Дренажи грунтовых плотин
Дренажами называют устройства, предназначенные для отвода воды и имеющие повышенную водопроницаемость по отношению к контактируемому с ним грунту. Дренаж состоит из двух частей: приемной и отводящей. Задачи дренажей — понижение отметок кривой депрессии и недопущение выхода фильтрационного потока на низовой откос. Их применяют для дренирования тела плотины и основания, а также для перехвата фильтрационного потока, обтекающего плечи плотины. Отсутствие дренажей в плотине должно быть всесторонне обосновано.
Местоположение дренажей и их типы устанавливают, исходя из условий устойчивости низового откоса. Приемную часть дренажа целесообразно приближать к оси плотины, но в этом случае будет больше объем работ по дренажу, увеличатся градиенты напора, возрастут фильтрационные потери воды и несколько усложнится эксплуатация.
Нормальная работа дренажей обеспечивается, если приемная часть их расположена выше уровня воды в нижнем бьефе. Начало дренажа располагают на таком расстоянии от подошвы плотины низового откоса, чтобы было обеспечено расстояние от кривой депрессии до плоскости низового откоса более глубины промерзания. Основными конструкциями дренажей будут наслонный, дренажная призма (банкет), комбинированный, плоский горизонтальный, ленточный, трубчатый горизонтальный и вертикальный.
Наслонный дренаж (рис. 5.17,а). Он не понижает кривую депрессии, а только предохраняет низовой откос в месте выхода фильтрационного потока от возможных фильтрационных деформаций и представляет обратный фильтр, уложенный по низовому откосу. Отметка верха дренажа должна находиться выше точки выхода кривой депрессии на откос и в то же время выше высоты наката ветровой волны от уровня нижнего бьефа.
Дренажная призма (рнс 5.17,6). Она нашла широкое применение в грунтовых плотинах благодаря простоте конструкции; работе при любых переменных уровнях воды в нижнем бьефе; дренированию как тела плотины, так и части основания; использованию как перемычки при пропуске строительного расхода. Недостаток дренажной призмы — относительно большой объем камня.
Заложение наружного откоса дренажа т.бр задают из условия устойчивости (обычно 1,5); внутреннего тдр — из условия положения точки А, определяемой расчетом при заданном значении а.
Верх призмы располагают выше уровня воды в нижнем бьефе. Высота призмы обычно составляет до 0,2 Н„я.
Дренажная призма может применяться и в сочетании с наслонным дренажем (рис. 5.17,в).
Плоский горизонтальный дренаж (рис. 5.17,г). Его выполняют в виде постели, в которой грунты уложены по типу обратного фильтра как со стороны основания плотины, так и ее тела; находят расчетом, используя методику подбора обратных фильтров.
Плоский дренаж приметни при отсутствии воды в нижнем бьефе. При кратковременном повышении уровня воды в приемной части дренажа предусматривают наклонный или вертикальный участок, соединенный с постелью (рис. 5.17)
Достоинство плоского дренажа — простота выполнения, механизация укладки дренажного материала, а также хорошее дренирование основания.
Ленточный дренаж (рис. 5.17, е). Он является разновидностью плоского дренажа. Здесь вместо сплошной постели выполняют узкую ленту (приемная часть), а нормально к ней дают отводящую часть, также в виде узкой ленты.
Дренажная призма в сочетании с ленточным дренажем (рис. 5.17,ж). Такое сочетание позволяет снизить затраты на устройство дренажа. При отсутствии воды в нижнем бьефе работает ленточный дренаж, при этом обеспечивается необходимое расстояние а. В случае кратковременного и незначительного повышения уровня воды в нижнем бьефе включается в работу дренажная призма.
Трубчатый горизонтальный дренаж (рис. 5.17, з). Приемную часть дренажа выполняют из перфорированных труб, укладываемых параллельно подошве откоса, следуя за ее изгибами н обеспечивая при этом односторонний уклон. Диаметр труб определяют расчетам (ври безнапорном режиме), из производственных условий применять трубы диаметром менее 0,2 м нерекомендуется. По периметру приемной части трубы укладывают обратные фильтры. Из приемной части дренажа вода отводится неперфорирован- ными трубами в нижний бьеф. Разработаны сборные трубы из пористого бетона, работающие без обратных фильтров.