Проектирование и строительство земляных плотин

Особые условия имеют место в лёссовых плотинах. Первым плотинам из лёсса придавали очень пологие откосы — до 1:7—1:9, но современный опыт показывает возможность придания таким плотинам откосов, близких к обычным суглинистым насыпям (фиг. 12—42). При этом выяснилось, что лёсс трудно уплотняется: в существующих сооружениях плотность его не превосходит 1,55—1,6, хотя по формуле (12—46) она должна бы достигать приблизительно 1,7—1,78.

Фиг. 12—42. Катта-Курганская лёссовая плотина.

Контроль за уплотнением тела плотины осуществляется при производстве работ путем лабораторного исследования объемного веса проб грунта, взятых из каждого слоя примерно в вершинах квадратов со стороной 20—40 м.

Кроме лабораторных определений для контроля за уплотнением применяют и особые полевые «плотномеры».

Осадка насыпных плотин складывается из осадки тела плотины и осадки ее основания. При правильном назначении степени уплотнения и надлежащей укатке, последующая осадка тела плотины может быть незначительной. Осадка плотин, уплотнявшихся старыми методами, достигала 1—3% при укатке слоями не более 15 см, а в случае превышения этой толщины доходила до 5% и более.

Осадка основания зависит от слагающих его пород и происходит независимо от осадки тела плотины. В соответствии с ожидаемой осадкой высоте плотины дается строительный запас.

В случае торфяных и илистых грунтов, сильно сжимаемых, их не удаляют, как делалось раньше, а возводят плотину на таких грунтах, учитывая обжим грунтов (торфов — почти в 2 раза) и отжатие в сторону жидких илов, как это имело место при восстановлении Веселовской плотины на Маныче. Темпы возведения плотины должны быть согласованы с ходом деформации основания.

10.4. Земляные плотины, возводимые путем отсыпки грунта в воду (без механического уплотнения)

Существует два вида таких плотин: а) грунт отсыпается в стоячую воду после преграждения русла одной перемычкой и б) грунт отсыпается в особые карты, огражденные валиками и заполненные водой (так называемый мокрый, или узбекский способ).

По первому способу плотина возводится в русле реки без отвода последней в сторону, а не за перемычками, как плотины, уплотняемые механически.

Фиг. 12—43. Пало-Коргская плотина, возведенная насыпкой грунта в воду

Этот метод осуществляется следующим образом (пример Пало-Коргской плотины на р. Выг, фиг. 12—43): вначале выполняется низовая часть, так называемый банкет, из наброски камня (А) настолько крупных размеров, чтобы камни не уносились течением ((§87), затем отсыпается слоями обратный фильтр (Б и В), что уменьшает фильтрацию через наброску; к этому моменту для отвода реки надо уже подготовить в гидроузле водосброс; последний этап — отсыпка тела плотины (Г) в воду и крепление откосов (камнем). Получающийся профиль плотины близок к так называемому смешанному типу (тип V на фиг. 12—1,з). Насыпать в воду рекомендуется песок или супесь, глинистые же грунты будут давать чрезвычайно пологий откос с последующими значительными его осадками.

Грунт, отсыпаемый в воду, уплотняется под действием собственного веса, а выше уровня воды — обычными механическими средствами. Этот метод дает экономию, по сравнению с сухим методом и в затратах (нет перемычек) и во времени. Метод этот впервые применен и развит в СССР.

10.5. Выбор типа насыпной плотины

Роль имеющихся для плотины материалов. Многочисленные типы земляных плотин в основном определяются наличием того или иного местного материала.

Наиболее простым, дешевым и удобным в производственном отношении является тип плотины из однородного материала (тип. I, фиг. 12—1,а). Однако он требует нужного количества доброкачественного материала, удовлетворяющего требованиям водонепроницаемости, прочности и экономичности. Однородные плотины строятся из суглинков, супесей, песков, песчано-гравелистых и даже галечных грунтов.

Чем выше плотина, тем обычно труднее получить хороший грунт в нужном количестве. Тогда переходят к плотинам типа II (фиг. 12—1) — с ограниченным количеством достаточно водонепроницаемого грунта, выполняя из него или внутреннюю центральную часть, обсыпая ее пористым грунтом (тип. II б, фиг. 12— 1,в, 12—39), или напорную часть, располагая в остальной прочие грунты (тип II а, фиг. 12—1,6).

Фиг. 12—45. Земляная плотина из разных грунтов.