Проектирование земляной плотины

Подождите немного. Документ загружается.

Где V

мо

- мертвый объем



- среднемноголетняя мутность,



=90 г/м

(по заданию).



- объемный вес взвешенных наносов. Принимаем



=1,2 т/м

3. Проектирование

гидроузла.

3.1.

Определение отметки нормального подпорного уровня (НПУ) и уровня

мёртвого объёма (УМО) .

Отметки нормального подпорного уровня (НПУ) и отметки уровня мёртвого объёма

(УМО) устанавливаются из кривых связей площадей и объёма водохранилища, построенных

по данным таблицы №3.

По этим кривым определяется площадь затопления при отметках НПУ и УМО. Узнав

НПУ



УМО



проверим обеспечение санитарных требований при работе водохранилища.

Мертвый объем считается приемлемым, если средняя глубина водохранилища при

отметке УМО будет больше 2 м, то найденные параметры можно считать окончательными.

Отметка

горизонта

воды z,

(м)

Затопляемая

площадь



)10(

Средняя площадь м/д

горизонталями

w

)10(

Объем воды

м/д

горизонталями

V

)10(

Объем

водохранилища V,

)10(

1 2 3 4 5

306

0,70

1,06

0,12 0,12

308 1,42 0,15

0,27

2,24

310

3,05

0,44

0,71

5,37

312 7,69

1,07

1,78

9,46

314 11,23

1,88

3,66

12,93

316 14,62

2,58

6,24

16,71

318 18,80

3,34

9,58

21,61

320 24,42

4,32

13,9

10730,1

102,1

901023,25690

мо



















366

1023,13)73,150,11(10 мVVV

мополезн



мм

умо

мо

умо

225,2

1069,7

1073,1









101,24 м

НПУ





1069,7 м

УМО





мНПУ 75,319

мУМО 312

30,65

322 36,87

6,13

20,03

44,63

324 52,39

8,92

28,95

70,78

326 89,17 14,15 43,1

3. 2. Определение отметки гребня (ГП) и габаритов земляной плотины.

3.2.1. Определение отметки гребня плотины (ГП).

Отметка гребня плотины (ГП) складывается из отметки расчетного статического уровня

верхнего бьефа и превышении d, гарантирующего от перелива воды через гребень.

В общем случае статическим расчетным уровнем является нормальный подпорный

уровень (НПУ) и форсированный уровень (ФУ), для каждого из которых определяется

превышение d. За отметку гребня принимается большая из двух величин:

НПУ

dНПУ 

УФ

dУФ 

В курсовой работе отметку гребня допускается определить только из условия НПУ, т.о.

отметка гребня плотины равняется:

где h

– высота наката на откос ветровой волны

h

- высота ветрового нагона волны

- запас, равный 0,5м

где D – длина разгона волны (по заданию D=4,2км)

k - коэффициент, учитывающий нарастание волны



- скорость ветра (по заданию

см22



)



- крутизна волны





 073,0







 Dkh 073,0

hh 









4,0

м43,14

052,0

2,4

22073,0





926,171828,21

2,44,0





мh 446,1052,02,422926,1073,0







199







052,0

199











мДнаНПУH 35,174,30275,319 

ahhd

нНПУ



НПУ

dНПУГП 

где



– угол между продольной осью водоёма и господствующим

направлением ветра (по заданию





)

Т.к значение H находится в промежутке 15-50, то, интерполируя, находим

1,3

6,2

Верховой откос имеет бетонное покрытие, значит коэффициент шероховатости

поверхности откоса К

=0,9

Для определения высоты наката на откос ветровой волны воспользуемся формулой:

3.2.2. Конструктивное решение профиля плотины.

Тип плотины определен исходя из инженерно-геологических, гидрогеологических и

климатических условий, а также наличия строительных материалов и назначения сооружения.

