильтрационных элементах.

Предлагаемая полезная модель направлена на решение задачи повышения надежности плотин из грунтовых материалов за счет исключения растягивающих напряжений, вызванных зависанием верховых зон противофильтрационного устройства на береговых примыканиях.

Для достижения указанного технического результата в узле сопряжения противофильтрационного устройства грунтовой плотины с береговыми примыканиями, включающем противофильтрационное устройство, сопряженное с бетонным массивом, и расположенный в зоне сопряжения этих элементов контактный шов, бетонный массив выполнен с вертикальной гранью, обращенной к руслу, при этом контактный шов расположен вдоль указанной грани и снабжен уплотнителями, размещенными со стороны верхнего и/или нижнего бьефов.

Кроме того, заявляемая полезная модель характеризуется тем, что:

- контактный шов может быть выполнен в виде металлического листа, заделанного в бетонный массив;

- уплотнители могут быть выполнены в виде металлической закладной детали, закрепленной в бетонном массиве;

- уплотнители могут быть выполнены в виде полимерной закладной детали, закрепленной в бетонном массиве.

Заявителю не известны какие-либо технические решения, обладающие такой же совокупностью признаков, что и заявляемое. Это позволяет сделать заключение о том, что предлагаемая полезная модель удовлетворяет условию «новизна».

Благодаря реализации отличительных признаков заявляемого технического решения в совокупности с признаками, общими с прототипом, у заявляемого объекта появляются новые свойства: вертикальный шов «противофильтрационное устройство - береговые примыкания» создает возможность свободного деформирования противофильтрационного устройства как в строительный период, так и в период эксплуатации плотины. При этом водонепроницаемость напорного фронта обеспечивается за счет уплотнителей, размещенных со стороны верхнего и/или нижнего бьефов.

Сущность заявляемой полезной модели иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен разрез предлагаемого устройства в плане, на фиг.2 - поперечный разрез.

В данном конкретном примере исполнения заявляемый объект содержит противофильтрационного устройство в виде диафрагмы 1, сопряженной с естественным склоном 2 долины реки посредством бетонного массива 3, особенностью которого является наличие вертикальной грани 4, обращенной к руслу. Вдоль указанной грани по контакту массива 3 и диафрагмы 1 расположен вертикальный контактный шов 5, выполненный в виде металлического листа, заделанного в бетонный массив 3. Вертикальный контактный шов 5 снабжен уплотнителями 6, размещенными со стороны верхнего и нижнего бьефов. В данном примере уплотнители 6 представляют собой металлические закладные детали, закрепленные в бетонном массиве 3.

В каждом конкретном случае размеры бетонного массива определяются в зависимости от очертаний створа плотины и типа противофильтрационного элемента.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Как в строительный период, так и в период эксплуатации грунтовой плотины вертикальный контактный шов 5 создает возможность свободного деформирования диафрагмы 1 за счет возможности проскальзывания и раскрытия шва 5. Благодаря этому исключаются растягивающие напряжения в верховых зонах примыкания диафрагмы 1 к бетонному массиву 3. При этом водонепроницаемость напорного фронта обеспечивается уплотнителями 6.

Таким образом, преимущество предлагаемого технического решения перед прототипом заключается в полном исключении растягивающих напряжений, вызванных зависанием верховых зон противофильтрационного устройства грунтовой плотины на береговых примыканиях. Это позволяет повысить надежность грунтовой плотины в целом как в строительный, так и в эксплуатационный периоды.

Предлагаемое техническое решение может быть реализовано с помощью известных строительных материалов и технологий для всех известных типов противофильтрационных элементов, что, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии заявляемого объекта условию «промышленная применимость».

1. Узел сопряжения противофильтрационного устройства грунтовой плотины с береговыми примыканиями, включающий противофильтрационное устройство, сопряженное с бетонным массивом, и расположенный в зоне сопряжения указанных элементов контактный шов, отличающийся тем, что бетонный массив выполнен с вертикальной гранью, обращенной к руслу, при этом контактный шов расположен вдоль указанной грани и снабжен уплотнителями, которые размещены со стороны верхнего и/или нижнего бьефов.

2. Узел сопряжения по п.1, отличающийся тем, что контактный шов выполнен в виде металлического листа, заделанного в бетонный массив.

3. Узел сопряжения по п.1, отличающийся тем, что уплотнители выполнены в виде металлической закладной детали, закрепленной в бетонном массиве.

4. Узел сопряжения по п.1, отличающийся тем, что уплотнители выполнены в виде полимерной закладной детали, закрепленной в бетонном массиве.