Гидротехническое сооружение

 

Изобретение относится к области гидротехники и может быть использовано при строительстве плотины из местных материалов, допускающей пропуск паводковых расходов через ее гребень и низовой откос. Плотина имеет фильтровый слой, армирование и покрытие низового откоса из сетки с антикоррозионными свойствами. Армирующая часть сетки и защитное покрытие откоса выполнены в виде единых полос ярусами по высоте плотины. Внутренняя часть каждого яруса, проходящая в теле плотины, изогнута и соединена с предыдущим по высоте ярусом. Внешняя часть яруса, выходящая на откос, спущена вниз до предыдущего по высоте яруса и соединена с ним внахлест. Боковые стороны полос перекрывают друг друга и соединены между собой. Крайние береговые полосы заанкерены в грунт берега и прикрыты бетоном. Фильтровый слой расположен между противофильтрационным элементом и горной массой и имеет выходы на незатопляемые отметки, обеспечивающие проход воздуха из тела плотины при начале пропуска паводка. Изобретение обеспечивает повышение надежности и сейсмостойкости плотины из местных материалов. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области гидротехники и касается гидротехнического сооружения, например платины из местных материалов, допускающей пропуск паводковых расходов через ее гребень и низовой откос.

Известны гидротехнические сооружения из местных материалов, например плотины, допускающие перелив через гребень, имеющие укрепленные откосы из железобетонных плит или синтетических материалов. (АС СССР N 1117361, кл. E 02 B 3/14, 1983, АС СССР N 384963, кл. E 02 B 7/06, 1973). Известны также гидротехнические сооружения из местных материалов, например плотины, имеющие повышенную сейсмостойкость за счет размещения армирующих негрунтовых элементов в теле плотины (АС СССР N 681147, кл. E 02 B 7/06, 1979, АС СССР N 804759, кл. E 02 B 7/06, 1981).

Однако в известных гидротехнических сооружениях не обеспечивается их надежность в условиях, когда возможно сочетание сильных сейсмических воздействий и высокого паводка.

Целью изобретения является повышение надежности и экономичности гидротехнического сооружения, например плотины из местных материалов, располагаемого в зоне высокой сейсмической активности и допускающего пропуск паводковых расходов через гребень и низовой откос плотины.

Это достигается тем, что размещаемое в плотине армирование и защитное покрытие на низовом откосе выполнены в виде единой сетки, снабженной антикоррозионным покрытием, например оцинкованной и обеспечивающей надежную связь с грунтовой массой за счет местных изгибов сетки (по схеме сетки "рабица") и за счет поворота сетки в теле плотины. Сетка на откосе уложена с запуском на нижележащий ярус и соединена с сеткой нижнего смежного яруса. В теле плотины сетка также достигает предыдущего по высоте яруса и соединяется с ним.

На чертеже изображена плотина с армированием и покрытием низового откоса сеткой.

Предложенное гидротехническое сооружение включает крепление гребня бетонными плитами 1 с маловодопроницаемыми швами; крепление низового водосливного откоса полосами из сетки 2, снабженной противокоррозионным покрытием, горную массу 3 со средней крупностью d, большей размера ячейки сетки 2, слой фильтрового материала 4, имеющего в бортовых примыканиях выходы на незатопляемые отметки (на чертеже не показано), противофильтрационный элемент, например, экран 5 с понуром. В основании низового откоса имеется уступ 6 из крупнозернистого материала.

Отдельные полосы сетки, уложенной поярусно, в теле плотины смыкаются с полосами сетки в предыдущем по высоте ярусе; на низовом откосе - соединены внахлест с сеткой предыдущего по высоте яруса.

Боковые зоны каждой полосы сетки перекрываются внахлест с каждой смежной полосой. Крайние, береговые полосы анкерятся в берег и покрываются бетоном.

Работает гидротехническое сооружение следующим образом. При переливе паводка через гребень плотины происходит водонасыщение тела плотины с отжатием воздуха в слой фильтра 4 и по нему в береговые выходы на незатопленные отметки. Расход воды при малом напоре над гребнем плотины сосредоточивается в низовой части плотины и выходит в нижний бьеф через призму 6. Фильтрационный поток выносит мельчайшие частицы горной массы без нарушения несущей структуры скелета грунта. При некотором напоре H поток выходит на низовую поверхность откоса, начинающего работать как водослив с повышенной шероховатостью. Повышенная шероховатость поверхности откоса обеспечивает относительно большую глубину сжатого сечения на носке, что вместе с гидродинамическим действием фильтрационного потока обеспечивает существование поверхностного режима сопряжения в нижнем бьефе и отсутствие размывов дна вблизи плотины.

Наличие сетки в теле плотины обеспечивает увеличение эффективного сцепления "C" горной массы на величину, примерно равную C = F/b, где F - прочность полосы сетки шириной 1 м на разрыв, b - расстояние по высоте между ярусами укладки сетки.

Повышение эффективного сцепления "C" горной массы в условии прочности по Мору-Кулону вместе с увеличением коэффициента фильтрации горной массы за счет суффозионного выноса мельчайших частиц гарантирует повышение сейсмостойкости основного тела плотины и ее низового откоса.

Высокая сейсмостойкость верхового откоса обеспечивается за счет прижимного действия фильтрационных сил и, при необходимости, за счет армирования с использованием грунтоцементных прослоек или армирования сеткой по той же схеме, что и для низового откоса.

Формула изобретения

1. Гидротехническое сооружение из местных материалов, например плотина, допускающая перелив воды через гребень, имеющая фильтровый слой, армирование и покрытие низового откоса из сетки с антикоррозионными свойствами, отличающееся тем, что армирующая часть сетки и защитное покрытие откоса выполнены в виде единых полос ярусами по высоте плотины так, что внутренняя часть яруса, проходящая в теле плотины, изогнута и соединена с предыдущим по высоте ярусом, внешняя часть яруса, выходящая на откос, спущена вниз до предыдущего по высоте яруса и соединена с ним внахлест.

2. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что боковые стороны полос перекрывают друг друга и соединены между собой, а крайние береговые полосы заанкерены в грунт берега и прикрыты бетоном.

3. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что фильтровый слой расположен между противофильтрационным элементом и горной массой и имеет выходы на незатопляемые отметки, обеспечивающие проход воздуха из тела плотины при начале пропуска паводка.

РИСУНКИ

Рисунок 1