ГРУНТОВЫЕ ВОДОСЛИВНЫЕ ПЛОТИНЫ
Один из путей повышения экономической эффективности гидроузлов с грунтовыми плотинами - строительство таких плотин или строительных перемычек, которые пропускали бы паводковые расходы.
Впервые такая плотина была предложена Н. П. Пузыревским в 1926 г. (рис. 5.63, а). Часть расхода в ней проходит через каменную наброску в виде фильтрационного потока, а другая часть — переливом через гребень и низовой откос.
Улучшенный тип таких плотин высотой 7...10 м разработан Н. Н. Беля- шевским (рис. 5.63,6). Каменная наброска защищена в них бетонными плитами, упирающимися с верховой стороны в оголовок, а с низовой— в упорный блок. Плиты толщиной 0,4... 0,6 м соединены арматурой. Отвод фильтрующей воды осуществляется через дренажные отверстия.
Грунтовая водосливная плотина с низовым откосом, покрытым клиновидными перфорированными плитами на трехслойном обратном фильтре, была 5.63,в). Принципы проектирования этой плотины следующие: откосы плотины должны быть пологими (1 : 7... 1 :10) и устойчивыми при переливе воды через нее; верховой откос конструируют и укрепляют аналогично по- нурам водосливных плотин; гребень закрепляют бетонным порогом, низовой откос — чешуйчатым покрытием из клиновидных плит на обратном фильтре; сопряжение переливающегося потока с нижним бьефом осуществляют по типу поверхностного прыжка; депрессионную кривую в случаях отсутствия перелива заглубляют внутренними дренажами так, чтобы не было промерзания откосов. Такие плотины были запроектированы для напоров до 26 м и удельных расходов до 40..60 м3/с. Дренажные отверстия в плитах выравнивают давления на верхней и нижней поверхностях плит.
Грунтовая водосливная плотина П. И. Гордиенко была построена на опытном участке гидроузла Днепрогэс-I I и других гидроузлах. Плиты были уложены в шахматном порядке. Тонкая лобовая часть плиты имела толщину 10 см и более, на низовом торце плиты ее толщина возрастала в 1,5...2,5 раза. Реализация сопряжения поверхностным режимом осуществлялась с помощью устройства в конце закрепленного откоса носка-уступа при скальном основании или носка-ковша при нескальном.
Расходы через грунтовую плотину пропускают в виде кратковременных сбросов по откосам, закрепленным пленочными материалами (стабилизированным полиэтиленом). Полотнища пленки заанкеровывали в тело плотины и укладывали внахлест по откосу. Поверх пленки рекомендуется отсыпать грунт слоем 1 ...1,5 м для защиты ее от механических и климатических воздействий. Гребень плотины закрепляли железобетонным покрытием.
Перелив через грунтовую перемычку или плотину можно осуществить и при отсыпке по низовому откосу наброски из отборного камня и негабаритов. Максимальный удельный расход при переливе через такую плотину можно определить по зависимости:
Низовой откос от размыва можно предохранить устройством ряжевого крепления шш армированием каменной наброски. Примером армированного крепления является крепление низового откоса гидроузла Орд в Австралии (рис. 5.63, г). Гребень и низовой откос были закреплены слоем камня толщиной 1,8 м при средней крупности камня 1 м, пустоты были заполнены более мелкими камнями, наброска закреплена сеткой из арматурных стержней диаметром 25 мм с шагом в направлении потока 1,3 м и в поперечном направлении 0,42 м, а также сеткой с ячейками 0,152x0,152 м. Сетки крепили анкерами. Известны примеры крепления переливных перемычек на гребне и откосах габионами (рис.5.63, д). Недостаток армированных креплений — возможность нарушения анкеровки и армосеток ударами льдин, сбрасываемых вместе с водой в зимнее время.