Проектирование и строительство земляных плотин

Сначала образовался небольшой вынос песка из откоса. Намыв был прекращен, но оползание откоса быстро прогрессировало, углубившись до 30 м в тело плотины. Были приняты срочные меры по отсыпке гравия, который погружался в разжиженный грунт оползня. Оползень был остановлен только после откачки воды из тела плотины глубинными насосами.

Необходимо отметить, что теория расчета устойчивости откосов плотины при намыве плотины разработана только для намывной плотины с ядром (Л. Гришин. с. 423).

Еще в начале использования способа намыва плотин у специалистов вызывало сомнение в принципиальной возможности его применения из-за возможного оползания откосов и самого тела плотины, но практика доказала возможность его использования с принятием определенных мер по отводу фильтрационных вод.

Для предотвращения оползня откосов плотины при намыве, особенно на водонепроницаемом основании, вероятно, нужно до начала намыва закладывать временный дренаж, или прикрывать откос наслонным дренажем по мере намыва.

3. Характерной особенностью при намыве плотин являются ограничение производства работ периодом положительных температур воздуха, сложность, а иногда и невозможность, выполнения намыва зимой при устойчивых отрицательных температурах ниже -5⁰ — 10⁰. Это связано как с ограниченным перемещения земснаряда в акватории с ледяным покровом, гидротранспортом по трубам, в которых замерзает гидросмесь при длительном перерыве работ, так и с образованием и замывом льда в тело плотины, что совершенно недопустимо.

Если нет крайней необходимости, суровой зимой намывать ответственные плотины не рекомендуется.

Но в ряде случаев такая необходимость возникает при позднем прекращении судоходства на реке и перекрытии русла реки банкетом и намывом. В этом случае главным условием успешного производства работ является непрерывность всего процесса от разработки грунта до его намыва. Это непременное условие весьма трудно выполнить, хотя есть и примеры успешной работы. Так зимой 1955—1956 г. было намыто в плотину и дамбы на строительстве Куйбышевской ГЭС до 6 млн. м³ грунта при выполнении специальных мероприятий и строгой дисциплине персонала. Себестоимость этих работ была много выше, чем в летний период.

11.3. Типы намывных плотин

Конструктивно намывные плотины ограничены тремя основными типами:

1. Однородные плотины с принудительно формируемыми откосами;

2. Плотины с ядром и принудительно формируемыми откосами;

3. Плотины с пляжным динамически волноустойчивым откосом.

Более подробная классификация намывных плотин приведена в [1].

ВИДЫ НАМЫВНЫХ ПЛОТИН

1. Большинство намытых в России плотин являются однородными, то есть, созданы из одного материала, в основном из песка, с малым коэффициентом разнозернистости или неоднородности (ŋ = 2- 3; ŋ = d₆₀/d₁₀ по гранулометрическому составу грунта) и небольшим содержанием (до 10%) фракций диаметром меньше 0.05 мм.

Рис. 11.3.1 — крепление верхового откоса; 2 — дренаж; 3 — намывное ядро; 4 — намывные промежуточные зоны; 5 — намывные боковые зоны; 6 — намывная центральная слабоводопроницаемая зона; 7 — боковые насыпные призмы (банкеты); 8 — сейсмостойкое крепление откоса; 9 — насыпное глинистое ядро.

Но и при однородном материале при намыве происходит классификация потоком воды, более крупные фракции откладываются в зоне откоса, мелкие откладываются в центре плотины (в прудке), глинистые фракции удаляются через сбросную систему.

Из намывных однородных песчаных плотин, возведенных на реках центральной зоны России, приведен как типичный профиль на рис. 11.8 — разрез плотины Цимлянского гидроузла [5]:

2. Только несколько намывных плотин в СССР являются ядерными. Среди них -Мингечаурская [11] на р. Куре в Азербайджане. Она одна из самых высоких в мире земляных намывных плотин высотой 80 м, объемом 15 млн. м³. На рис. 11.8 представлен её профиль и гранулометрический состав грунтов.

Рис. 11.3.2. Намывная песчаная однородная плотина Цимлянской ГЭС, построена 1952 г. Намывные плотины Цимлянского гидроузла: а — пойменная; б — русловая; 1 — бетонные армированные плиты; 2 — песок тела плотины; 3 — трехслойный ленточный фильтр; 4 — закрытый дренаж; 5 — щебеночное покрытие; 6 — дренажная призма и наслонный дренаж.

Плотина была возведена намывом из грунтов, которые добывали в разных карьерах — гравийном и песчаном, доставляли их по железной дороге в бункер-смеситель. Грунты строго дозировались для разных зон плотины, в бункере — смесителе размывались гидромониторами и подавались с помощью грунтового насоса 20-Р11 на карты намыва, где естественным путем при поддержании определенных границ прудка грунты сегрегировались и откладывались в определенные зоны плотины. В результате были сформированы боковые призмы их гравия, переходная зона и ядро из мелкопесчаных грунтов с низким коэффициентом фильтрации.