Лекция 3 Устройство бетонной водосливной плотины гравитационного типа на СКАЛЬНОМ основании Назначение схемы сопряжения бьефов водосбросных гравитационных плотин Плотина с донным режимом сопряжения Относительная Высота плотины, Схема сопряжения бьефов ширина створа м lch/h > 3 До 40 Донный гидравлический прыжок Незатопленный поверхностный прыжок* Св. 40 Отброс струй носками трамплинами lch/h 3 Любая Донный гидравлический прыжок Примечание: Сопряжение бьефов с помощью незатопленного поверхностного прыжка для плотин высотой более 40 м допускается при гидравлическом обосновании. lch — ширина ущелья по хорде на уровне гребня плотины, h — высота плотины.
Плотина с высоким уступом Совмещенная схема плотины и здания ГЭС 1 — сегментный затвор; 2 — водослив; 3 — машинный зал ГЭС; 4 — турбинный водовод в теле плотины
Основание плотин – разновидности скальных пород Магматические Интрузивные Эффузивные Гранит Метаморфические Базальт До 380 МПа Сиенит Сланец Гнейс Кварцит До 450 МПа Диабаз Осадочные Известняк Доломит До 320 МПа Габбро Порфирит До 200 МПа Песчаник До 320 МПа До 550 МПа До 100 МПа
Основание плотин Этапы подготовки скального основания под строительство плотины: 1. Удаление с поверхности скалы всех аллювиальных отложений. 2. Удаление поверхностного разрушенного слоя разборной скалы, т. е. скалы, которую можно удалить без применения взрывных работ. 3. Удаление оставшегося слоя трещиноватой скалы до проектной отметки — обычно до поверхности «здоровой» скалы. 4. Укрепление раздробленных участков (при необходимости) различными связями и конструкциями. 5. Подготовка основания к бетонированию путем его очистки от глинистых грунтов, грязи пыли мусора, следов масла. 6. Бетонирование первого слоя. 7. Цементация основания путем устройства в верховой зоне основания плотины в месте возможного возникновения растягивающих напряжений площадной связующей цементации, а в низовой части — укрепительной. Глубина связующей цементации обычно составляет 3÷ 5 м, а укрепительной — 7÷ 15 м. Диаметр скважин, через которые под давлением нагнетают цементный, цементно-глинистый или битумизированный раствор, составляет 40÷ 80 мм, а шаг скважин 1, 5÷ 4 м. Зубья-уступы фундаментной части плотины 1 — верховой подплотинный зуб; 2 — противофильтрационная завеса; 3 — траектория главных сжимающих напряжений
Противофильтрационная завеса и дренаж Облегченные разновидности гравитационных плотин С расширенными швами С продольной полостью у основания С анкеровкой верховой грани С заполнением местными материалами
ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ РЕЖИМ БЕТОННЫХ ПЛОТИН Фильтрацией называется движение жидкости в пористой или трещиноватой среде. Закон А. Дарси – 1856 г. - табл. 2 СНи. П 2. 06. 05 -84* Интересующие характеристики фильтрационного потока: -Давление в различных точках области фильтрации; -Скорости фильтрации в различных заданных точках области фильтрации; -Полный фильтрационный расход или частичные расходы фильтрационного потока; -Гидродинамическая сетка фильтрации или линии равных напоров. Вопросы, решаемые на основе фильтрационных расчетов бетонных плотин: -Проверка устойчивости в отношении размыва (суффозии) грунта в сооружении и его основания; -Определение устойчивости бетонных плотин на плоский сдвиг; -Определение размеров противофильтрационных устройств (экрана, понура, ядра, шпунтов и др. ); -Определение размеров дренажных устройств.
Методы определения параметров фильтрационного потока • • Гидромеханические методы; Метод электрогидродинамических аналогий (ЭГДА); Приближенные методы (метод фрагментов, метод коэффициентов сопротивления Чугаева Р. Р. , метод удлиненной контурной линии и др. ); Численные методы – метод конечных элементов (МКЭ). Метод коэффициентов сопротивления Чугаева Р. Р. Формула Павловского-Форхгеймера
Метод фрагментов Чугаева Р. Р. (метод коэффициентов сопротивления) Активная зона фильтрации соответствует такой фиктивной глубине залегания водоупора Tакт, при увеличении которой эпюра противодавления, значения выходного градиента и величина фильтрационного расхода не изменяются. Определение фиктивной глубины залегания водоупора При определении фильтрационного противодавления При определении выходных градиентов напора Величины коэффициентов сопротивления для различных фрагментов Для входных и выходных зон со шпунтом Для входных и выходных зон с уступом Максимальный выходной градиент напора 3 5 Для горизонтальных элементов 4 6 Удельный фильтрационный расход 7 1 2 При определении фильтрационного расхода Для входных и выходных зон без уступа и шпунта
ОЧЕНЬ приближенный способ удлиненной контурной линии В. Бляя
Построение эпюры фильтрационного противодавления для плотин на скальном основании Таблица 5 СНи. П 2. 06 -85 Плотины бетонные и железобетонные Виды плотин Значения Нas/Нd и Нdr/Нd при сочетании нагрузок на плотины основные и особые при ФПУ и нормальной работе особые в случае нарушения нормальной противофильтрационных и дренажных устройств работы противофильтрационных и дренажных устройств плотины с цементационной завесой плотины без плотины с цементационной плотины без цемен тацион ной завесой цемен тационной за весы завесы Нas/Нd Нdr/Нd Гравитационные без полостей у основания классов: I 0, 40 0, 20 0, 50 0, 30 0, 40 II 0, 40 0, 15 0, 50 0, 20 0, 30 III и IV 0, 30 0, 05 0, 35 0, 10 Гравитационные с продольной полостью у 0, 30 0, 10 0, 35 0, 15 0, 20 основания (черт. 7, в) I IV классов Гравитационные с расширенными швами и 0, 20 0, 05 0, 25 0, 10 массивно контрфорсные I IV классов Арочные I IV классов 0, 40 0, 20 0, 60 0, 35 0, 40 Примечание. Для контрфорсных плотин с плоским или арочным перекрытием эпюра пьезометрического напора при фильтрации под действием расчетного напора Hd принимается по треугольнику с ординатой hf = 0 на низовой грани верхового клина плотины.
Скачать презентацию Лекция 3 Устройство бетонной водосливной плотины гравитационного типа
Лекция 3 - Плотины на скальном основании. Напорная фильтрация.ppt