Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Противофильтрационное давление и противофильтрационные устройства в основании плотин

Фильтрационное противодавление.

Эпюры противодавлений по контакту плотины со скальным основанием при наличии противофильтрационных завес (ПФЗ) и дренажных устройств приведены на рисунке 2.15.

Значение остаточного фильтрационного противодавления в долях от расчетного напора по оси ПФЗ А3 и по оси дренажных устройств принимают по таблице 2.2.

Построение эпюры взвешивающего противодавления WB выполняют так же, как и в сооружениях на грунтовых основаниях. Силу фильтрационного противодавления (на 1 м длины сооружения) определяют как площадь эпюры, умноженной на удельный вес воды. Суммарное противодавление вычисляют по формуле:


Противофильтрационные мероприятия в основании плотин (см. 7.1 и 7.2). В качестве противофильтрационных мероприятий применяют завесы (ПФЗ) в виде буровых скважин, в которые нагнетают цементный или иной раствор, или бетонные стенки; применяют и комбинированные завесы.


В малотрещиноватых породах главным противофильтрационным устройством служит дренаж, при значительном водопоглощении необходимо устройство завесы. Фильтрационные свойства скального основания существенно зависят от напряженно-деформированного состояния. Под действием растягивающих напряжений могут возникнуть зоны разуплотнения, зоны сжатия могут стать водонепроницаемыми.

На практике глубина ПФЗ составляет обычно 0,5... 1 Н.

На плотине Мовуазен (Швейцария) высотой 236 м глубина завесы равна 220 м.

Толщину цементационной завесы назначают из условия обеспечения допускаемых градиентов на завесе, где максимальный градиент

При незначительной толщине проницаемых пород завесу доводят до кровли водонепроницаемых пород — до зоны с удельным водопоглощением буровой скважины q, принимаемым в зависимости от напора на сооружение Н: 30...100 0,03 напора в теле завесы /max приближенно равен разности давлений фильтрационного потока Н (до и после завесы), деленной на ее толщину:


Число рядов скважин принимают из условия обеспечения толщины завесы I. Обычно предусматривают местное усиление завесы дополнительными рядами неглубоких скважин, располагаемых у подошвы около напорной грани или в пределах самой завесы (сопрягающая цементация).

Расстояние между рядами скважин и между скважинами в ряду принимают обычно от 1,4...2 до 3...4 м. Оно зависит от степени трещиноватости скалы. Диаметр скважин равен 45...76 мм (до 100 мм). Цементация эффективна при ширине раскрытия трещин >0,1 мм. Давление нагнетания (1... 3 МПа) зависит от консистенции раствора и ширины трещин. При отсутствии пригрузки бетона, например в береговой завесе, цементацию начинают при небольшом давлении а;0,05 МПа).


Противофильтрационная завеса может быть вертикальной и наклонной (при вертикальных или близких к вертикальным трещинах). Допускаемые градиенты для противофильтрационных завес приведены в таблице 2.3.



В слабых породах, не допускающих высоких давлений нагнетания, и в полускальных с глинистым заполнителем трещин целесообразно устройство противофильтрационных стенок: непрерывных траншейных шириной 0,3...1 м из глины или глиноцемента или в виде подсекающих друг друга буровых скважин d 60...100 см, заполняемых бетоном или глиноцементным раствором.


В скальных основаниях, сложенных легковыщелачиваемыми веществами, например гипсом, ангидридом, каменной солью, возможна химическая суффозия. Для недопущения деформаций, связанных с химической суффозией, применяют специальные меры — глубокие противофильтрационные завесы, доходящие до нерастворимых пород, наклонные завесы, отклоняющие фильтрационный поток от участков, где должна быть исключена суффозия. Применяют также дренажи в конце понура и тем самым перехватывают фильтрационный поток, исключая его воздействие на участки основания за дренажем, в которых может быть химическая суффозия. Используют также два ряда завес при расстоянии между ними. В этом случае фильтрационный поток будет идти с некоторым приближением от острия одной завесы к острию другой, не поступая в пространство между ними. Схемы мероприятий по борьбе с химической суффозией приведены на рисунке 2.16.

Гидротехнические сооружения/Н.П. Розанов, Я.В. Бочкарев, В.С. Лапшенков и др.; Под ред. Н.П. Розанова. — М.: Агропромиздат, 1985. — 432 с.

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики