Формирования подземного контура плотины

Форма и конструктивные особенности подземного контура во многом зависят от геологического строения, типа основания и требований, предъявляемых к подземному контуру: минимальное фильтрационное давление на элементы плотины и сохранение фильтрационной прочности основания.

Рис. 3.12. Бездренажный понур и тело плотины: А-1 и 6-В — соответственно входное и выходное живые сечения; I — понур; II —шпунт; III — обратный фильтр	Рис. 3.13. Плотина с горизонтальным дренажем: А - 1 и 6 - В — соответственно входное и выходное живые сечения; I — понур; II — шпунт; III — дренажная галерея; IV — дренажный колодец высотой 1 ÷ 2 м; V — обратный фильтр; VI — дренаж
Рис. 3.14. Плотина с горизонтальным дренажем анкерного понура: I — обратный фильтр; II — дренаж; III — железобетонный анкерный понур; IV — шарнир; V — арматура	Рис. 3.15. Плотина с вертикальным дренажем: I — ряд дренажных колодцев; II — обратный фильтр

Различают различные схемы подземного контура плотин:

· Бездренажные понур и тело плотины (рис. 3. 12). В этом случае входным сечением фильтрационного потока является дно верхнего бьефа перед понуром, а выходным дно нижнего бьефа за телом плотины (при условии устройства дренажа в плите водобоя. Использование такой конструкции возможно при небольших напорах.

· Плотина с горизонтальным дренажем (рис. 3.13). В этом случае непосредственно под плотиной устраивается дренаж, соединенный с нижним бьефом посредством дренажных колодцев, устроенных в дренажной галерее, из которой производится отвод воды в нижний бьеф. Выходным сечением в этой схеме можно считать линию 6-В.

· Плотина с горизонтальным дренажем понура (рис. 3.14). В этом случае подземный контур включает в себя короткий участок 1-2-3-4-5, а выходной сечение участок 5-6-В. Такая конструкция дольно эффективно влияет на фильтрационный поток, однако требует выполнения дольно большого объема работ по устройству дренажа.

· Плотина с вертикальным дренажем (рис. 3.15). В этом случае устраиваются глубокие колодцы, который могут располагаться в области нижнего бьефа или под плотиной, или под понуром.

· Глубинная схема подземного контура. В этом случае водопроницаемое основание на всю его глубину до водоупора пронизывается шпунтом или глубоким бетонным зубом.

При залегании водоупора на глубине меньше 4 ÷ 5 м во всех случаях целесообразно смыкание основания плотины с водоупором, при этом устраиваемая диафрагма заглубляется в водоупор на величину 0, 5 ÷ 1, 0 м. При большей глубине залегания водоупора смыкание основания с водоупором целесообразно при глубине залегания водоупора не более h ≤ (1, 0 ÷ 1, 5) H _d (где H _d — напор на сооружение), но не более 15 ÷ 20 м.

При висячей схеме подземного контура, когда шпунтовые сваи не доводятся до водоупора, глубину их забивки следует назначать не менее H.

Понуры

Основным назначением понура является создание водонепроницаемого крепления дна перед телом плотины, которое увеличивает длину подземного контура плотины тем самым снижает фильтрационное давление и повышает фильтрационную прочность грунта основания плотины. Кроме того при невысоких плотинах, а также на плотинах с низким порогом понур осуществляет роль крепления дна.

Различают следующие основные типы понуров.

Понуры из связных грунтов (глиняные и суглинистые), рис. 3.16. Толщина глиняного понура определяется при соблюдении условия недопущения превышения градиентов напора допускаемых значений:

,

где — разность напоров сверху и снизу в рассматриваемом сечении понура;

— толщина понура;

— допускаемый градиент (для глин — 6 ÷ 8; для суглинков — 4 ÷ 5),

при этом минимальная конструктивная толщина в верхнем конце назначается равной 0, 75 м, у плотины — 1 ÷ 2 м.

Глинобетонные понуры конструктивно выполняются также, как и глиняные, с отличием в основном непроницаемом материале — глинобетоне, который представляет собой смесь глины (20 ÷ 25 %), песка (30 ÷ 40 %) и гравия (35 ÷ 40 %). Такой понур меньше подвержен пучению при строительстве в зимнее время.

Рис. 3.16. Схема конструкции понура из связного грунта

Поверх глиняных и глинобетонных понуров обычно отсыпается обратный фильтр толщиной 0, 15 ÷ 0, 25 м, поверх которого выполняется крепление из железобетонных плит толщиной 0, 2 ÷ 0, 5 м.

Анкерные понуры обычно состоят из железобетонных плит толщиной 0, 4 ÷ 0, 7 м, арматура которых соединена с арматурой нижней сетки фундаментной плиты тела плотины. Для создания гибкого шва между плотиной и понуром цементный бетон на участке примыкания к плотине заменяется армированным асфальтобетоном или армированным асфальтом, заключенным между деревянными настилами (рис. 3.17).

Рис. 3.17. Схема анкерного понура:
1 — надшпунтовая балка; 2 — битумные маты; 3 — три слоя досок на гидроизоле; 4 — битум; 5 — битумная мастика; 6, 7 — штрабельный бетон тела плотины; 8 — анкер; 9 — глина; 10 — железобетонная плита; 11 — шпунт