Способ строительства водонапорного сооружения преимущественно в каньонах с берегами из водопроницаемых и водоупорных слоев грунта
Владельцы патента RU 2273690:
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова (RU)
Изобретение относится к области гидротехнического строительства, преимущественно к способам возведения водонапорных сооружений из местных материалов в каньонах. Способ включает формирование тела сооружения с примыканием к берегам посредством их планировки по наклонным плоскостям, уполаживание прилегающих к сооружению берегов, устройство противофильтрационных преград, дренажа сооружения и береговых склонов нижнего бьефа. В верхнем бьефе также сооружают дренаж береговых склонов, уполаживание берегов каньона производят устройством террас в водоупорных слоях грунта верхнего и нижнего бьефов. По поверхности террас у подошвы откоса прокладывают открытые каналы, а вдоль продольной оси сооружения в верхнем и нижнем бьефах - коллекторы, при этом открытые каналы в верхнем бьефе сообщают с береговым дренажом, а в нижнем - с береговым дренажом и дренажом сооружения и соединяют с коллекторами, которые имеют выход в каньон и проложены на таком расстоянии от сооружения, чтобы призма обрушения грунта откосов коллекторов с наиболее опасной поверхностью скольжения находилась за пределами тела сооружения. Изобретение повышает надежность водонапорного сооружения путем устранения возможности разрушения его основания и низового откоса при размыве и суффозии грунта. 6 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области гидротехнического строительства, преимущественно к способам возведения водонапорных сооружений из местных материалов в каньонах с берегами из водопроницаемых и водоупорных слоев грунта.
Известен способ строительства водонапорного сооружения, включающий отсыпку плотины с одновременной планировкой нескальных берегов и сооружение противофильтрационных преград в берегах, являющихся продолжением ядра плотины, и дренажа в береговых склонах нижнего бьефа с целью отвода воды, фильтрующейся в обход плотины (Чугаев P.P. Гидротехнические сооружения. Часть 1. - Глухие плотины. М.: Агропромиздат, 1985, с.95, 97).
К недостаткам этого способа следует отнести невозможность получения в глубоких каньонах устойчивых береговых откосов, сложенных из водопроницаемых слоев грунта, в связи с их размывом выклинивающимися фильтрационными потоками и последующим возможным обрушением. Кроме этого, отсутствие берегового дренажа в верхнем бьефе может способствовать разрушению береговых склонов верхнего бьефа при быстром снижении уровня воды в водохранилище в процессе водозабора или в результате аварийной ситуации при разрушении плотины.
Наиболее близким техническим решением является способ строительства водонапорного сооружения, включающий устройство в земляных плотинах мощных каменных призм с фильтрами или дренажом, а в нижнем бьефе для предупреждения заболачивания береговых склонов и повышения их устойчивости устраивают береговой дренаж, включив его в плотинный дренаж (Замарин Е.А., Попов К.В., Фандеев В.В. Гидротехнические сооружения. М.: Стройиздат, 1952, с.230-231).
Недостатком этого способа наряду с вышеуказанными является то, что весь фильтрационный поток берегового дренажа направляют в плотинный дренаж, что снижает надежность сооружения из-за возможного разрушения его основания и низового откоса за счет размыва и суффозии грунта.
Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемый способ строительства водонапорного сооружения, преимущественно в каньонах с берегами из водопроницаемых и водоупорных слоев грунта, включающий формирование тела сооружения с примыканием к берегам посредством их планировки по наклонным плоскостям, уполаживание прилегающих к сооружению берегов, устройство протифофильтрационных преград сооружения, дренажа сооружения береговых склонов нижнего бьефа, при котором в верхнем бьефе также сооружают дренаж береговых склонов, уполаживание берегов каньона производят устройством террас в водоупорных слоях грунта верхнего и нижнего бьефов, по поверхности террас у подошвы откоса прокладывают открытые каналы, а вдоль продольной оси сооружения в верхнем и нижнем бьефах - коллекторы, при этом открытые каналы в верхнем бьефе сообщены с береговым дренажом, а в нижнем - с береговым дренажом и дренажом сооружения и соединены с коллекторами, которые имеют выход в каньон и проложены на таком расстоянии от сооружения, чтобы призма обрушения грунта откосов коллекторов с наиболее опасной поверхностью скольжения находилась за пределами тела сооружения.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что сооружение берегового дренажа в верхнем бьефе предотвращает разрушение береговых склонов верхнего бьефа при быстром снижении уровня воды в водохранилище, позволяет получить устойчивые береговые откосы в глубоких каньонах, включающих водопроницаемые слои грунта.