Конструкция поперечного профиля плотины — из однородного грунта. Тело плотины

принимаем из пылеватого лессовидного суглинка с К

108





см/с. Высота плотины —

19,68м. Профиль плотины формируется откосами, гребнем и бермой.

Ширина гребня плотины определена с учетом использования плотины для транспортных

и пешеходных целей. Ширина проезжей части —7,0 м , пешеходных тротуаров — по 1,5 м.

Общая ширина гребня плотины 10 м.

Покрытие проезжей части автодороги выбирается в зависимости от ее категории и

укладывается на подготовку из гравийно-песчаного или щебеночного грунта. Так как гребень

плотины сложен из глинистых грунтов, то для его защиты от промерзания укладывается слой

несвязного (песчаного) грунта, толщина которого, включая и покрытие гребня, должна быть

не менее глубины промерзания грунта в районе строительства.

В пределах обочин в соответствие с ГОСТ 2.34.57 -79 устанавливается ограждение в

виде металлической решетки. Со стороны верхнего бьефа устраиваться сплошной

волнозащитный парапет.

Для отвода поверхностных вод гребню плотины придается односторонний поперечный

уклон, а на обочине устраиваются ливнестоки. Принимаем по рекомендациям [1]

односторонний уклон i = 0,02 .

Заложение откосов назначено с учетом опыта строительства и эксплуатации

аналогичных сооружений. Уточняется расчетом на статистическую устойчивость откосов. С

учетом грунта отсыпки принимаются следующие заложения откосов: верховой – 3,1, низовой

– 2,6

Высота плотины 19,68 м вызывает необходимость устройства бермы. Она устраивается

на отметке 313,08 м со стороны нижнего откоса. Ширина бермы принята 4,0 м. Ее назначение:

• Увеличение ширины плотины по основанию

• Удлинение пути фильтрации

Функциональное использование берм: низового откоса - предотвращение разрушения

откоса талыми и дождевыми водами и верхового — упор основного крепления. На внутренней

12,143,1435,17





мhh 446,1446,11





м43,1443,141





мh 024,05cos

35,1781,9

2,422

102

















мh

808,1

446,1

43,14

1,3

446,19,02







332,25,0024,0808,1 

нпу

1



поэтому

мГП 08,32233,275,319 

ПВГПH

плот



мH

плот

68,194,30208,322 

стороне бермы устраивается кювет, служащий для сбора и организованного отвода дождевых

и талых вод.

Верховой откос выполняется из сборных ж/б плит 4x4x0,2. Все виды креплений верхового

откоса плотины укладываются на подготовку в виде обратного двухслойного фильтра.

Минимальная толщина подготовки 35 см.

Низовой откос — посев многолетних трав по слою растительного грунта, толщиною 0,3

м, в клетках из дерна.

Сопряжение тела плотины с основанием выполнено в виде глиняного зуба в

русловой части и срезки растительного грунта под всем основанием плотины. Пески

левого склона перекрыты металлическим шпунтом глубиной от 3-х до 5-и метров, а на

правом склоне – врезкой глиняного зуба глубиной до 2-х метров в глиняные породы.

Дренажные устройства предназначены с целью:

• Приема и отвода в нижний бьеф фильтрационной воды

• Уменьшения зоны действия фильтрационного потока для повышения устойчивости

низового откоса

• Недопущение выхода фильтрационного потока на низовой откос -

заглубление депрессионной кривой ниже глубины промерзания

Дренажная призма расположена в непромерзающей части профиля плотины. Для

устройства обратного фильтра дренажа применяется искусственный пористый материал —

пористый бетон.

Кривая депрессии выклинивается на низовом откосе в дренажной призме ниже

глубины промерзания. Для отвода дренированных и атмосферных вод за низовым

откосом плотины запроектирована дренажная канавка с уклоном в сторону русла.

Трубчатый дренаж следует применять, как правило, на тех участках плотины, где в период ее

эксплуатации вода в нижнем бьефе отсутствует или присутствует кратковременно.

