Диафрагма грунтовой плотины а.а.равкина Советский патент 1993 года по МПК E02B3/16 

-И

Qfof $

00

W 00

w о

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при проектировании и возведении грунтовых плотин с негрунтовыми противофильтрэционными элементами, а именно диафрагмами из сборных элементов.

Цель изобретения - повышение надежности, экономичности и технологичности работ по возведению диафрагмы.

На фиг. 1 показан общий вид диафрагмы (разрез А-А на фиг.2); на фиг.2 - диафрагма в разрезе (разрез 5-Б на фиг.1); на фиг.З - узел I на фиг.2 (в увеличенном масштабе); на фиг,4 - разрез по В-В на фиг.З (вертикальные стыки); на фиг.5 - узел И на фиг.4 (в увеличенном масштабе). .

Диафрагма 1 грунтооой плотины 2 состоит из блоков-параллелепипедов 3. Параллелепипеды 3 сопряжены между собой в горизонтальных 4 и вертикальных 5 стыках,

Вертикальные стыки 5 (фиг.4) между соседними параллелепипедами выполнены в виде расширенных швов и поярусно совпадают. Это конструктивное решение делает диафрагму как бы состоящей мз отдельных секций, ширина которых равна длине блока-параллелепипеда.

Выполнение вертикального стыка в виде расширенного шва обусловлено тем, что вертикальные грани б параллелепипедов 3 выполнены корытообразными.

Горизонтальный стык 4 выполнен в виде пары выступ-выемка, где верхняя грань 7 нижележащего блока (выемка) выполнена в поперечном сечении корытообразной, а нижняя грань 8 вышележащего блока (выступ) выполнена выпуклой и повторяющей очертания выемки 7. :

Уплотнение в стыках между сборными блоками 3 выполнено составным. В состав уплотнения входят; нетпердеющал масса материала 9, набухающего от воды, а также упругоэластачные элементы 10 и 11. В качестве материала 9 предполагается материал, созданный на основе бентонита. Элемент 10 помещен на дно выемки 7, а элемент 11 - в расширенный шов вертикального стыка со стороны нижнего бьефа.

Горизонтальные стыки 4 со стороны верхнего бьефа закрыты призмами 12 из материала 9, а со стороны нижнего бьефа - призмами 13, выполненными также из материала 9 или другого глинистого материала. Грани сборных блокоа-пзраллелепипедов, обращенные к верховой и низовой призмам плотины 2, снабжены гидроизоляционным покрытием 14 и обмазкой 15 из глинистого материала.

Кроме того, обозначены: пунктиром 16 - поверхность уплотненной нетвердеющей массы материала 9 перед установкой на нее очередного блока следующего по высоте

яруса диафрагмы; пунктиром 17 - поверхность слоя грунта перед установкой блоков очередного по высоте яруса диафрагмы.

Диафрагма работает следующим образом.

Как показывают результаты анализа напряженно-деформированного состояния диафрагмы, она в процессе эксплуатации испытывает изгибные деформации. Изгиб- ные деформации реализуются в диафрагме

5 за счет некоторого наклона (поворота) сборных элементов-параллелепипедов относительно друг друга. В связи с тем, что в конструкции горизонтального стыка отсутствует жесткая связь между сборными бло0 ками, их повороту ничто не препятствует. Поворот одного блока относительно другого происходит в корытообразной выемке 7, в которую входит выступ 8. Так как выступ опирается на упругоэластичный элемент 10,

5 то связь по плоскости между сборными блоками (верхним и нижним) постоянно сохраняется, а сами блоки предохраняются от повреждений (сколов). Благодаря тому, что сохраняется связь блоков по плоскости, со0 храияется и уплотнение, препятствующее проникновению воды. Проходу воды препятствует также и масса уплотненного материала 9, которым первоначально (до установки верхнего блока) было заполнена

5 корытообразная выемка и который по мере опускания блока выдавливался, проникая во все неплотности горизонтального стыка, и заполнял их. По мере замачивания материл 9 набухает и образует вязкий нетверде0 ющий гель. Образующийся гель практически водонепроницаем для воды. Благодаря своей вязкости и подвижности он может как выдавливаться из стыка, так и снова проникать, в стык из резервных призм

5 12 и 13. Кроме того, резервные призмы 12 и 13 предназначены для защиты стыка при вертикальных осадках блоков диафрагмы, так как их размеры выбраны с таким расчетом, чтобы при осадках блоков стык был бы

0 закрыт этими призмами.

