Проектирование и строительство земляных плотин

q = 0.079 м³/час, а на оба откоса q = 0.158 м³/час. Из полученных результатов, фильтрационные расходы через один откос равновелики, как при эксплуатации плотины, так и при её намыве. Но высота выхода фильтрационной кривой на откосе несколько различна: при намыве плотины — 10 м, в эксплуатационном случае — 8.8 м. Это укладывается в точность примерных расчетов. Значение величин близкое. До набора водохранилища, по условию не промерзания фильтрата, в плотине необходимо устройство дренажа. В обоих случаях откосы плотины с принятым заложением 1: 4 устойчивы, в том числе на суффозию.

Чтобы убедиться в применимости расчета фильтрации по средней линии потока проведем его для сопоставления с принятым по [2] для эксплуатационного случая.

Схема к расчету — на рис. 8.

Рис.11.13.7. Схема к расчету фильтрации плотины из однородного грунта на водонепроницаемом основании по методу средней линии потока: 1 — верх плотины и горизонта воды в верхнем бьефе: 2 — примерная линия депрессии фильтрации F -N; 3 — средняя линия потока фильтрации C — Д — N, протяженность — L = 100 м; q — расход фильтрации м³ /час; Н = 20 м — напор и высота плотины [2].

Как видно из рисунка 8, он повторяет конфигурацию и параметры рис.7, принятого для расчета фильтрации по [2].

Проведем расчет по методу средней линии потока фильтрации, приняв за основу формулу Дарси: q = kωJ (1). Верхний клин плотины А — Т — F по [2] почти не влияет на расход фильтрата q, им можно пренебречь, считая начало фильтрации от линии F-C-T.

Определим градиент напора J =H₁/L; Напор H₁ = 10 м на средней линии напора, L =100 м;

J =H₁/L = 10/100 = 0.1; k = 0.036 м/час (как и в предыдущей задаче); ω — площадь потока, в плоской задаче на 1 м длины плотины — высота F-C-T = 20 м; Тогда расход фильтрации в нижний клин откоса равен: q = 0.036 х 20 х 0.1 = 0.072 м³ /час, то есть одинаков с решением по [2].

Отсюда — вывод, что для грубых оценок, метод расчета по средней линии потока фильтрации, который использован в этой статье, применим.

Конечно, нужно выполнять НИР и ОКР по исследованию фильтрации и устойчивости плотин и гидроотвалов в процессе намыва, поскольку он связан с безопасностью сооружений и людей, а сегодня по существу нет теоретической базы для практических расчетов.

ВЫВОДЫ:

1. Проверка устойчивости откосов плотины и определение фильтрации во время намыва способом гидромеханизации должна проверяться при проектировании, с целью исключения аварийных последствий при производстве работ, в том числе на гидроотвалах, как это и предусмотрено [5].

2. Предлагаемые выражения (6 — 11) для вычисления параметров фильтрации из откосов при намыве плотины из однородных грунтов на водонепроницаемом основании можно рекомендовать для примерных поверочных расчетов.

3. Для более точных расчетов рекомендуется построение фильтрационной сетки с использованием способа ЭГДА, моделирование, и создания методики расчетов для включения в нормативные документы.

12. Перекрытие реки, особенности намыва русловой части плотины

Одним из главных и завершающих этапов строительства плотины является перекрытие русла реки и, как правило, начало набора водохранилища. К времени перекрытия русла должны быть выполнены водосбросные сооружения на водосливной плотине и здании ГЭС для пропуска хотя бы на промежуточном горизонте паводковых вод. Однако это правило не всегда соблюдалось из-за сокращенных сроков пуска первого и последующих гидроагрегатов, которые вводились на пониженном горизонте водохранилища и далеко на недостроенных сооружениях, в том числе и земляных плотин. При отставании от намеченных сроков строительства и неполной готовности сооружений, часто принимались рискованные решения, которые приводили к аварийным последствиям и удорожанию строительства.

Примером таких необоснованных рисков может служить перелив воды через недостроенную бетонную плотину при пропуске весеннего паводка 1979 г. на Саяно-Шушенской ГЭС с затоплением первого введенного гидроагрегата и машинного зала.

До полного перекрытия русла широкой реки обычно производят обжатие живого сечения реки путем отсыпки в воду банкета из камня и щебня по верховому и низовому подводного контура плотины. В образованный тиховод между банкетами производят намыв грунта в воду, а на образованном пляже организуют карту и ведут намыв до проектной отметки гребня плотины.

Рис. 12.1. Аварийный пропуск паводка на строительстве Саяно-Шушенской ГЭС на р. Енисей 22.05.1979 г. [11].

При строительстве Куйбышевской ГЭС русло Волги сузили с 1 км до «прорана» в 330 м., когда начался естественный размыв дна русла.