Плотина из местных материалов Советский патент 1981 года по МПК E02B7/06 

(54) ПЛОТИНА ИЗ МЕСТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

t

Изобретение относится к плотинам из местных материалов, выполненным, преимущественно, из однородного связного грунта и возводимым главным образом на участках со слабыми грунтами в основании или на подрабатываемых территориях.

Известны плотины из местных материалов, выполненные с противофильтрационной диафрагмой из пленочных материалов 1.

Известны также плотины из местных материалов, в которых в зоне контакта тела плотины с другими сооружениями связной грунт заменяется несвязным 2.

Наиболее близкой к предлагаемой является плотина из местных материалов, выполненная из однородного связного грунта, с противофильтрационной диафрагмой 3.

Недостатками известных плотин из однородного связного грунта является их низкая надежность при неравномерных деформациях основания, что часто приводит к авариям.

Это объясняется тем, что в результате неравномерной осадки по всей длине земляной плотины внутри нее, особенно в зоне водопропускного сооружения, а также и на отдельных ее участках (обычно со слабыми грунтами в основании, то есть либо в зоне контакта слабого грунта в основании с прочным, либо на остальной части участка со слабыми грунтами в оснований) появляются трещины, которые некоторое время остаются раскрытыми, что характерно для пойменных участков и усугубляется неравномерной загрузкой основания плотины на различных участках его, особенно в зоне водопропускного сооружения. Это подтверждают исследования по осадке земляных плотин прудов, проведенные в 1975-1977 гх. в совхозах «Логоза Логойского района Минской области и «Климовичский Климовичского района Могилевской области. Появление трещин в земляных плотинах из связных грунтов чаще всего наблюдается

5 в весенний период (особенно при резкой смене зимнего периода весенним), когда земляная плотина работает при максимальном напорном горизонте воды и внутри, а также в основании ее происходят сложные процессы. Расщирение старых и появление новых трещин в этот период в больщинстве случаев приводит к аварии с образованием прорана в теле земляной плотины в зоне водопропускного сооружения или на участке земляной плотины (обычно со слабыми грунтами в основании) и чаще всего к разрушению самого водопропускного сооружения. Целью изобретения является повышение надежности плотины при неравномерных деформациях основания плотины. Поставленная цель достигается тем, что известная плотина из местных материалов, преимущественно из однородного связного грунта, выполнена с поперечными деформационными швами из несвязного материала, каждый из которых может быть снабжен противофильтрационной диафрагмой. Кроме того, на участках контакта связного и несвязного грунтов могут быть выполнены диафрагмы сопряжения, например, из связного грунта. На фиг. 1 изображена плотина из местных материалов, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху без засыпки из несвязного грунта; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 1. Земляная плотина выполнена из связного грунта 1, замененного по всему поперечному сечению в зоне водопропускного сооружения 2, и на отдельных участках (обычно СО слабыми грунтами в основании) несвязным непучинистым грунтом 3, образующим деформационные швы. Связный грунт соединен с несвязным грунтом посредством диафрагм сопряжения 4 из связного грунта. Участки земляной плотины, выполненные из связного грунта, покрыты поверху несвязным непучинистым грунтом 5 (обычно песчаным) толщиной, равной глубине промерзания грунта на данной территории. На участках земляной плотины, выполненных из несвязного непучинистого грунта, устраиваются противофильтрадионные диафрагмы 6. Таким образом, в зоне водопропускного сооружения связной грунт полностью заменяется несвязным непучинистым грунтом (обычно песчаным) на расстоянии, отсчитыьаемом по обе стороны от боковых стенок водопропускного сооружения до оснований оставшихся частей земляной плотины из связного грунта. Расстояние от боковой стенки водопропускного сооружения до подошвы части земляной плотины из связного грунта зависит от равномерности осадки земляной плотины и принимается минимальным, равным наибольшей высоте земляной плотины, и для каждого конкретного случая определяется расчетом. В основу этого расчета должно быть положено определение расстояния, в пределах которого ожидается резкое увеличение осадки земляной плотины, вызванное давлением самой земляной плотины, наличием под ней слабого основания и влиянием осадки водопропускного сооружения. Расчет, таким образом, будет сводиться к определению расстояния до резкого зменения осадки по обе стороны водопроускного сооружения. Расстояние от боковой тенки до подошвы земляной плотины из вязного грунта следует брать с некоторым апасом (например, на 25% больше расчетого) . Расстояние от левой стороны водоропускного сооружения до подошвы части емляной плотины из связного грунта в обем случае будет неравно расстоянию от равой стороны водопропускного сооружеия до подошвы другой части земляной плоины из связного грунта. На отдельных участках (в основном со лабыми грунтами в основании) связной рунт также полностью заменяется несвязым непучинистым грунтом (обычно песчаым) на расстоянии, определяемом по указанной выше методике, если расчеты покажут недопустимую осадку, которая может привести к трешинообразованию внутри земляной плотины. Для обеспечения надежного сцепления связного грунта е несвязным и предотврашения возможной контактной фильтрации на контактах связного грунта с несвязным служат диафрагмы 4, являющиеся продолжением частей земляной плотины из связного грунта. Каждая из этих диафрагм может, например, представлять собой четырехгранную правильную призму, размер основания которой 1 X 1 м, а высота равна длине откоса части плотины из связного грунта в контактной зоне. Диафрагмы, например, могут располагаться по обе стороны гребня земляной плотины, начинаясь с верхового И низового откосов. при необходимости уменьшения фильтрационного расхода через части земляной плотины из Несвязных непучинистых грунтов со стороны верхнего бьефа устраивают противофильтрационные диафрагмы 6 из маловодопроницаемых или водонепроницаемых материалов (например, из полиэтиленовой пленки). Для лучшего соединения связного грунта 1 и диафрагм 4 с несвязным непучинистым грунтом 3 необходимо производить их отсыпку и уплотнение с разбежкой в один слой друг от друга для того, чтобы избежать перемещивания связного грунта с несвязным. Рекомендуется сначала отсыпать слой связного грунта нормативной толщины и уплотнить его, затем отсыпать второй слой связного грунта и первый слой, несвязного грунта. Уплотнив первый слой несвязного грунта, уплотняют второй слой связного грунта и т. д. Желательно для уплотнения связных и несвязных грунтов пользоваться не одним и тем же механизмом, что увеличит вероятность их несмещения. Во время отсыпки земляной плотины необходимо тщательно контролировать плотность грунтов в контактной зоне, чтобы она была не ниже плотности грунтов по плотине. Заложение отко