Каменно-набросная плотина и способ ее возведения Советский патент 1993 года по МПК E02B7/06 

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к конструкциям каменно-набросных плотин и способам их возведения в условиях существующих водохранилищ.

Цель изобретения - упрощение производства работ, снижение стоимости и повы- шение их эффективности за счет недопущения ухудшения экологической обстановки в водоеме.

На фиг.1 приведен поперечный разрез по оси плотины; на фиг.2 - поперечный разрез по оси ядра.

Тело плотины 1 состоит из каменной наброски, переходные зоны 2 и верхняя часть 3 составленного ядра выполняются из мелкой фракции горной массы, нижняя часть А ядра отсыпается из окомкованных глинистых грунтов. В основании плотины выполнена цементационная завеса 5, а в теле - противофильтрационная завеса 6 по типу стена в грунте.

Эти завесы выполняются с целью ограничения фильтрации воды в период эксплуатации из Существующего водохранилища в отторгаемую от него акваторию.

Для создания единого противофильтра- ционного фронта завесы основания и тела плотины необходимо надежно сопрячь. Осуществить сопряжение можно с помощью йижней части ядра из глинистого грунта, но сопряжение завес в водной среде на большой глубине связано с трудностями назначения размера узла сопряжения и подбором материала для выполнения этого узла. Материал должен быть мягкопластичной полутвердой консистенции, вязким, чтобы под водой плотно прилегал и заполнял впадины неровного основания и, к тому же, был филь- трационно прочным. Он должен держать напор, создаваемый в скважинах при возведении цементационной завесы в основании, в то же время фильтрационно не разрушаясь от этого напора.

Если цемзавесу выполняют в основании плотины, которую возводят насухо, то напор создается под защитой бетонной подушки. Величина напора в скважине принимается обычно в пределах НСкв 2,0-2,5 атм. Этот напор тратится на преодоление трения в трещинах и порах грунтового основания и на вытеснение воздуха из пор и щелей.

При выполнении цемзавесы в основании плотины, возводимой в водной среде, создаваемый напор в скважине тратится на преодоление трения в трещинах и порах грунта основания и на вытеснение зажатого воздуха и поровой воды , а также на преодоление гидростатического напора наполненного водоема,

В этом случае напор в скважине необходимо принимать в несколько раз больше в сравнении с напором в скважине при цементации насухо.

5Поэтому чтобы нижняя часть ядра, выполненная из глинистых грунтов, не разрушалась, размер ее должен быть достаточным и принимается по высоте

10

(0,08-Ь,13)Нскв.

по ширине Ьядр 5: 2 5ядр, где Нскв. - напор, создаваемый в скважине при цементации основания; Кз - коэффициент запаса для условий ведения цементационных работ в водной среде. Рекомендуется принимать Кз 1,5- 2,5.

Способ возведения каменно-набросной

плотины такой .конструкции осуществляют

следующим образом.

Вначале отсыпается в воду на основание наклонный слой омоноличенных глини- стых грунтов, предварительно уплотненных в блоках до состояния предельной плотности. Затем производят пионерным способом с гребня насыпи отсыпку мелкой фракции горной массы на слой глинистого грунта до тех пор, пока у рнования слоя мелкой фракции горной массы высоты нижнего глинистого слоя не достигнет (5ЯДра. Далее опять с гребня насыпи производят отсыпку пионерным способом по откосу горной массы следующего наклонного слоя

омоноличенных глинистых грунтов, и процесс повторяется. При этом у границы сопряжения нижнего и верхнего слоя составного ядра образуется гребенка.

Данный способ с использованием пионерной отсыпки грунта в воду позволяет выполнить ядро плотины из двух частей: с нижней частью из омоноличенных глинистых грунтов заданных параметров (высотой не менее бядра и шириной b ядра 2 д ядра) и

верхней части из мелкой фракции горной массы. При этом достигается упрощение производства работ и снижение стоимости, обеспечивает надежное сопряжение ядра с основанием, не допускается ухудшение экологической обстановки в водоеме.

Формула изобретения 1. Каменно-набросная плотина, возводимая преимущественно в водоеме, включающая верховую и низовую призмы из каменной наброски и противофильтрацион- ные элементы в виде ядра и цементационной завесы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения производства работ и

снижения стоимости, ядро плотины выполнено составным, верхняя его часть содержит мелкую фракцию горной массы, а нижняя часть выполнена из окомкованного глинистого грунта, доведенного до состояния предельной плотности, высотой, определяемой из соотношения

5Ядр Кз(0,08-0,13)Н«в. где Нскв - напор в скважине при возведении цементационной завесы в трещиноватом скальном основании;

Кз - коэффициент запаса.

2. Способ возведения каменно-наброс- ной плотины преимущественно в водоеме , включающий пионерную отсыпку в воду глинистого грунта и мелкой фракции горной массы, отличающийся тем, что. с целью

0

5

упрощения производства работ и повышения их эффективности за счет недопущения ухудшения экологической обстановки в водоеме, отсыпку составного ядра плотины производят наклонно пересекающимися слоями с чередованием глинистого грунта и мелкой фракции горной массы, при этом первоначально отсыпают в воду наклонный слой омоноличенных глинистых грунтов, уплотненных в блоках до состояния предельной плотности, а отсыпку мелкой фракции горной массы на слой глинистого грунта производят до достижения у основания слоя горной массы высоты нижнего глинистого слоя составного ядра с образованием гребенки у границы сопряжения нижнего и верхнего слоев составного ядра.

Использование: к области гидротехнического строительства, а именно к конструкциям каменно-набросных плотин и способам их возведения в условиях существующих водохранилищ. Существо изобретения: в теле плотины 1, состоящей из каменной наброски переходной зоны 2, ядро выполнено составным, верхняя часть 3 которого содержит мелкую фракцию горной массы, а нижняя часть 4 выполнена из окомго лект ехий. роH И- И иуки сттеиз д 3 ой мкованного глинистого грунта, доведенного до состояния предельной плотности, и имеет высоту, определенную соотношением 5ядр К(0,08-0.13)Нскв, где НСкв - напор в скважине при воздействии цементационной завесы в трещиноватом скальном основании; Кз - коэффициент запаса. При возведении плотины вначале отсыпается в воду на основание наклонный слой омоно- личенных глинистых грунтов, уплотненных в блоках 10 состояния предельной плотности. Затем производят пионерным способом с гребня насыпи отсыпку мелкой фракции горной массы на слой глинистого грунта до тех пор, пока у основания слоя мелкой фракции горной массы на слой глинистого грунта до тех пор, пока у основания слой мелкой фракции горной массы высота нижнего гли- . нистого слоя не достигнет 5ядр. Далее опять с гребня насыпи производят отсыпку пионерным способом по откосу горной массы следующего наклонного слоя омоноличен- ных глинистых грунтов, и процесс повторяется. При этом у границы сопряжения нижнего и верхнего слоя составного ядра образуется гребенка. 2 с.п.ф-лы. 2 ил. А-А (Л С 00 О кэ о 00 iO

Фиг.1