Трубчатый дренаж принимается из асбестоцементных труб (перфорированных) с

заделанными стыками, с отсыпкой обратным фильтром.

Сечение дренажных труб следует определять гидравлическими расчетами. Диаметр

дренажной трубы следует принять 400 мм. По длине трубчатого дренажа через каждые 200 м

устраиваются смотровые колодцы, располагаемые с учетом рельефа местности и требуемых

уклонов.

Для пропуска избыточных весенних и летних паводковых вод в правом плече

плотины запроектирован открытый водосброс автоматического действия.

Автоматичность работы достигается устройством водосливной стенки на отметке нор-

мального подпорного уровня воды в водохранилище. Водосброс рассчитан на пропуск

расчетного, весеннего расхода 1% обеспеченности равного 164,75 м

/с.

Сброс воды осуществляется по всему периметру водосливной стенки. Для

уменьшения скорости течения воды в лотке, днище водоската выполнено с

искусственной шероховатостью.

Водоспуск используется для полезного постоянного пропуска воды из водохранилища в

нижний бьеф. Открытый береговой водосброс состоит из подводящего канала и

водоотводящего устройства.

Гашение энергии водного потока предусмотрено в водобойном колодце

прямоугольного сечения, выполненном из монолитного железобетона В-15. В конце

колодца запроектирована водобойная стенка высотой

90 см. Под днищем колодца уложен обратный фильтр и сделаны отверстия для

вывода фильтрационного потока.

Чтобы полностью исключить действие сил морозного пучения, которые не

учитывались при расчете толщины днища сооружения, под всем сооружением

убирается глинистый грунт и заполняется песком на глубину промерзания.

Проектом предусматривается устройство водоспуска в теле грунтовой плотины. Донный

водоспуск служит для постоянного попуска бытовых расходов р. Клязьма, а так же

может быть использован для попуска воды в нижний бьеф для различных

хозяйственных нужд.

Сооружение запроектировано из трубопровода в две нитки стальных труб D

=800

мм с толщиной стенок 22 мм, уложенных на бетонный фундамент. Стальные трубы

расположены в ж/б галерее высотой 3,1м. Размеры галереи назначены из условий пропуска по

ним строительного расхода и из условий размещения в них напорных трубопроводов и

обеспечения возможности их осмотра и ремонта. Галерея разрезана по длине швами на

отдельные секции длиной 10метров. В швах секций предусмотрены противофильтрационные

устройства в виде компенсаторов и шпонок. Расчетный расход для одной нитки

сооружения 5,89 м

/с, для двух – 11,78 м

/с, что дает возможность опорожнить

водохранилище за 13 суток, что достаточно по санитарным и эксплуатационным

условиям работы водохранилищного узла.

Сооружение состоит из входного оголовка, двух ниток самотечного трубопровода,

помещения для размещения задвижек и концевого участка.

Входной оголовок из монолитного железобетона для создания равномерности

скорости на входе предусмотрен в виде вихревой камеры. Для задержания мусора на

входе устанавливается металлическая решетка.

Гашение энергии в нижнем бьефе осуществляется в воронке размыва. С целью

уменьшения глубины и плановых размеров воронки размыва на конце труб

устраивается водобой и рисберма, которая обеспечивается сопряжения водобоя с руслом и

предохранения русла от размыва, для гашения пульсаций, выравнивания и снижения

скоростей водного потока. Часть рисбермы, примыкающая к водобою, устраивают в виде

мощного покрытия из отдельных бетонных плит и массивов, а концевую часть выполняют из

более податливых элементов (габионов, фашин, каменной наброски и др.).

Для регулирования работы сооружения предусматривается установка

соответствующей трубопроводной арматуры, которую предполагается разместить в

камере, смонтированной из сборных железобетонных элементов. Камера, с целью

поддержания внутри нее положительной температуры, обсыпается местным грунтом,

образуя площадку на низовом откосе плотины.