Проектирование и строительство земляных плотин

Такая конструкция плотины обеспечила высокую устойчивость плотины и малую водопроницаемость. Но ядерные намывные плотины не получили большого применения ввиду редкого наличия в районе строительства карьеров с разными грунтами и сложности технологии. Преимуществом ядерных плотин заключаются в возможности возведения высоких плотин и сокращения объема плотины за счет откосов повышенной крутизны.

При возведении этой сложной плотины, по предложению группы инженеров, в том числе инженера Звонцова А. А., был успешно внедрен безэстакадный намыв при намыве гравийных призм.

Рис. 11.3.3. Мингечаурская ГЭС с ядерной плотиной

1 — ядро: 2 — промежуточные зоны; 3 — боковые призмы; 4 — верховая перемычка; 5 — проектные границы; 6 — фактический состав смеси грунтов в бункере-смесителе.

3. Третий тип плотин, нашедший широкое распространение при намыве ограждающих дамб сравнительно небольших водоемов (охладители ТЭС и др.), относится к одностороннему намыву дамб с верхним пляжным откосом укладки грунта с заложением m = 30 — 40 при песчаных грунтах и m = 15 -20 при гравийных грунтах. Эти заложения откосов достигаются при торцовом безэстакадном намыве. При рассредоточенном намыве из выпусков и средней концентрации пульпы свободные откосы растекания приобретают заложение в 2 — 1.5 раза круче. Этих заложений откосов в большинстве случаев достаточно для защиты от волнового размыва и позволяет отменить их бетонное или каменное крепление. Экономия от отмены крепления откоса перекрывает увеличение объема намыва со свободным откосом.

Рис. 11.3.4. Дамба с динамически устойчивым для волны откосом.

В [2] приводится рекомендуемый расчет заложения волноустойчивого откоса в зависимости от высоты волны в водоеме и среднего диаметра частиц грунта. Схема такого сооружения приведена на рис. 11.3.4.

11.4. Фильтрация при намыве плотины и мероприятия по сохранению откосов

Приводим натурные наблюдения за состоянием кривой депрессии, выполненные при намыве плотины Цимлянской ГЭС (Л. Отчет по строительству Цимлянской ГЭС).

На строительстве Цимлянской земляной плотины силами Днепропетровского института инженеров транспорта имени Л. М. Кагановича велись наблюдения за положением депрессионной кривой в процессе намыва.

Силами строительства проводились опытные работы по искусственному повышению влагоотдачи намываемого грунта.

В результате наблюдений за депрессионной кривой установлены следующие зависимости.

Основным решающим фактором, влияющим на положение кривой депрессии, являются фильтрационные качества основания плотины. При песчаных основаниях депрессионная кривая располагается на глубине 4—5 м от внешних контуров откоса плотины (фиг. 89), а при основаниях из связных грунтов (суглинки) депрессионная кривая находится от поверхности откоса на глубине 2 м (фиг. 90).

Наблюдения за устойчивостью откосов показали, что при намыве крупнозернистых песков количество воды, фильтрующейся через откосы, увеличивалось и в результате гидродинамического воздействия уменьшалась устойчивость откосов. При намыве мелкозернистых песков, обладающих меньшей фильтрационной способностью, фильтрация через откосы плотины уменьшалась, что благоприятно отражалось на устойчивости откосов. С увеличением интенсивности намыва увеличивалась площадь пляжа карты, одновременно покрытой пульпой, и вместе с тем увеличивался выход воды из откосов плотины, снижая их устойчивость.

При исключительно малой интенсивности наблюдались случаи, когда вся вода пульпы успевала профильтроваться через грунт пляжа, не доходя до отстойного прудка и не поступая, таким образом, в водосбросную систему.

На строительстве Цимлянской плотины были проведены в производственных условиях опыты применения иглофильтровых установок и глубинных насосов для откачивания воды из тела намывной плотины. Необходимость применения иглофильтровых установок возникла на одной из карт правобережной части плотины, где вследствие наличия водоупора в основании и повышенной интенсивности намыва появились отдельные локальные оползни, угрожавшие устойчивости всего откоса. Для предотвращения дальнейшего разрушения откоса были поставлены два яруса иглофильтровых установок, которые снизили депрессионную кривую и прекратили оползневые явления.

Изучение влияния откачивания иглофильтровыми установками на положение депрессионной кривой показало, что депрессионная кривая опустилась на глубину 8 м от дневной поверхности низового откоса (фиг. 89). В то же время депрессионная кривая на верховом откосе выклинивалась на высоте 2 м и находилась в верхней части откоса на глубине 4 м, что объяснялось отсутствием искусственного водоотлива в основании откоса.

Фиг. 89. Депрессионные кривые при намыве карты правого берега (основание песчаное).

[5].