ГРУНТОВАЯ ПЛОТИНА Российский патент 1997 года по МПК E02B7/06 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к грунтовой плотине с диафрагмой из бетона (железобетона).

Известна грунтовая плотина, включающая упорные призмы и водонепроницаемую бетонную диафрагму, жестко заделанную в основание [1]
Недостатком известной плотины является ее недостаточная надежность из-за высоких напряжений в диафрагме, обусловленных податливостью грунтового материала.

Известна грунтовая плотина, включающая упорные призмы и бетонные фундамент и водонепроницаемую диафрагму, расположенную над фундаментом и отделенную от него швом скольжения и разделенную по длине поперечными швами на секции [2]
Недостатком такой плотины является также ее недостаточная надежность из-за больших горизонтальных перемещений диафрагмы вследствие того, что практическая вся гидростатическая нагрузка с диафрагмы передается на грунтовый материал, прилегающий непосредственно к диафрагме, и как следствие большие прогибы, трещинообразование с раскрытием швов, существенный сдвиг диафрагмы по основанию.

Цель изобретения повышение надежности плотины за счет уменьшения горизонтальных перемещений диафрагмы путем уменьшения величины гидростатической нагрузки, передаваемой диафрагмой на грунтовый материал, прилегающий непосредственно к диафрагме.

Цель достигается тем, что в известной грунтовой плотине, включающей упорные призмы и бетонные фундамент и водонепроницаемую диафрагму, расположенную над фундаментом и отделенную от него швом скольжения и разделенную по длине поперечными швами на секции, согласно изобретению, плотина снабжена расположенными с низовой от диафрагмы стороны упорными элементами, выполненными в виде длинномеров, одни концы которых через опорные элементы уперты в диафрагму и отделены от нее вертикальными швами скольжения, а другие концы через опорные элементы уперты в материал низовой призмы.

Дополнительно:
по длине длинномеры выполнены цельными или составными, по высоте плотины длинномеры расположены ярусами;
поперечные швы диафрагмы пересекаются опорными элементами;
длинномеры попарно опорными элементами объединены в единую конструкцию в виде рамы;
рамы в ярусах по ширине плотины расположены в один или более рядов.

Сущность изобретения заключается в том, что гидростатическая нагрузка с диафрагмы посредством длинномеров более равномерно передается практически на весь объем грунта низовой призмы плотины, обладающего высоким запасом устойчивости на сдвиг. Одновременно опорные элементы длинномеров пересекают поперечные швы диафрагмы и тем самым повышают надежность швов за счет предотвращения неравномерности горизонтальных перемещений диафрагмы на стыке ее смежных секций. При этом длинномеры не препятствуют уплотнению материала низовой призмы.

На фиг. 1 изображена плотина с бетонной диафрагмой, поперечный разрез; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1 (горизонтальное сечение).

Грунтовая плотина включает упорные призмы верховую 1 и низовую 2, бетонный фундамент 3 в скальном основании 4 и водонепроницаемую бетонную (железобетонную) диафрагму 5, отделенную от фундамента 3 швом скольжения 6 и разделенную по длине поперечными швами 7 на секции 8. Дополнительно плотина снабжена расположенными с низовой от диафрагмы стороны упорными элементами, выполненными в виде длинномеров 9, одни концы которых через опорные элементы 10 уперты в диафрагму 5 и отделены от нее вертикальными швами скольжения 11, а другие концы через опорные элементы 12 уперты в материал низовой призмы 2. Длинномеры 9 выполнены цельными или составными, по высоте плотины расположены ярусами, а опорные элементы 10 пересекают поперечные швы 7 диафрагмы 5.

Длинномеры попарно опорными элементами 10 и 12 объединены в единую конструкцию в виде рамы 13, при этом длина опорных элементов 10 и 12 превышает ширину рамы, а сами рамы 13 по ширине плотины расположены в верхних ярусах в один ряд, а в нижних ярусах в два ряда. При этом яруса с рамами 13 располагают по одному между горизонтальными строительными швами 14, разделяющими диафрагму 5 по высоте на блоки бетонирования, а длинномеры 9 рам 13 второго ряда размещают на одной линии с длинномерами 9 рам 13 первого ряда. Плотность при стыковке рам второго ряда к рамам первого ряда обеспечивается заполнением зазора между их опорными элементами цементным раствором. Швы скольжения 11 образованы путем нанесения битумной обмазки на боковую поверхность диафрагмы 5, которая выполняется из монолитного или сборного бетона (железобетона).

По мере накопления в теле плотины осадков упорные рамы 13 по швам скольжения 11 беспрепятственно опускаются вниз вместе с вмещающим их грунтом. После наполнения водохранилища гидростатическое давление воды со стороны верхнего бьефа воспринимается диафрагмой 5 передается ею на грунт низовой призмы 2. При этом посредством длинномеров 9 через их концевые опорные элементы 12 часть нагрузки от воды передается на более удаленный от диафрагмы 5 грунт, обладающий высоким запасом устойчивости на сдвиг, чему способствует смещение диафрагмы в сторону верхнего бьефа от оси плотины. В результате чего существенно уменьшается давление диафрагмы на грунт непосредственно к ней примыкающего, а следовательно, уменьшаются и горизонтальные деформации диафрагмы и как следствие повышается надежность плотины.

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в грунтовых плотинах с диафрагмой из бетона. Сущность изобретения: грунтовая плотина с бетонной диафрагмой 5 с низовой от диафрагмы стороны снабжена упорными элементами в виде длинномеров 9, одни концы которых через опорные элементы 10 уперты в диафрагму и отделены от нее вертикальными швами скольжения, а другими концами через опорные элементы 12 уперты в материал низовой призмы 2. Длинномеры 9 выполнены цельными или составными, по высоте плотины расположены ярусами, а опорные элементы 10 пресекают поперечные швы диафрагмы 5. Опорными элементами 10 и 12 длинномеры 9 попарно объединены в раме, которые по ширине плотины расположены в верхних ярусах в один ряд, а в нижних - в два ряда. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Грунтовая плотина, включающая верховую и низовую упорные призмы, бетонный фундамент и бетонную водонепроницаемую диафрагму, расположенную над фундаментом, отделенную от него швом скольжения и разделенную по длине поперечными швами на секции, отличающаяся тем, что она снабжена расположенными с низовой от диафрагмы стороны упорными элементами, выполненными в виде длинномеров, одни концы которых через опорные элементы уперты в диафрагму и отделены от нее вертикальными швами скольжения, а другие концы через опорные элементы уперты в материал низовой призмы, при этом опорные элементы установлены с опиранием в смежные относительно поперечных швов участки диафрагмы. 2. Плотина по п.1, отличающаяся тем, что длинномеры по длине выполнены цельными или составными, а по высоте плотины расположены ярусами. 3. Плотина по п. 1, отличающаяся тем, что длинномеры попарно опорными элементами объединены в отдельные конструкции в виде рам. 4. Плотина по п.3, отличающаяся тем, что рамы в ярусах по ширине плотины расположены в один или более рядов.