Проектирование ПФУ в теле и основании плотины

2.2.7 Проектирование ПФУ в теле и основании плотины

В грунтовых плотинах, теле которых выполнено из водопроницаемых грунтов, применяются противофильтрационные устройства.

Назначение их – уменьшить фильтрационные потери воды через тело плотины, а также повысить устойчивость низового откоса.

Основные противофильтрационные устройства в теле плотины – ядра, экраны диафрагмы. Для создания их применяют суглинки, глины, глинобетон, торф, находят применение и битумные составы, асфальтобетон, бетон и полимерные плёнки.

Плотина устраивается из малопроницаемого грунта (супесь) с

k_{ф осн}=0,3 = k_{ф т}, , ПФУ в теле плотины не устраиваем.

В основании грунтовых плотин часто залегают водопроницаемые скальные или нескальные грунты. Фильтрация через них может приводить к потерям воды из водохранилища, а также к опасным фильтрационным деформациям и, как следствие, к неравномерным осадкам основания и разрушению плотины. ПФУ в основании снижают фильтрационные расходы и обеспечивают фильтрационную прочность основания. ПФУ могут быть глухими (доходят до водоупора) или висячими (не доходят до водоупора).

Так как в основании плотины находится ПФУ в виде замка (зуб из связных грунтов до водонепроницаемого слоя с врезкой в последний на 0,5 – 1м) с коэффициентом фильтрации  (суглинок), который в несколько десятков раз меньше коэффициента фильтрации основания, то фильтрацией через основание плотины пренебрегаем. Расчётной схемой в таком случае будет плотина на водоупоре.

2.2.8 Расчёт фильтрации в теле и основании плотины

В соответствии со СНиП 2.06.05—84 фильтрационные расчеты следует выполнять для определения:

1.  фильтрационной прочности тела плотины, ее основания и берегов;

2.  расчета устойчивости откосов плотины и берегов;

3.  обоснования наиболее рациональных и экономичных форм, размеров и конструкций плотины, ее противофильтрационных и дренажных устройств.

В ходе выполнения расчетов, определяют:

1.  положение депрессионной кривой;

2.  фильтрационный расход воды через тело плотины и ее основание;

3.  скорости и градиенты напора фильтрационного потока в теле плотины, основании, а также в местах выхода фильтрационного потока в дренаж, в нижний бьеф, в местах контакта грунтов с различными характеристиками и на границах противофильтрационных устройств.

Фильтрационные расчёты грунтовых плотин ведут при следующих допущениях:

1.  грунт тела плотины принимается однородным и изотропным;

2.  водоупор считается водонепроницаемым и горизонтальным;

3.  рассматривается плоское движение фильтрационного потока, поэтому расчет ведем на один погонный метр;

4.  движение фильтрационного потока подчиняется закону Дарси.

В данном проекте расчёт производим по методу Замарина Е.А.

Ординаты кривой депрессии  при указанном на схеме, приведённый на рисунке 10, положение центра координат – точка  (при наличии воды в нижнем бьефе, т.е. при ) определяются по уравнению:

где  - глубина воды перед плотиной при НПУ

,

 - глубина воды со стороны нижнего бьефа при  

,

 - текущая координата;

 - расчётная длина, определяемая по выражению:

 - коэффициент, принимаемый равным 0,3…0,4;

 - длина захода кривой депрессии в дренаж, определяемая по выражению:

 - длина, определяемая по чертежу на миллиметровке; эта длина отсчитывается от уреза воды при НПУ до начала пересечения уровня воды нижнего бьефа с внутренним откосом дренажной призмы, .

При этом центр координат размещается на уровне верхнего бьефа на расстояние  от пересечения уровня воды верхнего бьефа при НПУ с верховым откосом тела плотины.

Для построения кривой депрессии задаемся значениями  в пределах от 0 до , а полученные значения ординат заносим в таблицу 5.

Таблица 5

Таблица для построения кривой депрессии

По полученным результатам на поперечном профиле плотины наносим депрессионную кривую (рис.7), положение которой исправляем визуально в месте её примыкания к верховому откосу пунктирной линией.

Фильтрационный расход через тело плотины  определяется по формуле Дюпюи:

где  - коэффициент фильтрации грунта тела плотины (принимается в соответствии с колонкой 8 таблицы задания на проектирование),

 - глубина воды со стороны нижнего бьефа,

Так как кривая депрессии приближается к низовому откосу ближе, чем на 2 м, то следует спроектировать дренаж в виде сочетания комбинированного и ленточного дренажа.

Фильтрация через основание плотины:

Т – активная глубина фильтрации

Суммарный фильтрационный расход:

Похожие работы

Головной гидроузел с каменно-земляной плотиной и водосбросным сооружением

Скачать

99056

16

20

... - плотность воды; V - объем защемленного в грунте воздуха в долях 1,0 (в глине 0,03, суглинке 0,04, супеси 0,05, лёссе 0,07); Wрасч - расчетная влажность грунта (в долях 1,0). Обычно в каменно-земляных плотинах 1 и 2 классов расчетное значение плотности глинистого грунта при укатке γсухрасч принимается не менее γсухмакс по стандартному Проктору. Вместо формулы (6.69) для определения ...

Прогнозирование последствий чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях Павловской ГЭС

Скачать

193255

15

1

... , чрезвычайные ситуации на которых могут привести к большим человеческим жертвам и значительному материальному ущербу. 2.  Для расчета последствий чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях Павловской ГЭС, проведена оценка состояния сооружений и рассмотрено местоположение данного объекта. Показано, что некоторые сооружения Павловского гидроузла находятся в изношенном состоянии, ...

Гидротехнические водохозяйственные сооружения

Скачать

43932

3

0

... гидротехнических сооружений: - обеспечение безопасного забора воды из источника водоснабжения, наблюдение и уход за гидротехническими сооружениями и обеспечение их сохранности (от воздействий льда, воды, деформаций грунта и пр.); - Ремонт, восстановление, реконструкция гидротехнических сооружений; - борьба с потерями воды в прудах и каналах; - разработка и осуществление мероприятий по пропуску

Водохозяйственная система с водохранилищем многолетнего регулирования стока и каналом межбассейновой переброски

Скачать

57687

26

7

... 164,54 — Таким образом, для дальнейшего проектирования с учетом округления принимаем ▼Гр=165м   6.2 Построение диспетчерского графика водохранилища многолетнего регулирования   После того как запроектирована водохозяйственная система, определены ее основные технико-экономические показатели, основной задачей становится определение режима её функционирования в течение пускового периода ...