Прокладка по поверхности террас открытых каналов, сообщенных с коллекторами, обеспечивает отвод фильтрационного потока дренажа береговых склонов верхнего и нижнего бьефов за пределы сооружения.
Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема возведения водонапорного сооружения в каньоне по предлагаемому способу (в плане); на фиг.2 - сечение по А-А фиг.1; на фиг.3 - сечение фиг.1 по Б-Б; на фиг.4 - сечение по В-В фиг.1; на фиг.5 - сечение по Г-Г фиг.1; на фиг.6 - сечение по Д-Д фиг.1.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Формирование тела сооружения 1 с примыканием к берегам 2 каньона осуществляют, начиная с их предварительной планировки по наклонным плоскостям 14 (фиг.2). Одновременно с формированием тела сооружения 1 производят уполаживание берегов каньона устройством террас 3 в водоупорных слоях 4 грунта нижнего (НБ) и верхнего (ВБ) бьефов и возведение противофильтрационной преграды в теле сооружения 1 - ядра 15 с его врезкой 16 в основание сооружения (фиг.3, 4). В водопроницаемых слоях 6 грунта береговых склонов ВБ и НБ устраивают дренаж 5 для отвода грунтовых вод (фиг.3, 6). В теле сооружения 1 также устраивают дренаж 7. По поверхности террас 3 у подошвы откоса прокладывают открытые каналы 8 (фиг.1, 4). В ВБ эти каналы сообщены с береговым дренажом 5, а в НБ - с береговым дренажом 5 и дренажом 7 сооружения.
В ВБ и НБ вдоль продольной оси сооружения прокладывают коллекторы 9 (фиг.1, 5) на таком расстоянии от сооружения, чтобы призма обрушения грунта откосов коллекторов 9 с наиболее опасной поверхностью 10 скольжения находилась за пределами тела сооружения. Коллекторы 9 имеют выходы в каньон: в ВБ - в водохранилище 11, в НБ - в водоток 12. Посредством коллекторов 9 открытые каналы 8 сообщены с дном каньона. При этом стоки берегового дренажа 5 ВБ и НБ, а также дренажа 7 сооружения 1 по каналам 8 и коллекторам 9 направляют в каньон.
Таким образом, предлагаемый способ строительства водонапорного сооружения позволяет получить устойчивые береговые откосы в глубоких каньонах, включающих водопроницаемые слои грунта, предотвратить разрушение береговых откосов ВБ при быстрой сработке уровня воды водохранилища и заболачивание нижнего бьефа, а также значительно повысить надежность сооружения, устранив возможность разрушения его основания и низового откоса при размыве и суффозии грунта.
Способ строительства водонапорного сооружения преимущественно в каньонах с берегами из водопроницаемых и водоупорных слоев грунта, включающий формирование тела сооружения с примыканием к берегам посредством их планировки по наклонным плоскостям, уполаживание прилегающих к сооружению берегов, устройство противофильтрационных преград сооружения, дренажа сооружения и береговых склонов нижнего бьефа, отличающийся тем, что в верхнем бьефе также сооружают дренаж береговых склонов, уполаживание берегов каньона производят устройством террас в водоупорных слоях грунта верхнего и нижнего бьефов, по поверхности террас у подошвы откоса прокладывают открытые каналы, а вдоль продольной оси сооружения в верхнем и нижнем бьефах - коллекторы, при этом открытые каналы в верхнем бьефе сообщают с береговым дренажом, а в нижнем - с береговым дренажом и дренажом сооружения и соединяют с коллекторами, которые имеют выход в каньон и проложены на таком расстоянии от сооружения, чтобы призма обрушения грунта откосов коллекторов с наиболее опасной поверхностью скольжения находилась за пределами тела сооружения.