Повороту блоков не препятствует и вертикальный стык 5, выполненный в виде расширенного шва, Набухающий нетвердеющий материал 9, образующий

5 гель, препятствует проникновению воды в стык и не препятствует относительному перемещению двух соседних блоков. Выходу материала 9 из расширенного шва препятствует упругоэластичный элемент 11, который прижимается к стенкам блоков самим

материалом 9. Вертикальный межсекционный расширенный стык-шов не препятствует и взаимному вертикальному перемещению секций из-за неравномерной осадки основания диафрагмы.

На диафрагму 1 действует и сила трения грунта верховой и низовой призмы плотин 2. Диафрагма оказывается как бы обжатой грунтом с двух сторон, а сборные блоки - защемленными в грунте. Но при этом возможны неравномерные осадки грунта, разные по высоте зон плотины. Различие в осадках разных зон связано с разными причинами, в том числе, с погодными и сезонными условиями, с применением разных уплотняющих машин и т.п.

В предлагаемой диафрагме сила трения между диафрагмой и грунтом сведена к минимуму, так как боковые грани блоков снабжены обмазкой 15 из глинистого материала, который размокая, становится пластичным и обеспечивает относительное проскальзывание блоков диафрагмы и прилегающего к ней грунта. Наличие обмазки 15 гарантирует независимость диафрагмы от грунтовых призм и тем самым гарантируется ненарушение ее сплошности. Кроме того, глинистая обмазка 15 создает дополнительный уплотняющий эффект, кольматируя (забивая) частичками глинистого грунта возмож- ные трещины в гидроизоляционном покрытии 14 блоков 3, а также возможные ходы фильтрации в материале (бетоне) самих блоков.

Таким образом, благодаря выполнению уплотнения в стыках составным из упругоз- ластичного элемента и массы материала, набухающего от воды, удается отказаться от выполнения диафрагмы из асфальтобетона,

получить надежное по водонепроницаемо сти стыковое нежесткое сопряжение блоков друге другом, упростить организацию работ и тем самым обеспечить достижение по- ставленной цели, а именно повышение технологичности, экономичности и надежности сборной диафрагмы грунтовой плотины,

Формула изобретения

Диафрагма грунтовой плотины, состоящая из сборных блоков-параллелепипедов, уложенных ярусами по вертикали, и уплотнения в стыках между ними, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежнести, экономичности и технологичности работ по возведению диафрагмы, вертикальные стыки между соседними блоками каждого из ярусов выполнены в виде расширенных швов с совпадением стенок смежных по высоте блоков, горизонтальный стык выполнен в виде пары выступ-выемка нэ совмещаемых гранях блоков, где верхняя грань нижележащего блока выполнена в поперечном сечении корытообразной, уплотнение в стыках между сборными блоками выполнено составным из упругоэластично- го элемента и нетвердеющей массы материала, набухающего от воды, причем этот же материал уложен в виде призмы вдоль горизонтальных стыков между блоками со сторо- ны верхнего и нижнего бьефов, упругоэластичные элементы помещены в расширенный шов вертикального стыка со стороны нижнего бьефа и в горизонтальный

стык между блоками - на дно выемки, при этом грани блоков, обращенные к верховой и низовой призмам плотины, снабжены гидроизоляционным покрытием и обмазкой из глинистого материала.

Ц

Ґ/);

I &

/S///sss/////////// jX ///////////s

I &

Использование: в гидротехническом строительстве. Сущность изобретения: уплотнение в стыках 4 и 5 диафрагмы грунтовой плотины выполнено составным из упругоэластичного элемента и нетвердеющей массы материала, набухающего от воды. Нетвердеющий материал позволяет сопрягаемым блокам менять положение относительно друг друга. Вертикальные стыки 5 выполнены в виде расширенных швов и поярусно совпадают. Горизонтальный стык 4 выполнен в виде пары выступ-выемка, где верхняя грань нижележащего блока выемка выполнена в поперечном сечении корытообразной, а нижняя грань вышележащего блока выступа выполнена выпуклой и повторяющей очертания выемки. 5 ил.

ОС8Ш1